Как работает ремень безопасности в машине механизм
Назначение и принцип работы натяжителя и ограничителя ремня безопасности
Использование ремня безопасности является обязательным для каждого водителя и его пассажиров. Чтобы сделать конструкцию ремня более эффективной и удобной, разработчиками были созданы такие устройства, как преднатяжитель и ограничитель. Каждое выполняет свою функцию, но цель их применения одна – обеспечение максимальной безопасности каждого человека, находящегося в салоне движущегося автомобиля.
Натяжитель ремня
Натяжитель (или преднатяжитель) ремня безопасности обеспечивает надежную фиксацию тела человека на сиденье, а в случае аварии предотвращая перемещение водителя или пассажира вперед относительно движения автомобиля. Такой эффект достигается благодаря сматыванию и более крепкому затягиванию ремня безопасности.
Многие автомобилисты путают преднатяжитель с обычной инерционной катушкой, которая также входит в конструкцию ремней безопасности. Однако натяжитель имеет свою схему действия.
Благодаря срабатыванию преднатяжителя, максимальное перемещение тела человека при ударе составляет 1 см. Скорость срабатывания устройства составляет 5 мс (в некоторых устройствах данный показатель может достигать 12 мс).
Устанавливается такой механизм как на передние, так и на задние сиденья. Чаще всего устройство входит в комплектацию более дорогих машин. Однако иногда преднатяжитель можно увидеть и в максимальных комплектациях автомобилей эконом-класса.
Виды устройств
В зависимости от принципа действия выделяют несколько основных видов натяжителей ремня:
Каждый из них оснащается механическим или автоматическим приводом. Работа механизма в зависимости от конструкции может осуществляться автономно или в комплексе пассивной системы безопасности.
Принцип работы
Схема работы преднатяжителя довольно проста. Принцип действия основан на следующей последовательности:
При такой схеме работы грудная клетка человека подвергается высоким нагрузкам: тело по инерции еще продолжает двигаться вперед, в то время как ремень уже стремится максимально сильно прижать его к сиденью. Чтобы ослабить воздействие прочной ленты ремня, конструкторы стали оснащать автомобили ограничителями ремней безопасности.
Ограничители ремня
Во время аварии неизбежно возникают сильные перегрузки, которые действуют не только на автомобиль, но и на людей, находящихся внутри него. Для того чтобы уменьшить возникающую нагрузку, используются ограничители усилия натяжения ремня безопасности.
При ударе устройство приотпускает ленту ремня, обеспечивая наиболее плавный контакт с открывшейся подушкой безопасности. Таким образом, сначала натяжители максимально крепко фиксируют человека на сиденье, а затем ограничитель усилия немного ослабляет ленту до такой степени, чтобы снизить нагрузку на кости и внутренние органы человека.
Виды устройств
Наиболее удобным и технически простым способом ограничения усилия натяжения является петлеобразно прошитый ремень безопасности. Чрезвычайно высокие нагрузки разрывают швы, благодаря чему длина ремня увеличивается. Но надежность удержания водителя или пассажиров при этом сохраняется.
Также в автомобилях может применяться торсионный ограничитель. В катушке ремня безопасности устанавливается торсионный вал. В зависимости от действующей нагрузки, он может скручиваться на больший или меньший угол, предотвращая пиковые воздействия.
Даже незначительные на первый взгляд устройства могут увеличить безопасность людей в автомобиле и смягчить травмы, полученные при аварии. Одновременное действие преднатяжителя и ограничителя в экстренной ситуации помогает крепко фиксировать человека на сиденье, но при этом излишне не сдавливать его грудную клетку ремнем.
Принцип работы ремня безопасности
Ремень безопасности. Устройство, принцип работы, виды ремней безопасности
Ремень безопасности – это средство пассивной защиты водителя, пассажиров и транспортного средства. Его основной функцией является удерживание пассажира в максимально статичном положении при совершении экстренного торможения (по причине ДТП или просто резкого торможения).
