Принцип работы преднатяжителя ремня безопасности Astra H
В современных автомобилях установлены ремни с инерционной катушкой, которая автоматически блокируется от резкого воздействия на ремень. В этом можно убедиться, если начать быстро вытягивать ремень.
Винтовая ось катушки имеет диск — маховичок. Когда водитель или пассажир надевает ремень, лямка тянется медленно, в результате чего диск с валом просто проворачивается. Но, в случае ДТП, происходит резкое перемещение лямки. Преодолевая силу трения, диск давит на винтовую поверхность и происходит смещение диска, в результате чего он блокирует храповик.
Преднатяжитель ремня безопасности- это то устройство, которое в случае ДТП успевает потянуть ремень безопасности, тем самым заблокировав храповик еще до того, как человек, пристегнутый ремнем начнет движение. Это обеспечивает стабильное положение человека в кресле, минимизирует возможность травмы головы о лобовое стекло или о приборную панель.
1 Крышка
2 Винт
3 Направляющая троса кронштейна
4 Гофрированная трубка
5 Направляющая троса замка
6 Замок ремня безопасности
7 Стальной трос
8 Упор
9 Трубка
10 Муфта
11 Поршень
12 Газогенератор-пиропатрон
13 Крепление
Когда преднатяжитель активируется по сигналу от модуля SRS или ЭБУ по сигналу с датчика удара, пиропатрон-газогенератор [1] вырабатывает газ [2]. Расширяющийся газ толкает поршень [5] внутри трубки [3], вытягивая стальной трос [6]. Замок ремня, прикрепленный к тросу, также оттягивается и устраняет слабину ремня безопасности. Чтобы удержать сидящего в автомобиле человека после приведения в действие преднатяжителя ремня, стальной трос зажимается упором, который блокирует замок в этом положении.
Исправные преднатяжители 
Сработавший преднатяжитель
На фотографиях выше хорошо видно разницу между исправным преднатяжителем ремня безопасности и сработавшим.
Существует 2 вида приведения в действия натяжителя ремня безопасности:
1. Механический-воспламеняет пиропатрон ударом бойка
2. Электрический-воспламеняет пиропатрон сигналом с блока управления
В автомобиле Astra H используется электрический поджиг пиропатрона. Для контроля исправности подушек безопасности и готовности к работе блок управления считывает сопротивление подушки и, если по какой-либо причине сопротивление на выходит за рамки допустимого, то на приборной панели возникает значок ошибки в блоке SRS и в память ошибок запишется код неисправности, который при проведении диагностики сканером можно прочитать.
Преднатяжитель с 2мя разъемами
Опционально устанавливались на автомобили датчики непристегнутого ремня безопасности. Для определения, пристегнут ли человек в авто использовались натяжители ремней с двумя разъемами и сиденье с датчиком присутствия пассажира. на фото видно, как устанавливать разъемы пиропатрона и датчика ремня
Назначение и принцип работы натяжителя и ограничителя ремня безопасности
Использование ремня безопасности является обязательным для каждого водителя и его пассажиров. Чтобы сделать конструкцию ремня более эффективной и удобной, разработчиками были созданы такие устройства, как преднатяжитель и ограничитель. Каждое выполняет свою функцию, но цель их применения одна – обеспечение максимальной безопасности каждого человека, находящегося в салоне движущегося автомобиля.
Натяжитель ремня
Натяжитель (или преднатяжитель) ремня безопасности обеспечивает надежную фиксацию тела человека на сиденье, а в случае аварии предотвращая перемещение водителя или пассажира вперед относительно движения автомобиля. Такой эффект достигается благодаря сматыванию и более крепкому затягиванию ремня безопасности.
Многие автомобилисты путают преднатяжитель с обычной инерционной катушкой, которая также входит в конструкцию ремней безопасности. Однако натяжитель имеет свою схему действия.
Благодаря срабатыванию преднатяжителя, максимальное перемещение тела человека при ударе составляет 1 см. Скорость срабатывания устройства составляет 5 мс (в некоторых устройствах данный показатель может достигать 12 мс).
