理想的安全帶作用過程短暫而有序：首先，及時(shí)收緊，在事故發(fā)生的第一時(shí)刻毫不猶豫地把人“按”在座椅上。然后，適度放松，待沖擊力峰值過去，或人已能受到氣囊的保護(hù)時(shí)，即適當(dāng)放松安全帶。避免因拉力過大而使人肋骨受傷。而安全帶的重要性到底有多大是不少人的疑問，我們可以看下面的數(shù)據(jù)。
安全帶的作用及工作原理?
據(jù)美國(guó)公路交通安全局(NHTSA)的一份研究報(bào)告顯示，在美國(guó)，安全帶平均每年可挽救13000個(gè)生命。同時(shí)，NHTSA還估計(jì)，如果系好安全帶，7000遇難者本可以幸免于難。雖然某些情況下安全帶確實(shí)也會(huì)造成嚴(yán)重傷害或死亡，但幾乎所有安全專家都認(rèn)為系好安全帶可顯著增加您在事故中的生存機(jī)會(huì)。據(jù)NHTSA估計(jì)，安全帶可將前排乘客的死亡風(fēng)險(xiǎn)降低50%。
汽車中的一切物體(包括駕駛員和乘客)都有自己的慣性，且獨(dú)立于汽車的慣性。汽車將其乘坐者加速到汽車的速度。假設(shè)您以約80公里/小時(shí)的速度巡航。您的速度和車速幾乎相等，因此，您感覺您與車輛就像是一個(gè)整體在一起移動(dòng)。
但如果汽車撞到電話線桿，顯然您的慣性將與汽車的慣性彼此完全獨(dú)立。電話線桿的阻力會(huì)使汽車突然停下，但是您的速度仍保持不變。如果沒有安全帶，您將以約80公里/小時(shí)的速度撞向方向盤或者飛出擋風(fēng)玻璃。就像電話線桿會(huì)使汽車減速一樣，儀表板、擋風(fēng)玻璃或路面也會(huì)向您施加極大的作用力使您減速。有一點(diǎn)是必然的，即不管在撞擊中發(fā)生什么事情，都需要有某些物體在您身上施加作用力才能使您停下來。但是根據(jù)施加力的位置和方式，可能會(huì)使您立即斃命，也可能讓您毫發(fā)無傷地離開。如果您的頭部撞向擋風(fēng)玻璃，那么這種停止的力量將集中在您身體最脆弱的一個(gè)部位上。它也會(huì)令您迅速停下來，因?yàn)椴ＡП砻婧苡�。但這可以輕易地讓一個(gè)人受重傷或喪命。
安全帶將停止力施加到人身體能夠較長(zhǎng)時(shí)間承受壓力的部分。典型的安全帶由一個(gè)圍在骨盆處的安全腰帶和一個(gè)跨過胸部的肩帶組成。這兩段安全帶緊緊固定在汽車框架上，以便將乘客保持在座椅上。
正確系好安全帶后，它可以將大部分停止作用力施加到胸腔和骨盆，這些身體部位相對(duì)來說比較強(qiáng)壯。由于安全帶在身體上跨越的部分較寬，因而作用力不會(huì)集中在一個(gè)較小區(qū)域，所以不會(huì)造成過大傷害。此外，安全帶所用的材料比儀表板或擋風(fēng)玻璃要柔軟得多。它可以略微拉伸，這意味著停止過程不會(huì)過于突然。但是，安全帶不應(yīng)拉伸過長(zhǎng)，否則可能會(huì)使您撞向方向盤或側(cè)窗。安全帶只允許您略微前移。
安全帶的作用及工作原理解析
螺旋形的彈簧會(huì)旋轉(zhuǎn)卷軸以使安全帶保持緊繃?
