Как работает подтяжка ремня безопасности

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).

• ремень безопасности
• устройство автомобиля

Почему не вытягивается ремень безопасности

Примерно 5 % водителей считают, что не нужно пристегиваться во время поездки. Дескать, лучше вылететь через лобовое стекло, чем оказаться зажатым среди груды металла. Статистика ГИБДД говорит об обратном. Капроновая лента сокращает вероятность летального исхода в 5 раз при опрокидывании авто, в 2,3 раза в случае лобового столкновения и в 1,8 раза во время бокового удара. Если ремень безопасности не вытягивается и клинит, советуем найти причину и отремонтировать его как можно быстрее. Ведь на кону стоит здоровье. Расскажем, как это правильно сделать.

Устройство

Из чего состоит ремень безопасности

Схема трехточечных устройств показана на картинке. Лента продета сквозь кольца фиксирующих петель, которые жестко прикручены к кузову машины. Защелка вставляется в замок. Если заклинил ремень безопасности, дело в неисправности катушки. Она состоит из намоточной оси вращения с храповым механизмом (инерционный блокиратор) на конце. Когда водитель резко дергает ленту, работает фиксатор, и вращение прекращается. Шарик (гравитационный блокиратор) реагирует на изменение угла наклона катушки. При сильном крене он давит на рычаг, и шестерня храповика перестает двигаться.

В новых автомобилях устанавливают дополнительные системы пассивной безопасности. В момент удара при ДТП между телом и капроновой лентой есть свободное пространство. Если его не убрать, травмы у водителя и пассажиров будут серьезными. Натяжители или преднатяжители при столкновении наматывают ремень, устраняя лишние зазоры. Вот как они устроены:

Принцип работы натяжителей

На картинке изображены тросовый и реечный натяжитель. Еще бывают роторные и шариковые. Вне зависимости от конструкции, принцип действия механизмов одинаковый. При возникновении аварийной ситуации на дороге датчик посылает электрический импульс в место установки пиротехнического заряда. «Петарда» срабатывает и приводит в действие натяжной механизм. За 10 миллисекунд ремень плотно обхватывает тело, потом клинит, и замирает в одном положении. Иногда даже продуманная система начинает давать сбои. Чтобы не было заеданий, советуем заняться диагностикой.

Симптомы выхода из строя

Производители автомобилей заботятся о здоровье водителей и пассажиров. Они делают это не по доброте душевной. Понятно, почему так происходит. Чтобы получить возможность продавать машины на рынке Евразийского экономического союза, предприятия обязаны соблюдать требования технического регламента — ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств». Со временем оборудование изнашивается и появляются неприятные симптомы, связанные с ремнями безопасности:

• не вытягиваются;
• не втягиваются;
• заклинивают.

Любой из симптомов может попортить немало нервов. Вы садитесь за руль, тянете за лямку максимально плавно, а лента не двигается с места. При нажатии на красную кнопку «Press» защелка не расстегивается. Если все же удалось освободиться, ремень приходится заталкивать обратно по паре сантиметров. Нужно бороться с заеданием и вовремя ремонтировать механизм. Подобные проблемы возникают не на пустом месте.

Причины

Появление каждого симптома связано с деградацией одного из механизмов системы натяжения и блокировки. Мы не будем рассматривать очевидные вещи, когда ремень перекрутился или в нем застрял мелкий предмет. Это видно невооруженным глазом. Обратим внимание на значимые причины:

В храповом механизме инерционных катушек застыла смазка, сработал преднатяжитель при аварии

Не втягиваются обратно

Расслабилась возвратная пружина, механизм требует натяжения, очистки и смазки всех элементов

Залип шарик, блокирующий ремень во время наклона корпуса катушки, или рычаг застрял в шестерне

Многие неисправности способна ликвидировать банальная очистка катушки от засохшей или замерзшей смазки. Если это не поможет, есть смысл переходить к другим методикам. Существуют признаки, которые не говорят напрямую о неисправности. При крутом подъеме или спуске, во время резкого торможения, механические и электрические датчики могут заблокировать ремень. Это норма. При выравнивании «курса» лента снова начнет двигаться. Насторожиться стоит в случае, если катушка заедает в любой дорожной ситуации, даже на стоянке.

