暗地里使勁兒 你所不知道的汽車安全帶

　　[汽車之家 技術]  相信在駕校學車時，教練對我們說的第一件事就是系好安全帶。安全帶到底有多重要？隨著汽車主被動安全技術的革新，安全氣囊技術的升級，在碰撞事故中安全帶是不是已淪為雞肋？安全帶的背后還隱藏著哪些我們不知道的秘密？帶著這些問題，接下來我們回溯到安全帶誕生的年代一起從頭捋一捋有關它的那些事兒。

　　在講安全帶之前，我們先了解一組數據。據相關部門統計，近年來駕駛員未系安全帶的事故死亡率約為系安全帶事故死亡率的37.7倍。事實毋庸置疑，數據證明了盡管安全氣囊等各種汽車安全技術的應用，如果不系安全帶，命喪黃泉的幾率照樣非常大。

-- 視頻中27秒位置發生了交通事故，車內乘員因未系安全帶被甩出

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　　可以說，安全帶是汽車里最基本、最重要的安全配置之一。而如此偉大的設計靈感是從何而來？下面我們從安全帶的發明聊起。

■ 安全帶從天而降？

　　早在卡爾•本茨發明汽車之前，安全帶就誕生了。十九世紀初，英國的工程師George Cayley便發明了安全帶。但1885年，紐約的Edward J. Claghorn將George Cayley的發明搶先注冊為自己的專利，但當時的安全帶與今天我們汽車上的安全帶在各方面還相差甚遠，當時的安全帶被稱為：一種專門為固定人體而設計的帶有掛鉤和其他固定物的裝置。

■ 標準三點式安全帶的誕生

　　后來，人類開始認識到不僅飛機上要有安全帶，汽車上也同樣需要。1955年，福特汽車將安全帶配置作為了選裝件，而第一輛標配安全帶的車型是薩博Saab 93 GT750。

　　雖然越來越多的汽車配備了安全帶，但當時汽車上所裝的安全帶都是系在腰部的兩點式安全帶，由于設計上的缺陷這種安全帶依然存在安全隱患，當汽車緊急剎車或碰撞時，無法避免駕駛員的頭部撞在方向盤或風擋玻璃上而造成人員傷亡。

　　直到1959年，沃爾沃工程師Nils Bohlin發明了的三點式安全帶，這項發明可謂影響深遠，從誕生起到今天在數以萬計的事故中挽救了人們的生命。并且，它被德國專利局評為過去100年最重要的八大發明之一。

　　由于三點式安全帶面世后并沒有受到太多的關注，1963年，沃爾沃嘗試在美國和其他市場大力宣傳三點式安全帶，他們進行了一系列的安全測試，結果表明使用了這種三點式安全帶的車輛在碰撞事故發生時，可以大大減少車內人員的傷亡幾率。

　　Nils Bohlin的三點式安全帶后來發展成我們今天標準的三點式安全帶。值得一提的是，沃爾沃并沒有獨享三點式安全帶這項發明，而是將它分享給了全世界，任何汽車廠都可以免費使用這項專利技術，這一做法贏得了全球的贊譽。

-- 安全帶歷史介紹

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　　卷收器的誕生大體上確定了未來的三點式安全帶的基本構造，幾十年后的今天，所有的汽車廠商都是采用了這種三點式安全帶。

■ 除了標準的三點式安全帶還有哪些？

● 兩點式安全帶

　　早期的兩點式安全帶在這個時代并沒有完全被淘汰，在乘用車后排的中間位置和普通的大巴車上目前比較多見的還是這種兩點式，由于成本等因素，這些客車沒有使用三點式，而且沒有卷收器，只是一條系在乘客的腰部的織帶。

● 四點式、五點式等多點式安全帶

　　相比普通汽車，賽車對安全帶的要求更高，在比賽時剎車和轉彎帶來的慣性力更大也更頻繁。為了更好地保護車手和幫助車手駕駛，賽車上使用了四點式、五點式甚至六點式安全帶。

　　雖然多點式安全帶相對三點式的系起來會麻煩一些，但解安全帶時并不費事，因為多點式安全帶一般都會結合快拆裝置，按下一個按鈕所有點的安全帶都會同時松開。

　　使用多點式安全帶的不單單是賽車，兒童安全座椅上也是用了多點式。相比賽車上的多點式安全帶，兒童所用的安全帶在與身體貼合受力的部分都加了柔軟的保護墊。

　　相比標準三點式安全帶，兩點式和多點式安全帶有一個共同的缺點就是沒有卷收器，這就意味著它們必須人工調整安全帶的長度。

■ 為什么我們不能快速拽出安全帶？

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　　我們可能都有這樣的體驗，上車之后系安全帶時越著急越是拽不出來安全帶，這是由于我們拽的速度太快，使安全帶內部的鎖止機構鎖止導致的。下面我們就從三點式安全帶的結構開始，分析一下它為什么會鎖止。

