Ограничители на силата на колана

Ограничителите на силата на колана, наричани още ограничители на натоварването, са елемент на пасивната безопасност, който позволява предпазният колан да поддаде с контролирана стойност при екстремни ударни натоварвания, намалявайки пиковата сила, която коланът упражнява върху тялото на пътника. Те решават един парадокс в проектирането на обезопасяващите системи: колан, достатъчно здрав да спре тялото при тежък удар, може — спирайки го твърде рязко — сам да причини наранявания на гръдния кош и ребрата. Ограничителят на силата умишлено въвежда малко, премерено поддаване, така че коланът да задържи пътника здраво, но не толкова грубо, че самата обезопасяваща система да се превърне в източник на нараняване.

Най-често използваният механизъм е торсионен прът, вграден в навиващото устройство на колана. При нормално шофиране и дори при леки инциденти навиващото устройство задържа колана сигурно. Но щом ударните сили надхвърлят зададен праг, торсионният прът започва да се усуква, позволявайки на барабана леко да се завърти и да отдаде няколко сантиметра лента по контролиран начин. Докато прътът се деформира, той поглъща енергия и ограничава силата, предавана през колана, до приблизително праговата стойност, така че натоварването върху гръдния кош се задържа под точката, при която сериозно нараняване от колана става вероятно. Някои конструкции използват няколко степени или прогресивно ограничаване — по-висока начална сила, последвана от по-ниска, или съобразяване на границата с размера на пътника.

Ползата за пътника е значимо намаляване на риска от счупвания на ребрата, наранявания на гръдната кост и увреждания на органите в гръдния кош, които са сред по-честите последици от натоварването на колана при челни удари. Като разпределя забавянето в малко повече време и разстояние, ограничителят понижава пиковата сила, която тялото изпитва в момента на най-голяма тежест на удара.

Ограничителите на силата не работят изолирано; те са настроени да действат като част от интегрирана обезопасяваща система. Първо опъвачът (пиротехническият притегач) премахва хлабината и притегля пътника плътно към седалката в самото начало на удара, поемайки началната енергия. След това челната въздушна възглавница се разгръща, за да омекоти главата и горната част на тялото. Ограничителят на силата е настроен да предаде пътника плавно в надуващата се възглавница, така че коланът да поддаде точно толкова, колкото е нужно тялото да натовари възглавницата, а не да бъде запратено в нея или задържано твърде твърдо зад нея. Затова опъвачът, ограничителят и въздушната възглавница се проектират заедно, а времената и силовите им нива се съгласуват.

Тъй като действието им зависи от това прецизно съгласуване, ограничителите на силата се конструират фабрично за конкретния автомобил и място за сядане и не подлежат на регулиране от потребителя. Както останалата част от обезопасяващия хардуер, навиващото устройство и неговият торсионен прът са за еднократна употреба при сериозен удар и са част от възела, който трябва да се прегледа и подмени след произшествие, при което коланите са свършили своята работа. Те допълват други усъвършенствания на колана, като регулируема височина на раменния колан и съвременните стратегии за обезопасяване.