Принцип работы ремня безопасности
Ремень безопасности должен фиксировать тело пассажира в постоянном месте в стабильном положении. Тело во время езды передвигается, а неудачный маневр водителя или какой-либо занос могут спровоцировать аварию, которая благодаря ремню не должна отразиться на пассажирах или отразиться в меньшей степени. Поэтому ремень нужно уметь правильно фиксировать.
Ремни безопасности изготавливаются из растягивающего волокна, которое способно поглощать возникшую дополнительно кинетику за счет противодействия двух тел.
Устройство ремня безопасности
Работу втягивающего устройства ремня безопасности осуществляет храповый механизм. Функциональность аварийной блокировки осуществляет чувствительный элемент. В его основе лежит обычный металлический шарик. При его смещении катушка фиксируется системой рычажков. Некоторые устройства вместо шарика оснащены маятником.
Система натяжения ленты работает благодаря маховику, который зафиксирован на оси катушки. Он представляет собой маленький диск, обеспечивающий плавность процесса. В момент аварии этому диску приходится преодолевать силу трения. При этом параллельно образуется давление на винтовую поверхность.
Функция болтов – надежное крепление всего устройства во время движения. Они состоят из твердого сплава, который способен выдерживать крупные нагрузки. Для максимальной надежности их прикрепляют к каркасу машины.
Виды ремней безопасности
Видео: спасает ли ремень безопасности
Составные элементы и их назначение
Крепеж
Зачастую точки крепления устанавливаются на элементах кузова. Дело в том, что тело человека в момент инерционного смещения вперед создает значительную нагрузку на ремень. Если точки будут вкручены в сиденье, то из-за сильной нагрузки конструкция может не выдержать и спинка подастся вместе с телом.
Замок
Замок обеспечивает разъемную точку крепежа. Работа замка очень проста – на язычке, расположенном на ремне, проделывается отверстие, а в замке используется штифт. При установке язычка штифт заходит в отверстие и обеспечивает надежную фиксацию. Для разъединения надо нажать на специальную клавишу замка, чтобы втянуть штифт и высвободить язычок.
Инерционные катушки
Она обеспечивает автоматическое сматывание ленты, чтобы он не мешал. Вытянуть обратно можно плавным движением. Но при попытке быстрого разматывания механизм блокирует катушку.
— при отстегивании лента сама сматывается
— катушка самостоятельно регулирует натяжку
— блокировка катушки при резком разматывании.
— блокировка катушки происходит не сразу, и длина ремня все же немного увеличивается, из-за чего туловище успевает набрать небольшое ускорение. А это повышает вероятность травмирования.
Ограничители
Торсион катушки
Ограничитель представляет собой торсион, который выступает в роли оси для катушки.
При столкновении катушка блокирует разматывание ремня, тело упирается в ремень, что создает нагрузку на ленту.
При достижении определенного усилия на лямке, торсион начинает скручиваться, проворачивая катушку и отматывая ремень. Из-за этого и происходит плавное гашение усилия на ремне.
Преднатяжители
Преднатяжители натягивают ремень еще до того, как тело начинает инерционное движение. То есть он предотвращает получение ускорения. Эти устройства работают на опережение и для этого используются датчики удара, применяемые в конструкции подушек безопасности.
Работают преднатяжители так: в момент удара при столкновении датчики регистрируют его и подают сигнал на блок управления. Тот в свою очередь задействует исполнительные механизмы, и они мгновенно натягивают ленту, исключая даже малейшее смещение тела вперед.
Преднатяжители бывают двух типов – пиропатронные и электроприводные.
Система ремней безопасности с натяжителями
Натяжитель ремня безопасности сматывает ремень безопасности при столкновении в обратном направлении. Это помогает уменьшить свободу прилегания ремня безопасности (зазор между ремнем безопасности и телом). Таким образом, с помощью ремня безопасности заранее предотвращается перемещение пассажира вперёд (относительно движения автомобиля).
Натяжное устройство ремня безопасности улучшает степень натяжения и повышает защиту против выскальзывания из-под ремня. Это достигается за счет немедленного срабатывания натяжного устройства ремня безопасности во время первоначального удара. Максимальное перемещение водителя или пассажира в переднем направлении должно равняться приблизительно 1 см, а продолжительность процесса механического натяжения должно составлять 5 мс (максимальное значение – 12 мс).
