安全帶和安全帶張緊器

汽車被動安全系統最常見的結構元件是安全帶。 它的使用減少了由於對身體、玻璃和其他乘客的堅硬部位的撞擊（所謂的二次撞擊）而造成傷害的可能性和嚴重程度。 係緊的安全帶確保安全氣囊的有效運行。

根據連接點的數量，可區分以下類型的安全帶：二點式、三點式、四點式、五點式和六點式。

兩點式安全帶（圖 1）目前用作一些舊汽車後座的中央安全帶，以及飛機上的乘客座椅。 可逆式安全帶是一條環繞腰部的腰帶，系在座椅的兩側。

三點式安全帶（圖 2）是安全帶的主要類型，安裝在所有現代汽車上。 3點對角腰帶呈V形排列，將運動體的能量均勻分佈到胸部、骨盆和肩部。 沃爾沃於 1959 年推出了第一條量產的三點式安全帶。 將設備三點式安全帶視為最常見的。

三點式安全帶由織帶、帶扣和張緊器組成。

安全帶由耐用材料製成，並通過特殊裝置在三個點上固定在車身上：柱子上、門檻上和帶鎖的特殊桿上。 為了使腰帶適應特定人的身高，許多設計都提供了調節上部連接點的高度。

鎖固定安全帶並安裝在汽車座椅旁邊。 一個可移動的金屬舌片與錶帶扣相連。 作為提醒需要係安全帶，鎖的設計包括一個包含在 AV 報警系統電路中的開關。 通過儀表板上的警告燈和聲音信號發出警告。 這個系統的算法對於不同的汽車製造商是不同的。

卷收器提供安全帶的強制展開和自動重繞。 它附在車身上。 捲軸配備慣性鎖定機構，可在發生事故時停止皮帶在捲軸上的運動。 使用了兩種阻塞方法：由於汽車的運動（慣性）和由於安全帶本身的運動。 磁帶只能緩慢地從捲筒上拉出，不能加速。

現代汽車配備了預張緊器安全帶。

五點式安全帶（圖 4）用於跑車和將兒童固定在兒童汽車座椅上。 包括兩條腰帶、兩條肩帶和一條腿帶。

米。 4. 五點式安全帶

6 點式安全帶在雙腿之間有兩條帶子，為騎手提供更安全的貼合。

有希望的發展之一是充氣式安全帶（圖 5），在發生事故時會充滿氣體。 它們增加了與乘客的接觸面積，從而減少了人的負擔。 可充氣部分可以是肩部或肩部和腰部。 測試表明，這種安全帶設計提供了額外的側面碰撞保護。

米。 5.充氣式安全帶

福特在歐洲為第四代福特蒙迪歐提供此選項。 對於後排的乘客，安裝了充氣式安全帶。 該系統旨在減少後排乘客（通常是兒童和老年人）發生事故時的頭部、頸部和胸部受傷，他們特別容易受到此類傷害。 在日常使用中，充氣式安全帶的工作原理與普通安全帶相同，並且與兒童座椅兼容。

發生事故時，震動傳感器向安全系統控制單元發送信號，該單元發出信號打開位於座椅下方的二氧化碳鋼瓶的截止閥，閥門打開，氣體被排出。先前處於壓縮狀態的座椅安全帶坐墊。 安全帶快速展開，將衝擊力分佈在身體表面，是標準安全帶的五倍。 錶帶的激活時間小於 40 毫秒。

憑藉新款梅賽德斯-奔馳 S 級 W222，該公司正在擴大其後座乘客保護選項。 後排座椅 PRE-SAFE 套件結合了預緊器和安全帶中的安全氣囊（Beltbag）以及前排座​​椅中的安全氣囊。 與傳統方案相比，在事故中結合使用這些設備可將乘客受傷減少 30%。 安全帶安全氣囊是一種能夠充氣的安全帶，從而通過減少胸部的負荷來降低正面碰撞中乘客受傷的風險。 斜倚座椅標配有一個隱藏在座墊內飾下的安全氣囊，這樣的坐墊可以防止處於斜倚位置的乘客在發生事故時從安全帶下方滑落（所謂的“潛水”） . 通過這種方式，梅賽德斯-奔馳已經能夠開發出一種舒適的斜倚座椅，在發生事故時，該座椅將提供比靠背靠背靠背靠背靠背靠背靠背靠背靠背靠背靠背的方式伸展的座椅更高的安全性。

作為針對不使用安全帶的措施，自 1981 年以來就提出了自動安全帶（圖 6），它在車門關閉（發動機啟動）時自動固定乘客，並在車門打開時釋放乘客（發動機開始停止）。 通常，肩帶沿門框邊緣的移動是自動化的。 皮帶是用手系的。 由於設計複雜，上車不便，自動安全帶目前幾乎不使用。

