安全带和安全带张紧器
汽车被动安全系统最常见的结构元件是安全带。 它的使用减少了由于对身体、玻璃和其他乘客的坚硬部位的撞击（所谓的二次撞击）而造成伤害的可能性和严重程度。 系紧的安全带确保安全气囊的有效运行。
根据连接点的数量，可区分以下类型的安全带：二点式、三点式、四点式、五点式和六点式。
两点式安全带（图 1）目前用作一些老式汽车后座的中央安全带，以及飞机上的乘客座椅。 可逆式安全带是一条环绕腰部的腰带，系在座椅的两侧。
三点式安全带（图 2）是安全带的主要类型，安装在所有现代汽车上。 3点对角腰带呈V形排列，将运动体的能量均匀分布到胸部、骨盆和肩部。 沃尔沃于 1959 年推出了第一条量产的三点式安全带。 将设备三点式安全带视为最常见的。
三点式安全带由织带、带扣和张紧器组成。
安全带由耐用材料制成，并通过特殊装置在三个点固定在车身上：柱子上、门槛上和带锁的特殊杆上。 为了使腰带适应特定人的身高，许多设计都提供了调节上部连接点的高度。
锁固定安全带并安装在汽车座椅旁边。 一个可移动的金属舌片与表带扣相连。 作为提醒需要系安全带，锁的设计包括一个包含在 AV 报警系统电路中的开关。 通过仪表板上的警告灯和声音信号发出警告。 这个系统的算法对于不同的汽车制造商是不同的。
卷收器提供安全带的强制展开和自动重绕。 它附在车身上。 卷轴配备惯性锁定机构，可在发生事故时停止皮带在卷轴上的运动。 使用了两种阻塞方法：由于汽车的运动（惯性）和由于安全带本身的运动。 磁带只能缓慢地从卷筒上拉出，不能加速。
现代汽车配备了预张紧器安全带。
五点式安全带（图 4）用于跑车和将儿童固定在儿童汽车座椅上。 包括两条腰带、两条肩带和一条腿带。
米。 4. 五点式安全带
6 点式安全带在双腿之间有两条带子，为骑手提供更安全的贴合。
有希望的发展之一是充气式安全带（图 5），在发生事故时会充满气体。 它们增加了与乘客的接触面积，从而减少了人的负担。 可充气部分可以是肩部或肩部和腰部。 测试表明，这种安全带设计提供了额外的侧面碰撞保护。
米。 5.充气式安全带
福特在欧洲为第四代福特蒙迪欧提供此选项。 对于后排的乘客，安装了充气式安全带。 该系统旨在减少后排乘客发生事故时头部、颈部和胸部的伤害，这些乘客通常是儿童和老人，他们特别容易受到此类伤害。 在日常使用中，充气式安全带与普通安全带一样工作，并且与儿童座椅兼容。
发生事故时，震动传感器向安全系统控制单元发送信号，该单元发出信号打开位于座椅下方的二氧化碳钢瓶的截止阀，阀门打开，被排出的气体先前处于压缩状态的座椅安全带坐垫。 安全带快速展开，将冲击力分布在身体表面，是标准安全带的五倍。 表带的激活时间小于 40 毫秒。
凭借新款梅赛德斯-奔驰 S 级 W222，该公司正在扩大其后座乘客保护选项。 后排座椅 PRE-SAFE 套件将预紧器和安全带中的安全气囊（Beltbag）与前排座椅中的安全气囊相结合。 与传统方案相比，在事故中结合使用这些设备可将乘客受伤减少 30%。 安全带安全气囊是一种能够充气的安全带，从而通过减少胸部的负荷来降低正面碰撞中乘客受伤的风险。 斜倚座椅标配有一个隐藏在座垫软垫下的安全气囊，这样的安全气囊可以防止处于斜倚位置的乘客在发生事故时从安全带下方滑落（所谓的“潜水”） . 通过这种方式，梅赛德斯-奔驰已经能够开发出一种舒适的斜倚座椅，在发生事故时，它比通过延长座垫来倾斜靠背的座椅提供更高水平的安全性。
作为针对不使用安全带的措施，自 1981 年以来就提出了自动安全带（图 6），它在车门关闭（发动机启动）时自动固定乘客，并在车门打开时释放乘客（发动机开始停止）。 通常，肩带沿门框边缘的移动是自动化的。 皮带是用手系的。 由于设计复杂，上车不便，自动安全带目前几乎不使用。
米。 6.自动安全带
2. 安全带张紧器
