Как работает ремень безопасности в машине

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

• Лямка;
• Защелка (замок);
• Болты крепления;
• Втягивающее устройство.

Лямки изготавливают из синтетического материала. Главное тербование — использование материала высокой прочности.

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

• Двухточечные ремни безопасности (поясные) — наиболее устаревший вид. В основном их приспосабливают для оборудования задних кресел авто. Располагается такой ремень на талии, закрепляется справа налево. В использовании поясной ремень не очень удобен, имеет свои недостатки, также не дает полной гарантии того, что пассажир полностью защищен от неблагоприятных воздействий;
• Трехточечные ремни безопасности (диагонально-поясные). Это устройство очень популярно среди автомобильных производителей. Его основными характеристиками являются: оригинальное расположение в форме буквы V, засчет чего нагрузка распределяется равномерно по всему ободу. Трехточечный ремень является универсальным, поскольку подходит ко всем видам сидений, как на переднем ряду, так и на заднем;
• Четырехточечные ремни безопасности. Серийные автомобили используют данное устройство довольно редко. Этот вид ремней применяется в основном на специальном транспорте, спортивных машинах и внедорожниках.
• Пятиточечные ремни безопасности. Тип является узкоспециализированным средством пассивной безопасности. Оборудуют им, как правило, дорогостоящие сиденья в суперкарах или детские сиденья. В состав пятиточечного ремня входят: два поясных перпендикулярных ремня, которые «начинаются» от плеча человека, а также один дополнительный – он располагается между ногами.

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: 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).

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.

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:

• вылета через лобовое стекло;
• удара об руль, приборную панель или сиденья, находящиеся впереди.

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:

• натяжная лента (изготавливается из высокопрочных волокон полиэстера, способного выдерживать большие нагрузки);
• крепеж (чаще всего устанавливается на элементах кузова для более надежной фиксации, за исключением автомобилей с четырех- и пятиточечными ремнями, которые крепятся к сиденью);
• замок ремня (обеспечивает разъемную точку крепежа, благодаря которой возможна удобная укладка лямок);
• инерционные катушки (отвечают за правильное натяжение ленты ремня и ее сматывание при отстегивании);
• ограничители (позволяют плавно увеличить длину ремня, чтобы погасить энергию и повысить безопасность в момент аварии);
• преднатяжители (срабатывают в момент удара, мгновенно натягивая ленту и предотвращая ускорение тела).

Полный перечень элементов зависит от механизма работы ремня. В общей сложности выделяют три принципа действия устройств:

1. Статический механизм. Данный вид конструкции является устаревшим и не применяется на современных автомобилях. Лента имеет определенную длину, которую можно отрегулировать вручную. Из-за несоответствия конструкции нормам безопасности, ремни данного типа вышли из эксплуатации.
2. Динамический механизм. Такие ремни могут равномерно удлиняться и сматываться при движениях человека. Однако при резком торможении срабатывает фиксатор, благодаря которому ремень плотно прижимает тело к сиденью автомобиля, удерживая водителя или пассажира в неподвижном положении.
3. Опережающий механизм. Наиболее надежный и современный вариант, связанный с другими системами безопасности автомобиля. Если специальные датчики в машине определяют возможность возникновения опасной ситуации, электроника заранее потуже затягивает ремни. Когда опасность миновала, лента возвращается в обычное положение.

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:

1. Двухточечные ремни являются устаревшим вариантом. Такие устройства наиболее распространены в пассажирских рейсовых автобусах и в самолетах. Иногда двухточечные ремни устанавливаются на задние сиденья автомобилей для пассажира, сидящего посередине.
2. Трехточечный ремень – вариант, привычный для большинства автовладельцев. Также его называют диагонально-поясным. Отличается надежной фиксацией и является универсальным (подходит как для переднего, так и для заднего ряда сидений в любом автомобиле).
3. Четырехточечные ремни не являются широко распространенным видом. Чаще всего они применяются на спортивных автомобилях, спецтехнике, иногда на внедорожниках. Ремень крепится к сиденью в четырех точках, удерживая человека от опрокидывания или сильного удара.
4. Пятиточечные ремни применяются только в дорогостоящих суперкарах, а также в конструкции детских удерживающих устройств. В дополнение к плечевым и поясным креплениям устанавливается еще один ремень, располагающийся между ног пассажира.

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.

1. Чтобы проверить, достаточно ли натянут ремень безопасности, просуньте руку между лентой ремня и телом. Если на кисти присутствует ощутимое сжатие, значит, он натянут в нужной мере.
2. Не допускайте перекручивания ленты. Кроме очевидного неудобства, такая эксплуатация ремня не обеспечит ему должного натяжения в аварийной ситуации.
3. Если автомобиль был направлен в ремонт после серьезного ДТП, попросите специалистов в сервисе обратить внимание на ремни безопасности. В результате сильного и резкого натяжения ленты могли потерять свою прочность. Не исключено, что их нужно заменить, а также проверить надежность крепления всех элементов устройства.
4. Замену ремней безопасности рекомендуется проводить и при безаварийной езде с периодичностью в 5-10 лет по причине естественного износа.

