在精密加工行業(yè),汽車產(chǎn)業(yè)是所有制造業(yè)里面的重點 。汽車上有很多看著不起眼但是技術含量特別高的零部件?其實很多汽車上的部件,其制造工藝都不簡單,只是在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)下,其成本被大幅度壓縮了 。
安全帶算是足夠不起眼的汽車零部件了吧 , 很多人認為,安全帶不就是一根長條帶子把乘員和座椅捆綁在一起嗎?技術含量應該不高,實際上并不是如此,小小的安全帶里面也有大學問 。

安全帶的核心部件:卷收器
安全帶有多重要?根據(jù)實驗統(tǒng)計,以80KG的成年人為例,在25km/h、40km/h、55km/h三種時速下遭受正面撞擊分別產(chǎn)生2035kg、2849kg、3663kg的相對沖撞力道 。這是什么概念,如果后排乘客沒有系上安全帶飛向前座,相當于9樓跳下的成年人砸在身上的力道,但是借由正確使用安全帶與輔助氣囊的作用下 , 乘客僅會受到挫傷等級的傷害 。所以為了安全 , 請?zhí)嵝阉谐丝投枷岛冒踩珟?。如果你是安全帶的設計者 , 你首先就要考慮第一個問題:如何實現(xiàn)安全帶在平時可以自由收放,但是在發(fā)生危險時候鎖止,把乘員牢牢固定在座位上,以免乘員和車輛前部發(fā)生碰撞導致受傷?

那就需要一個設備——卷收器,我們平時系安全帶可以輕松把安全帶拉出,但是只要一放手,安全帶就會自動縮回去 , 就是因為卷收器的作用 , 其中的核心部件是一個螺旋形狀的彈簧 , 當我們輕輕拉動安全帶時,卷軸帶動彈簧逆時針旋轉 , 這時候彈簧被反扭 , 只要一松手,彈簧就會收緊,帶動卷軸旋轉,自動收緊安全帶,這種原理非常類似于我們常用的測量工具,卷尺 。
解決了收放的問題,怎么解決鎖止的問題呢?目前主要有兩種方式對安全帶進行鎖止,一種是由汽車運動觸發(fā)的系統(tǒng),另一種是由安全帶運動觸發(fā)的系統(tǒng) 。
第一種系統(tǒng)通過加重擺錘實現(xiàn),比如說當車輛遇到碰撞突然減速 , 擺錘會因為慣性向前擺動,擺錘上所帶的棘爪會在一瞬間抓住安全帶卷軸上的帶齒棘輪,鎖止住安全帶,讓安全帶的長度不能再釋放 。
第二種系統(tǒng),是通過安全帶中的角敏裝置 , 只要安全帶拉出的速度超過一定閥值,角敏裝置就會觸發(fā),鎖住裝置卡死卷筒,從而使得卷筒不能轉動,在緊急時刻保護駕駛者,目前大多數(shù)的安全帶都是采用角敏裝置 。
安全帶如何實現(xiàn)恰到好處的釋放長度?
解決了安全帶自動鎖止的問題之后,又出現(xiàn)了第二個問題 , 安全帶的作用就是在發(fā)生碰撞的一瞬間拉緊,在乘客與安全氣囊碰撞之前 , 先降低乘客前沖的慣性 。但是每次發(fā)生碰撞時 , 由于速度不一樣,安全帶受到的拉力大小也不同,那么安全帶釋放的長度是多少呢?如果安全帶過緊,在時速特別快的情況下 , 在巨大的慣性下,安全帶的拉力可能會對乘員造成巨大的傷害,甚至可能出現(xiàn)被安全帶勒死的情況 , 如果安全帶過于松弛,乘員可能滑出安全帶,或者安全帶的余量過大,不能先緩解一下沖擊,而把碰撞的動能全部交給了氣囊,這一下子撞得可是結結實實,乘員重傷的概率非常大 。
所以在普通安全帶的基礎上,又衍生出了限力式安全帶和預緊限力安全帶,簡單來說 , 限力式安全帶,在拉力達到一定數(shù)值時候,比如在五千牛頓,安全帶會釋放一部分出來,減少沖擊帶來的壓力,減少死亡和重傷的風險 。

最高級的預收緊限力安全帶,一般都用于高端車型上,和比較注重安全性的汽車品牌上,比如沃爾沃,在限力式安全帶基礎上,能夠在發(fā)生碰撞時收緊安全帶的任何松弛部分 。這是通過在安全帶卷收器的基礎上增加了核心元件——小燃氣室 。在燃氣室內,還有一個包含易爆點火材料的小燃燒室 。在ECU的控制下,小燃燒室在發(fā)生事故時爆炸,能夠在0.1秒的時間內拉緊安全帶,加強對乘員的約束力,精準控制乘員的身體前傾范圍,最有效地保護乘員安全 。
除了以上幾種常見的安全帶外,還有更加高端的雙級預緊、錨點預緊、鎖扣位置自動鎖止、氣囊式安全帶等等,但其搭載的車型比較少 , 這里不再進行介紹,感興趣的朋友可以去查閱這方面的資料 。
安全帶比你想象的還要重要
所以,安全帶看似簡單,但是其實是一個系統(tǒng)工程,它與車身框架直接連接,需要與氣囊共同配合保護乘員安全,高級的安全帶還需要與傳感器、汽車的ECU協(xié)同標定 。就拿沃爾沃使用的預收緊安全帶來說,內置的燃燒室需要考慮耐久性,不能過個兩三年就不爆炸了;要考慮觸發(fā)閾值,不能正常使用時就爆炸,這是救命的裝置;要考慮溫度條件 , 夏天高溫不能誤觸發(fā),冬天低溫不能失效;還要考慮事故后 , 安全帶要能夠很容易地解開,方便救援等等,這都需要科研人員不斷測試找到最優(yōu)解 。
安全帶對于安全性的重要性要比安全氣囊更為重要,因為這是保證被動安全性的基礎 , 所有的被動安全裝置都是在默認安全帶有效作用的基礎上的,根據(jù)我國交管部門的統(tǒng)計安全帶的使用可使車內人員生還的幾率提高60%,發(fā)生正面撞車時,系了安全帶可使死亡率減少57%,側面撞車時可減少死亡率44%,翻車時可減少死亡率80% 。所以,這不僅是安全帶,也是生命帶 。
【為什么說安全帶就是生命帶?深度解析安全帶的技術原理和作用】事故往往發(fā)生一剎那,不要因為麻煩或者別的理由 , 拒絕系上安全帶 。生活不易,但是系上安全帶很簡單 。
