أحزمة المقاعد وشد أحزمة المقاعد

تعتبر أحزمة المقاعد هي العنصر الهيكلي الأكثر شيوعًا في نظام الأمان السلبي للسيارة. يقلل استخدامه من احتمالية وشدة الإصابات بسبب التأثيرات على الأجزاء الصلبة من الجسم والزجاج والركاب الآخرين (ما يسمى بالصدمات الثانوية). تضمن أحزمة المقاعد المثبتة التشغيل الفعال للوسائد الهوائية.

وفقًا لعدد نقاط التعلق ، يتم تمييز الأنواع التالية من أحزمة الأمان: نقطتان وثلاثة وأربع وخمسة وستة نقاط.

تُستخدم أحزمة الأمان ذات النقطتين (الشكل 1) حاليًا كحزام أمان مركزي في المقعد الخلفي لبعض السيارات القديمة ، وكذلك في مقاعد الركاب على متن الطائرات. حزام الأمان القابل للانعكاس هو حزام حضن يلتف حول الخصر ومثبت على جانبي المقعد.

أحزمة الأمان ثلاثية النقاط (الشكل 2) هي النوع الرئيسي من أحزمة المقاعد ويتم تثبيتها في جميع السيارات الحديثة. يتميز حزام الخصر المائل بثلاث نقاط بترتيب على شكل حرف V يوزع بالتساوي طاقة الجسم المتحرك على الصدر والحوض والكتفين. قدمت فولفو أول أحزمة أمان ثلاثية النقاط منتجة بكميات كبيرة في عام 3. ضع في اعتبارك أن أحزمة المقاعد ثلاثية النقاط للجهاز هي الأكثر شيوعًا.

يتكون حزام الأمان ثلاثي النقاط من حزام وإبزيم وشد.

حزام الأمان مصنوع من مادة متينة ويتم توصيله بالجسم بأجهزة خاصة عند ثلاث نقاط: على العمود وعلى العتبة وعلى قضيب خاص بقفل. لتكييف الحزام مع ارتفاع شخص معين ، توفر العديد من التصميمات لضبط ارتفاع نقطة التعلق العلوية.

القفل يؤمن حزام المقعد ويتم تثبيته بجانب مقعد السيارة. يتم تصنيع لسان معدني متحرك للتوصيل بمشبك الحزام. كتذكير بالحاجة إلى ارتداء حزام الأمان ، يتضمن تصميم القفل مفتاحًا مضمنًا في دائرة نظام إنذار AV. يحدث التحذير مع ضوء تحذير على لوحة القيادة وإشارة مسموعة. تختلف خوارزمية تشغيل هذا النظام باختلاف مصنعي السيارات.

يوفر الضام فكًا قسريًا ولفًا تلقائيًا لحزام المقعد. وهي متصلة بجسم السيارة. تم تجهيز البكرة بآلية قفل بالقصور الذاتي توقف حركة الحزام على البكرة في حالة وقوع حادث. يتم استخدام طريقتين للحجب: نتيجة لحركة (القصور الذاتي) للسيارة ونتيجة لحركة حزام الأمان نفسه. لا يمكن سحب الشريط من أسطوانة البكرة إلا ببطء ، دون تسريع.

السيارات الحديثة مجهزة بأحزمة أمان شد.

تُستخدم أحزمة المقاعد ذات الخمس نقاط (الشكل 4) في السيارات الرياضية ولتأمين مقاعد الأطفال في السيارات. يتضمن حزامين للخصر وحزامين للكتف وحزام للساق.

أرز. 4. خمس نقاط تسخير

يحتوي حزام الأمان المكون من 6 نقاط على شريطين بين الأرجل ، مما يوفر ملاءمة أكثر أمانًا للراكب.

من التطورات الواعدة أحزمة المقاعد القابلة للنفخ (الشكل 5) ، والتي تمتلئ بالغاز أثناء وقوع حادث. إنها تزيد من مساحة الاتصال مع الراكب ، وبالتالي تقلل الحمل على الشخص. قد يكون القسم القابل للنفخ عبارة عن قسم للكتف أو قسم للكتف والخصر. تظهر الاختبارات أن تصميم حزام الأمان هذا يوفر حماية إضافية من الصدمات الجانبية.

