理想的安全帶作用過程短暫而有序：首先，及時收緊，在事故發(fā)生的第一時刻毫不猶豫地把人“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，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)美國公路交通安全局(NHTSA)的一份研究報告顯示，在美國，安全帶平均每年可挽救13000個生命。同時，NHTSA還估計，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也會造成嚴(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。據(jù)NHTSA估計，安全帶可將前排乘客的死亡風(fēng)險降低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整體在一起移動。
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立。電話線桿的阻力會使汽車突然停下，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/小時的速度撞向方向盤或者飛出擋風(fēng)玻璃。就像電話線桿會使汽車減速一樣，儀表板、擋風(fēng)玻璃或路面也會向您施加極大的作用力使您減速。有一點是必然的，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部位上。它也會令您迅速停下來，因為玻璃表面很硬。但這可以輕易地讓一個人受重傷或喪命。
安全帶將停止力施加到人身體能夠較長時間承受壓力的部分。典型的安全帶由一個圍在骨盆處的安全腰帶和一個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，因而作用力不會集中在一個較小區(qū)域，所以不會造成過大傷害。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過于突然。但是，安全帶不應(yīng)拉伸過長，否則可能會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)是能切實起到緩沖作用的區(qū)域。折皺區(qū)是汽車前部和后部相對比較容易壓折的區(qū)域。汽車在撞到障礙物時不會突然停止，而是通過潰縮(就像空易拉罐一樣)吸收部分撞擊力。汽車的車廂比較堅固，因此不會擠壓在乘客身上。它會繼續(xù)短暫移動，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動時(也就是說，安全帶將您固定在座椅上時)，折皺區(qū)才能為您提供保護(hù)。最簡單的安全帶(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帶子組成。這種安全帶會始終將您緊緊綁在座椅上，這會很安全，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，您的身體可以輕松地前傾。但是在撞擊中，安全帶會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，一個彈簧為卷軸提供旋轉(zhuǎn)作用力(或扭矩)。它會旋轉(zhuǎn)卷軸，以便卷起任何松弛的安全帶。當(dāng)您拉出安全帶時，卷軸將逆時針旋轉(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。因為彈簧想要恢復(fù)到原狀，因此它會抗拒這一扭轉(zhuǎn)運動。如果您松開安全帶，彈簧將收緊，并順時針旋轉(zhuǎn)卷軸，直至使安全帶張緊。卷收器有一個鎖定機(jī)構(gòu)，可在汽車發(fā)生碰撞時停止卷軸的旋轉(zhuǎn)。如今，有兩種常用的鎖定系統(tǒng)：由汽車運動觸發(fā)的系統(tǒng)和由安全帶運動觸發(fā)的系統(tǒng)。
第一種系統(tǒng)在汽車迅速減速時鎖定卷軸?
第一種系統(tǒng)在汽車迅速減速(例如，當(dāng)汽車撞上某物體)時鎖定卷軸。這種機(jī)構(gòu)中的核心元件是一個加重擺錘。當(dāng)汽車突然停止時，慣性會導(dǎo)致擺錘向前擺動。擺錘另一端的棘爪會抓住固定在卷軸上的一個帶齒棘輪。由于棘爪卡住了其中一個輪齒，因而齒輪便無法逆時針旋轉(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，齒輪會順時針旋轉(zhuǎn)，并與棘輪分開。
第二種系統(tǒng)在猛拉安全帶時鎖定卷軸。多數(shù)設(shè)計利用卷軸旋轉(zhuǎn)的速度作為激活動力。這種設(shè)計的核心元件是一個離心式離合器，一種安裝在旋轉(zhuǎn)卷軸上的加重擺桿。當(dāng)卷軸緩慢旋轉(zhuǎn)時，擺桿并不擺動。一個彈簧使它保持在原來的位置。但當(dāng)猛拉安全帶時，卷軸將快速旋轉(zhuǎn)，離心力驅(qū)使擺桿的加重端向外擺動。
第二種系統(tǒng)在猛拉安全帶時鎖定卷軸?
伸長的擺桿會推動卷收器殼上的凸輪。凸輪通過滑動銷與一個樞轉(zhuǎn)棘爪相連。當(dāng)凸輪移到左側(cè)時，滑動銷會沿棘爪的槽口移動。這會將棘爪拖入與卷軸相連的旋轉(zhuǎn)棘輪。棘爪鎖入輪齒中，禁止逆時針旋轉(zhuǎn)。
在某些新型安全帶系統(tǒng)中，還會使用預(yù)緊器來收緊安全帶。預(yù)緊器的設(shè)計理念是：在發(fā)生碰撞時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。
市場上有多種不同的預(yù)緊器系統(tǒng)。 某些預(yù)緊器會將整個卷收器向后拉，某些則會旋轉(zhuǎn)卷軸本身。通常，預(yù)緊器會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)械或電子運動傳感器，這些傳感器可響應(yīng)因撞擊產(chǎn)生的突然減速。當(dāng)探測到撞擊時，處理器將激活預(yù)緊器，然后激活安全氣囊。某些預(yù)緊器采用了電動機(jī)或螺線管，但當(dāng)今的多數(shù)設(shè)計采用點火方式來拉入安全帶。當(dāng)燃?xì)恻c燃時，壓力會推動活塞上行，從而旋轉(zhuǎn)卷收器。
當(dāng)燃?xì)恻c燃時，壓力會推動活塞上行，從而旋轉(zhuǎn)卷收器?
這種預(yù)緊器中的核心元件是一個燃?xì)馐�。在燃�(xì)馐覂?nèi)，還有一個包含易爆點火材料的小燃燒室。這個小燃燒室?guī)в袃蓚�電極，并連接至中央處理器。當(dāng)處理器探測到撞擊時，它會立即在電極上施加一個電流。電極產(chǎn)生的火花將點燃點火材料，從而將燃?xì)馐抑械娜細(xì)恻c燃。 燃燒的氣體會產(chǎn)生很大的外推力。該壓力推動位于燃?xì)馐覂?nèi)的活塞，使其高速向上運動�；钊囊粋�(cè)固定有一個齒條。 當(dāng)活塞彈起時，齒條將與一個連接到卷收器卷軸的齒輪嚙合。高速運動的齒條會快速旋轉(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)，安全帶會造成嚴(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，撞擊時您的運動速度越快，安全帶對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)計理念是：當(dāng)有巨大的作用力施加到安全帶上時，額外釋放更多安全帶。 最簡單的負(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，用來固定折疊帶束的縫線將會斷裂。當(dāng)縫線斷開時，安全帶的折疊部分便隨即展開，從而使安全帶能夠再伸長一些。
更高級的負(fù)載限制器在卷收器中采用了一個扭桿。 扭桿就是一個長金屬桿，當(dāng)向其施加足夠的作用力時會發(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(因而也施加到卷軸上)，扭桿將略微扭曲。 這會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，被動安全的效果會流失大半，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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