Популярные марки:

Очистка катушки

Если не работает ремень безопасности, перед началом манипуляций советуем снять клеммы с аккумулятора. Иначе есть риск детонации пиропатрона в машинах с преднатяжителями:

Аккумулятор машины

В случае нахождения проблемного ремня спереди, нужно максимально отодвинуть кресло вперед, чтобы освободить доступ к боковой обшивке. Потом стоит открыть двери и аккуратно убрать уплотнительную ленту с торцов. Останется лишь отщелкнуть пластик от фиксаторов, чтобы не сломать их. Иначе конструкция будет плохо держаться. Момент после окончательного демонтажа:

Катушка без обшивки

Теперь нужно полностью размотать капроновую ленту, чтобы смазка не испортила ее. Для этого стоит аккуратно и медленно потянуть за конец ремня. На катушке останется только зафиксированный участок. Самое время закрепить ленту на верхней петле с помощью канцелярской прищепки или обычной бельевой:

Фиксация ремешка

На механизме катушки будет застывшая масса. Поэтому она заедает и не вытягивается ремень безопасности, вот что надо делать для очистки: советуем влить под боковые крышки несколько миллиграммов средства WD–40. Жидкость раскоксует замерший храповик, и работоспособность будет восстановлена на прежнем уровне:

Очистка катушки

Для проверки результата советуем снять прищепку, чтобы лента накрутилась на катушку. Потом несколько раз нужно подвигать ремень. Если не начинает подклинивать и нет задержек при разматывании, значит все в порядке. Останется собрать все в обратной последовательности: поставить обшивку на место и установить уплотнительную резинку по периметру дверных проемов. Заодно можно проверить исправность подушек безопасности. Порой этого мало. Проблема никуда не девается. Значит, самое время переходить к восстановлению работы катушки.

Ремонт

Теперь расскажем о том, как отремонтировать ремень безопасности, если он не вытягивается из‐за блокировки храпового механизма. В машинах без натяжителей, причиной заклинивания служит инерционный блокиратор или шарик, отвечающий за фиксацию во время наклона автомобиля. Очистить катушку можно без демонтажа, но для ремонта ее придется снимать. Вот какие понадобятся инструменты:

• пластиковая лопатка;
• накидной гаечный ключ на 17;
• плоская и крестовая отвертки;
• шприц для смазки и промывки:
• канцелярский зажим или прищепка.

Как и в случае с очисткой, первым делом нужно снять боковую обшивку. Это делают при помощи пластиковой лопатки. Важно аккуратно вынуть фиксаторы‐защелки, чтобы не повредить их. В старых авто пластик становится хрупким и плохо держит форму. Затем необходимо вытащить ремень, если механизм не заедает, и зажать прищепкой. Потом надо открутить гайку крепления ключом на 17 и снять катушку с посадочного места. Подробную информацию о том, что делать, если внезапно заклинил автомобильный ремень безопасности, можно узнать при просмотре видео:

Во время диагностики автор понял, что механизм работает с перебоями из-за загрязненного шарика — гравитационного блокиратора. Чистка пластиковых деталей помогла справиться с проблемой. Советуем использовать для промывки жидкость WD-40. После завершения всех манипуляций лучше смазать шестерни силиконовым составом или Литолом 24. Это продлит срок «жизни» механизма. Водитель на видео этого не делал, но лучше подстраховаться.

Натяжение пружины

Сложно починить катушку, когда ремень безопасности заклинил. Бывают и другие ситуации. Расскажем, что делать, если лента не втягивается обратно и болтается по всему салону, попадая в дверь при закрытии. Все дело в пружине, интегрированной в корпус механизма. Она отвечает за возврат лямки назад. Легко понять, почему все меняется. Со временем натяжение становится плохим из‐за усталости металла. В результате ремешок провисает. Первым делом придется демонтировать катушку. Есть два варианта для натяжения:

1. С разборкой. Откручиваем боковую пластиковую крышку, под которой расположена пружина. Главное правило — не допустить разматывания. Придется потратить много времени на скручивание. Вручную снимаем подвижный конец пружины и затягиваем на 2–3 витка. Останется зафиксировать конструкцию с помощью отвертки.
2. Без разборки. Для этого метода нужно аккуратно вытянуть ремень из намоточного вала катушки. Надо придерживать ось, чтобы не допустить ее раскручивания. Иначе натяжение ослабнет еще сильнее. Останется прокрутить вал против часовой стрелки, чтобы металлическая пластина приобрела достаточную жесткость.