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:

• в 2,5 раза – при лобовом столкновении;
• в 1,8 раза – при боковом ударе;
• в 5 раз – при опрокидывании автомобиля.

Дорога бывает совершенно непредсказуемой, поэтому в любой момент ремни безопасности могут спасти вашу жизнь.

Системы безопасности автомобиля. Часть 1. Ремень безопасности.

Добрый день, уважаемые читатели. Эта статья — первая статья из новой серии » Системы безопасности автомобиля «.

Конечно же всем вам известно, что безопасности автомобилей и, главным образом, пассажиров и водителя автомобиля, всегда уделялось особое внимание. За долгие годы существования автомобилей для защиты людей было разработано множество различных систем и средств, которые с каждым годом защищают все лучше и качественнее.

Начнем рассмотрение систем безопасности автомобиля с ремней безопасности. Исторически ремни появились достаточно давно, и уже спасли множество жизней.

Почему нужно пристегиваться ремнями безопасности

Этого вопрос был рассмотрен в статье Ремень безопасности. Правила, поэтому повторно касаться его не будем.

Остановимся же мы на том, какие бывают ремни безопасности, чем они отличаются, какие ремни лучше, а какие — хуже.

Инерционные и неинерционные ремни безопасности

Если Вы не знаете, что такое инерционные и неинерционные ремни, то постараюсь объяснить.

Инерционные ремни в непристегнутом состоянии втягиваются специальным устройством, т.е. непристегнутый инерционный ремень автоматически возвращается на свое место. Чтобы пристегнуться инерционным ремнем, нужно вытянуть его и закрепить в замке для ремня. В настоящее время, да и уже достаточно давно, все автомобили оборудуются инерционными ремнями безопасности.

Неинерционные ремни автоматически в отстегнутом состоянии не убираются, а остаются лежать на сиденье.

Есть существенная разница в том, как правильно пристегнуться инерционным ремнем и неинерционным. Если инерционный ремень автоматически подстроит свою длину, и будет плотно удерживать человека сам, то для неинерционный ремня необходимо предварительно подобрать длину лямки. В пристегнутом состоянии длина должна быть такой, чтобы между лямкой и грудной клеткой помещалась Ваша ладонь. Не нужно ни слишком ослаблять ремень, ни слишком затягивать, так как это может привести к травмам. Если Вам вдруг придется пользоваться автомобилем с обычными ремнями, то обязательно настройте их длину под себя.

Двухточечные, трехточечные, многоточечные ремни безопасности.

Эта классификация ремней основана на том, сколькими точками ремень крепится к корпусу автомобиля.

Наиболее распространены трехточечные ремни — ремни, которые крепятся к корпусу автомобиля за плечом пассажира, с той же стороны — внизу и с другой стороны — с помощью замка. Такие ремни состоят из двух лямок — грудной и поясной. В большинстве случаев передние и задние боковые сиденья оборудованы трехточечными ремнями. А вот центральное заднее сиденье и в наши дни частенько оборудуется двухточечным ремнем, который представляет собой одну лямку, которая крепится с двух сторон от пассажира и проходит в районе пояса.

Очевидно, что чем больше точек крепления ремней к кузову автомобиля, тем лучше ремень удержит человека в экстренной ситуации. Поэтому кроме двухточечных и трехточечных существуют еще и многоточечные ремни. К сожалению, такие ремни устанавливают в основном на гоночные автомобили. А вот если Вам приходится выбирать, чем пристегнуться, то всегда выбирайте трехточечный ремень — с таким ремнем риск получить травмы гораздо ниже.

Как правильно пристегнуться ремнем безопасности

Начнем с того, что каждый ремень должен быть настроен соответствующим образом.

Для неинерционного ремня должна быть подобрана нужная длина (об этом говорилось выше).

Для всех ремней, если есть возможность настроить высоту ремня, то нужно непременно ей воспользоваться. Высоту нужно подобрать таким образом, чтобы ремень ни в коем случае не попадал на шею. Также ремень не должен быть и слишком низко, проходя по плечу человека. Нужно найти золотую середину.

Основные ошибки при пристегивании:

• неправильно отрегулирована длина неинерционного ремня
• неправильно отрегулирована высота ремня
• лямки ремня перекручены (должны быть распрямлены)
• поясная лямка проходит по животу (должна проходить ниже)
• ремень застегнут в чужой замок (пассажирский, а не водительский)
• ремень зацепился за сиденье

Удачи на дорогах. Надеюсь, что полезные свойства ремней безопасности Вам никогда не понадобятся.