汽車的折皺區(qū)是能切實(shí)起到緩沖作用的區(qū)域。折皺區(qū)是汽車前部和后部相對(duì)比較容易壓折的區(qū)域。汽車在撞到障礙物時(shí)不會(huì)突然停止，而是通過潰縮(就像空易拉罐一樣)吸收部分撞擊力。汽車的車廂比較堅(jiān)固，因此不會(huì)擠壓在乘客身上。它會(huì)繼續(xù)短暫移動(dòng)，使汽車的前部撞向障礙物。當(dāng)然，只有在您隨汽車車廂一起運(yùn)動(dòng)時(shí)(也就是說，安全帶將您固定在座椅上時(shí))，折皺區(qū)才能為您提供保護(hù)。最簡(jiǎn)單的安全帶(某些過山車就使用了這種安全帶)由通過螺栓固定在車身上的一條長(zhǎng)帶子組成。這種安全帶會(huì)始終將您緊緊綁在座椅上，這會(huì)很安全，但并不是特別舒適。
汽車的安全帶能夠拉伸和收回?當(dāng)安全帶拉緊時(shí)，您的身體可以輕松地前傾。但是在撞擊中，安全帶會(huì)突然收緊并將您緊緊固定好。在典型的安全帶系統(tǒng)中，安全帶與一個(gè)卷收器相連，卷收器中的核心元件是卷軸，它與安全帶的一端相連。在卷收器內(nèi)部，一個(gè)彈簧為卷軸提供旋轉(zhuǎn)作用力(或扭矩)。它會(huì)旋轉(zhuǎn)卷軸，以便卷起任何松弛的安全帶。當(dāng)您拉出安全帶時(shí)，卷軸將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并使相連的彈簧也沿相同方向旋轉(zhuǎn)。這樣，旋轉(zhuǎn)的卷軸就反扭了彈簧。因?yàn)閺椈上胍謴?fù)到原狀，因此它會(huì)抗拒這一扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如果您松開安全帶，彈簧將收緊，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)卷軸，直至使安全帶張緊。卷收器有一個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)，可在汽車發(fā)生碰撞時(shí)停止卷軸的旋轉(zhuǎn)。如今，有兩種常用的鎖定系統(tǒng)：由汽車運(yùn)動(dòng)觸發(fā)的系統(tǒng)和由安全帶運(yùn)動(dòng)觸發(fā)的系統(tǒng)。
第一種系統(tǒng)在汽車迅速減速時(shí)鎖定卷軸?
第一種系統(tǒng)在汽車迅速減速(例如，當(dāng)汽車撞上某物體)時(shí)鎖定卷軸。這種機(jī)構(gòu)中的核心元件是一個(gè)加重?cái)[錘。當(dāng)汽車突然停止時(shí)，慣性會(huì)導(dǎo)致擺錘向前擺動(dòng)。擺錘另一端的棘爪會(huì)抓住固定在卷軸上的一個(gè)帶齒棘輪。由于棘爪卡住了其中一個(gè)輪齒，因而齒輪便無法逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而使與之相連的卷軸也無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)撞擊后再次松開安全帶時(shí)，齒輪會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并與棘輪分開。
第二種系統(tǒng)在猛拉安全帶時(shí)鎖定卷軸。多數(shù)設(shè)計(jì)利用卷軸旋轉(zhuǎn)的速度作為激活動(dòng)力。這種設(shè)計(jì)的核心元件是一個(gè)離心式離合器，一種安裝在旋轉(zhuǎn)卷軸上的加重?cái)[桿。當(dāng)卷軸緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，擺桿并不擺動(dòng)。一個(gè)彈簧使它保持在原來的位置。但當(dāng)猛拉安全帶時(shí)，卷軸將快速旋轉(zhuǎn)，離心力驅(qū)使擺桿的加重端向外擺動(dòng)。
第二種系統(tǒng)在猛拉安全帶時(shí)鎖定卷軸?
伸長(zhǎng)的擺桿會(huì)推動(dòng)卷收器殼上的凸輪。凸輪通過滑動(dòng)銷與一個(gè)樞轉(zhuǎn)棘爪相連。當(dāng)凸輪移到左側(cè)時(shí)，滑動(dòng)銷會(huì)沿棘爪的槽口移動(dòng)。這會(huì)將棘爪拖入與卷軸相連的旋轉(zhuǎn)棘輪。棘爪鎖入輪齒中，禁止逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
在某些新型安全帶系統(tǒng)中，還會(huì)使用預(yù)緊器來收緊安全帶。預(yù)緊器的設(shè)計(jì)理念是：在發(fā)生碰撞時(shí)收緊安全帶的任何松弛部分。卷收器的傳統(tǒng)鎖定機(jī)構(gòu)使安全帶無法進(jìn)一步拉伸，而預(yù)緊器的作用則是拉回安全帶。 這種拉回力可將乘客移到座位中的最佳撞擊位置。預(yù)緊器通常與傳統(tǒng)鎖定機(jī)構(gòu)一起使用，而不是代替它們。
市場(chǎng)上有多種不同的預(yù)緊器系統(tǒng)。 某些預(yù)緊器會(huì)將整個(gè)卷收器向后拉，某些則會(huì)旋轉(zhuǎn)卷軸本身。通常，預(yù)緊器會(huì)連接到激活汽車安全氣囊的中央控制處理器。 處理器監(jiān)控機(jī)械或電子運(yùn)動(dòng)傳感器，這些傳感器可響應(yīng)因撞擊產(chǎn)生的突然減速。當(dāng)探測(cè)到撞擊時(shí)，處理器將激活預(yù)緊器，然后激活安全氣囊。某些預(yù)緊器采用了電動(dòng)機(jī)或螺線管，但當(dāng)今的多數(shù)設(shè)計(jì)采用點(diǎn)火方式來拉入安全帶。當(dāng)燃?xì)恻c(diǎn)燃時(shí)，壓力會(huì)推動(dòng)活塞上行，從而旋轉(zhuǎn)卷收器。
當(dāng)燃?xì)恻c(diǎn)燃時(shí)，壓力會(huì)推動(dòng)活塞上行，從而旋轉(zhuǎn)卷收器?
