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为什么猛拉安全带会卡住?聊聊汽车安全带的原理

2017-12-31 07:19 来源: 华龙网

现代汽车的三点式安全带由沃尔沃工程师尼尔斯柏林于1959年发明,美国在1968年强制规定汽车必须装有安全带,而后其他国家也纷纷效仿,被写入正式法规当中。

你可能在偶然间发现,自己汽车的安全带在猛拉的情况下被卡住了,根据简单的物理学常识得知,这是安全带的一种保护措施,但为什么安全带在猛拉的情况下会被锁止,你可能就不是很清楚了。下面,小编简单的普及一下这个小知识。

我们家用车最常见的安全带结构由合成纤维织带、卷收器、锁止器、带扣等几部件组成。合成纤维织带主要由涤纶、丙纶及尼龙三种材质构成,安全带具有极强的耐磨性及强度,非常经久耐用。

聊完组件之后,问题就来了,为什么我们缓慢拉伸安全带几乎没有阻力,那么在碰撞中巨大的惯性作用下为什么能够起到保护作用呢?这就与我们看不见的卷收器有关了。

卷收器通过内部卷轴与安全带连接,通过内部弹簧为卷轴提供反向旋转的扭矩,这也是我们轻拉安全带阻力的来源。而猛拉时锁止的阻力则来源于卷收器内部的锁止机构,一般来说,触发这种锁止机构的方式有两种,一种是汽车运动触发,还有一种是安全带直接触发。

对于汽车运动触发的锁止机构来说,其核心元件是一个类似钟摆的摆锤,当汽车突然急剧减速或停止时,这个摆锤会由于惯性向前摆动,摆锤的运动会触发摆锤上方的棘爪,棘爪上翘则与带齿棘轮接触,通过机械力阻止棘轮的继续转动,从而导致安全带在突然受力时锁止。当这个惯性结束或消失后,摆锤由于重力作用垂直于地面,拉下棘爪,与棘轮分离,所以,在向后收放一小段安全带之后,又可以匀速拉动了。

而由安全带主动触发锁止机构的方式,原理是通过卷轴内部离心式离合器的作用直接锁死卷轴的旋转,利用卷轴本身的旋转提供动力。当卷轴的旋转速度突然加快,也就是安全带突然快速被拉动时,离心力会导致卷轴内离合器摆杆向外伸长,推动卷收器外壳上的凸轮,此凸轮的位移会带动滑动销一起运动,将棘爪拖入卷轴棘轮上的槽口,当棘爪锁入轮齿上时,自然会阻止卷收器转动,安全带也就被锁止了。

以上就是安全带猛拉时突然锁止的原因,而现在汽车上的安全带往往都具备一些新的技术,比如预紧式安全带,通过优先触发预警器,在车内人员由于惯性前冲之前将人紧缚在座椅上,从而为安全气囊的全部展开压缩时间,保证在气囊全部展开之后再接触人体,受力面积大大增加,安全也就得到了最大的保障。

还有一种由福特公司发明的气囊安全带,在碰撞传感器发出信号后,隐藏在安全带上的气囊便会爆开,由此安全带与人体的接触面积由于展开的安全带气囊而增加了五倍左右,受力面积均匀,人体受到的单位压强被均分,能够有效防止安全带本身的束缚力对人体造成二次伤害。

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