أرز. 5. أحزمة المقاعد القابلة للنفخ

تقدم فورد هذا الخيار في أوروبا للجيل الرابع من فورد مونديو. للركاب في الصف الخلفي ، يتم تثبيت أحزمة المقاعد القابلة للنفخ. تم تصميم النظام لتقليل إصابات الرأس والرقبة والصدر في حالة وقوع حادث لركاب الصف الخلفي ، وهم غالبًا من الأطفال والمسنين المعرضين بشكل خاص لهذه الأنواع من الإصابات. في الاستخدام اليومي ، تعمل أحزمة المقاعد القابلة للنفخ مثل الأحزمة العادية وهي متوافقة مع مقاعد الأطفال.

في حالة وقوع حادث ، يرسل مستشعر الصدمات إشارة إلى وحدة التحكم في نظام الأمان ، ترسل الوحدة إشارة لفتح صمام إغلاق أسطوانة ثاني أكسيد الكربون الموجودة أسفل المقعد ، ويتم فتح الصمام والغاز الذي كان سابقا في حالة مضغوطة يملأ وسادة حزام المقعد. ينتشر الحزام بسرعة ، ويوزع قوة التأثير على سطح الجسم ، وهو ما يزيد خمسة أضعاف عن أحزمة الأمان القياسية. وقت تنشيط الأشرطة أقل من 40 مللي ثانية.

مع مرسيدس-بنز الفئة S W222 الجديدة ، تعمل الشركة على توسيع خيارات حماية الركاب في المقاعد الخلفية. تجمع حزمة PRE-SAFE للمقعد الخلفي بين الشدادات والوسادة الهوائية في حزام المقعد (Beltbag) والوسائد الهوائية في المقاعد الأمامية. الاستخدام المشترك لهذه الأجهزة أثناء وقوع حادث يقلل من إصابات الركاب بنسبة 30٪ مقارنة بالنظام التقليدي. الوسادة الهوائية لحزام الأمان هي عبارة عن حزام أمان قادر على النفخ وبالتالي تقليل مخاطر إصابة الركاب في حالة الاصطدام الأمامي عن طريق تقليل الحمل على الصدر. تم تجهيز المقعد القابل للإمالة بشكل قياسي بوسادة هوائية مخفية تحت تنجيد وسادة المقعد. ستمنع هذه الوسادة الراكب في وضع الاستلقاء من الانزلاق تحت حزام المقعد في حالة وقوع حادث (ما يسمى "الغوص") . وبهذه الطريقة ، تمكنت مرسيدس-بنز من تطوير مقعد مائل مريح يوفر مستوى أعلى من الأمان في حالة وقوع حادث مقارنة بالمقعد الذي ينحني فيه مسند الظهر عن طريق تمديد وسادة المقعد.

كإجراء ضد عدم استخدام أحزمة المقاعد ، تم اقتراح أحزمة أمان أوتوماتيكية منذ عام 1981 (الشكل 6) ، والتي تعمل على تأمين الراكب تلقائيًا عند إغلاق الباب (تشغيل المحرك) وتحريره عند فتح الباب (المحرك بدء توقف). كقاعدة عامة ، فإن حركة حزام الكتف التي تتحرك على طول حواف إطار الباب تتم تلقائيًا. يتم تثبيت الحزام باليد. نظرًا لتعقيد التصميم ، وإزعاج الدخول إلى السيارة ، فإن أحزمة الأمان الأوتوماتيكية غير مستخدمة عمليًا حاليًا.

أرز. 6. حزام الأمان الأوتوماتيكي

2. شدادات حزام الأمان

على سبيل المثال ، بسرعة 56 كم / ساعة ، يستغرق الأمر حوالي 150 مللي ثانية من لحظة الاصطدام بعائق ثابت إلى التوقف الكامل للسيارة. ليس لدى السائق والراكب في السيارة الوقت للقيام بأي إجراءات في مثل هذه الفترة الزمنية القصيرة ، وبالتالي فهم مشاركين سلبيين في حالة الطوارئ. خلال هذه الفترة ، يجب تنشيط شدادات حزام المقعد والأكياس الهوائية ومفتاح إغلاق البطارية.

في حالة وقوع حادث ، يجب أن تمتص أحزمة المقاعد مستوى طاقة يساوي تقريبًا الطاقة الحركية لشخص يسقط من الطابق الرابع لمبنى شاهق. نظرًا لاحتمال ضعف حزام المقعد ، يتم استخدام شداد مسبق (شداد مسبق) للتعويض عن هذا الضعف.

