안전 벨트 및 안전 벨트 텐셔너

자동차 수동 안전 시스템의 가장 일반적인 구조 요소는 안전 벨트입니다. 이를 사용하면 신체의 단단한 부분, 유리 및 기타 승객에 대한 충격(소위 XNUMX차 충격)으로 인한 부상의 가능성과 심각성을 줄입니다. 고정된 안전 벨트는 에어백의 효과적인 작동을 보장합니다.

부착 지점의 수에 따라 XNUMX점, XNUMX점, XNUMX점, XNUMX점 및 XNUMX점과 같은 유형의 안전 벨트가 구별됩니다.

1점식 안전벨트(그림 XNUMX)는 현재 일부 구형 자동차의 뒷좌석과 비행기 조수석의 중앙 안전벨트로 사용되고 있다. 리버시블 안전벨트는 허리를 감싸는 무릎 벨트로 좌석의 양쪽에 부착됩니다.

2점식 안전벨트(그림 3)는 주요 안전벨트 유형으로 모든 현대 자동차에 장착됩니다. 사선 1959점식 허리 벨트는 V자 형태로 배치되어 움직이는 몸의 에너지를 가슴, ​​골반, 어깨에 고르게 분배합니다. 볼보는 XNUMX년 최초의 양산형 XNUMX점식 안전벨트를 선보였습니다. 가장 일반적인 장치로 XNUMX점식 안전 벨트를 고려하십시오.

XNUMX점식 안전벨트는 웨빙, 버클, 텐셔너로 구성되어 있습니다.

안전 벨트는 내구성 있는 소재로 만들어졌으며 기둥, 문지방 및 잠금 장치가 있는 특수 막대의 세 지점에서 특수 장치로 신체에 부착됩니다. 벨트를 특정 사람의 키에 맞추기 위해 많은 디자인에서 상부 부착 지점의 높이를 조정할 수 있습니다.

잠금 장치는 안전 벨트를 고정하고 카시트 옆에 설치됩니다. 스트랩 걸쇠와 연결하기 위해 움직일 수 있는 금속 텅이 만들어졌습니다. 안전 벨트 착용의 필요성을 상기시키기 위해 잠금 장치의 설계에는 AV 경보 시스템의 회로에 포함된 스위치가 포함됩니다. 경고는 대시보드의 경고등과 신호음으로 발생합니다. 이 시스템의 작동 알고리즘은 자동차 제조업체마다 다릅니다.

리트랙터는 강제 풀림 및 안전 벨트의 자동 되감기를 제공합니다. 차체에 부착되어 있습니다. 릴에는 사고 발생 시 릴에서 벨트의 움직임을 멈추는 관성 잠금 장치가 장착되어 있습니다. 두 가지 차단 방법이 사용됩니다. 자동차의 움직임(관성)과 안전 벨트 자체의 움직임으로 인해 발생합니다. 테이프는 가속 없이 스풀 드럼에서 천천히 당겨야만 합니다.

현대 자동차에는 프리텐셔너 안전 벨트가 장착되어 있습니다.

4점식 안전벨트(그림 XNUMX)는 스포츠카와 어린이용 카시트에 어린이를 고정하는 데 사용됩니다. 허리끈 XNUMX개, 어깨끈 XNUMX개, 다리끈 XNUMX개가 포함되어 있습니다.

쌀. 4. XNUMX점식 하네스

6점식 안전 하네스는 다리 사이에 XNUMX개의 스트랩이 있어 라이더에게 보다 안전한 핏을 제공합니다.

유망한 개발 중 하나는 사고 시 가스로 채워지는 팽창식 안전 벨트(그림 5)입니다. 그들은 승객과의 접촉 면적을 증가시켜 사람의 하중을 줄입니다. 팽창 가능한 섹션은 어깨 섹션 또는 어깨 및 허리 섹션일 수 있습니다. 테스트에 따르면 이 안전 벨트 디자인은 추가적인 측면 충격 보호 기능을 제공합니다.

