Ремни безопасности

Ремень – всего лишь капроновая лента. Но на её счету миллионы спасённых жизней. В автомобиль он пришёл прямиком из авиации ещё в начале прошлого века

Ремни безопасности

Лента ремня безопасности, сплетённая из волокон полиэстра, выдерживает более трёх тонн. Примерно столько весит средний слон, два автомобиля гольф-класса и… пристёгнутый 80-килограммовый водитель легковушки, которая сталкивается с неподвижным препятствием на скорости 80 км/ч. Чтобы не травмировать тело – не сломать грудную клетку и снизить величину замедления, – лента при чрезмерном усилии начинает вытягиваться, амортизируя нагрузку. Именно поэтому после аварии ремни надо обязательно менять

Ещё в 1903 году французский ученый и изобретатель Густав Дези Лебе предложил конструкцию пятиточечного ремня безопасности, состоящего из поясной и двух пересекающихся на груди диагональных лямок. Но идея поддержки не встретила – водители и пассажиры не хотели, чтобы их сажали на привязь, да и сам процесс пристёгивания доставлял кучу неудобств и отнимал немало времени. О ремнях вспомнили лишь спустя полвека, когда стала расти скорость, а вместе с ней и количество смертельных случаев в дорожных происшествиях. Только в 50-х годах прошлого века это удерживающее устройство стали устанавливать на автомобили сначала как дополнительное оборудование, а потом и штатно.

ремни безопасности

В России Правила дорожного движения требуют использование ремней безопасности для водителя и всех пассажиров, в том числе находящихся на заднем сиденье.

Чрезмерные усилия на ремне во время удара могут травмировать неокрепший детский организм. Поэтому маленьких пассажиров правила обязывают перевозить только в специальных креслах. Более взрослым разрешают пользоваться детскими сиденьями или бустерами, позволяющими посадить ребёнка повыше, чтобы верхняя ветвь ремня проходила через плечо, а не шею (здесь уязвимы гортань, важные сосуды и шейные позвонки), и не нанесла увечий при аварии. Высоко сидящего ребёнка также защищает и боковая шторка безопасности

Вариантов пристёгивания и крепления лямок изобрели несколько десятков, хотя многие из них по разным причинам не прижились. Порой конструкция оказывалась излишне мудрёной или пользоваться ремнями было неудобно, а некоторые и вовсе неэффективно выполняли свои функции. Так, например, поясные ремни при ударе надежно фиксируют нижнюю часть тела в кресле, но позвоночник испытывает повышенные изгибные нагрузки, а голова встречается с панелью приборов, рулём и прочими элементами интерьера. Диагональные ремни, популярные на американских моделях 60-х годов, – наоборот, удерживают тело выше пояса, но не препятствуют «подныриванию» человека под лямку во время аварии, со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Пристегнутые пассажиры в микроавтобусе

Поясные или двухточечные ремни устанавливают на самолетах, междугородных автобусах и маршрутных такси. Иногда они защищают центрального пассажира на заднем сиденье легкового автомобиля

Поэтому поиски более удобных и удачных конструкций продолжались. В конце 1950-х годов шведский инженер Нильс Ивар Болин, перешедший из авиационного подразделения фирмы SAAB, где он занимался удерживающими системами для катапультирующих установок, в компанию Volvo, предложил трёхточечные ремни. Они состояли из поясной и диагональной лямок и единственного замка рядом с бедром водителя. Все три точки креплений к элементам автомобиля монтировались статически (отсюда и название – статический ремень). После тщательных испытаний новинка в 1959 году дебютировала на моделях Volvo PV 544 и P 120 Amazon и быстро доказала свое превосходство над прочими схемами. Уже через пару лет ими стали оснащать все автомобили шведской фирмы, а прочие производители могли приобрести бесплатную лицензию на производство и установку на свои машины таких удерживающих систем.

