Виды и устройство ремня безопасности, зачем он нужен

Ремни безопасности относятся к пассивной системе безопасности автомобиля, а так же призваны уменьшить вероятность получения травм водителем и пассажирами в аварийной ситуации. Условно можно разделить на две группы — по типу крепления, и системе срабатывания.

Крепление бывает:

двухточечное;
трехточечное;
четырехточечное и более (применяется в основном в спортивных авто).

Принципы срабатывания:

статический (в данное время не используется);
динамический (самый распространенный);
срабатывающий на опережение.

История появления ремней

Массовое распространение ремней безопасности пришлось на 50-е годы прошлого столетия. Связано это было с тем, что при все более возрастающих скоростях, аварии стали приводить к довольно серьезным травмам, а зачастую и смертельным исходам.

Густав Лебе, французский ученый, еще в 1903 году предложил устанавливать на автомобили пятиточечные ремни безопасности. Но в те времена его идея особого энтузиазма не встретила, и как следствие, не прижилась. За время изысканий наилучшей конструкции, был изобретен не один десяток устройств, но ни одно из них, по ряду причин, не прижилось. Какие-то из-за сложности конструкции и креплений, другие по причине недостаточной надежности.

Взять хотя бы те же двухточечные ремни безопасности. Фиксируя пассажира или водителя на уровне пояса, они в случае столкновения, не спасали от ударов о приборную панель, руль или лобовое стекло. Ведь верхняя часть тела не была зафиксирована совсем. Некоторые модели автомобилей ГАЗель, и по сей день имеют подобное крепление (переднее сиденье рядом с водителем).

Первопроходцем, чье изобретение не только прижилось, но и приобрело массовый характер, а впоследствии стало прародителем всех современных трехточечных ремней безопасности, стал Нильс Болин. Инженер из Швеции, занимавшийся системами безопасности катапульт в авиакомпании, придя в Volvo, предложил трехточечную систему.

Статья в тему: Лучшие спорткары современности

Трехточечный статический ремень безопасности

Устройство данной конструкции было простым. Диагональная и поясная лямка с замок, который фиксировался у бедра. Крепление как в современном автомобиле, с той лишь разницей, что система фиксации была статической. Существенный недостаток данной системы — необходимость регулировки. Сев и пристегнувшись, пассажир должен был настроить крепление таким образом, чтобы под лямку пролазило не более двух пальцев. Если же длина была больше, безопасность была вновь под угрозой. При столкновении, тело успевало набирать ускорение, прежде чем встречало препятствие в виде ремня безопасности.

Составные части, используемые в конструкции

Основным элементом этого средства является лента, изготовленная из волокон полиэстера. Этот материал отличается высокими показателями на разрыв и способна выдерживать громадные нагрузки. Из этой ленты формируется лямка, которая удерживает водителя в определенном положении и не дает телу податься вперед при фронтальном столкновении. Это в свою очередь исключает вылет пассажира из авто, столкновение с лобовым стеклом, рулем, передней панелью.

Помимо этого, устройство ремня безопасности современных моделей включает в себя еще ряд элементов:

регулируемые и нерегулируемые точки крепления ремня;
замок;
инерционные катушки;
ограничители;
преднатяжители.

Но все эти элементы появились в конструкции ремня безопасности не сразу. История этих средств очень обширна, о чем говорит немалое количество существующих видов.

Эволюция ремня

Инерционные трехточечные ремни безопасности, пришедшие на смену статическим в 70-х годах, стали прорывом в области безопасности. Они не только поправили статистику смертности и травматизма в ДТП, но и увеличили число пристегивающихся практически в два раза. Ведь отпала нужда регулировать ремень при посадке в автомобиль. Сел, пристегнулся, а инерционная катушка сама забирает излишки.

Конструкция такова, что в случае аварии, шариковый или маятниковый механизм катушки фиксирует ленту и не дает ей разматываться, тем самым надежно удерживая тело. Устройство катушки инерционного ремня блокирует ленту при опрокидывании автомобиля, в случае крена или заноса, а так же при резком торможении. Казалось бы, трехточечные ремни безопасности идеальны в плане безопасности, но как и любое другое, имеет существенный недостаток.