쌀. 5. 풍선 안전 벨트

Ford는 XNUMX세대 Ford Mondeo를 위해 유럽에서 이 옵션을 제공합니다. 뒷줄 승객을 위해 팽창식 안전 벨트가 설치됩니다. 이 시스템은 특히 이러한 유형의 부상을 입기 쉬운 어린이와 노인인 뒷좌석 승객의 사고 발생 시 머리, 목 및 가슴 부상을 줄이기 위해 설계되었습니다. 일상적인 사용에서 팽창식 안전 벨트는 일반 안전 벨트처럼 작동하며 어린이용 시트와 호환됩니다.

사고가 발생하면 충격센서가 시큐리티 시스템 컨트롤 유닛에 신호를 보내고 유닛이 신호를 보내 시트 아래에 있는 이산화탄소 실린더의 차단 밸브를 열면 밸브가 열리고 가스가 이전에 압축된 상태에서 안전 벨트 쿠션을 채웁니다. 벨트는 빠르게 전개되어 일반 안전 벨트보다 40배 더 많은 충격력을 신체 표면에 분산시킵니다. 스트랩의 활성화 시간은 XNUMXms 미만입니다.

새로운 Mercedes-Benz S-Class W222로 회사는 뒷좌석 승객 보호 옵션을 확장하고 있습니다. 뒷좌석 PRE-SAFE 패키지는 프리텐셔너와 안전 벨트의 에어백(벨트백)을 앞좌석의 에어백과 결합합니다. 사고 시 이러한 장치를 함께 사용하면 기존 방식에 비해 승객 부상을 30% 줄일 수 있습니다. 안전벨트 에어백은 팽창할 수 있는 안전벨트로, 가슴에 가해지는 하중을 줄여 정면 충돌 시 승객의 부상 위험을 줄입니다. 리클라이닝 시트는 시트 쿠션의 덮개 아래에 숨겨진 에어백이 기본 장착되어 있으며, 이러한 쿠션은 사고(소위 "다이빙") 시 리클라이닝 자세의 승객이 안전 벨트 아래로 미끄러지는 것을 방지합니다. . 이처럼 메르세데스-벤츠는 시트쿠션을 늘려 등받이를 뒤로 젖히는 시트보다 사고 시 더 높은 수준의 안전성을 제공하는 안락한 리클라이닝 시트를 개발할 수 있었다.

안전벨트 미사용에 대한 대책으로 1981년부터 제안된 자동 안전벨트(그림 6)는 도어가 닫히면(엔진시동) 자동으로 승객을 고정하고 도어가 열리면(엔진시동) 해제된다. 시작 멈춤). 일반적으로 도어 프레임의 가장자리를 따라 움직이는 어깨 벨트의 움직임은 자동화됩니다. 벨트는 손으로 고정됩니다. 디자인의 복잡성, 차에 탑승하는 불편함, 자동 안전 벨트는 현재 거의 사용되지 않습니다.

쌀. 6. 자동 안전벨트

2. 안전벨트 텐셔너

예를 들어, 56km/h의 속도에서 고정 장애물과 충돌하는 순간부터 차량이 완전히 정지하는 데는 약 150ms가 걸립니다. 자동차의 운전자와 동승자는 그렇게 짧은 시간에 어떤 행동도 취할 시간이 없기 때문에 비상시에 수동적인 참여자입니다. 이 기간 동안 안전 벨트 프리텐셔너, 에어백 및 배터리 킬 스위치를 활성화해야 합니다.

사고 시 안전벨트는 고층 빌딩 XNUMX층에서 떨어지는 사람의 운동 에너지와 거의 같은 수준의 에너지를 흡수해야 합니다. 안전벨트의 약화 가능성으로 인해 이러한 약화를 보완하기 위해 프리텐셔너(프리텐셔너)가 사용됩니다.