這種預(yù)緊器中的核心元件是一個(gè)燃?xì)馐�。在燃�(xì)馐覂?nèi)，還有一個(gè)包含易爆點(diǎn)火材料的小燃燒室。這個(gè)小燃燒室?guī)в袃蓚�(gè)電極，并連接至中央處理器。當(dāng)處理器探測(cè)到撞擊時(shí)，它會(huì)立即在電極上施加一個(gè)電流。電極產(chǎn)生的火花將點(diǎn)燃點(diǎn)火材料，從而將燃?xì)馐抑械娜細(xì)恻c(diǎn)燃。 燃燒的氣體會(huì)產(chǎn)生很大的外推力。該壓力推動(dòng)位于燃?xì)馐覂?nèi)的活塞，使其高速向上運(yùn)動(dòng)�；钊囊粋�(cè)固定有一個(gè)齒條。 當(dāng)活塞彈起時(shí)，齒條將與一個(gè)連接到卷收器卷軸的齒輪嚙合。高速運(yùn)動(dòng)的齒條會(huì)快速旋轉(zhuǎn)卷軸，從而卷起安全帶。
在劇烈撞擊中(如當(dāng)汽車與某障礙物高速相撞時(shí))，安全帶會(huì)造成嚴(yán)重的傷害。 隨著乘客慣性速度的增加，需要更大的力才能使乘客停下來。換言之，撞擊時(shí)您的運(yùn)動(dòng)速度越快，安全帶對(duì)您施加的作用力就越大。
某些安全帶系統(tǒng)使用負(fù)載限制器來盡可能減少安全帶造成的傷害。負(fù)載限制器的設(shè)計(jì)理念是：當(dāng)有巨大的作用力施加到安全帶上時(shí)，額外釋放更多安全帶。 最簡(jiǎn)單的負(fù)載限制器是縫制在安全帶中的折疊帶束。當(dāng)施加到安全帶上的作用力達(dá)到特定值時(shí)，用來固定折疊帶束的縫線將會(huì)斷裂。當(dāng)縫線斷開時(shí)，安全帶的折疊部分便隨即展開，從而使安全帶能夠再伸長(zhǎng)一些。
更高級(jí)的負(fù)載限制器在卷收器中采用了一個(gè)扭桿。 扭桿就是一個(gè)長(zhǎng)金屬桿，當(dāng)向其施加足夠的作用力時(shí)會(huì)發(fā)生扭曲。在負(fù)載限制器中，扭桿的一端固定在鎖定機(jī)構(gòu)上，另一端固定在旋轉(zhuǎn)的卷軸上。 在輕度事故中，扭桿將保持形狀不變，卷軸將使用鎖定機(jī)構(gòu)進(jìn)行鎖定。但是當(dāng)有巨大的作用力施加到安全帶上時(shí)(因而也施加到卷軸上)，扭桿將略微扭曲。 這會(huì)使安全帶延伸得更多一些。
從某種意義上說，安全帶的重要性超越了安全氣囊，所以現(xiàn)在大多數(shù)汽車都強(qiáng)制要求駕駛員系安全帶，如果安全帶系統(tǒng)有問題的話，被動(dòng)安全的效果會(huì)流失大半，重要性不言而喻。當(dāng)然真正的安全不能僅靠安全帶，駕駛員也要保持良好的駕駛習(xí)慣。
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