Первый метод проще, если получится удержать пружину. Основной недостаток второго — сложность, возникающая при вытягивании ремня. Придется потратить немало времени, чтобы вставить его в узкую прорезь. Зато не понадобится ремонт ремня безопасности.

Натянутая пружина катушки

В редких случаях пружина может лопнуть при натяжении. Тогда останется единственный выход — заменить катушку на новую.

Выводы

Мы рассказали о том, что делать, если клинит ремень безопасности. Большинство манипуляций с катушкой можно провести своими силами. Но есть исключения. В машинах с преднатяжителями при аварии «выстреливает» пиропатрон и механизм блокируется полностью. Отремонтировать катушку смогут лишь мастера в автосервисе. В интернете полно видео, где авторы просто ломают блокировочный механизм. Но такой подход опасен для здоровья. С неисправным ремнем при ДТП есть все шансы получить серьезные травмы, «поцеловать руль». Есть и другая проблема. Катушка состоит из десятка мелких деталей. Если при разборке они разлетятся в разные стороны, собрать механизм не получится. Опытные механики не допускают подобных ошибок.

Ремни безопасности и натяжители ремней безопасности автомобиля

Самым распространенным конструктивным элементом системы пассивной безопасности автомобиля являются ремни безопасности. Их использование снижает вероятность и тяжесть травм от ударов о жесткие части кузова, стекла, с другими пассажирами (так называемых вторичных ударов). Пристегнутые ремни безопасности обеспечивают эффективную работу подушек безопасности.

По числу мест крепления различают следующие виды ремней безопасности: двух-, трех-, четырех-, пяти- и шеститочечные.

Двухточечные ремни безопасности (рис. 1) в настоящее время можно встретить в качестве среднего ремня на заднем сиденье некоторых старых автомобилей, а также на пассажирских местах в самолетах. Двухсторонний ремень безопасности представляет собой поясной ремень, проходящий по талии и закрепленный с двух сторон сиденья.

Рис. 1. Двухточечный ремень безопасности

Трехточечные ремни безопасности (рис. 2) являются основным видом ремня безопасности и устанавливаются на всех современных автомобилях. Трехточечный диагонально-поясной ремень безопасности имеет V-образное расположение, которое обеспечивает равномерное распределение энергии движущегося тела на грудь, таз и плечи. Первые серийные трехточечные ремни безопасности были предложены компанией Volvo в 1959 г. Рассмотрим устройство трехточечного ремня как наиболее распространенного.

Рис. 2. Трехточечный ремень безопасности

Трехточечный ремень безопасности включает лямку, замок и втягивающую катушку.

Лямка ремня безопасности изготавливается из прочного материала и крепится к кузову с помощью специальных устройств в трех точках: на стойке, на пороге и на специальной тяге с замком. Для адаптации ремня к росту конкретного человека во многих конструкциях предусматривается регулирование верхней точки крепления по высоте.

Замок обеспечивает запирание ремня безопасности и устанавливается возле сиденья автомобиля. Для соединения с замком на лямке выполнен подвижный металлический язычок. В целях напоминания о необходимости применения ремня безопасности в конструкции замка предусматривается выключатель, который включен в цепь аудиовизуальной сигнальной системы. Предупреждение происходит с помощью сигнальной лампы на приборной панели и звукового сигнала. Алгоритм работы данной системы имеет отличия у разных автопроизводителей.

Втягивающая катушка обеспечивает принудительную размотку и автоматическую смотку ремня безопасности. Она крепится на стойке кузова автомобиля. Катушка оснащена инерционным механизмом блокировки, который останавливает движение ремня в катушке при аварии. Используется два способа блокировки — в результате движения (инерции) автомобиля и в результате движения самого ремня безопасности. Ремень можно вытянуть из барабана катушки только медленно, без ускорения.

Современные автомобили оснащаются ремнями безопасности с натяжителями.

Четырехточечные ремни безопасности (рис. 3) устанавливаются на спортивных автомобилях, имеют четыре точки крепления к сиденью.