안전벨트 텐셔너는 충돌 시 안전벨트를 당겨줍니다. 이는 안전벨트 느슨함(안전벨트와 신체 사이의 공간)을 줄이는 데 도움이 됩니다. 따라서, 안전 벨트는 승객이 (자동차의 움직임과 관련하여) 미리 앞으로 이동하는 것을 방지합니다.

차량은 대각선 안전 벨트 프리텐셔너와 버클 프리텐셔너를 모두 사용합니다. 두 가지 유형을 모두 사용하면 승객을 최적으로 고정할 수 있습니다. 이 경우 시스템이 버클을 뒤로 당기는 동시에 안전 벨트의 대각선 및 복부 가지를 조이기 때문입니다. 실제로 첫 번째 유형의 텐셔너가 주로 설치됩니다.

안전 벨트 텐셔너는 장력을 향상시키고 벨트 미끄러짐 방지 기능을 향상시킵니다. 이는 초기 충돌 시 안전 벨트 프리텐셔너를 즉시 전개함으로써 달성됩니다. 운전자 또는 동승자의 전진 방향 최대 이동은 약 1cm, 기계적 동작의 지속 시간은 5ms(최대값 12ms)여야 합니다. 텐셔너는 벨트 섹션(최대 130mm 길이)이 거의 13ms 내에 감기도록 합니다.

가장 일반적인 것은 기계식 안전 벨트 프리텐셔너입니다(그림 7).

쌀. 7. 기계식 안전 벨트 텐셔너: 1 - 안전 벨트; 2 - 래칫 휠; 3 - 관성 코일의 축; 4 - 래치(닫힌 위치); 5 - 진자 장치

기존의 기계적 텐셔너 외에도 많은 제조업체에서 이제 차량에 불꽃 텐셔너를 장착하고 있습니다(그림 8).

쌀. 8. 불꽃 텐셔너: 1 - 안전 벨트; 2 - 피스톤; 3 - 불꽃 카트리지

시스템의 내장 센서가 충돌 시작을 나타내는 미리 결정된 감속 임계값을 초과했음을 감지하면 활성화됩니다. 이것은 불꽃 탄약통의 기폭 장치를 점화합니다. 카트리지가 폭발하면 가스가 방출되고 그 압력이 안전 벨트에 연결된 피스톤에 작용합니다. 피스톤이 빠르게 움직이고 벨트에 장력이 가해집니다. 일반적으로 장치의 응답 시간은 방전 시작부터 25ms를 초과하지 않습니다.

가슴에 과부하가 걸리는 것을 방지하기 위해 이 벨트에는 다음과 같이 작동하는 장력 제한 장치가 있습니다. 먼저 최대 허용 하중에 도달한 후 기계 장치를 사용하여 승객이 특정 거리를 앞으로 이동하여 충전 수준을 일정하게 유지할 수 있습니다.

설계 및 작동 원리에 따라 다음 유형의 안전 벨트 텐셔너가 구별됩니다.

• 기계식 드라이브가 있는 케이블;
• 공;
• 선회;
• 선반;
• 거꾸로 할 수 있는.

2.1. 안전벨트용 케이블 텐셔너

안전 벨트 텐셔너(8)와 자동 안전 벨트 릴(14)은 케이블 텐셔너의 주요 구성 요소입니다(그림 9). 시스템은 수직 진자와 유사하게 베어링 커버의 보호 튜브(3)에 이동 가능하게 고정됩니다. 스틸 케이블(1)은 피스톤(17)에 고정된다. 케이블은 케이블용 드럼(18)의 보호 튜브에 감겨 설치된다.

장력 모듈은 다음 요소로 구성됩니다.

• "스프링 질량" 시스템 형태의 센서;
• 불꽃 추진제 충전을 갖는 가스 발생기(4);
• 튜브에 강철 케이블이 있는 피스톤 1.

충돌 중 자동차의 감속이 특정 값을 초과하면 센서 스프링(7)은 센서 질량의 작용으로 압축되기 시작합니다. 이 센서는 지지대(6), 불꽃 전하가 분출되는 가스 발생기(4), 충격 스프링(5), 피스톤(1) 및 튜브(2)로 구성됩니다.