Первый трехточечный ремень безопасности

Volvo PV 544 и установленный на него статичный трёхточечный ремень

Но, при всех достоинствах, у этих трёхточечных ремней был один существенный недостаток. Максимально эффективно они работали, лишь будучи правильно отрегулированы. И так как с этим типом ремней ещё можно встретиться на старых моделях, запомните простой метод проверки: зазор между грудью и лентой должен быть не более двух пальцев. Многие по незнанию или из-за дискомфорта (все-таки, правильнее, когда ремень затянут довольно туго) распускают «удавки». В этом случае при столкновении тело успевает развить нешуточное ускорение, прежде чем, резко упёршись, повисает на спасительных лямках. В результате тело испытывает повышенные нагрузки, не исключены контакты с деталями интерьера. В общем, последствия неправильной регулировки могут быть совсем нерадостными.

Инерционные ремни

В 70-е годы конструкцию трёхточечного ремня усовершенствовали – вместо статических стали устанавливать инерционные. Основное отличие: вместо регулировочных пряжек нужную длину ленты автоматически отмеряет инерционная катушка. Всё, что требуется от пристегивающегося, вытянуть ремень и защёлкнуть замок, а излишки сами намотаются обратно на бобину. А если авария? Тело человека при ударе подаётся вперед, лента, натягиваясь, начинает разматывать катушку, но маятниковый или шариковый механизм, установленный в катушке, под действием центробежных сил мгновенно зафиксирует её и не даст ленте разматываться дальше. Этот эффект вы, наверняка, не раз испытывали, резко дергая за лямку.

Трёхточечный V-образный ремень безопасности

Трёхточечный V-образный (эту букву рисуют две лямки при пристегивании) ремень больше чем вполовину снижает риск тяжёлых травм при авариях. Поэтому в большинстве цивилизованных стран существуют жёсткие требования, чтобы такими удерживающими системами были оборудованы все места в автомобиле.

Расположение основных элементов ремней безопасности в автомобиле:

1 – инерционные катушки;
2 – замки;
3 – преднатяжители с пиропатронами;
4 – верхние точки крепления с регулировкой по высоте

Но блокировка срабатывает не только при резком вытягивании лямки, катушка также фиксируется при критических кренах и при ускорениях автомобиля 0,5-0,7g в любом из направлений. Таким образом, седоки фиксируются на своих местах не только при ударе, но и в случаях, когда автомобиль интенсивно замедляется или с большими боковыми ускорениями проходит вираж. Фиксатор также срабатывает при кренах и на начальных стадиях опрокидывания.

Спортивные ремни безопасностиСпортивные статические четырёхточечные ремни менее комфортны, поскольку не дают свободы перемещения, но они надёжнее удерживают седоков при боковых и продольных ускорениях в «ковшах» кресел и имеют бОльшую площадь взаимодействия с поверхностью тела. Соответственно, при аварии такие ремни оказывают меньшую нагрузку в местах контакта

Инерционные ремни совершили маленькую революцию, здорово поправив статистику. Из-за того, что пользоваться ими оказалось намного удобнее – регулировать-то их не надо, – число пристегивающихся водителей и пассажиров выросло почти вдвое. А вместе с этими показателями в разы уменьшилось число серьезно пострадавших в результате ДТП. Но у инерционных ремней наряду с достоинствами есть и недостатки. Они почти не сковывают сидящих, действуют уже по факту и с некоторым запозданием – при аварии такая «свобода» приводит к ощутимым перегрузкам и тяжким последствиям. Посудите сами, человек, сидя в кресле, может менять позу, наклониться вперёд или в сторону. К тому же зимняя одежда с толстыми подкладками увеличивает тот самый «зазор» между телом и лямкой. Да и по комплекции люди разные. Тучный человек в более проигрышной ситуации, поскольку, жировая прослойка способствует небольшой, но потере времени. Инженерам вновь пришлось ломать голову, чтобы исправить этот недочёт. Плодом поисков стало новое устройство, быстро устраняющее при ударе слабину ремня, и, тем самым, снижающее опасные ускорения при столкновении.

Пиротехника

Существуют несколько вариантов разных по концепции и конструкции преднатяжителей, но принцип действия у всех одинаковый. Например, привод подкручивает катушку, которая, в свою очередь, затягивает ремень безопасности, а иногда подтягивает замок, воздействуя одновременно на обе ветви ремня. В среднем, лямки «укорачиваются» на 100-150 мм – этого достаточно, чтобы устранить опасный зазор между ремнем и грудной клеткой. А что приводит механизм в движение? Ведь счёт идёт на сотые доли секунды.