Устанавливается такой механизм как на передние, так и на задние сиденья. Чаще всего устройство входит в комплектацию более дорогих машин. Однако иногда преднатяжитель можно увидеть и в максимальных комплектациях автомобилей эконом-класса.
Виды устройств
В зависимости от принципа действия выделяют несколько основных видов натяжителей ремня:
- тросовый;
- шариковый;
- роторный;
- реечный;
- ленточный.
Каждый из них оснащается механическим или автоматическим приводом. Работа механизма в зависимости от конструкции может осуществляться автономно или в комплексе пассивной системы безопасности.
Принцип работы
Схема работы преднатяжителя довольно проста. Принцип действия основан на следующей последовательности:
- К ремню крепятся провода питания, которые в аварийной ситуации активируют пиропатрон.
- Если энергия удара велика, пиропатрон срабатывает одновременно с подушкой безопасности.
- После этого ремень мгновенно натягивается, обеспечивая максимально эффективную фиксацию человека.
При такой схеме работы грудная клетка человека подвергается высоким нагрузкам: тело по инерции еще продолжает двигаться вперед, в то время как ремень уже стремится максимально сильно прижать его к сиденью. Чтобы ослабить воздействие прочной ленты ремня, конструкторы стали оснащать автомобили ограничителями ремней безопасности.
Ограничители ремня
Во время аварии неизбежно возникают сильные перегрузки, которые действуют не только на автомобиль, но и на людей, находящихся внутри него. Для того чтобы уменьшить возникающую нагрузку, используются ограничители усилия натяжения ремня безопасности.
При ударе устройство приотпускает ленту ремня, обеспечивая наиболее плавный контакт с открывшейся подушкой безопасности. Таким образом, сначала натяжители максимально крепко фиксируют человека на сиденье, а затем ограничитель усилия немного ослабляет ленту до такой степени, чтобы снизить нагрузку на кости и внутренние органы человека.
Виды устройств
Наиболее удобным и технически простым способом ограничения усилия натяжения является петлеобразно прошитый ремень безопасности. Чрезвычайно высокие нагрузки разрывают швы, благодаря чему длина ремня увеличивается. Но надежность удержания водителя или пассажиров при этом сохраняется.
Также в автомобилях может применяться торсионный ограничитель. В катушке ремня безопасности устанавливается торсионный вал. В зависимости от действующей нагрузки, он может скручиваться на больший или меньший угол, предотвращая пиковые воздействия.
Даже незначительные на первый взгляд устройства могут увеличить безопасность людей в автомобиле и смягчить травмы, полученные при аварии. Одновременное действие преднатяжителя и ограничителя в экстренной ситуации помогает крепко фиксировать человека на сиденье, но при этом излишне не сдавливать его грудную клетку ремнем.
О преднатяжителе ремня безопасности
Далеко не каждый россиянин-автовладелец сможет грамотно ответить на вопрос, что такое преднатяжитель ремня безопасности и зачем он нужен. Некоторые считают, что это — та самая инерционная катушка, которая удерживает ремень при резком маневре или рывке, не давая сидящему выпасть из кресла. Это ошибка . Преднатяжитель — это часть конструкции ремня, одна из задач которого состоит в ограничении усилия.
Функция и схема работы
Пиропатрон с преднатяжителем появился тогда, когда в обиход вошли подушки безопасности. Впрочем, в некоторых моделях авто, сходящих с конвейера в последние годы, его по-прежнему нет. Чтобы понять, зачем он нужен, достаточно четко представлять себе, что происходит, если машина делает непредвиденный резкий маневр или попадает в аварию. При аварии она резко тормозит, при рывке — подается вперед или вбок. Вместе с машиной движется и сидящий в кресле человек — это только относительно самого кресла он неподвижен. И когда происходит непредвиденная ситуация, по инерции тело продолжает двигаться в прежнем направлении. Как результат — ушибленный или вообще сломанный позвоночник.
Ремень с преднатяжителем, выстрелившим во время казуса, как бы удерживают тело в прежнем положении, но при этом и ослабляет ремень, не давая ему слишком сильно сдавить корпус.