쌀. 9. 케이블 텐셔너: a - 점화; b - 전압; 1, 16 - 피스톤; 2 - 튜브; 3 - 보호 튜브; 4 - 가스 발생기; 5, 15 - 충격 스프링; 6 - 센서 브래킷; 7 - 센서 스프링; 8 - 안전 벨트; 9 - 충격 핀이 있는 충격 플레이트; 10, 14 - 안전 벨트 감기 메커니즘; 11 - 센서 볼트; 12 - 샤프트의 기어 림; 13 - 톱니 부분; 17 - 강철 케이블; 18 - 드럼

지지대(6)가 표준보다 더 먼 거리를 이동한 경우, 센서 볼트(4)에 의해 정지된 가스 발생기(11)는 수직 방향으로 해제됩니다. 응력이 가해진 충격 스프링(15)은 충격판의 충격 핀을 향해 밀어냅니다. 가스 발생기가 임팩터에 닿으면 가스 발생기 부유물 전하가 점화됩니다(그림 9, a).

이때, 가스는 튜브(2)에 주입되고 스틸 케이블(1)과 함께 피스톤(17)을 아래로 이동시킨다(도 9, b). 클러치 주위에 감긴 케이블의 첫 번째 이동 동안, 톱니형 세그먼트(13)는 가속력의 작용하에 드럼으로부터 반경방향 외측으로 이동하고 시트 벨트 와인더(12)의 샤프트(14)의 톱니형 림과 맞물린다.

2.2. 볼 벨트 텐셔너

벨트 감지 외에 벨트 장력 제한 장치도 포함하는 소형 모듈로 구성됩니다(그림 10). 기계식 작동은 안전 벨트 버클 센서가 안전 벨트를 착용했음을 감지할 때만 발생합니다.

볼 시트 벨트 프리텐셔너는 튜브 9에 배치된 볼에 의해 작동됩니다. 충돌이 발생하면 에어백 제어 장치가 분사되는 충전물 7을 점화합니다(그림 10, b). 전동식 안전 벨트 텐셔너에서 구동 메커니즘의 작동은 에어백 제어 장치에 의해 수행됩니다.

분출된 전하가 점화되면 팽창하는 가스가 볼을 움직이게 하고 기어(11)를 통해 볼을 모으기 위해 풍선(12)으로 그들을 안내합니다.

쌀. 10. 볼 텐셔너: a - 일반 보기; b - 점화; c - 전압; 1, 11 - 기어; 2, 12 - 공 풍선; 3 - 구동 메커니즘(기계식 또는 전기식); 4, 7 - 불꽃 추진제 충전; 5, 8 - 안전 벨트; 6, 9 - 볼이 있는 튜브; 10 - 안전 벨트 와인더

안전벨트 릴은 스프로킷에 단단히 연결되어 있기 때문에 볼과 함께 회전하고 벨트가 후퇴합니다(그림 10, c).

2.3. 로터리 벨트 텐셔너

로터의 원리에 따라 작동합니다. 텐셔너는 로터 2, 기폭 장치 1, 구동 메커니즘 3으로 구성됩니다(그림 11, a)

첫 번째 뇌관은 기계적 또는 전기 구동에 의해 구동되고 팽창 가스는 회전자를 회전시킵니다(그림 11, b). 로터가 벨트 샤프트에 연결되어 있기 때문에 안전 벨트가 수축되기 시작합니다. 특정 회전 각도에 도달하면 로터는 바이패스 채널(7)을 두 번째 카트리지로 엽니다. 1 번 챔버의 작동 압력 작용에 따라 두 번째 카트리지가 점화되어 로터가 계속 회전합니다 (그림 11, c). 1번 챔버의 연도 가스는 출구 채널 8을 통해 나옵니다.