Рис. 3. Четырехточечный ремень безопасности

Пятиточечные ремни безопасности (рис. 4) используются на спортивных автомобилях, а также для закрепления детей в детских автомобильных сиденьях. Включают два поясных ремня, два плечевых ремня и один ремень, находящийся между ногами.

Рис. 4. Пятиточечный ремень безопасности

Шеститочечные ремни безопасности имеют два ремня между ногами, за счет чего обеспечивается более надежная фиксация пилота гоночного автомобиля.

Перспективной конструкцией являются надувные ремни безопасности (рис. 5), которые наполняются газом при аварии. Они увеличивают площадь контакта с пассажиром и соответственно уменьшают нагрузки на человека. Надувная секция может быть или плечевой, или плечевой и поясной. Как показывают испытания, данная конструкция ремня безопасности обеспечивает дополнительную защиту от бокового удара.

Рис. 5. Надувные ремни безопасности

Компания Ford предлагает эту опцию в Европе для автомобиля Ford Mondeo четвертого поколения. Надувные ремни безопасности устанавливаются для пассажиров заднего ряда. Система разработана, чтобы в случае аварии сократить травмы головы, шеи и грудной клетки у пассажиров заднего ряда, которыми часто являются дети и пожилые люди, особенно чувствительные к таким травмам. В повседневном использовании надувные ремни безопасности функционируют так же, как и обычные, и совместимы с детскими сиденьями.

В случае аварии от датчика удара поступает сигнал в блок управления системой безопасности, блок передает сигнал для открытия на запирающий клапан баллона с углекислым газом, что находится под сиденьем, клапан открывается и газ, находящийся до этого в сжатом состоянии, заполняет подушку ремня безопасности. Ремень быстро разворачивается, чтобы распределить силу удара по поверхности тела, которая в пять раз больше, чем в случае стандартных ремней безопасности. Время активации ремней составляет менее 40 мс.

В новом Mercedes-Benz S-Class W222 компания расширяет возможности по защите пассажиров на задних сиденьях. В рамках «Пакета PRE-SAFE для задней части салона» объединены устройства натяжения ремня безопасности и надувной подушки в ремне безопасности (Beltbag) и надувных подушек безопасности в передних сиденьях. Совместное применение этих устройств при аварии снижает травматизм пассажиров на 30 % по сравнению с традиционной схемой. Надувная подушка в ремне безопасности представляет собой ленту ремня безопасности, способную надуваться и тем самым снижать риск травмирования пассажиров при лобовом столкновении за счет уменьшения нагрузки на грудную клетку. Сиденье с откидной спинкой на серийной основе оборудуется надувной подушкой безопасности, спрятанной под мягкой обивкой подушки сиденья. Такая подушка безопасности не даст пассажиру в положении полулежа проскользнуть под ремень безопасности в случае аварии (так называемое «подныривание»). Таким образом, специалистам Mercedes-Benz удалось сконструировать комфортабельное сиденье с откидной спинкой, которое в случае аварии обеспечит более высокий уровень безопасности, чем сиденье, где спинка наклоняется в результате смещения вперед подушки сиденья.

В качестве меры против неиспользования ремней безопасности с 1981 г. предлагаются автоматические ремни безопасности (рис. 6), которые автоматически закрепляют пассажира при закрытии двери (запуске двигателя) и освобождают его при открытии двери (остановке двигателя). Автоматизировано, как правило, движение плечевого ремня, который движется по краям дверной коробки. Поясной ремень закрепляется вручную. Из-за сложности конструкции, неудобства посадки в автомобиль автоматические ремни безопасности в настоящее время практически не применяются.

Рис. 6. Автоматический ремень безопасности

2. Натяжители ремней безопасности

При скорости, например, 56 км/ч с момента столкновения с неподвижным препятствием до полной остановки автомобиля проходит около 150 мс. Водитель и пассажир автомобиля не успевают принять какие-либо меры за такой короткий промежуток времени, поэтому они являются пассивными участниками аварийной ситуации. За этот промежуток должны активироваться натяжители ремней безопасности, подушки безопасности, аварийный выключатель АКБ.

В условиях столкновения ремни безопасности должны демпфировать уровень энергии, который приблизительно равен кинетической энергии человека, падающего с высоты четвертого этажа многоэтажного здания. Ввиду возможного ослабления ремня безопасности применяется натяжное устройство (натяжитель), которое компенсирует это ослабление.

