安全帶上的科技密碼

文- 閆翰宇

汽車(chē)安全帶自1958年發(fā)明至今，50多年的時(shí)間中，被證明是最有效的防護(hù)裝置，可以很大程度上降低碰撞事故的受傷率和死亡率，被公認(rèn)為是人類(lèi)歷史上挽救了最多生命的技術(shù)發(fā)明之一。如今，安全帶的發(fā)展已受到足夠重視，三點(diǎn)式的安全帶仍然是市場(chǎng)的主流設(shè)計(jì)，但預(yù)緊式安全帶，甚至充氣式安全帶的出現(xiàn)，將安全保護(hù)性效果提升到了一個(gè)新的等級(jí)。

安全帶在50多年的使用時(shí)間中被證明是最有效的防護(hù)裝置，也是人類(lèi)歷史上挽救了最多生命的技術(shù)發(fā)明之一

三點(diǎn)式普通安全帶的誕生

安全帶的誕生并不是始于汽車(chē)，早期的安全帶涵蓋范圍很廣，其定義是為特定人群設(shè)計(jì)，提供掛鉤和附屬裝置的可固定裝置。主要是為了保護(hù)高處作業(yè)人員和旅游者，并不是專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)駕駛員設(shè)計(jì)的。

早在1902年，紐約舉行的一場(chǎng)汽車(chē)競(jìng)賽上，就出現(xiàn)了汽車(chē)安全帶的雛形。

最早的汽車(chē)安全帶是兩點(diǎn)式的，只固定駕駛者腰部，避免其顛簸離開(kāi)座位。1955年，美國(guó)福特汽車(chē)裝備了這種安全帶。而目前大多數(shù)使用的三點(diǎn)式安全帶則是瑞典人尼·波林于1958年發(fā)明的，他原來(lái)在saab（薩博）做飛機(jī)設(shè)計(jì)工作，到了美國(guó)沃爾沃公司后發(fā)明了這種后來(lái)被廣泛應(yīng)用的安全帶。

令人敬佩的是，沃爾沃汽車(chē)公司雖然將三點(diǎn)式安全帶的專(zhuān)利注冊(cè)，但是之后無(wú)償向汽車(chē)工業(yè)開(kāi)放，這一舉動(dòng)直接促進(jìn)了三點(diǎn)式安全帶的普及和發(fā)展。在之后的50年中，在交通事故中因安全帶而得救的人數(shù)以萬(wàn)計(jì)。

三點(diǎn)式安全帶是每輛車(chē)必備的基礎(chǔ)安全設(shè)施。這種普安全帶由織帶、卷收器、帶扣、高度調(diào)節(jié)器、支架及安裝部件等組成，其中卷收器是汽車(chē)安全帶的核心組件。卷收器和安全帶一端相連，里面有一個(gè)棘輪，在快速拉動(dòng)安全帶的時(shí)候，里面的卡子會(huì)由于安全帶滾輪的快速轉(zhuǎn)動(dòng)而被離心力帶出，迅速將安全帶鎖死，把座位上的人員固定在椅子上。

能減緩撞擊震動(dòng)的預(yù)緊式安全帶

但是，這種普通的三點(diǎn)式安全帶無(wú)法將人完全固定在座位上，在發(fā)生碰撞的時(shí)候，前后幅度較大，人所受到的沖擊力較大，有可能將大部分壓力碰撞在安全氣囊上，或者因拉力過(guò)大造成胸部嚴(yán)重?fù)p傷。

所以，理想的安全帶作用過(guò)程首先要做的就是及時(shí)收緊，在事故發(fā)生的第一時(shí)刻及時(shí)的將人固定在座椅上。

預(yù)緊式安全帶有效解決了這個(gè)隱患。這種安全帶帶有預(yù)收緊裝置和拉力限制器，這兩者的作用一前一后。在碰撞發(fā)生時(shí)，預(yù)收緊裝置能在第一時(shí)間內(nèi)，將安全帶收縮，減少乘客因?yàn)樽矒粽饎?dòng)時(shí)身體來(lái)回產(chǎn)生的沖擊力，同時(shí)減少氣囊撞擊所產(chǎn)生的打擊力。限力裝置能夠在剎車(chē)時(shí)，將織帶緊繃的時(shí)間延長(zhǎng)，避免胸部被織帶過(guò)分沖撞。