쌀. 11. 로터리 텐셔너: a - 일반 보기; b - 첫 번째 기폭 장치의 작용; c - 두 번째 기폭 장치의 작용; g - 세 번째 폭죽의 행동; 1 - 미끼; 2 - 로터; 3 - 구동 메커니즘; 4 - 안전 벨트; 5, 8 - 출력 채널; 6 - 첫 번째 미끼 작업; 7, 9, 10 - 바이패스 채널; 11 - 두 번째 기폭 장치의 작동; 12 - 챔버 1번; 13 - 세 번째 미끼의 성능; 14 - 카메라 번호 2

두 번째 바이패스 채널 9에 도달하면 2번 챔버의 작동 압력 작용에 따라 세 번째 카트리지가 점화됩니다(그림 11, d). 로터는 계속 회전하고 2번 챔버의 배기 가스는 5번 출구를 통해 배출됩니다.

2.4. 벨트 텐셔너

벨트에 힘을 부드럽게 전달하기 위해 다양한 랙 및 피니언 장치도 사용됩니다(그림 12).

랙 텐셔너는 다음과 같이 작동합니다. 에어백 제어 장치의 신호에 따라 기폭 장치가 점화됩니다. 결과 가스의 압력으로 랙 8이있는 피스톤이 위로 이동하여 이에 맞물린 기어 3이 회전합니다. 기어 3의 회전은 기어 2와 4로 전달됩니다. 기어 2는 오버러닝 클러치의 외부 링 7에 단단히 연결되어 토션 샤프트 6에 토크를 전달합니다. 링 7이 회전하면 클러치의 롤러 5가 클러치와 토션 샤프트 사이에 고정됩니다. 토션 샤프트의 회전 결과로 안전 벨트가 팽팽해집니다. 피스톤이 댐퍼에 도달하면 벨트 장력이 해제됩니다.

쌀. 12. 안전 벨트 텐셔너: a - 시작 위치; b - 벨트 장력의 끝; 1 - 완충기; 2, 3, 4 - 기어; 5 - 롤러; 6 - 비틀림 축; 7 - 오버러닝 클러치의 외부 링; 8 - 랙이 있는 피스톤; 9 - 폭죽

2.5 리버서블 벨트 텐셔너

보다 복잡한 수동 안전 시스템에서는 불꽃 안전 벨트 프리텐셔너 외에도 제어 장치와 적응형 안전 벨트 힘 제한 장치(전환 가능)가 있는 양방향 안전 벨트 프리텐셔너(그림 13)가 있습니다.

각 양방향 안전 벨트 프리텐셔너는 별도의 제어 장치에 의해 제어됩니다. 데이터 버스 명령에 따라 안전 벨트 프리텐셔너 제어 장치는 연결된 작동 모터를 작동합니다.

가역 텐셔너에는 세 가지 수준의 작동력이 있습니다.

1. 낮은 노력 - 안전 벨트의 느슨한 선택;
2. 평균 힘 - 부분 장력;
3. 고강도 - 전체 장력.

에어백 제어 장치가 불꽃 프리텐셔너가 필요하지 않은 경미한 정면 충돌을 감지하면 프리텐셔너 제어 장치에 신호를 보냅니다. 그들은 안전 벨트가 구동 모터에 의해 완전히 장력을 받도록 명령합니다.

쌀. 13. 리버서블 프리텐셔너가 있는 안전 벨트: 1 - 기어; 2 - 후크; 3 - 선두 드라이브

기어를 통해 회전하는 모터 샤프트(그림 13에는 표시되지 않음)는 두 개의 철회 가능한 후크로 안전 벨트 샤프트에 연결된 구동 디스크를 회전시킵니다. 안전 벨트는 차축을 감싸고 조입니다.

모터 축이 회전하지 않거나 반대 방향으로 약간 회전하면 후크가 접혀 안전 벨트 축이 풀릴 수 있습니다.

전환 가능한 안전 벨트 힘 제한기는 불꽃 프리텐셔너가 배치된 후에 활성화됩니다. 이 경우 잠금 장치가 벨트 축을 차단하여 승객과 운전자의 신체의 관성 가능성으로 인해 벨트가 풀리는 것을 방지합니다.