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安全带作为汽车最主要的一项被动安全装置,每年保护了许多车主在车祸中幸免于难。有记载最早被使用于1902年在纽约举行的一场汽车比赛中,有位赛车手由于赛车失控撞向人群,造成数十人受伤,但车主本人却因为预先绑了安全带而逃生。
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,小编简单的为了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(的确良)、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梭织机构来说,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。