預(yù)緊式安全帶的卷收器里內(nèi)置了靈敏的傳感器，能感應(yīng)車(chē)輛的傾斜角度或者突然的加速度變化，并在極短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)氣爆裝置調(diào)整織帶。但預(yù)緊式安全帶也有一定的局限性，如：?jiǎn)?dòng)后便無(wú)法再次使用，必須與收緊器和帶扣一起更換；預(yù)緊式安全帶裝置有氣體引發(fā)劑和氣體發(fā)生劑，有效期滿(mǎn)后必須要更換；只允許安裝在為其設(shè)計(jì)和制造的汽車(chē)上，有的需要配合安全氣囊一起使用；上車(chē)要佩戴預(yù)緊式安全帶，如果未佩戴預(yù)緊式安全帶，一旦汽車(chē)發(fā)生碰撞不但不能得到保護(hù)，反而會(huì)因安全帶產(chǎn)生回拉動(dòng)作而增加受傷的可能性。

包裹性更好的充氣式安全帶

如今，汽車(chē)內(nèi)安全氣囊也已經(jīng)成為了汽車(chē)必備的基本安全裝置，前排乘客在正確佩戴安全帶的情況下，安全帶和安全氣囊的互相配合可以很大程度上減少碰撞傷害。但是汽車(chē)后排由于空間和裝備的原因，加裝頭部安全氣囊的情況很少。另外非常重要的一點(diǎn)是，老人和小孩乘車(chē)的話，一般選擇坐在后排。所以單單靠安全帶的保護(hù)，如果發(fā)生意外，依舊可能受到碰撞傷害，甚至是安全帶的二次傷害。充氣式安全帶將氣囊和安全帶結(jié)合在一起，可以很好的保護(hù)后排乘客免受二次傷害。

作為最新型的安全帶技術(shù)，充氣式安全帶結(jié)合了氣囊和安全帶的特點(diǎn)。在安全帶的連接端安置了碰撞傳感器，當(dāng)其探測(cè)到嚴(yán)重碰撞發(fā)生時(shí)，氣囊控制單元將激活安全帶氣囊。氣體發(fā)生器將使雙層結(jié)構(gòu)的安全帶充氣膨脹。相對(duì)于普通安全帶織帶而言，充氣式安全座椅采用更加柔軟的質(zhì)地，包裹性更好。

充氣式安全帶可充氣長(zhǎng)度為從下部的搭扣直至肩部以上與車(chē)身連接的固定點(diǎn)，基本覆蓋了普通安全帶和人體接觸的大部分區(qū)域。在內(nèi)置氣囊爆開(kāi)后，可以將接觸面積增大4～5倍，因?yàn)橛幸粋€(gè)緩沖強(qiáng)度，可以分散胸部的沖擊力，減少傷害。另外，斜跨肩部和上胸部的類(lèi)似于枕頭樣的軟墊可以限制頭部的擺動(dòng)，從而可能減少頸部所承受的壓力。

可是，兒童身體較小，坐姿較低，充氣式安全帶在爆開(kāi)時(shí)，雖然沒(méi)有安全氣囊那么猛烈，但會(huì)不會(huì)壓迫兒童頸部和胸腔，這一點(diǎn)各廠商均沒(méi)有給出相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果，有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

充氣式安全帶的原理，是安全帶通過(guò)冷充氣展開(kāi)，利用壓縮空氣而不是放熱化學(xué)反應(yīng)。氣體發(fā)生器裝在座椅下方或腰帶帶扣的固定點(diǎn)處。充氣部分由稍稍超過(guò)肩部的一點(diǎn)開(kāi)始，充氣氣體通過(guò)一條管子送至氣囊，可以在幾十毫秒內(nèi)完成安全帶內(nèi)氣囊的氣體填充。

充氣式安全帶的原理并不難理解和實(shí)現(xiàn)，但必須經(jīng)過(guò)龐大的實(shí)驗(yàn)才能得到一定的可靠性驗(yàn)證。目前，充氣式安全帶已經(jīng)有廠商投產(chǎn)并安裝在某些車(chē)型上使用。比如福特探險(xiǎn)者，奔馳新S級(jí)豪華車(chē)等。奔馳公司表示，在今后豪華跑車(chē)的前后座都將采用可充氣安全帶。

安全帶是行車(chē)安全最基本的保障，也是最重要的措施。行車(chē)一定要養(yǎng)車(chē)良好的習(xí)慣：上車(chē)系安全帶。否則，不論安全帶科技如何發(fā)展，如何先進(jìn)，同樣都無(wú)濟(jì)于事。