Это опоздание в срабатывании, а при аварии, когда счет идет на доли секунд, эта задержка может быть опасной. В зимний период, когда человек одет в большое количество одежды, устройство создает то опасное пространство между ремнем и телом, вследствие чего, тело успевает набрать нешуточную скорость. Поэтому следующим этапов в развитии стали системы, срабатывающие на опережение.

Статья в тему: Принцип работы автомобильного дифференциала

Составные элементы и их назначение

Отметим, что не все составляющие могут входить в конструкцию средств безопасности на тех или иных моделях.

Крепеж

Начнем с точек крепления. Зачастую они устанавливаются на элементах кузова. Обусловлено это тем, что тело человека в момент инерционного смещения вперед создает значительную нагрузку на ремень. В случае использования точки крепления, вмонтированной в сиденье, из-за сильной нагрузки конструкция может не выдержать, и спинка подастся вместе с телом. В случае с креплением к кузову, то этого не произойдет.

Но в устройствах с четырьмя и более точками, некоторые из них все же монтируются в сиденье (вертикальных лямок). При этом отметим, что и конструкция сидений в спортивных авто – значительно жестче и рассчитана на восприятие сильных нагрузок, поэтому и допускается установка в них креплений. А вот что касается крепежа поясничной лямки, то она фиксируется к кузову.

Теперь по поводу удобства точек крепления (касается верхних). Ремни, вмонтированные в сиденье – удобны, поскольку они выходят над плечами. А вот точки на стойке могут вызвать дискомфорт. При высоком ее положении у людей низкого роста диагональная часть ремня будет проходить практически по шее, что не только неудобно, но и небезопасно. А для высоких людей низкое положение верхней точки обеспечит прохождение ремня ниже плеча, что стеснит движения руки. Поэтому верхние точки крепления на стойках производители делают регулируемыми. На крепежах, расположенных на сиденьях регулировка не требуется.

Замок

Замок обеспечивает разъемную точку крепежа. Она и обеспечивает удобство укладки лямок. Работа замка очень проста – на язычке, расположенном на ремне проделывается отверстие, а в замке используется штифт. При установке язычка штифт заходит в отверстие, тем самым обеспечивается надежная фиксация. Для разъединения необходимо лишь нажать на специальную клавишу замка, чтобы втянуть штифт и высвободить язычок.

Инерционные катушки

Эффективность ремней во многом зависит в правильном их натяжении. Ранее для этого необходимо было регулировать длину лямок «под себя» специальными петлями. Это особо не доставляло проблем водителю, поскольку ему достаточно было раз отрегулировать ремень. А вот пассажирам с разной комплекцией приходилось каждый раз проводить регулировку.

Механизм инерционной катушки

Эта проблема отпала с появлением инерционных катушек. Она обеспечивала автоматическое сматывание ленты, чтобы он не мешал. Вытянуть же его обратно можно только плавным движением. Резко размотать лямку при такой катушке не получиться, поскольку механизм при быстром разматывании блокирует ее.

Использование инерционной катушки решило сразу несколько проблемы – при отстегивании лента сама сматывается, что очень удобно. Также катушка самостоятельно регулирует натяжку, выбирая лишнюю часть ремня. Еще одно положительное качество – блокировка катушки при резком разматывании. Она не дает размотаться ремню, поэтому он «ловит» тело, не давая ему сильно уйти вперед. Но есть и негативное качество – она блокируется не сразу, и длина ремня все же немного увеличивается, из-за чего туловище успевает набрать небольшое ускорение. А это повышает вероятность травмирования.

Ограничители

Ограничители позволяют немного увеличить длину ремня, но плавно. Суть вот в чем, тело при инерционном отклонении испытывает значительные перегрузки. Если его резко остановить, что и делает ремень, то возможно получение травмы. Но если лямка немного будет увеличивать свою длину, то это позволит частично погасить энергию и повысить травмобезопасность.

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. Стоит отметить, что тоже самое делает и сама лямка. Полиэстеровая лента может немного растягиваться при создании значительной нагрузки на нее.

Преднатяжители

Преднатяжители появились на авто совсем недавно, но роль их значительна. Как уже отмечено, катушка блокируется не сразу, поэтому тело все же получает ускорение. Чтобы этого не допустить и применяются преднатяжители, которые 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.