Кроме механических натяжных устройств в настоящее время многие производители оборудуют автомобили пиротехническими натяжителями.
Рис. Пиротехнический натяжитель: 1 – ремень безопасности; 2 – пиротехнический патрон; 3 – поршень
Они срабатывают, когда встроенный в систему датчик, регистрирует превышение ранее заданного порога замедления, свидетельствующего о начале столкновения. При этом включается детонатор пиротехнического патрона. При взрыве патрона выделяется газ, давление которого действует на поршень, соединенный с ремнем безопасности. Поршень быстро перемещается и натягивает ремень. Обычно время срабатывания устройства составляет не более 25 мс после начала удара.
В зависимости от конструкции и принципа действия существуют следующие типы натяжителей ремней безопасности:
Ремень безопасности. Гениальная простота.
Приветствую, уважаемые читатели!
В истории развития автомобилей есть несколько серьёзных прорывов, когда новые изобретения начинали использоваться всеми производителями и порой становились даже обязательными. Одним из таких важных событий стала забота о безопасности водителя и пассажира, символами которой, пожалуй, стали ремни и подушки безопасности.
Такое приспособление как «ремень безопасности» было запатентовано в 1885 году и предназначено было для «прикрепления человека к неподвижному объекту. Об автомобиле тогда никто еще и не подумал. С широким распространением автомобилей в разные годы изобретатели предлагали своё видение того, как обезопасить водителя и пассажиров в случае ДТП.
В 1934 году в США были запатентованы ремни для задних пассажиров — изобретение получило название «стабилизирующее приспособление для пассажиров в автомобиле». Хотя складывается впечатление, что натянутый на расстоянии 30 см от груди пассажира ремень вряд ли сделает поездку более безопасной. Затем был запатентован поясной ремень, рассчитанный, правда, на всех, кто находится на переднем или заднем диване одновременно. Ремень безопасности в знакомом для нас виде впервые был запатентован в 1955 году и применятся начал примерно в то же время, причём сразу по обе стороны океана.
Начиная с 1949 года, американские автопроизводители стали предлагать ремни безопасности в качестве дополнительного оборудования. Человек мог выбирать – хочет ли он заботиться о собственной жизни или предпочтет экономить несколько баксов и положиться на волю случая. Первой с предложением ремней безопасности клиентам стала марка Nash, в 1955 такую опцию стал предлагать Ford. Предлагались только поясные ремни. В Европе на высокую смертность при ДТП первыми обратили внимание шведы и уже в 1958 году на автошоу в Нью-Йорке был показан первый серийный автомобиль с поясным ремнём в базовом оснащении, которым стал Saab GT750.
Автором же стандартных на сегодняшний день трехточечных ремней стал инженер компании Volvo Нильс Болин. Как отмечал сам изобретатель, работавший ранее над самолётами Saab, пилоты готовы застегнуть столько ремней, сколько потребуется, ради спасения своей жизни, а водители же не готовы терпеть даже минутного неудобства, потому конструкцию ремня следовало максимально упростить. Именно поэтому он упростил уже запатентованный ранее трехточечный ремень с пряжкой на поясе и предложил ремень, который можно было застегнуть одним движением всего за секунду. В 1959 году была представлена модель Volvo PV444, в которой этот ремень был опциональным, а чуть позже им стали оснащаться все автомобили Volvo Amazon для шведского рынка и с 1963 года — во всём мире. Шведская компания запатентовала свою разработку, но позволила всем автопроизводителям пользоваться ей бесплатно. Теперь компания Volvo не без гордости заявляет, что в каждом автомобиле есть частичка труда Нильса Болина.
Сейчас в автоиндустрии можно встретить не только трехточечные ремни, а еще четырёх-, пяти- и шеститочечные. Четырёхточечные часто применяются для тюнинговых серийных авто — они обеспечивают большую безопасность при столкновении и довольно удобны в эксплуатации. Пятиточечные применяются в детских креслах и автоспорте, включают один ремень между ног. Шеститочечные применимы в некоторых видах профессионального автоспорта.