米。 6.自動安全帶

2. 安全帶張緊器

例如，在 56 公里/小時的速度下，從與固定障礙物發生碰撞到汽車完全停止大約需要 150 毫秒。 汽車的駕駛員和乘客在如此短的時間內沒有時間執行任何動作，因此他們是緊急情況的被動參與者。 在此期間，必須激活安全帶預緊器、安全氣囊和電池斷電開關。

在發生事故時，安全帶必須吸收的能量水平大致等於一個人從高層建築四樓墜落的動能。 由於安全帶可能會鬆動，因此使用預緊器（pretensioner）來補償這種鬆動。

安全帶張緊器在發生碰撞時收回安全帶。 這有助於減少安全帶鬆弛（安全帶和身體之間的空間）。 因此，安全帶防止乘客提前（相對於汽車的移動）向前移動。

車輛使用對角安全帶預緊器和帶扣預緊器。 使用這兩種類型可以讓您以最佳方式固定乘客，因為在這種情況下，系統會將帶扣拉回，同時收緊安全帶的對角線和腹側分支。 在實踐中，主要安裝第一類張緊器。

安全帶張緊器可提高張力並改善安全帶打滑保護。 這是通過在初始撞擊期間立即展開安全帶預緊器來實現的。 駕駛員或乘客向前的最大移動距離應為 1 cm 左右，機械動作的持續時間應為 5 ms（最大值為 12 ms）。 張緊器確保皮帶部分（最長 130 毫米長）在大約 13 毫秒內上緊。

最常見的是機械式安全帶預緊器（圖 7）。

米。 7、機械式安全帶張緊器：1——安全帶； 2 - 棘輪； 3 - 慣性線圈的軸； 4 - 閂鎖（關閉位置）； 5-擺錘裝置

除了傳統的機械張緊器外，許多製造商現在都在為車輛配備煙火式張緊器（圖 8）。

米。 8.煙火式張緊器：1-安全帶； 2 - 活塞; 3 - 煙火筒

當系統的內置傳感器檢測到已超過預定的減速閾值時，它們會被激活，這表明碰撞的開始。 這點燃了煙火藥筒的雷管。 當彈藥筒爆炸時，氣體被釋放，其壓力作用在與安全帶相連的活塞上。 活塞快速移動並拉緊皮帶。 通常，設備的響應時間從放電開始不超過 25 毫秒。

為了避免胸部超負荷，這些安全帶具有張力限制器，其工作原理如下：首先，達到最大允許負載，然後機械裝置允許乘客向前移動一定距離，保持充電水平恆定。

根據設計和工作原理，可區分以下類型的安全帶張緊器：

• 帶機械驅動的電纜；
• 球;
• 轉彎；
• 架子;
• 可逆的。

2.1。 安全帶拉線器

安全帶張緊器 8 和自動安全帶捲筒 14 是拉線器的主要部件（圖 9）。 該系統可移動地固定在軸承蓋中的保護管3上，類似於垂直擺。 鋼索1固定在活塞17上。鋼索纏繞安裝在鋼索捲筒18上的保護管上。

張力模塊由以下元件組成：

• “彈簧質量”系統形式的傳感器；
• 帶有煙火推進劑裝藥的氣體發生器4；
• 活塞 1 在管中帶有鋼纜。

如果碰撞時汽車的減速度超過一定值，則傳感器彈簧7在傳感器質量的作用下開始壓縮。 該傳感器由一個支架 6、一個帶有煙火裝藥的氣體發生器 4、一個衝擊彈簧 5、一個活塞 1 和一個管子 2 組成。

米。 9、拉線器：a——點火； b——電壓； 1、16——活塞； 2 - 管; 3 - 保護管； 4 - 氣體發生器； 5、15——減震彈簧； 6 - 傳感器支架； 7 - 傳感器彈簧； 8 - 安全帶； 9 - 帶減震銷的減震板； 10、14——安全帶纏繞機構； 11 - 傳感器螺栓； 12 - 軸的齒圈； 13 - 帶齒段； 17 - 鋼纜； 18 - 鼓

如果支撐件6移動了大於標準的距離，則由傳感器螺栓4保持靜止的氣體發生器11在豎直方向上被釋放。 受壓衝擊彈簧15將其推向衝擊板中的衝擊銷。 當氣體發生器撞擊撞擊器時，氣體發生器浮充裝藥點燃（圖 9，a）。

此時，氣體被注入管2中，使活塞1連同鋼索17向下移動(圖9，b)。 在纏繞在離合器上的拉索的第一次運動過程中，齒段13在加速力的作用下從捲筒徑向向外移動並與安全帶捲取器12的軸14的齒圈嚙合。

