[汽車之家 技術(shù)] 相信在駕校學(xué)車時(shí),教練對(duì)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(dòng)安全技術(shù)的革新,安全氣囊技術(shù)的升級(jí),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(guān)它的那些事兒。
在講安全帶之前,我們先了解一組數(shù)據(jù)。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì),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(shí)毋庸置疑,數(shù)據(jù)證明了盡管安全氣囊等各種汽車安全技術(shù)的應(yīng)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(fā)生了交通事故,車內(nèi)乘員因未系安全帶被甩出
可以說,安全帶是汽車?yán)镒罨、最重要的安全配置之一。而如此偉大的設(shè)計(jì)靈感是從何而來?下面我們從安全帶的發(fā)明聊起。
■ 安全帶從天而降?
早在卡爾•本茨發(fā)明汽車之前,安全帶就誕生了。十九世紀(jì)初,英國(guó)的工程師George Cayley便發(fā)明了安全帶。但1885年,紐約的Edward J. Claghorn將George Cayley的發(fā)明搶先注冊(cè)為自己的專利,但當(dāng)時(shí)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(yuǎn),當(dāng)時(shí)的安全帶被稱為:一種專門為固定人體而設(shè)計(jì)的帶有掛鉤和其他固定物的裝置。
■ 標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)式安全帶的誕生
后來,人類開始認(rèn)識(shí)到不僅飛機(jī)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(biāo)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(dāng)時(shí)汽車上所裝的安全帶都是系在腰部的兩點(diǎn)式安全帶,由于設(shè)計(jì)上的缺陷這種安全帶依然存在安全隱患,當(dāng)汽車緊急剎車或碰撞時(shí),無(wú)法避免駕駛員的頭部撞在方向盤或風(fēng)擋玻璃上而造成人員傷亡。
直到1959年,沃爾沃工程師Nils Bohlin發(fā)明了的三點(diǎn)式安全帶,這項(xiàng)發(fā)明可謂影響深遠(yuǎn),從誕生起到今天在數(shù)以萬(wàn)計(jì)的事故中挽救了人們的生命。并且,它被德國(guó)專利局評(píng)為過去100年最重要的八大發(fā)明之一。
由于三點(diǎn)式安全帶面世后并沒有受到太多的關(guān)注,1963年,沃爾沃嘗試在美國(guó)和其他市場(chǎng)大力宣傳三點(diǎn)式安全帶,他們進(jìn)行了一系列的安全測(cè)試,結(jié)果表明使用了這種三點(diǎn)式安全帶的車輛在碰撞事故發(fā)生時(shí),可以大大減少車內(nèi)人員的傷亡幾率。
Nils Bohlin的三點(diǎn)式安全帶后來發(fā)展成我們今天標(biāo)準(zhǔn)的三點(diǎn)式安全帶。值得一提的是,沃爾沃并沒有獨(dú)享三點(diǎn)式安全帶這項(xiàng)發(fā)明,而是將它分享給了全世界,任何汽車廠都可以免費(fèi)使用這項(xiàng)專利技術(shù),這一做法贏得了全球的贊譽(yù)。
-- 安全帶歷史介紹
卷收器的誕生大體上確定了未來的三點(diǎn)式安全帶的基本構(gòu)造,幾十年后的今天,所有的汽車廠商都是采用了這種三點(diǎn)式安全帶。
■ 除了標(biāo)準(zhǔn)的三點(diǎn)式安全帶還有哪些?