Одновременно подголовник и воздушная подушка окутывают голову и шею, не давая им удариться. Непристегнутому человеку, если машина шла на высокой скорости, эта подушка скорее навредит, чем поможет — ведь лицо сталкивается не с вытолкнувшимся, а с выстреливающим «эйрбэгом»! Риск сломать позвоночник возрастает в несколько раз.
Именно поэтому говорить о безопасности можно только в случае, если в машине есть «эйрбэг», а сидящий зафиксирован ремнем с преднатяжителем.
Поломки и опасности
Итак, авария осталась позади, все сидящие в салоне живы и относительно невредимы. Но встает вопрос восстановления авто, в частности — что делать с «выстрелившим» преднатяжителем? Иногда бывает и такое — при покупке машины с рук оказывается, что хитрый продавец не сказал будущему хозяину, что была авария и все элементы защиты сработали.
Что делать в таком случае
Ответ на вопрос, что делать, однозначен — идти в салон и восстанавливать. Лучше не пытаться это сделать своими руками. В лучшем случае, любитель не выполнит замену качественно. А с пиропатронами это просто опасно. Есть смысл сделать это самостоятельно только в случае, если у автовладельца есть достаточные навыки для этого и он хорошо разбирается в механизмах авто.
В автосервис придется обращаться и в случае, если преднатяжитель не работает.
Замена преднатяжителя
Что потребуется
Для тех, кто все же решил это сделать самостоятельно, нужны:
- набор ключей;
- ножовка;
- отвертка;
- штангенциркуль;
- сварочный аппарат;
- болгарка.
Внимание! Разбирать преднатяжитель категорически запрещено — это опасно!
Пошаговые действия
Далее следует цепочка шагов:
- Машину обесточивают. Сидение сдвигают назад и откручивают болты, посредством которых оно крепилось к полу, затем вперед до упора, после этого можно открутить задние болты.
- Проводка преднатяжителя размещается именно под сидением. Разъединяют разъем, для чего сначала вытаскивают перпендикулярно защелку. Сиденье вытаскивают через проем передней двери.
- Снятое сиденье кладут «вверх ногами» и откручивают винт преднатяжителя. Снимают защелку, затем сам преднатяжитель.
- Отрезают часть трубы (1 см) до поршня и немного после — ближе к основанию. Это необходимо для того, чтобы извлечь забитый поршень и металлические шарики, которыми он зафиксирован.
- Вытаскивают поршень с тросом, устанавливают его в нужное положение и сваривают места разреза. Швы зачищают, потом детали загрунтовывают и закрашивают.
Как видно, задача не из простых. Автовладельцу, помимо знания устройства авто, нужно обладать еще и навыками сварщика.
Итак, восстановить сработавший преднатяжитель можно, но лучше не заниматься этим самостоятельно . Самое безобидное, чем рискует умелец — это окончательно испортить механизм и сделать еще хуже.
Вопросы, касающиеся прав автомобилистов, зачастую более важны, чем кажется на первый взгляд. Водитель может лишиться прав или понести другое суровое наказание из за незнания или неправильного трактования законов и правил. Не ленитесь глубоко погружаться в суть изучаемого вопроса, не стесняйтесь спросить совет у профессионалов.
Зачем нужен преднатяжитель ремня безопасности в автомобиле
Необходимость применения ремней безопасности в автомобилях давно выведена теоретически и подтверждена огромным объемом испытаний и практических случаев. Но простейший ремень, даже с автоматической выборкой зазора, может недостаточно хорошо выполнять свою роль или даже сам стать причиной травм.
Важно точно выставить нужный уровень его натяжения в момент удара, а также избежать перебора силы, с которой он будет воздействовать на человека. Эти две задачи возлагаются на автоматически работающие системы регулирования усилия натяга.
Предназначение преднатяжителя ремня безопасности
Данное устройство нужно для надежной фиксации тела водителя или пассажира в момент начала перегрузок при ударе машины о препятствие или перевороте. Обычно ремни натягиваются с определенной слабиной.
Конструкция катушки с пружиной, обеспечивающей выбирание зазора между телом и стропой, не дает требуемого усилия.