例如，在 56 公里/小时的速度下，从与固定障碍物发生碰撞到汽车完全停止大约需要 150 毫秒。 汽车的驾驶员和乘客在如此短的时间内没有时间进行任何动作，因此他们是紧急情况的被动参与者。 在此期间，必须激活安全带预紧器、安全气囊和电池断电开关。
在发生事故时，安全带必须吸收的能量水平大致等于一个人从高层建筑四楼坠落的动能。 由于安全带可能会松动，因此使用预紧器（pretensioner）来补偿这种松动。
安全带张紧器在发生碰撞时收回安全带。 这有助于减少安全带松弛（安全带和身体之间的空间）。 因此，安全带防止乘客提前（相对于汽车的移动）向前移动。
车辆使用对角安全带预紧器和带扣预紧器。 使用这两种类型可以让您以最佳方式固定乘客，因为在这种情况下，系统会将带扣拉回，同时收紧安全带的对角线和腹侧分支。 在实践中，主要安装第一类张紧器。
安全带张紧器可提高张力并改善安全带打滑保护。 这是通过在初始撞击期间立即展开安全带预紧器来实现的。 驾驶员或乘客向前的最大移动距离应为 1 cm 左右，机械动作的持续时间应为 5 ms（最大值为 12 ms）。 张紧器确保皮带部分（最长 130 毫米）在几乎 13 毫秒内上紧。
最常见的是机械式安全带预紧器（图 7）。
米。 7、机械式安全带张紧器：1——安全带； 2 - 棘轮； 3 - 惯性线圈的轴； 4 - 闩锁（关闭位置）； 5-摆锤装置
除了传统的机械张紧器外，许多制造商现在都在为车辆配备烟火式张紧器（图 8）。
米。 8.烟火式张紧器：1-安全带； 2 - 活塞; 3 - 烟火筒
当系统的内置传感器检测到已超过预定的减速阈值时，它们会被激活，这表明碰撞的开始。 这点燃了烟火药筒的雷管。 当弹药筒爆炸时，气体被释放，其压力作用在与安全带相连的活塞上。 活塞快速移动并拉紧皮带。 通常，设备的响应时间从放电开始不超过 25 毫秒。
为了避免胸部超负荷，这些安全带具有张力限制器，其工作原理如下：首先，达到最大允许负载，然后机械装置允许乘客向前移动一定距离，保持充电水平恒定。
根据设计和工作原理，可区分以下类型的安全带张紧器：
- 带机械驱动的电缆；
- 球;
- 转弯；
- 架子;
- 可逆的。
2.1。 安全带拉线器
安全带张紧器 8 和自动安全带卷筒 14 是拉索张紧器的主要部件（图 9）。 该系统可移动地固定在轴承盖中的保护管3上，类似于垂直摆。 钢索1固定在活塞17上。钢索缠绕安装在钢索卷筒18上的保护管上。
张力模块由以下元件组成：
- “弹簧质量”系统形式的传感器；
- 带有烟火推进剂装药的气体发生器4；
- 活塞 1 在管中带有钢缆。
如果碰撞过程中汽车的减速度超过一定值，则传感器弹簧7在传感器质量的作用下开始压缩。 该传感器由一个支架 6、一个带有烟火装药的气体发生器 4、一个冲击弹簧 5、一个活塞 1 和一个管子 2 组成。
米。 9、拉线器：a——点火； b——电压； 1、16——活塞； 2 - 管; 3 - 保护管； 4 - 气体发生器； 5、15——减震弹簧； 6 - 传感器支架； 7 - 传感器弹簧； 8 - 安全带； 9 - 带减震销的减震板； 10、14——安全带缠绕机构； 11 - 传感器螺栓； 12 - 轴的齿圈； 13 - 带齿段； 17 - 钢缆； 18 - 鼓
如果支撑件6移动了大于标准的距离，则由传感器螺栓4保持静止的气体发生器11在竖直方向上被释放。 受压冲击弹簧15将其推向冲击板中的冲击销。 当气体发生器撞击撞击器时，气体发生器浮充装药点燃（图 9，a）。
此时，气体被注入管2中，使活塞1连同钢索17向下移动(图9，b)。 在缠绕离合器的拉索的第一次运动过程中，齿段13在加速力的作用下从滚筒径向向外移动并与安全带卷绕器12的轴14的齿缘啮合。
2.2. 球带张紧器