Несмотря на тысячи спасённых жизней, потребители долго относились к ремням как к навязанной опции и приводили аргументы о том, что ремень может удушить и нанести еще какой-либо вред. Долгие годы поясной ремень соседствовал с трёхточечным и крупные автопроизводители полностью от него отказались лишь в 2007 году, а до того он еще встречался на задних сидениях.
Несмотря на относительную простоту конструкции, ремень безопасности продолжает эволюционировать. В 60-х ремни стали инерционными (самостоятельно втягивались при отстёгивании), а так же удерживали пассажира при столкновении, не вытягиваясь при резких рывках.
В 70-х появился надоедливый зуммер и индикатор на приборной панели, напоминающие о непристёгнутом ремне. Как многие из вас знают, чтобы избежать надоедливого звона многие водители застёгивают ремень за спиной, но производители пытались бороться и с этим. Устанавливались специальные модули, считывающие последовательность действий: открыл, сел, пристегнулся, завёл. Если позиция «пристегнулся» шла в другом порядке или отсутствовала, модуль не позволял автомобилю заводиться. Однако система показывала себя не очень надёжной и кроме того встретила негодование водителей.
В 1981 году на Mercedes-Benz S-класса в качестве стандартного оборудования появился преднатяжитель, который затягивает ремень в момент аварии, не давая телу пассажиров сместится, и позволяет избегать травм в связи с этим. Изначально в действие преднатяжитель приводился пиропатроном и срабатывал одновременно с подушкой безопасности, что делало его одноразовым, однако сейчас механизм более совершенен и призван срабатывать не только в случае ДТП, но и при резких торможениях, разгонах и в крутых поворотах.
Начиная с 2013 года, на некоторых американских моделях Ford стал предлагать надувные ремни. Его верхняя часть, в случае ДТП, надувается, что позволяет лучше зафиксировать пассажира и избежать травм от самого ремня.
Еще в начале 70-х автопроизводители начали внедрять автоматический ремень безопасности для водителя. Стоило сесть в салон и запустить двигатель, как от средней стойки к передней стойке выезжала застёжка с ремнём, фактически вынуждая водителя пристегнуться, так как ремень мешал обзору. Наибольшее распространение система получила в Штатах, однако с появлением боковых подушек безопасности её популярность пошла на спад.
Казалось бы, совершенно незатейливый механизм спасает тысячи жизней каждый год и, что немаловажно, не перестаёт совершенствоваться и сегодня.
Очень надеюсь, что данная статья Вам понравилась! До новых встреч в моем блоге!
Также смотрите мой instagram!
Комментарии 703
А я вот работаю судоремонтником, работа тяжелая, у 80-ти процентов проблемы с суставами, спиной и ещё всякие болячки. Есть даже киборги-франкинштейны с искусственными суставами и глазом. Также не мало без пальцев… ну да ладно, издержки производства. Так вот к чему это я, раньше наши вредные условия труда компенсировались прибавкой к окладу и дополнительными 14 днями к отпуску. Потом наше заботливое государство решило провести аттестацию рабочих мест на производствах и умные кабинетные дяди и тети решили что наши условия труда, сильно изменились в лучшую сторону, поэтому дополнительные дни убрали и оставили лишь добавку к окладу, аж 4%!
И теперь мои условия труда, по их мнению, почти не отличаются от условий труда, условного менеджера по закупкам туалетной бумаги.
Затем пришли эффективные менеджеры и решили что людей слишком много, короче со всеми вытекающими.
Также к нам проявляется забота в виде прохождения медицинской комиссии каждый год, чтобы ты не дай бог не помер на рабочем месте. Но для нас она является формальной так как на вопрос — беспокоит ли что нибудь, ответ-нет, я абсолютно здоров. Иначе при нахождении у тебя болячки, тебя не посылают на длительное лечение, а просто увольняют по состоянию здоровья.
Потом государство решило позаботится обо мне чтобы я не курил, и подняло цены на сигареты. Теперь из бюджета моей семьи уходит в два раза больше денег.
Так же дела обстоят и с ремнями, государство настолько переживает за меня, что готово брать с меня Штрафы, если вдруг я решу не заботиться о себе.