Человек получает определенную свободу, позволяющую набрать при замедлении автомобиля достаточную скорость относительно кузова, чтобы получить тяжелые травмы.
Излишек образуется за счет:
- наличия зазора между стропой и человеком;
- податливости одежды;
- упругости тканей организма и мягкого крепления костей и мышц между собой;
- зазоров в механизме подтягивания на катушку;
- неидеальной жесткости самого ремня;
- возможных перемещений человека перед ударом в пределах, позволяемых автоматической катушкой.
В автоспорте все эти моменты максимально исключены. Ремни натягиваются и жестко фиксируются настолько надежно и с такой силой, что даже сам пилот не в состоянии это сделать, ему обязательно помогают механики.
Практическая эксплуатация гражданских автомобилей не позволяет принимать такие нужные, но настолько же неудобные меры безопасности.
Поэтому стали применять натяжители автоматического типа, срабатывающие в рамках комплекса пассивной безопасности, как только будет зафиксирован факт удара или даже предсказаны определенные события.
Время реакции прибора должно составлять несколько миллисекунд. Это означает, что инерционные устройства малоэффективны, в качестве активного элемента надо применять пиропатрон или электрический сервопривод.
В последнем случае можно регулировать силу прижима по мере развития опасной ситуации, а также реверсировать процесс.
По механике привода различают несколько видов:
- тросовый, поршень пиротехнического цилиндра связан с намоткой ремня через гибкий стальной тросик;
- шариковый, где давление передается через поток шариков, вращающих подобие турбинки;
- роторный, работа очень похожа на аналогичные ДВС, питание также за счет газов пиропатрона;
- привод при помощи зубчатого зацепления рейки и шестерни.
Инициация горения заряда производится электрическим сигналом от блока управления с различными датчиками.
Принцип работы преднатяжителя
Входящие в систему датчики постоянно передают сигналы на блок управления системой безопасности. Компьютер анализирует ситуацию и принимает решение на разной степени силы натяг удерживающих систем с электроприводом или единственно возможное в случае пиротехнического патрона.
Тут же вырабатываются решения на открытие подушек и прочие меры, число которых постоянно растет.
Предназначение ограничителя усилия ремня безопасности
Для сохранения жизни и здоровья людей важно гасить кинетическую энергию тела максимально плавно, не допуская пиковых перегрузок, по сути ударов, но у традиционных устройств они неизбежны.
Сначала тело набирает скорость при выборе зазора, потом резко тормозится о стропу, после чего весьма прочный материал и механизмы удерживают человека с перегрузками, выше предельно допустимых.
Между тем расстояние для гашения скорости еще имеется, а впереди ждет раскрывшаяся подушка. Надо ослабить хватку ремня, растянуть его усилие во времени. Для этого в системе появились ограничители усилия.
Принцип работы ограничителя
Сделать ремень менее прочным несложно, но тогда он не сможет полностью выполнить свою функцию спасения жизни. Существует несколько технических решений, в том числе и достаточно простых.
На ремне можно выполнить прошитые складки с ограниченной прочностью. При заданном усилии прошивка нарушится, стропа выпрямится, увеличив длину, но оставшись целым.
Можно использовать и специальный узел с мощным закручивающимся стержнем – торсионом. Он включается в конструкцию катушки преднатяжителя. Упругость торсиона исключит пиковые нагрузки, с нормированным усилием отпуская ремень в заданных рамках.
Сработать на ограничение усилия может и реверсируемый электропривод натяжителя. Мотор получит информацию от управляющего блока и «отмотает» ремень на нужную величину в заданный момент.
Как убрать ошибку преднатяжителя ремня безопасности
Блок управления контролирует состояние инициаторов горения пиропатронов. При срабатывании выдается код ошибки, загорается контрольная лампа системы безопасности.
Необходимо устранить проблему, то есть заменить одноразовые активаторы. Сброс ошибок производится сканером. Им же определяется и цепь, по которой была инициирована ошибка.
Ошибка может образоваться и без срабатывания, например, при обрывах проводки или нарушениях контактов в разъемах.
По коду определяется цепь, проблема устраняется, а ошибка стирается из памяти.