● 兩點(diǎn)式安全帶
早期的兩點(diǎn)式安全帶在這個(gè)時(shí)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(diǎn)式,由于成本等因素,這些客車沒有使用三點(diǎn)式,而且沒有卷收器,只是一條系在乘客的腰部的織帶。
● 四點(diǎn)式、五點(diǎn)式等多點(diǎn)式安全帶
相比普通汽車,賽車對(duì)安全帶的要求更高,在比賽時(shí)剎車和轉(zhuǎn)彎帶來的慣性力更大也更頻繁。為了更好地保護(hù)車手和幫助車手駕駛,賽車上使用了四點(diǎn)式、五點(diǎn)式甚至六點(diǎn)式安全帶。
雖然多點(diǎn)式安全帶相對(duì)三點(diǎn)式的系起來會(huì)麻煩一些,但解安全帶時(shí)并不費(fèi)事,因?yàn)槎帱c(diǎn)式安全帶一般都會(huì)結(jié)合快拆裝置,按下一個(gè)按鈕所有點(diǎn)的安全帶都會(huì)同時(shí)松開。
使用多點(diǎn)式安全帶的不單單是賽車,兒童安全座椅上也是用了多點(diǎn)式。相比賽車上的多點(diǎn)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(hù)墊。
相比標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)式安全帶,兩點(diǎn)式和多點(diǎn)式安全帶有一個(gè)共同的缺點(diǎn)就是沒有卷收器,這就意味著它們必須人工調(diào)整安全帶的長(zhǎng)度。
■ 為什么我們不能快速拽出安全帶?
我們可能都有這樣的體驗(yàn),上車之后系安全帶時(shí)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(nèi)部的鎖止機(jī)構(gòu)鎖止導(dǎo)致的。下面我們就從三點(diǎn)式安全帶的結(jié)構(gòu)開始,分析一下它為什么會(huì)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(dòng)安全系統(tǒng)。提到安全帶,我們最先想到的應(yīng)該就是這根安全帶織帶。
往往看不到的才是關(guān)鍵,就像安全帶最核心的部件是隱藏在B柱內(nèi)的卷收器一樣。卷收器的發(fā)明使人類不再需要自己手動(dòng)來調(diào)整安全帶的長(zhǎng)度。
與靠彈簧驅(qū)動(dòng)的卷收器不同,電機(jī)驅(qū)動(dòng)的卷收器則有更多實(shí)用性的功能,奔馳的C200L則是其中一個(gè)應(yīng)用案例。
-- 下面的這段視頻將為您展示一下其自動(dòng)調(diào)整安全帶長(zhǎng)度的過程:
■ 還有哪些情況下安全帶會(huì)鎖止?
在緊急制動(dòng)或者下坡時(shí),安全帶也能實(shí)現(xiàn)機(jī)械式的鎖止功能,這是利用了慣性原理,最簡(jiǎn)單也最可靠的對(duì)駕駛者進(jìn)行了保護(hù)。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(jī)械式的鎖止,它能在更多行駛狀況下給予保護(hù)。
在碰撞事故發(fā)生時(shí),是這些安全帶鎖止功能保護(hù)了我們嗎?請(qǐng)看后面我們對(duì)安全帶在碰撞中的技術(shù)解讀。
■ 碰撞事故發(fā)生時(shí)安全帶是怎么保護(hù)我們的?
大多數(shù)人認(rèn)為在碰撞的瞬間,安全帶只是通過上述的鎖止功能保護(hù)了我們。其實(shí)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(yù)緊功能的預(yù)緊式安全帶。
■ 安全帶是怎么實(shí)現(xiàn)碰撞預(yù)緊的?
目前的預(yù)緊式安全帶多數(shù)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(fā)劑、氣體發(fā)生劑、導(dǎo)管、活塞、驅(qū)動(dòng)輪等組成。爆燃式預(yù)緊安全帶驅(qū)動(dòng)卷收器的結(jié)構(gòu)有多種,例如鋼珠式、繩索式、齒輪齒條式等等。
爆燃式預(yù)緊安全帶的響應(yīng)時(shí)間極快,以鋼珠式為例,從感知碰撞發(fā)生到實(shí)現(xiàn)安全帶預(yù)收緊的全過程只需要千分之幾秒。但它的碰撞預(yù)緊功能是不可逆的,只能一次性使用。當(dāng)這種安全帶發(fā)揮碰撞預(yù)緊作用或者達(dá)到更換周期后就必須更換,一般更換一個(gè)安全帶總成的費(fèi)用需要幾百元人民幣不等。
■ 爆燃式預(yù)緊安全帶會(huì)不會(huì)把人勒傷?