Электрический преднатяжитель

Преднатяжители ремней

Первыми в этой области стали пиропатроны, которые получая сигнал от системы управления, срабатывая, натягивали ремень безопасности, длина уменьшалась, сокращая то самое опасное расстояние. Чтобы натяжение не оказалось критически сильным, конструкция натяжителя содержала ограничитель усилий, устройство, которые фиксируя превышение нагрузки на грудную клетку (приблизительно 150 кг) начинало давать слабину, тем самым ослабляя мертвую хватку ремня. Единственным недостатком данных устройств, была и остается их одноразовость. После срабатывания пиропатрон необходимо заменять.

Напрочь данного недостатка лишена система электрических натяжителей. Они способны многократно выполнять данное действие. Работая в связке с радарами и датчиками, они способны определить критическое сближение ещё до момента столкновения, а значит обезопасить пассажиров и водителя заранее. Если устройство фиксирует опасность, длина ремня сокращается, и человек надежно фиксируется в кресле.

Как все работает?

Напоследок рассмотрим полный принцип работы ремней безопасности в современных авто. За пример возьмем механизмы трехточечного типа, поскольку они – самые распространенные.

Итак, водитель садится в авто и плавно вытягивает ленту, пока длины его не будет достаточно, чтобы установить и зафиксировать язычок в замке. После этого инерционная катушка выберет излишки, но не полностью, чтобы не сковывать движения водителя. Если устройство безопасности оснащено преднатяжителем, то на этом функция катушки завершена.

В момент столкновения датчики регистрируют удар и задействуют преднатяжители, из-за чего лямка натягивается. По мере возрастания усилия в работу вступает торсион, постепенно повышая длину лямки, чтобы погасить усилие. Дополнительно вытягивается и сам ремень.

Если преднатяжителей нет, то функцию удержания тела выполняет катушка. Резкое ускорение тела приводит к блокированию катушки и лямки «ловят» тело. Далее уже задействуется торсион.

Другие виды ремней

Существуют еще четырехточечные и пятиточечные ремни. Это спортивные ремни безопасности, и используются они для надежной фиксации автогонщиков. Первый имеет крепление в четырех точках, а второй соответственно в пяти. Пятиточечный ремень безопасности так же используется, в ставших обязательными в последнее время, детских автомобильных креслах. Данное крепление наиболее надежно фиксирует тело и распределяет нагрузку на него.

Еще появилась такая разновидность как надувные ремни безопасности, наполняющиеся газом во время аварии. Крепление таких ремней в основном трехточечное.

Какой же вывод можно сделать из всего выше перечисленного? Многие умы озабочены безопасностью водителя и пассажиров, много людей трудится над усовершенствованием систем безопасности, призванных сохранить наши жизни и здоровье. Стоит ли пренебрегать этим решать вам, но садясь в автомобиль, вспомните, что для вашей безопасности сделано все возможное, от вас требуется лишь пристегнуться.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Новые наработки

Разработки для улучшения этого средства безопасности ведутся постоянно. Последним новшеством, массово задействованным на авто, стали преднатяжители. Но они — не последняя технология.

Уже разрабатываются ленты, которые действуют еще и как подушки. Суть сводится к тому, что при ударе она наполняется газом, благодаря чему площадь контакта тела с лямкой увеличивается, что способствует лучшему распределению нагрузки и снижению травмирования.

Также развивают электронную самоадаптирующуюся систему преднатяжителя, в зависимости от пользования и вытягивания лямки она определяет, по заданным алгоритмам, вес пассажира и соответственно необходимое усилие для его удержания в момент аварии.

Наиболее распространенные поломки

Заклинило ремень безопасности

Если вытянуть пояс из гнезда не получается, значит он заклинил. Неприятность можно устранить своими силами — скорее всего, проблема в фиксаторе — он оснащен внутри специальным шариком, который и отвечает за легкость движения пояса в механизме. И именно с ним появляются проблемы, если ремень вытягивать и дергать слишком резко и быстро. Также причинами могут выступить:

мороз;
авария.

В последнем случае разобраться с проблемой самостоятельно не получится, замену осуществит только механик сервис-центра.