يقوم شد حزام المقعد بسحب حزام الأمان في حالة حدوث تصادم. يساعد ذلك في تقليل ارتخاء حزام الأمان (المسافة بين حزام الأمان والجسم). وبالتالي ، فإن حزام الأمان يمنع الراكب من التحرك للأمام (فيما يتعلق بحركة السيارة) مقدمًا.

تستخدم المركبات كلاً من شدادات حزام المقعد القطرية وشدادات الإبزيم. يتيح لك استخدام كلا النوعين إصلاح الراكب على النحو الأمثل ، لأنه في هذه الحالة يسحب النظام الإبزيم للخلف ، بينما يشد الفروع القطرية والبطنية لحزام المقعد في نفس الوقت. في الممارسة العملية ، يتم تثبيت الشدادات من النوع الأول بشكل أساسي.

يعمل شد حزام الأمان على تحسين الشد وتحسين الحماية من انزلاق الحزام. يتم تحقيق ذلك من خلال النشر الفوري لشدادات حزام المقعد أثناء الاصطدام الأولي. يجب أن تكون أقصى حركة للسائق أو الراكب في الاتجاه الأمامي حوالي 1 سم ، ويجب أن تكون مدة الإجراء الميكانيكي 5 مللي ثانية (الحد الأقصى للقيمة 12 مللي ثانية). يضمن الموتر أن قسم الحزام (يصل طوله إلى 130 مم) قد انتهى في 13 مللي ثانية تقريبًا.

الأكثر شيوعًا هي الشدادات الميكانيكية لحزام المقعد (الشكل 7).

أرز. 7. شداد حزام المقعد الميكانيكي: 1 - حزام المقعد. 2 - عجلة السقاطة 3 - محور الملف بالقصور الذاتي ؛ 4 - مزلاج (وضع مغلق) ؛ 5- جهاز البندول

بالإضافة إلى أجهزة الشد الميكانيكية التقليدية ، يقوم العديد من المصنّعين الآن بتجهيز المركبات بأجهزة شدّ الألعاب النارية (الشكل 8).

أرز. 8. شداد الألعاب النارية: 1 - حزام الأمان. 2 - مكبس 3 - خرطوشة نارية

يتم تنشيطها عندما يكتشف المستشعر المدمج في النظام أنه قد تم تجاوز عتبة التباطؤ المحددة مسبقًا ، مما يشير إلى بدء الاصطدام. يؤدي هذا إلى اشتعال مفجر خرطوشة الألعاب النارية. عندما تنفجر الخرطوشة ، يتم إطلاق الغاز ، والذي يعمل ضغطه على المكبس المتصل بحزام الأمان. يتحرك المكبس بسرعة ويشد الحزام. عادة ، لا يتجاوز وقت استجابة الجهاز 25 مللي ثانية من بداية التفريغ.

لتجنب التحميل الزائد على الصندوق ، تحتوي هذه الأحزمة على محددات شد تعمل على النحو التالي: أولاً ، يتم الوصول إلى الحد الأقصى للحمل المسموح به ، وبعد ذلك يسمح الجهاز الميكانيكي للراكب بتحريك مسافة معينة للأمام ، مع الحفاظ على مستوى الشحن ثابتًا.

وفقًا لتصميم ومبدأ التشغيل ، يتم تمييز الأنواع التالية من شدادات حزام الأمان:

• كابل بمحرك ميكانيكي ؛
• كرة
• تحول.
• رفوف؛
• تفريغ.

2.1. شد كابل لحزام المقعد

شد حزام المقعد 8 وبكرة حزام المقعد الأوتوماتيكية 14 هي المكونات الرئيسية لشد الكابلات (الشكل 9). يتم تثبيت النظام بشكل متحرك على الأنبوب الواقي 3 في غطاء المحمل ، على غرار البندول العمودي. تم تثبيت كبل فولاذي 1 على المكبس 17. يتم لف الكبل وتثبيته على أنبوب واقي على الأسطوانة 18 للكابل.

تتكون وحدة التوتر من العناصر التالية:

• أجهزة استشعار في شكل نظام "كتلة الربيع" ؛
• مولد الغاز 4 بشحنة دافعة نارية ؛
• مكبس 1 بكابل فولاذي في الأنبوب.

إذا تجاوز تباطؤ السيارة أثناء الاصطدام قيمة معينة ، يبدأ جهاز الاستشعار 7 في الانضغاط تحت تأثير كتلة المستشعر. يتكون المستشعر من دعامة 6 ، ومولد غاز 4 بشحنة نارية تنفثها بواسطته ، ونابض صدمة 5 ، ومكبس 1 وأنبوب 2.

