Bomba w samochodzie? – pirotechniczne napinacze pasów bezpieczeństwa

Już na początku ubiegłego stulecia twórcy samochodów wpadli na pomysł, aby ciało człowieka przymocować do fotela szelkami. Pasy bezpieczeństwa pojawiły się jednak dopiero w latach pięćdziesiątych.

Ich ewolucja następowała bardzo szybko i przełomem były bezwładnościowe pasy bezpieczeństwa, które przylegały do ciała osoby zapiętej. Praca nawijacza była jednak niewystarczająca podczas zderzenia i luz, jaki pojawiał się między pasem, a ciałem był bardzo niekorzystny. Powstał więc pomysł pirotechnicznych napinaczy, które są obecnie stosowane w niemal każdym seryjnie produkowanym samochodzie.

Napinacze mechaniczne bądź elektroniczne zazwyczaj powodują jedynie zablokowanie pasa. Układy pirotechniczne dodatkowo go zwijają o kilka centymetrów, aby docisnąć ciało pasażera bądź kierowcy do fotela. Podstawowymi elementami bezwładnościowych, 3-punktowych pasów bezpieczeństwa są zwijacz, pas oraz zamek. To zwykle przy tym ostatnim montowany jest cylinder z ładunkiem pirotechnicznym.

Brzmi to nieco groźnie, ale bądźmy spokojni, „bomby” które wozimy w swoich samochodach, są w nich dla naszego bezpieczeństwa. Pirotechniczny napinacz może być zastosowany w zwijaczu, bądź jak to bywa w większości przypadków – w zamku, gdzie przypinamy pas bezpieczeństwa. Budowa drugiego układu jest znacznie prostsza, ale opiszę pokrótce obydwa systemy.

Ich działanie inicjowane jest oczywiście w chwili wypadku. Podczas zderzenia mikroprocesor zamontowany w samochodzie oblicza wartość opóźnienia (w przypadku ruszania samochodem, możemy obliczyć wartość przyspieszenia, wytracając prędkość obliczane jest opóźnienie samochodu, obydwie wartości wyrażane są w metrach na sekundę kwadrat). Zależnie od jego wartości dobierany jest odpowiedni schemat działania. Wyzwalane mogą być oba pirotechniczne napinacze pasów (w zwijaczu i zamku) lub tylko jeden z nich, odpowiednie poduszki powietrzne itd.

Zdecydowana większość producentów samochodów używa jedynie napinaczy pirotechnicznych w zamkach pasów bezpieczeństwa. Dzięki temu napinana jest zarówno część pasa obejmująca klatkę piersiową jak i ta znajdująca się w okolicach brzucha. Typowy napinacz składa się z tłoka, ładunku pirotechnicznego oraz zapalnika.

How Stuff Works

Na materiał wybuchowy stosuje się zwykle substancję na bazie nitrocelulozy. Powstałe w wyniku reakcji chemicznych ciśnienie gazów powoduje cofnięcie się tłoczka i tym samym napięcie pasów zapiętych w zamku, który jest połączony linką z tłokiem. Zamek w wyniku eksplozji cofa się zazwyczaj o ok. 5-8 cm, co skutkuje dwukrotnym skróceniem pasa bezpieczeństwa, czyli odpowiednio o ok. 10-16 cm, przy czym najczęściej spotykaną przeze mnie wartością jest 5-centymetrowe cofanie się zamka. Całkowity czas potrzebny na realizację tego zadania wynosi ok. 15-20 ms.

Nieco inna jest zasada działania pirotechnicznego napinacza pasów montowanego w zwijaczu. Pracuje on na zasadzie wirującego tłoka z trzema komorami roboczymi. Po otrzymaniu sygnału z czujnika następuje zapłon pierwszego generatora gazu. Rozprężający się gaz w pierwszej komorze wprawia tłok w ruch obrotowy. Osiągając pierwszy kanał przelotowy i wylotowy, inicjuje on pod wpływem wytworzonego ciśnienia pracę drugiego generatora gazu i zapłon w kolejnej komorze. Tłok ponownie jest obracany, a schemat powtarza się dla trzeciego generatora gazu. W ten sposób uzyskuje się skrócenie pasa nawet o 12 cm.

Na zakończenie nie byłbym sobą, gdybym przy okazji pisania o pasach bezpieczeństwa, nie zaapelował do wszystkich o ich zapinanie. Róbmy to z dbałości o swoje życie i naszych bliskich. Zwracajmy uwagę na to, czy nasi pasażerowie mają zapięte pasy. Osoba siedząca za nami może stanowić dla nas samych śmiertelne zagrożenie w chwili zderzenia. Na drodze nie jesteśmy sami i choćbyśmy byli mistrzami kierownicy, to nie mamy wpływu na zachowanie pozostałych użytkowników dróg. Oczywiście wielu z nas zna przypadki, kiedy to niezapięte pasy uratowały komuś życie, ale są to wyjątki, które w żadnym razie nie mogą być argumentami przemawiającymi za nie używaniem pasów bezpieczeństwa.

Zobacz także:

Konstrukcja układu korbowego – wał korbowy [część 3]

Aerodynamika [technika wyścigowa odc. 17]

Porsche PDK (Porsche-Doppel-Kupplungs Getriebe) [skrzynie biegów]