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 вперед (относительно движения автомобиля).

На автомобилях применяются как натяжители диагональной ветви ремня безопасности, так и натяжители пряжечного типа. Применение обоих типов позволяет оптимально зафиксировать пассажира, так как в этом случае система оттягивает назад пряжку, одновременно натягивая диагональную и поясную ветви ремня безопасности. На практике в основном устанавливаются натяжители первого типа.

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 быть приблизительно 1 см, а продолжительность процесса механического натяжения должна составлять 5 мс (максимальное значение — 12 мс). Натяжитель обеспечивает сматывание отрезка ремня (длиной до 130 мм) почти за 13 мс.

Наиболее распространенными являются механические натяжители ремней безопасности (рис. 7).

Рис. 7. Механический натяжитель ремня безопасности: 1 — ремень безопасности; 2 — храповое колесо; 3 — вал инерционной катушки; 4 — защелка (положение заблокировано); 5 — маятниковое устройство

Кроме традиционных механических натяжителей в настоящее время многие производители оборудуют автомобили пиротехническими натяжителями (рис. 8).

Рис. 8. Пиротехнический натяжитель: 1 — ремень безопасности; 2 — поршень; 3 — пиротехнический патрон

Они срабатывают, когда встроенный в систему датчик регистрирует превышение ранее заданного порога замедления, свидетельствующее 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.

Чтобы избежать превышения нагрузки на грудь, такие ремни имеют ограничители усилия натяжения, которые работают следующим образом: вначале достигается максимум разрешенной нагрузки, после чего механическое устройство позволяет пассажиру продвинуться вперед на некоторое расстояние при поддержании нагрузки на постоянном уровне.

В зависимости от конструкции и принципа действия различают следующие типы натяжителей ремней безопасности:

• тросовый с механическим приводом;
• шариковый;
• роторный;
• реечный;
• реверсивный.

2.1. Тросовый натяжитель ремня безопасности

Натяжитель ремня безопасности 8 и автоматический механизм смотки ремня безопасности 14 являются основными составляющими тросового натяжителя (рис. 9). Система подвижно закреплена в защитной трубке 3 на колпачке подшипника аналогично вертикальному маятнику. На поршне 1 закреплен стальной трос 17. Трос смотан и установлен над защитной трубкой в барабан 18 для троса.

Модуль натяжителя состоит из следующих элементов:

• датчики в виде системы «пружина — масса»;
• газогенератор 4 с пиротехническим выталкивающим зарядом;
• поршень 1 со стальным тросом в трубке.

Если замедление автомобиля при столкновении превышает определенное значение, то пружина датчика 7 начинает сжиматься под действием массы датчика. Датчик состоит из кронштейна 6, газогенератора 4 с пиротехническим выталкивающим зарядом, ударной пружины 5, поршня 1 и трубки 2.

Рис. 9. Тросовый натяжитель: а — воспламенение; б — натяжение; 1, 16 — поршень; 2 — трубка; 3 — защитная трубка; 4 — газогенератор; 5, 15 — ударная пружина; 6 — кронштейн датчика; 7 — пружина датчика; 8 — ремень безопасности; 9 — отбойная пластина с ударным штифтом; 10, 14 — механизм смотки ремня безопасности; 11 — болт датчика; 12 — зубчатое кольцо вала; 13 — зубчатый сегмент; 17 — стальной трос; 18 — барабан

Если кронштейн 6 переместился на расстояние, превышающее норму, газогенератор 4, удерживаемый в состоянии покоя с помощью болта датчика 11, высвобождается в вертикальном направлении. Натянутая ударная пружина 15 выталкивает его по направлению ударного штифта в отбойной пластине. При столкновении газогенератора с ударным штифтом происходит воспламенение выталкивающего заряда газогенератора (рис. 9, а).

В этот момент газ выталкивается в трубку 2 и перемещает поршень 1 со стальным тросом 17 вниз (рис. 9, б). При первом движении троса, намотанного на муфту, зубчатый сегмент 13 сдвигается под действием силы ускорения радиально с барабана по направлению наружу и входит в зацепление с зубчатым кольцом вала 12 механизма смотки ремня безопасности 14.