أرز. 9. شداد الكابلات: أ - الاشتعال. ب - الجهد 1 ، 16 - مكبس. 2 - أنبوب 3 - أنبوب واقي ؛ 4 - مولد الغاز 5 ، 15 - صدمة الربيع ؛ 6 - قوس المستشعر ؛ 7 - زنبرك المستشعر ؛ 8 - حزام الأمان 9 - لوحة صدمة مع دبوس صدمة ؛ 10 ، 14 - آلية لف حزام المقعد ؛ 11 - الترباس الاستشعار. 12 - حافة تروس العمود ؛ 13 - قطعة مسننة 17 - كابل فولاذي 18 - طبل

إذا تحرك الدعم 6 مسافة أكبر من القاعدة ، فإن مولد الغاز 4 ، الذي يتم تثبيته في وضع السكون بواسطة برغي المستشعر 11 ، يتم تحريره في الاتجاه الرأسي. نابض الصدمات المجهد 15 يدفعه نحو دبوس الصدمة في لوحة الصدمات. عندما يصطدم مولد الغاز بالمصادم ، تشتعل شحنة عوامة مولد الغاز (الشكل 9 ، أ).

في هذا الوقت ، يُحقن الغاز في الأنبوب 2 ويحرك المكبس 1 مع الكبل الفولاذي 17 لأسفل (الشكل 9 ، ب). أثناء الحركة الأولى للكابل الملفوف حول القابض ، يتحرك الجزء المسنن 13 شعاعيًا للخارج من الأسطوانة تحت تأثير قوة التسارع ويتعامل مع الحافة المسننة للعمود 12 من جهاز لف حزام المقعد 14.

2.2. شداد حزام الكرة

وهو يتألف من وحدة مدمجة تشتمل ، بالإضافة إلى التعرف على الحزام ، على محدد شد الحزام (الشكل 10). يحدث التشغيل الميكانيكي فقط عندما يكتشف مستشعر إبزيم حزام المقعد أن حزام المقعد مثبت.

يتم تشغيل شداد حزام المقعد الكروي بواسطة كرات موضوعة في الأنبوب 9. في حالة حدوث تصادم ، تشعل وحدة التحكم في الوسادة الهوائية شحنة الإخراج 7 (الشكل 10 ، ب). في شدادات حزام الأمان الكهربائية ، يتم تفعيل آلية القيادة بواسطة وحدة التحكم في الوسادة الهوائية.

عندما تشتعل الشحنة المقذوفة ، تعمل الغازات المتوسعة على تحريك الكرات وتوجيهها من خلال الترس 11 إلى البالون 12 لتجميع الكرات.

أرز. 10. شداد الكرة: أ - نظرة عامة. ب - الاشتعال ج - الجهد 1 ، 11 - معدات ؛ 2 ، 12 - بالون للكرات ؛ 3 - آلية القيادة (ميكانيكية أو كهربائية) ؛ 4 ، 7 - شحنة دافعة للألعاب النارية ؛ 5 ، 8 - حزام الأمان ؛ 6 ، 9 - أنبوب مع كرات ؛ 10- جهاز لف حزام الأمان

نظرًا لأن بكرة حزام الأمان متصلة بشكل صارم بالعجلة المسننة ، فإنها تدور بالكرات ويتراجع الحزام (الشكل 10 ، ج).

2.3 شداد الحزام الدوار

يعمل على مبدأ الدوار. يتكون الموتر من الدوار 2 ، المفجر 1 ، آلية القيادة 3 (الشكل 11 ، أ)

يتم تشغيل المفجر الأول بواسطة محرك ميكانيكي أو كهربائي ، بينما يقوم الغاز المتمدد بتدوير الجزء المتحرك (الشكل 11 ، ب). نظرًا لتوصيل الدوار بعمود الحزام ، يبدأ حزام المقعد في التراجع. عند الوصول إلى زاوية دوران معينة ، يفتح الدوار القناة الالتفافية 7 إلى الخرطوشة الثانية. تحت تأثير ضغط العمل في الغرفة رقم 1 ، تشتعل الخرطوشة الثانية ، والتي بسببها يستمر الدوار في الدوران (الشكل 11 ، ج). تخرج غازات المداخن من الغرفة رقم 1 عبر قناة المخرج 8.