2.2. 球帶張緊器

它由一個緊湊的模塊組成，除了皮帶識別外，還包括一個皮帶張力限制器（圖 10）。 僅當安全帶扣傳感器檢測到安全帶已係好時，才會發生機械驅動。

球式安全帶預緊器由放置在管 9 中的球驅動。在發生碰撞時，安全氣囊控制單元點燃彈射裝藥 7（圖 10，b）。 在電動安全帶張緊器中，驅動機構的激活由安全氣囊控制單元執行。

當噴射的裝藥被點燃時，膨脹的氣體使球運動並引導它們通過齒輪11進入氣球12以收集球。

米。 10.滾珠張緊器：a——一般視圖； b - 點火; c——電壓； 1、11——齒輪； 2、12 - 球氣球； 3 - 驅動機構（機械或電動）； 4、7 - 煙火推進劑裝藥； 5、8——安全帶； 6、9——帶球管； 10 - 安全帶繞線器

由於安全帶捲軸與鏈輪剛性連接，它隨球旋轉，安全帶縮回（圖 10，c）。

2.3. 旋轉式皮帶張緊器

根據轉子原理工作。 張緊器由轉子2、雷管1、驅動機構3組成（圖11，a）

第一個雷管由機械或電力驅動，而膨脹氣體使轉子旋轉（圖 11，b）。 由於轉子連接到安全帶軸，安全帶開始縮回。 在達到某個旋轉角度時，轉子將旁通通道7打開到第二筒。 在 1 號腔室工作壓力的作用下，第二個彈藥筒點燃，因此轉子繼續旋轉（圖 11，c）。 來自 1 號室的煙氣通過出口通道 8 排出。

米。 11. 旋轉張緊器：a——一般視圖； b - 第一雷管的作用； c - 第二雷管的作用； g - 第三個鞭炮的動作； 1 - 誘餌； 2 - 轉子; 3 - 驅動機構； 4 - 安全帶； 5、8——輸出通道； 6 - 第一個誘餌的工作; 7、9、10 - 旁路通道； 11 - 啟動第二個雷管； 12 - 1號室； 13 - 第三個誘餌的性能； 14 - 2 號攝像機

當到達第二個旁通通道9時，第三個藥筒在2號腔室工作壓力的作用下被點燃（圖11，d）。 轉子繼續旋轉，2 號腔室的廢氣通過出口 5 排出。

2.4. 皮帶張緊器

為了將力平穩地傳遞到皮帶，還使用了各種齒條和小齒輪裝置（圖 12）。

齒條張緊器的工作原理如下。 在安全氣囊控制單元發出信號時，雷管裝藥點燃。 在產生的氣體壓力下，帶有齒條 8 的活塞向上移動，導致與之嚙合的齒輪 3 旋轉。 齒輪3的轉動傳遞給齒輪2和4。齒輪2與超越離合器的外圈7剛性連接，將扭矩傳遞給扭軸6。當套圈7轉動時，離合器的滾子5被轉動。夾在離合器和扭軸之間。 由於扭力軸的旋轉，安全帶被拉緊。 當活塞到達阻尼器時，皮帶張力被釋放。

米。 12、安全帶張緊器：a——起始位置； b——皮帶張力的末端； 1 - 減震器； 2、3、4 - 齒輪； 5 - 滾筒; 6 - 扭轉軸; 7——超越離合器外圈； 8 - 帶齒條的活塞； 9 - 鞭炮

2.5可逆式皮帶張緊器

在更複雜的被動安全系統中，除了煙火式安全帶預緊器外，還有一個帶有控制單元和自適應安全帶力限制器（可切換）的可逆式安全帶預緊器（圖 13）。

每個可逆式安全帶預緊器均由單獨的控制單元控制。 根據數據總線指令，安全帶預緊器控制單元驅動連接的驅動電機。

可逆張緊器具有三個級別的驅動力：

1. 省力 - 選擇安全帶鬆弛；
2. 平均力 - 局部張力；
3. 高強度 - 全張力。

如果安全氣囊控制單元檢測到不需要煙火式預緊器的輕微正面碰撞，它會向預緊器控制單元發送信號。 他們命令安全帶被驅動馬達完全拉緊。

米。 13.帶可逆預緊器的安全帶：1-齒輪； 2 - 鉤子; 3 - 領先的驅動器

電機軸（圖 13 中未顯示）通過齒輪旋轉，驅動通過兩個可伸縮鉤連接到安全帶軸的從動盤旋轉。 安全帶纏繞在車軸上並收緊。

如果電機軸不旋轉或向相反方向輕微旋轉，則掛鉤可能會折疊並鬆開安全帶軸。

可切換式安全帶限力器在煙火式預緊器展開後啟動。 在這種情況下，鎖定機構鎖定安全帶軸，防止安全帶由於乘客和駕駛員身體可能的慣性而鬆開。