它由一个紧凑的模块组成，除了皮带识别外，还包括一个皮带张力限制器（图 10）。 仅当安全带扣传感器检测到安全带已系好时，才会发生机械驱动。
球式安全带预紧器由放置在管 9 中的球驱动。在发生碰撞时，安全气囊控制单元点燃弹射装药 7（图 10，b）。 在电动安全带张紧器中，驱动机构的激活由安全气囊控制单元执行。
当喷射的装药被点燃时，膨胀的气体使球运动并引导它们通过齿轮11进入气球12以收集球。
米。 10.滚珠张紧器：a——一般视图； b - 点火; c——电压； 1、11——齿轮； 2、12 - 球气球； 3 - 驱动机构（机械或电动）； 4、7 - 烟火推进剂装药； 5、8——安全带； 6、9——带球管； 10 - 安全带绕线器
由于安全带卷轴与链轮刚性连接，它随球旋转，安全带缩回（图 10，c）。
2.3. 旋转式皮带张紧器
根据转子原理工作。 张紧器由转子2、雷管1、驱动机构3组成（图11，a）
第一个雷管由机械或电力驱动，而膨胀气体使转子旋转（图 11，b）。 由于转子连接到安全带轴，安全带开始缩回。 在达到某个旋转角度时，转子将旁通通道7打开到第二筒。 在 1 号腔室工作压力的作用下，第二个弹药筒点燃，因此转子继续旋转（图 11，c）。 来自 1 号室的烟气通过出口通道 8 排出。
米。 11. 旋转张紧器：a——一般视图； b - 第一雷管的作用； c - 第二雷管的作用； g - 第三个鞭炮的动作； 1 - 诱饵； 2 - 转子; 3 - 驱动机构； 4 - 安全带； 5、8——输出通道； 6 - 第一个诱饵的工作; 7、9、10 - 旁路通道； 11 - 启动第二个雷管； 12 - 1号室； 13 - 第三个诱饵的性能； 14 - 2 号摄像机
当到达第二个旁通通道9时，第三个药筒在2号腔室工作压力的作用下被点燃（图11，d）。 转子继续旋转，2 号腔室的废气通过出口 5 排出。
2.4. 皮带张紧器
为了将力平稳地传递到皮带，还使用了各种齿条和小齿轮装置（图 12）。
齿条张紧器的工作原理如下。 在安全气囊控制单元发出信号时，雷管装药点燃。 在产生的气体压力下，带有齿条 8 的活塞向上移动，导致与之啮合的齿轮 3 旋转。 齿轮3的转动传递给齿轮2和4。齿轮2与超越离合器的外圈7刚性连接，将扭矩传递给扭轴6。当套圈7转动时，离合器的滚子5被转动。夹在离合器和扭轴之间。 由于扭力轴的旋转，安全带被拉紧。 当活塞到达阻尼器时，皮带张力被释放。
米。 12、安全带张紧器：a——起始位置； b——皮带张力的末端； 1 - 减震器； 2、3、4 - 齿轮； 5 - 滚筒; 6 - 扭转轴; 7——超越离合器外圈； 8 - 带齿条的活塞； 9 - 鞭炮
2.5可逆式皮带张紧器
在更复杂的被动安全系统中，除了烟火式安全带预紧器外，还有一个带有控制单元和自适应安全带力限制器（可切换）的可逆式安全带预紧器（图 13）。
每个可逆式安全带预紧器均由单独的控制单元控制。 根据数据总线指令，安全带预紧器控制单元驱动连接的驱动电机。
可逆张紧器具有三个级别的驱动力：
- 省力 - 选择安全带松弛；
- 平均力 - 局部张力；
- 高强度 - 全张力。
如果安全气囊控制单元检测到不需要烟火式预紧器的轻微正面碰撞，它会向预紧器控制单元发送信号。 他们命令安全带被驱动马达完全拉紧。
米。 13.带可逆预紧器的安全带：1-齿轮； 2 - 钩子; 3 - 领先的驱动器
电机轴（图 13 中未显示）通过齿轮旋转，驱动通过两个可伸缩钩连接到安全带轴的从动盘旋转。 安全带缠绕在车轴上并收紧。
如果电机轴不旋转或向相反方向轻微旋转，则挂钩可能会折叠并松开安全带轴。
可切换式安全带限力器在烟火式预紧器展开后启动。 在这种情况下，锁定机构锁定安全带轴，防止安全带由于乘客和驾驶员身体可能的惯性而松开。
