安全帶這一看似很簡單的機構，為什麼能在關鍵時刻挽救人的生命？科學原理在哪？

汽車安全帶已經發明瞭上百年，1967年首次被列入強制法規。在近百年的應用過程中，無數次挽救過人的生命。安全帶是整車安全的一個重要終端零件，整車安全中安全帶與其他多方面配合以達到最好的安全效果。這一篇我就來帶大家認識一下整車的被動安全系統是如何工作的。概括起來可以總結為以下兩方面：

車身剛柔並濟，變形與不變形。

約束系統四兩撥千斤，乾坤大挪移。

一、車輛安全效能首先是車身安全。

對車身的要求可以總結為四個字：

剛柔並濟

。所謂剛，就是要求碰撞時駕駛艙

不變形

，保證生存空間。所謂柔，就是低速碰撞時由吸能盒

變形

吸收能量，高速碰撞時由發動機艙

變形

吸收能量，車身能量路徑有效傳遞，碰撞波形平穩，加速度小，把能量最低限度的傳遞給車內乘員。

車身如何實現上面要求呢。防撞梁設計合理，吸能空間足夠，力傳遞路線合理，增加高強度鋼，超高強度鋼，熱成型鋼的使用比例。在主要傳遞路徑上，A柱，前圍內板，側圍內板，後地板橫樑等位置使用超高強度鋼，以此保證駕駛艙不變形。在鈑金設計時，合理設計結構，空腔，同樣材料情況下做到剛度強度最優。在正碰，側碰，頂壓效能測試等多重考核中都可以保證駕駛艙的生存空間。特別是定壓測試，直接與翻滾安全相關，考核在車輛發生事故翻滾時，車輛的車身頂部變形量和對車內成員的傷害。

車身駕駛艙不變形可以保證車內乘員的生存空間。透過車身對碰撞能量進行了部分的吸收，但是還有很大一部分碰撞能量是透過車身座椅傳遞到車內乘員。這時候就該約束系統登場亮相了。

二、約束系統是車輛安全的最後一道防線。

約束系統也就是我們熟知的安全氣囊和安全帶。整車安全對安全氣囊和安全帶的要求可以概括為兩種武功秘籍：

四兩撥千斤，乾坤大挪移

。安全氣囊和安全帶作為車輛安全最重要的一道防線，需要保證在發生碰撞時車內成員身體任何部位不與車內各種堅硬的表面接觸。實現乘員在碰撞中的軟著陸，解除安裝掉所有的衝擊力。就像兩個武林高手過招，並不跟對手硬剛，而是透過巧妙的技巧把對手打來的重拳悄無聲息的化解掉，讓對手拳拳打在棉花上。

那麼安全帶和安全氣囊是如何做到四兩撥千斤的呢。在低速碰撞時時速在30Km/h以內，或者車輛顛簸時或者車輛上下坡度比較大時，安全帶由於自身的敏感球作用，會自動鎖止，織帶不可以繼續拉出，這樣可以把乘員牢牢的固定在座椅上。

當發生劇烈碰撞時，時速超過30~40Km/h，這時候就要靠碰撞感測器，氣囊控制器（ACM，同時控制安全帶和安全氣囊）來判斷碰撞發生並給出氣囊點爆指令，安全帶點爆指令。碰撞感測器位於前防撞梁和B側內板下部。分別可以對前碰和側碰的加速度進行實時監控。碰撞感測器檢測到的訊號傳遞給氣囊控制器，由氣囊控制器根據標定好的演算法進行分析，判斷是否為發生碰撞，進而對安全氣囊和安全帶發出指令。

下面給大家介紹下在高速碰撞中，安全帶和安全氣囊是如何對乘員進行保護的。

碰撞檢測：

3ms（0。003s）時，車體前部碰撞感測器檢測到有碰撞產生，給ACM傳輸訊號，碰撞時，車輛的速度驟減，安全帶內部的敏感球感知到加速度，使安全帶鎖止，抑制乘員往前傾，急剎車和急轉方向的時候也起作用。安全帶緊急拉出鎖止的情況，這是安全帶織帶感應的裝置，如今的安全帶同時有車體感應和織帶感應兩重的裝置，安全性更加提高。

碰撞判定：

15ms（0。015s）時，ACM透過對碰撞感測器傳送的訊號進行計算，結合ACM的情報來判定碰撞的級別，ACM判定碰撞後，對安全帶和安全氣囊傳送訊號。

預緊啟動：

20ms（0。02s）時，安全帶預緊裝置啟動，內部火藥點火，安全帶被回拉，由於安全帶的回拉，安全帶和乘員間的鬆弛感被消除，束縛乘員，使乘員和座椅為一體，在車體碰撞時可以更多的吸收乘員的運動能量。此時氣囊同樣接受到訊號，火藥開始點爆。

能量吸收裝置啟動

：40ms（0。04s）時，碰撞產生的能量傳遞到車內乘員，乘員由於慣性力往前方移動，此時安全帶預拉緊已經完成，同時受到了一定的負載，為了吸收能量，緩和壓迫，當負載超過設定值比如4kN時，安全帶織帶一部分被送出。使得乘員胸部壓力維持在最高4kN。

乘員能量吸收：

60ms（0。06s）時，此時安全氣囊充氣完成，完全展開，乘員的前向運動也恰好到了氣囊表面，乘員身體與氣囊發生接觸。乘員的運動能量、車體的碰撞能量開始被安全氣囊和安全帶限力杆同時吸收。

碰撞完成：

120ms（0。12s）時，此時隨著安全氣囊的逐步洩氣，安全帶拉出到最大長度，乘員的前向能量被完全吸收。乘員前移到最大位置，由於氣囊和安全帶的雙重作用，乘員身體部位沒有與前方車輛零部件產生剛性接觸，碰撞完成。

在以上碰撞過程中，安全帶能量吸收裝置的規格定義，安全帶和安全氣囊的點爆時機，安全氣囊充滿時間的定義，氣袋充氣之後的剛度，保壓效能，洩氣效能等等的引數都需要進行多次的整車碰撞、滑臺碰撞，才能最終鎖定保護效果最好的引數。

安全氣囊的正式名稱為SRS，即為Supplemental Restraint System的簡寫。安全氣囊是安全帶的輔助裝置，如果繫上安全帶後才能發揮最好的效果。

看到這裡，你對車輛的安全效能就有了一個基本的概念。

下面做個總結：車身的“柔”把碰撞能量最小程度的傳遞到駕駛艙，車身的“剛”使駕駛艙最大程度的保持不變形，安全帶安全氣囊則化身武林高手，四兩撥千斤，實現乘員在碰撞過程中的軟著陸。

碰撞是在瞬間0。1s之內發生的，被動安全正是在0。1s內有序配合，保護每一位乘客的安全。

最後再強調一下，車輛做的再安全，也只是在事故中降低傷亡的比例。真正的安全還是要大家提高安全意識，上車佩戴安全帶，文明駕駛，不超速不搶道。作為一個汽車安全工程師，真心希望我所開發的零件在車輛生命週期裡都不要派上用場，而是默默在車輛一角，靜靜的陪伴著車主，直到車輛報廢。