　　安全帶是由安全帶織帶、卷收器、插扣、插板等部件組成的一套被動安全系統。提到安全帶，我們最先想到的應該就是這根安全帶織帶。

　　往往看不到的才是關鍵，就像安全帶最核心的部件是隱藏在B柱內的卷收器一樣。卷收器的發明使人類不再需要自己手動來調整安全帶的長度。

　　與靠彈簧驅動的卷收器不同，電機驅動的卷收器則有更多實用性的功能，奔馳的C200L則是其中一個應用案例。

-- 下面的這段視頻將為您展示一下其自動調整安全帶長度的過程：

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■ 還有哪些情況下安全帶會鎖止？　　

　　在緊急制動或者下坡時，安全帶也能實現機械式的鎖止功能，這是利用了慣性原理，最簡單也最可靠的對駕駛者進行了保護。另外，在較高端的車型上也有配備了電子鎖止功能的，相比機械式的鎖止，它能在更多行駛狀況下給予保護。

　　在碰撞事故發生時，是這些安全帶鎖止功能保護了我們嗎？請看后面我們對安全帶在碰撞中的技術解讀。

■ 碰撞事故發生時安全帶是怎么保護我們的？

　　大多數人認為在碰撞的瞬間，安全帶只是通過上述的鎖止功能保護了我們。其實不然，除了微面等低端車，我們今天的汽車大部分都是帶有碰撞預緊功能的預緊式安全帶。

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■ 安全帶是怎么實現碰撞預緊的？

　　目前的預緊式安全帶多數為爆燃式，這種安全帶利用了氣體爆燃原理，其爆燃裝置由氣體引發劑、氣體發生劑、導管、活塞、驅動輪等組成。爆燃式預緊安全帶驅動卷收器的結構有多種，例如鋼珠式、繩索式、齒輪齒條式等等。

　　爆燃式預緊安全帶的響應時間極快，以鋼珠式為例，從感知碰撞發生到實現安全帶預收緊的全過程只需要千分之幾秒。但它的碰撞預緊功能是不可逆的，只能一次性使用。當這種安全帶發揮碰撞預緊作用或者達到更換周期后就必須更換，一般更換一個安全帶總成的費用需要幾百元人民幣不等。

■ 爆燃式預緊安全帶會不會把人勒傷？

　　爆燃式預緊安全帶利用安全帶限力器來控制安全帶作用到人體上的力量，避免過大的束縛力把人勒傷，其原理是利用了限力軸的扭轉原理。 

● 降低碰撞時被束縛力勒傷的另一種設計

　　大多數汽車的前排都能依靠安全帶和氣囊共同作用來緩解碰撞時的沖擊，而對后排乘客的保護相對薄弱�？紤]到這個問題，福特開發了針對后排的氣囊式安全帶，它可以在碰撞事故中最大程度的減小乘員被勒傷的幾率。2011年，福特探險者的后座上便可以選裝這項配置。

-- 未來推出的全新奔馳E級轎車也將裝配氣囊式安全帶

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　　講到這里，您可能想問是不是我們只能在遇到碰撞事故時才能感受到預緊式安全帶的功勞呢？當然不是，有一種預緊式安全帶不僅能在碰撞時發揮出作用，在日常駕駛的時也能展現出它的“本事”，那就是下面所說的電子式預緊安全帶。

■ 電子式預緊安全帶應用在非碰撞情況下

　　相比爆燃式預緊安全帶，電子式的最大的不同在于它的預緊控制機構不再是氣體發生劑而是伺服電機直接驅動。由于電機驅動的特性，其安全帶的預緊過程是可逆的，能夠多次實現。同時，也意味著電子式預緊安全帶不僅能應用于碰撞發生時，也能夠在不碰撞的情況下實現收緊來發揮出更多的功能。

　　強調一下的是，我們把在碰撞時電子式預緊安全帶的收緊稱為預緊功能，在非碰撞時收緊稱為自動收緊。其收緊原理為：當其電子控制單元檢測到汽車加速度傳感器等設備達到觸發條件時，會將收緊信號發至卷收器的控制裝置，然后便會激發伺服電機執行收緊命令，完成收緊效果。

● 天合最新的電子式預緊安全帶技術

　　天合汽車集團目前是眾多汽車品牌背后的安全帶供應商，在天合最新的技術展上我們看到了它在安全帶方面的技術成果。它的安全帶系統不僅擁有普通電子式的優點，特色之處在于它把預緊式安全帶與車輛的自動剎車等主動安全系統結合了起來，使安全帶更“聰明”地保護了車內乘員。

　　天合這套最新的預緊式安全帶由主動安全帶卡扣舉升裝置ABL（Active Buckle Lifter）和主動式控制卷收器ACR（Active Control Retractor）組成。

　　我們可以通過下面的小視頻來了解一下它的原理。

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　　同樣，可以通過下面的視頻來弄明白天合的預緊式安全帶在實際道路運用中有哪些特殊的技術。

 編輯總結：

　　從最簡單的一根綁在腰間的帶子，到現在融入更多安全科技的安全帶系統，從碰撞時保護不完全到非碰撞情況下主動式電子收緊，一個多世紀的演變讓安全帶在暗地里更“聰明”地拽住我們，使汽車更像是具有主動保護我們人類意識的一種生物。我們可能沒太關注車內這根“默默奉獻”的安全帶的變化，甚至有些司機還深惡痛疾地把它當做累贅而從來不系，但當碰撞事故發生時安全帶對我們生命的保護至關重要。所以在此告誡所有人：安全上路，請系好安全帶�。▓D/文 汽車之家 編輯 夏志猛）

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