為什麼猛拉安全帶會卡住?聊聊汽車安全帶的原理

2020-12-20 華龍網

  現代汽車的三點式安全帶由沃爾沃工程師尼爾斯柏林於1959年發明,美國在1968年強制規定汽車必須裝有安全帶,而後其他國家也紛紛效仿,被寫入正式法規當中。

  你可能在偶然間發現,自己汽車的安全帶在猛拉的情況下被卡住了,根據簡單的物理學常識得知,這是安全帶的一種保護措施,但為什麼安全帶在猛拉的情況下會被鎖止,你可能就不是很清楚了。下面,小編簡單的普及一下這個小知識。

  我們家用車最常見的安全帶結構由合成纖維織帶、卷收器、鎖止器、帶扣等幾部件組成。合成纖維織帶主要由滌綸、丙綸及尼龍三種材質構成,安全帶具有極強的耐磨性及強度,非常經久耐用。

  聊完組件之後,問題就來了,為什麼我們緩慢拉伸安全帶幾乎沒有阻力,那麼在碰撞中巨大的慣性作用下為什麼能夠起到保護作用呢?這就與我們看不見的卷收器有關了。

  卷收器通過內部捲軸與安全帶連接,通過內部彈簧為捲軸提供反向旋轉的扭矩,這也是我們輕拉安全帶阻力的來源。而猛拉時鎖止的阻力則來源於卷收器內部的鎖止機構,一般來說,觸發這種鎖止機構的方式有兩種,一種是汽車運動觸發,還有一種是安全帶直接觸發。

  對於汽車運動觸發的鎖止機構來說,其核心元件是一個類似鐘擺的擺錘,當汽車突然急劇減速或停止時,這個擺錘會由於慣性向前擺動,擺錘的運動會觸發擺錘上方的棘爪,棘爪上翹則與帶齒棘輪接觸,通過機械力阻止棘輪的繼續轉動,從而導致安全帶在突然受力時鎖止。當這個慣性結束或消失後,擺錘由於重力作用垂直於地面,拉下棘爪,與棘輪分離,所以,在向後收放一小段安全帶之後,又可以勻速拉動了。

  而由安全帶主動觸發鎖止機構的方式,原理是通過捲軸內部離心式離合器的作用直接鎖死捲軸的旋轉,利用捲軸本身的旋轉提供動力。當捲軸的旋轉速度突然加快,也就是安全帶突然快速被拉動時,離心力會導致捲軸內離合器擺杆向外伸長,推動卷收器外殼上的凸輪,此凸輪的位移會帶動滑動銷一起運動,將棘爪拖入捲軸棘輪上的槽口,當棘爪鎖入輪齒上時,自然會阻止卷收器轉動,安全帶也就被鎖止了。

  以上就是安全帶猛拉時突然鎖止的原因,而現在汽車上的安全帶往往都具備一些新的技術,比如預緊式安全帶,通過優先觸發預警器,在車內人員由於慣性前衝之前將人緊縛在座椅上,從而為安全氣囊的全部展開壓縮時間,保證在氣囊全部展開之後再接觸人體,受力面積大大增加,安全也就得到了最大的保障。

  還有一種由福特公司發明的氣囊安全帶,在碰撞傳感器發出信號後,隱藏在安全帶上的氣囊便會爆開,由此安全帶與人體的接觸面積由於展開的安全帶氣囊而增加了五倍左右,受力面積均勻,人體受到的單位壓強被均分,能夠有效防止安全帶本身的束縛力對人體造成二次傷害。

  我們法規同樣規定,駕駛人必須佩戴安全帶,否則會被處以罰款50扣2分的處罰。其實,法規的硬性規定這是輔助,為了自己的生命安全,安全帶在行車時是絕對不能忘記了。根據美國權威機構評估,安全帶在關鍵時期能夠避免50%死亡機率。罰錢扣分事小,安全絕對不能忽視,所以,在扣安全帶這方面,沒必要為自己高超的駕駛技術過分自信,保證安全至上,您說對嗎?

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