Процесс ремонта

Теперь, когда с сигналами и причинами блокировки пристегнутого и непристегнутого ремешка разобрались, перейдем к процессу ремонта. Чистка ремней безопасности является одной из основных задач в этом процессе, поэтому данную процедуру мы рассмотрим отдельно. Итак, что же делать, если вы получили сигнал о том, что замок заклинил? Как его почистить или отключить? Подробнее об этом вы узнаете ниже.

Инструменты

Чтобы отключить замок, если появился соответствующий сигнал, весь механизм нужно будет почистить. Для этого заранее нужно основательно подготовиться и собрать весь необходимый инструментарий. итак, что подготовить:

крестообразная отвертка, желательно недлинная;
отвертка с плоским наконечником;
гаечный ключ на «17», удобнее будет использовать накидной;
канцелярская прищепка;
шприц с трубочкой;
немного бензина (оптимально подойдет топливо для зажигалок).

Поэтапная инструкция

Когда весь список инструментов готов, можно приступать к ремонту и прочистке.

При помощи крестообразной отвертки открутите саморезы, которые крепят защитную накладку ремешков.
Если замок не рабочий, вытяните ремешок на всю длину и зафиксируйте его при помощи канцелярской прищепки.
Возьмите гаечный ключ и открутите винт, который крепит катушку элемента. Винт нужно извлечь из места установки. Чтобы элемент не начал сматываться, можно закрепить его непосредственно на той же катушке, используя ту же канцелярскую прищепку. В любом случае, чтобы отключить и почистить замок, его необходимо зафиксировать, чтобы дальнейшие действия осуществлялись легче.
Отложите катушку в сторону и пересядьте на соседнее сидение. Чтобы отключить и почистить замок, вам потребуется найти крышечку, за которой скрывается инерционное устройство. Как правило, на чуть толще по конструкции. Потрусите катушку — под какой крышкой вы услышите шум — под той она и находится.
Теперь для демонтажа защитной накладки вам потребуется демонтировать четыре пластмассовых пистона. Это можно сделать при помощи отвертки со шлицевым наконечником или тонкой спицы. Пистоны следует поддерживать рукой, чтобы они не вылетели и вам не пришлось их искать и собирать по всему салону. Затем подденьте накладку отверткой и осуществите ее демонтаж. Отложите крышку в сторону.
Теперь вашему виду будет представлен первый механизм компонента. Он представляет собой такую себе коробочку с цилиндром и тем самым шариком блокировки и так называемым коромыслом внутри, который и клинит замок. Данный механизм демонтируется свободно из места установки.
Проверьте работоспособность этого коромысла — в идеале оно должно свободно передвигаться по оси вращения. Это устройство следует расположить вертикально, чтобы его верхняя часть была наклонена в сторону шарика блокировки. Так или иначе, но коромысло должно быть расположено вертикально, чтобы не заедало. Если вы чувствуете, что так называемой коромысло проходит не свободно, то необходимо почистить его ось вращения. Налейте немного бензина и промывайте устройство до тех пор, пока оно не будет свободно вращаться на оси, без малейших заеданий.
Теперь перейдем ко второму, инерционному устройству. Оно расположено под шестеренкой, выполненной из пластмассы и в большинстве случаев выполнено из стали. Шестеренка снимается свободно, поэтому демонтируйте ее.
Обратите внимание на центр зубчатого отверстия. В нем расположен эксцентрик с зубчиками. Именно эти зубчики и заклинили ремешок, когда он резко выдергивается. Пространство под этим самым эксцентриком необходимо почистить. По всему периметру отверстия залейте немного подготовленного бензина, немного топлива добавьте в центр. При этом одновременно удерживайте ремешок, предотвращая его сматывание, для чего на время можно демонтировать канцелярскую прищепку. Проследите за тем, чтобы жидкость попала во все части элемента, иначе его прочистка будет бесполезной.
Возьмите демонтированную катушку одной рукой таким образом, чтобы пластмассовую направляющую вместе с пружинкой можно было поддерживать одним пальцем. Другой рукой стяните и намотайте элемент безопасности несколько раз. Также несколько раз дерните его, чтобы само устройство пришло в зацепление. Далее, еще один раз зацепите его на катушке. Такие действия следует повторить несколько раз.