Преднатяжитель, фиксирующий человека в сиденье

Преднатяжитель за миллисекунды подтянет ремень безопасности и зафиксирует человека в сиденье. В зависимости от конструктивных особенностей, механизм воздействует либо на замок, либо подкручивает катушку с лентой

Поможет микровзрыв, и устроит его пиропатрон, который задействуется при помощи электродетонатора. Датчики системы управления распознают вектор и силу удара, передают сигнал на блок управления и «поджигают» заряд. Энергия расширяющихся газов, высвобождающаяся в результате химической реакции, как раз и толкает привод преднатяжителя.

Ограничители

Гася ускорение, важно не допустить, чтобы хватка ремня не стала «мёртвой». Максимальное усилие, с которым ремень должен давить на грудь, живот и таз, не должно превышать 1500 Н (примерно 150 кг), иначе не избежать тяжелых травм. Поэтому при приближении к пиковой нагрузке срабатывает ограничитель усилия. Устроен он предельно просто: катушка с лентой посажена на торсион – стальной стрежень, который при определенном усилии на ремне начинает закручиваться и распускать ремень. Лямка, соответственно, удлиняется, нагрузка на грудную клетку человека снижается, при этом значение пикового замедления становится несколько ниже. Удар системой ремень-торсион гасится несколько мягче, нежели когда лента закреплена намертво. Шансы на выживание увеличиваются.

Инерционная катушка ремня с пиропреднатяжителем и ограничителем усилия

Инерционная катушка ремня с пиропреднатяжителем и ограничителем усилия. Красные метки на стержне наглядно показывают, как работает один из самых распространенных ограничителей усилия. Когда нагрузка на ленту превышает допустимое значение, торсион начинает закручиваться и ремень распускается

При очень сильных ударах (например, при высоких встречных скоростях во время лобовых столкновений), ограничитель усилия способен настолько сильно «стравить» ремень, что водитель и пассажир даже через сработавшие подушки безопасности могут «достать» до руля и передней панели. Вспомните печальный пример с погибшими в Citroen С3 женщинами во время громкой аварии на Ленинском. Как говорится, у всего есть предел – и у человеческого организма, и у систем спасения.

 

Однако инженеры, кропотливо настраивая между собой элементы и системы безопасности (работу ремней, преднатяжителей, ограничителей усилия, скорость и силу раскрытия подушек безопасности, зону программируемой деформации кузова), проводят тысячи тестов, разбивают сотни и сотни автомобилей в поисках компромиссов, которые позволяют снизить последствия аварии в максимально широком диапазоне скоростей и ситуаций. Так что пристёгиваться – это жизненно важно. Подушки безопасности эффективны только в том случае, если вы будете пристёгнуты.

Страховка на опережение

У пиропатронов растёт достойная смена. В современных превентивных системах безопасности, работающих на опережение, ремни подтягиваются электроприводами. У них не «отсыреет порох», да и работают они, в прямом смысле слова, без шума и пыли. Действуют они немного медленнее, но необходимую временную фору им дает электроника. Например, датчики ускорений или радары, постоянно сканирующие обстановку вокруг автомобиля, определяют опасную ситуацию, заранее подтягивают ремень и крепко вжимают водителя и пассажиров в сиденья. Если всё обошлось, то ремни ослабят хватку, в противном случае – вступят в ход остальные средства пассивной безопасности.

Электромоторы, встроенные в катушки ремней безопасности

Одно из преимуществ электромоторов перед пиропатронами – они многоразовые. Такие преднатяжители на многих автомобилях (Audi, Lexus, Mercedes-Benz) могут подтягивать ремни уже сразу после того, как вы пристегнулись, они заранее уменьшают зазор между лентой и телом, выбирают слабину и проминают подкладку теплой одежды. Электропреднатяжители, как правило, используются в комбинации с пиропреднатяжителями, какой из них задействовать в нужный момент, уже решает электроника.

Источник: auto.mail.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Авторское право © 2014. Все Права Защищены. TITGroup Разработка сайтов

Яндекс.Метрика