أرز. 11. الموتر الدوار: أ - نظرة عامة. ب - عمل المفجر الأول ؛ ج - عمل المفجر الثاني ؛ ز - عمل المفرقعات النارية الثالثة ؛ 1 - الطعم 2 - الدوار 3 - آلية القيادة 4 - حزام الأمان 5 ، 8 - قناة الإخراج ؛ 6 - عمل الطعم الأول ؛ 7 ، 9 ، 10 - قنوات الالتفافية ؛ 11 - تشغيل المفجر الثاني ؛ 12 - الغرفة رقم 1 ؛ 13 - أداء الطعم الثالث ؛ 14 - الكاميرا رقم 2

عند الوصول إلى القناة الالتفافية الثانية 9 ، يتم إشعال الخرطوشة الثالثة تحت تأثير ضغط العمل في الغرفة رقم 2 (الشكل 11 ، د). يستمر الدوار في الدوران ويخرج غاز العادم من الغرفة رقم 2 عبر المخرج 5.

2.4 شداد الحزام

من أجل نقل سلس للقوة إلى الحزام ، يتم أيضًا استخدام العديد من الأجهزة ذات الجريدة المسننة والجريدة المسننة (الشكل 12).

شداد الرف يعمل على النحو التالي. عند إشارة وحدة التحكم في الوسادة الهوائية ، تشتعل شحنة المفجر. تحت ضغط الغازات الناتجة ، يتحرك المكبس مع الحامل 8 لأعلى ، مما يتسبب في دوران الترس 3 الذي يعمل معه. يتم نقل دوران الترس 3 إلى الترسين 2 و 4. ويتم توصيل الترس 2 بشكل صارم بالحلقة الخارجية 7 لقابض التجاوز ، والذي ينقل عزم الدوران إلى عمود الالتواء 6. عندما تدور الحلقة 7 ، تكون البكرات 5 من القابض مثبت بين القابض وعمود الالتواء. نتيجة دوران عمود الالتواء ، يتم شد حزام الأمان. يتم تحرير شد الحزام عندما يصل المكبس إلى المخمد.

أرز. 12. شداد حزام الأمان: أ - وضع البداية. ب - نهاية توتر الحزام. 1 - ممتص الصدمات 2 ، 3 ، 4 - تروس ؛ 5 - أسطوانة 6 - محور الالتواء. 7 - الحلقة الخارجية لقابض التجاوز ؛ 8 - مكبس مع رف ؛ 9- الالعاب النارية

2.5 شداد الحزام القابل للانعكاس

في أنظمة الأمان المنفعلة الأكثر تعقيدًا ، بالإضافة إلى شدادات حزام المقعد النارية ، شداد مسبق لحزام المقعد قابل للعكس (الشكل 13) مع وحدة تحكم ومحدد قوة حزام المقعد التكيفي (قابل للتبديل.

يتم التحكم في كل شدادات حزام المقعد القابلة للعكس بواسطة وحدة تحكم منفصلة. بناءً على أوامر ناقل البيانات ، تقوم وحدات التحكم في شدادات حزام المقعد بتشغيل محركات التشغيل المتصلة.

الموترات العكسية لها ثلاثة مستويات من قوة التشغيل:

1. جهد منخفض - اختيار حزام المقعد المترهل ؛
2. متوسط ​​القوة - توتر جزئي
3. قوة عالية - توتر كامل.

إذا اكتشفت وحدة التحكم في الوسادة الهوائية تصادمًا أماميًا طفيفًا لا يتطلب شدادًا للألعاب النارية ، فإنها ترسل إشارة إلى وحدات التحكم في الشدادات. يطلبون من أحزمة المقاعد أن يتم شدها بالكامل بواسطة محركات القيادة.

أرز. 13. حزام الأمان مع شدادات عكسية: 1 - ترس ؛ 2 - خطاف 3 - القيادة الرائدة

يدور عمود المحرك (غير مبين في الشكل 13) ، الذي يدور عبر ترس ، قرصًا مدفوعًا متصلًا بعمود حزام المقعد بواسطة خطافين قابلين للسحب. يلتف حزام الأمان حول المحور ويشد.

إذا لم يدور عمود المحرك أو يدور قليلاً في الاتجاه المعاكس ، فقد تنثني الخطافات للداخل وتحرر عمود حزام المقعد.

يتم تنشيط محدد قوة حزام المقعد القابل للتحويل بعد نشر شدادات الألعاب النارية. في هذه الحالة ، تسد آلية القفل محور الحزام ، مما يمنع الحزام من الفك بسبب القصور الذاتي المحتمل لأجساد الركاب والسائق.