«подняло цены на сигареты. Теперь из бюджета моей семьи уходит в два раза больше денег»… Один вопрос, ты дурак?
Смотря с кем сравнивать, если с тобой то- нет.
Автомобильные ремни безопасности: защита, проверенная десятилетиями
Несмотря на высокую скорость развития современных технологий, главным средством пассивной защиты водителя и пассажиров в автомобиле остаются ремни безопасности. Фиксируя положение тела во время сильных ударов, это проверенное десятилетиями устройство помогает избежать тяжелых травм, которые очень часто бывают несовместимы с жизнью. Согласно статистике, в 70% случаев людям удается выжить в серьезных авариях именно благодаря ремням безопасности.
Факты из истории и современности
Считается, что первый ремень безопасности изобрел и запатентовал в 1885 году американец Эдвард Клэгхорн. Первоначально устройство применялось для пассажиров, путешествующих в открытых каретах. Позже ремнем стали пользоваться и кучеры. Однако в автомобилестроении ремни безопасности стали появляться гораздо позже. В начале ХХ века их пытались внедрить в качестве дополнительной опции, но задумка так и не прижилась.
Сегодня ремни безопасности являются неотъемлемой частью любого автомобиля
Массово укомплектовывать свои автомобили ремнями безопасности первой начала компания Форд: в 1948 году сразу в нескольких моделях данной марки были установлены новые устройства.
В своем современном виде ремни безопасности появились в машинах только в 1959 году, когда их начал устанавливать шведский концерн Volvo.
В современных транспортных средствах ремни безопасности являются неотъемлемой частью. Во время движения пристегиваться ими необходимо не только водителю, но и каждому из пассажиров, находящемуся в салоне автомобиля. При нарушении этого правила водителя ждет штраф в размере 1 000 рублей (на основании п.12.6 КоАП РФ).
Однако вовсе не денежные взыскания, а забота о собственной безопасности обязывает водителей и пассажиров пользоваться проверенным годами средством пассивной безопасности. В случае лобового столкновения ремни исключают возможность:
При сильном боковом ударе машина может перевернуться. Известны случаи, когда непристегнутые люди вылетали через боковые окна, а затем были придавлены кузовом автомобиля. Если ремни безопасности использованы по назначению, то такой ситуации не произойдет.
Любой незафиксированный предмет в салоне автомобиля представляет опасность при столкновении для других пассажиров. Исключением не являются люди и домашние животные.
Устройство и принцип работы
На первый взгляд, конструкция ремня безопасности может показаться предельно простой. Тем не менее устройство современных ремней включает в себя довольно большой перечень элементов, в число которых входят:
Полный перечень элементов зависит от механизма работы ремня. В общей сложности выделяют три принципа действия устройств:
Виды современных ремней безопасности
По мере того как ремни безопасности начали внедрять в автомобилестроение, производители стали предлагать разные виды данных устройств. В итоге в современных автомобилях можно встретить несколько категорий ремней:
Правила эксплуатации
Использование ремня безопасности является максимально простым и удобным для водителя и пассажиров. Однако даже у этого незамысловатого устройства есть свои правила и нюансы эксплуатации.
Многие автомобилисты стараются ослабить ремень, чтобы он не сковывал движения. Однако неоправданно слабое натяжение значительно снижает тормозящее действие устройства, из-за чего его эффективность значительно снижается.
Данные статистики гласят: если человек проигнорирует необходимость использования ремня безопасности в автомобиле, то в случае аварии риск серьезных травм возрастет:
Дорога бывает совершенно непредсказуемой, поэтому в любой момент ремни безопасности могут спасти вашу жизнь.
Ремень безопасности: как устроен и принцип действия
За всю историю применения автомобильных ремней безопасности они спасли жизни миллионам людей. С развитием технологий и появлением новых материалов конструкция этих приспособлений становится все более совершенной и эффективной.
Моторпейдж предлагает вспомнить, какими были ремни безопасности на момент изобретения, чтобы сравнить их и современные модификации.