2.2. Шариковый натяжитель ремня безопасности

Состоит из компактного модуля, в который, наряду с распознавателем пристегнутого ремня безопасности, также входит ограничитель усилия натяжения ремня безопасности (рис. 10). Механическое срабатывание происходит только тогда, когда распознаватель пристегнутого ремня безопасности определяет, что ремень безопасности пристегнут.

Шариковый натяжитель ремня безопасности приводится в действие шариками, которые помещены в трубку 9. При столкновении по сигналу блока управления подушек безопасности воспламеняется выталкивающий заряд 7 (рис. 10, б). На натяжителях ремней безопасности с электроприводом активацию приводного механизма производит блок управления подушек безопасности.

При воспламенении выталкивающего заряда расширяющиеся газы приводят в движение шарики и направляют их через зубчатое колесо 11 в баллон 12 для сбора шариков.

Рис. 10. Шариковый натяжитель: а — общий вид; б — воспламенение; в — натяжение; 1, 11 — зубчатое колесо; 2, 12 — баллон для шариков; 3 — приводной механизм (механический или электрический); 4, 7 — пиротехнический выталкивающий заряд; 5, 8 — ремень безопасности; 6, 9 — трубка с шариками; 10 — механизм смотки ремня безопасности

Так как катушка ремня безопасности прочно соединена с зубчатым колесом, она вращается при помощи шариков и ремень втягивается (рис. 10, в).

2.3. Роторный натяжитель ремней безопасности

Работает по принципу ротора. Натяжитель состоит из ротора 2, пиропатрона 1, приводного механизма 3 (рис. 11, а)

Первый пиропатрон активируется с помощью механического или электрического привода, при этом расширяющийся газ вращает ротор (рис. 11, б). Так как ротор соединен с валом ремня, то ремень безопасности начинает втягиваться. По достижении определенного угла вращения ротор открывает перепускной канал 7 ко второму патрону. Под действием рабочего давления в камере № 1 воспламеняется второй патрон, благодаря этому ротор продолжает вращаться (рис. 11, в). Сгоревший газ из камеры № 1 выходит через выпускной канал 8.

Рис. 11. Роторный натяжитель: а — общий вид; б — действие первого пиропатрона; в — действие второго пиропатрона; г — действие третьего пиропатрона; 1 — пиропатрон; 2 — ротор; 3 — приводной механизм; 4 — ремень безопасности; 5, 8 — выпускной канал; 6 — срабатывание первого пиропатрона; 7, 9, 10 — перепускные каналы; 11 — срабатывание второго пиропатрона; 12 — камера № 1; 13 — срабатывание третьего пиропатрона; 14 — камера № 2

При достижении второго перепускного канала 9 происходит воспламенение третьего патрона под действием рабочего давления в камере № 2 (рис. 11, г). Ротор продолжает вращаться, и сгоревший газ из камеры № 2 выходит через выпускной канал 5.

2.4. Реечный натяжитель ремней безопасности

Для плавной передачи усилия на ремень применяются также различные передающие устройства реечного типа (рис. 12).

Реечный натяжитель работает следующим образом. По сигналу блока управления подушками безопасности поджигается заряд пиропатрона. Под давлением образующихся при этом газов поршень с рейкой 8 перемещается вверх, вызывая вращение находящейся с ним в зацеплении шестерни 3. Вращение шестерни 3 передается на шестерни 2 и 4. Шестерня 2 жестко связана с наружным кольцом 7 обгонной муфты, передающей крутящий момент на торсионный вал 6. При повороте кольца 7 ролики 5 муфты заклиниваются между ним и торсионным валом. В результате вращения торсионного вала ремень безопасности натягивается. Натяжение ремня прекращается при достижении поршнем демпфера.

Рис. 12. Реечный натяжитель ремня безопасности: а — исходное положение; б — завершение натяжения ремня; 1 — демпфер; 2, 3, 4 — шестерни; 5 — ролик; 6 — торсионный вал; 7 — наружное кольцо обгонной муфты; 8 — поршень с зубчатой рейкой; 9 — пиропатрон

2.5. Реверсивный натяжитель ремней безопасности

В более сложных системах пассивной безопасности кроме пиротехнический преднатяжителей ремня безопасности применяются реверсивный преднатяжитель (рис. 13) ремня безопасности с блоком управления и адаптивный (отключаемый) ограничитель усилия натяжения ремня безопасности.