爆燃式預(yù)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(zhuǎn)原理。
● 降低碰撞時(shí)被束縛力勒傷的另一種設(shè)計(jì)
大多數(shù)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(shí)的沖擊,而對(duì)后排乘客的保護(hù)相對(duì)薄弱?紤]到這個(gè)問題,福特開發(fā)了針對(duì)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(xiǎn)者的后座上便可以選裝這項(xiàng)配置。
-- 未來推出的全新奔馳E級(jí)轎車也將裝配氣囊式安全帶
講到這里,您可能想問是不是我們只能在遇到碰撞事故時(shí)才能感受到預(yù)緊式安全帶的功勞呢?當(dāng)然不是,有一種預(yù)緊式安全帶不僅能在碰撞時(shí)發(fā)揮出作用,在日常駕駛的時(shí)也能展現(xiàn)出它的“本事”,那就是下面所說的電子式預(yù)緊安全帶。
■ 電子式預(yù)緊安全帶應(yīng)用在非碰撞情況下
相比爆燃式預(yù)緊安全帶,電子式的最大的不同在于它的預(yù)緊控制機(jī)構(gòu)不再是氣體發(fā)生劑而是伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的特性,其安全帶的預(yù)緊過程是可逆的,能夠多次實(shí)現(xiàn)。同時(shí),也意味著電子式預(yù)緊安全帶不僅能應(yīng)用于碰撞發(fā)生時(shí),也能夠在不碰撞的情況下實(shí)現(xiàn)收緊來發(fā)揮出更多的功能。
強(qiáng)調(diào)一下的是,我們把在碰撞時(shí)電子式預(yù)緊安全帶的收緊稱為預(yù)緊功能,在非碰撞時(shí)收緊稱為自動(dòng)收緊。其收緊原理為:當(dāng)其電子控制單元檢測(cè)到汽車加速度傳感器等設(shè)備達(dá)到觸發(fā)條件時(shí),會(huì)將收緊信號(hào)發(fā)至卷收器的控制裝置,然后便會(huì)激發(fā)伺服電機(jī)執(zhí)行收緊命令,完成收緊效果。
● 天合最新的電子式預(yù)緊安全帶技術(shù)
天合汽車集團(tuán)目前是眾多汽車品牌背后的安全帶供應(yīng)商,在天合最新的技術(shù)展上我們看到了它在安全帶方面的技術(shù)成果。它的安全帶系統(tǒng)不僅擁有普通電子式的優(yōu)點(diǎn),特色之處在于它把預(yù)緊式安全帶與車輛的自動(dòng)剎車等主動(dòng)安全系統(tǒng)結(jié)合了起來,使安全帶更“聰明”地保護(hù)了車內(nèi)乘員。
天合這套最新的預(yù)緊式安全帶由主動(dòng)安全帶卡扣舉升裝置ABL(Active Buckle Lifter)和主動(dòng)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。
同樣,可以通過下面的視頻來弄明白天合的預(yù)緊式安全帶在實(shí)際道路運(yùn)用中有哪些特殊的技術(shù)。
編輯總結(jié):
從最簡(jiǎn)單的一根綁在腰間的帶子,到現(xiàn)在融入更多安全科技的安全帶系統(tǒng),從碰撞時(shí)保護(hù)不完全到非碰撞情況下主動(dòng)式電子收緊,一個(gè)多世紀(jì)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(dòng)保護(hù)我們?nèi)祟愐庾R(shí)的一種生物。我們可能沒太關(guān)注車內(nèi)這根“默默奉獻(xiàn)”的安全帶的變化,甚至有些司機(jī)還深惡痛疾地把它當(dāng)做累贅而從來不系,但當(dāng)碰撞事故發(fā)生時(shí)安全帶對(duì)我們生命的保護(hù)至關(guān)重要。所以在此告誡所有人:安全上路,請(qǐng)系好安全帶。▓D/文 汽車之家 編輯 夏志猛)
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