Кто придумал ремни безопасности
Первая попытка защитить водителей и пассажиров от последствий аварий была предпринята во Франции в начале прошлого века. Коллектив инженеров под руководством Луи Рено разработал сложную систему пристегивающихся ремней, которые крепились к кузову в пяти точках. Но конструкция не прижилась. Скорости передвижения тогда были небольшими, а количество машин на дорогах – очень ограниченным, поэтому водители просто не видели необходимости сковывать себя неудобными ремнями.
К середине XX века аварийность на дорогах резко возросла. Многие производители автомобилей начали оборудовать места водителя и переднего пассажира защитными ремнями. Как правило, эти конструкции были не слишком эффективными и очень неудобными в пользовании. Первый реально работающий вариант, технически близкий к современным трехточечным ремням, в 1959 году разработал молодой сотрудник шведской компании Volvo – Нильс Болен. Предложенная им система после необходимых испытаний стала элементом оборудования серийных авто.
Виды конструкций
Все существующие в наши дни разновидности ремней безопасности можно свести к трем основным типам: статическому, динамическому и опережающему. Также эти системы различают по количеству точек крепления к кузову автомобиля – их может быть от двух до шести. Самые сложные конструкции применяются в детских автокреслах и гоночных болидах. Современным стандартом стали трехточечные системы ремней безопасности, которые в легковых автомобилях устанавливаются не только спереди, но и на сиденьях заднего ряда.
Трехтотечная система ремней бывает инерционной и безинерционной. Во втором случае длину лямок требуется индивидуально регулировать под телосложение конкретного пассажира (в отстегнутом состоянии девайсы просто лежат на сиденьях). Устройства с подпружиненными инерционными катушками обеспечивают автоматическое сматывание свободных ремней. Резко вытянуть находящуюся внутри такого устройства ленту не удастся, так как при рывке её блокирует специальный стопорный механизм.
Важным направлением дальнейшего совершенствования ремней безопасности стали системы, обеспечивающие предварительное натяжение ремня. Все существующие инерционные механизмы срабатывают с небольшим запаздыванием, поэтому тело человека успевает выбрать некоторую длину лямки. Конструкция преднатяжителя подтягивает и фиксирует ремень непосредственно в момент удара авто о препятствие – сразу при получении сигнала от соответствующего датчика.
Принцип действия
Основным элементом наиболее часто применяющихся систем ремней безопасности является конструкция, состоящая из инерционной катушки и двух механизмов ‒ возврата и блокировки. Спиральная пружина, расположенная внутри или сбоку барабана, при разматывании ремня затягивается. За счет стремления вернуться в исходное положение она автоматически поддерживает необходимое натяжение ремня на теле водителя или пассажира, а при отстегивании устройства сматывает ременную ленту.
Несколько более сложным по конструкции является механизм фиксации ремня. Он состоит из подпружиненного инерционного колеса блокировки с расположенным внутри его зубчатым венцом и системой фиксаторов. Связанное с осью катушки инерционное колесо блокирует вращение первой при сильных рывках и выходит из зацепления с фиксатором при медленном вытягивании ремня. Порог срабатывания тормоза можно регулировать, изменяя натяжение внутренней пружины механизма.
Описываемая конструкция дополнена устройством блокировки вращения катушки при существенном отклонении положения кузова по горизонтали. Механизм автоматической блокировки ремня при угрозе переворачивания авто на крышу состоит из корпуса с расположенным внутри стальным шариком. При любом изменении его позиции внутри корпуса датчик воздействует на фиксатор, моментально блокирующий катушку.
Законодательные нормы
Действующее законодательство большинства стран мира запрещает продажу и эксплуатацию автомобилей, не оснащенных ремнями безопасности. Отдельные законы и правила устанавливают порядок их применения во время движения.
В России эти требования изложены в пункте 2.1.2 ПДД. Водители обязаны пристегиваться сами и не имеют права выполнять перевозку не пристегнутых пассажиров. Сумма штрафных санкций за невыполнение данного пункта Правил водителем или пассажирами в 2021 году составляет 1000 и 500 рублей соответственно (Ст. 12.6 и 12.29 КоАП РФ).