Каждый реверсивный преднатяжитель ремня безопасности контролируется отдельным блоком управления. В зависимости от команд, передаваемых по шине данных, блоки управления преднатяжителей ремней безопасности управляют подключенными исполнительными электродвигателями.

Реверсивные преднатяжители имеют три уровня усилия срабатывания:

1. малое усилие — выборка слабины ремня безопасности;
2. среднее усилие — частичное натяжение;
3. высокое усилие — полное натяжение.

Если блок управления подушек безопасности распознает легкое фронтальное столкновение, при котором срабатывания пиротехнического преднатяжителя ремня безопасности не требуется, он передает соответствующий сигнал на блоки управления преднатяжителей ремней безопасности. Они дают команду на полное натяжение ремней безопасности исполнительными электродвигателями.

Рис. 13. Ремень безопасности с реверсивным преднатяжителем: 1 — зубчатая передача; 2 — крюк; 3 — ведомый диск

Вал электродвигателя (на рис. 13 не показан), вращаясь, через зубчатую передачу приводит во вращение ведомый диск, который соединен с валом ремня безопасности двумя выдвижными крюками. Ремень безопасности наматывается на вал и натягивается.

Если вал электродвигателя не вращается или слегка поворачивается в обратном направлении, крюки могут сложиться и освободить вал ремня безопасности.

Отключаемый ограничитель усилия натяжения ремня безопасности вступает в действие после срабатывания пиротехнических преднатяжителей. При этом стопорный механизм блокирует вал ремня, препятствуя сматыванию с него ремня под действием возможного воздействия инерции тел пассажиров и водителя.

Замена ремней безопасности

С того момента, как были изобретены ремни безопасности, им удалось спасти не одну человеческую жизнь. Поскольку этот элемент напрямую отвечает за безопасность водителя и пассажиров, его работоспособности необходимо уделить максимум внимания. Если выходит из строя удлинитель ремня безопасности или другой компонент, заняться ремонтом системы следует в первую очередь. Разумеется, менять ремень необходимо и в том случае, если он попросту износился.

Когда и почему нужно менять ремни безопасности?

Ремень безопасности, по некоторым данным, снижает вероятность критических повреждений примерно на 50% при лобовом столкновении и в 5 раз при опрокидывании транспортного средства. Однако даже самые качественные ремни не могут служить вечно. Это значит, они, во-первых, требуют определённого ухода и, во-вторых, замены.

5 правил эксплуатации ремней безопасности

1. Следите за сроком годности.
Многие водители даже не знают, что у ремней безопасности имеется срок годности, по истечении которого их нужно менять. Если этого не сделать, водитель или пассажир во время аварии могут получить серьёзные повреждения. Как правило, срок рекомендуемой эксплуатации составляет 10 лет.

2. Меняйте после аварии.
Ремень безопасности не рассчитан на несколько аварий. Если вы попали в аварию (или знаете, что покупаете автомобиль, побывавший в ДТП), ремень рекомендуется заменить. Как минимум следует обратиться к дилеру или сервисный центр для проведения диагностики.

3. Не забывайте ухаживать.
Не стоит допускать сильного загрязнения ремней безопасности. Пыль и грязь повышают риск появления надрывов, потёртостей и других повреждений, которые, в свою очередь, могут привести к тому, что в случае столкновения ремень просто-напросто порвётся, а пассажир получит серьёзные травмы. При чистке материала откажитесь от агрессивных средств (отбеливателей, спирта, ацетона и другой «химии»). Используйте нейтральные мыльные растворы и воду (иногда достаточно просто воды и щётки).

4. Проверяйте ремни.
Для обеспечения безопасности рекомендуется регулярно проверять состояние ремня. Его нужно полностью вытянуть из катушки и осмотреть на предмет потёртостей, порывов и порезов. Также необходимо проверить замок и работу катушки. Если система плохо работает, а лямки повреждены, следует обратиться к специалистам AutoStil.

5. Не меняйте самостоятельно.
Поменять ремень безопасности и почистить катушку можно самостоятельно, однако любая ошибка при сборке может привести к тому, что система во время дорожно-транспортного происшествия даст сбой.

Заметили, что ремень безопасности плохо вытягивается? Ремень протёрся и износился? Не рискуйте — обратитесь в автомастерскую за помощью.