安全带这一看似很简单的机构，为什么能在关键时刻挽救人的生命？科学原理在哪？
汽车安全带已经发明了上百年，1967年首次被列入强制法规。在近百年的应用过程中，无数次挽救过人的生命。安全带是整车安全的一个重要终端零件，整车安全中安全带与其他多方面配合以达到最好的安全效果。这一篇我就来带大家认识一下整车的被动安全系统是如何工作的。概括起来可以总结为以下两方面： 一、车辆安全性能首先是车身安全。对车身的要求可以总结为四个字：刚柔并济。所谓刚，就是要求碰撞时驾驶舱不变形，保证生存空间。所谓柔，就是低速碰撞时由吸能盒变形吸收能量，高速碰撞时由发动机舱变形吸收能量，车身能量路径有效传递，碰撞波形平稳，加速度小，把能量最低限度的传递给车内乘员。 车身如何实现上面要求呢。防撞梁设计合理，吸能空间足够，力传递路线合理，增加高强度钢，超高强度钢，热成型钢的使用比例。在主要传递路径上，A柱，前围内板，侧围内板，后地板横梁等位置使用超高强度钢，以此保证驾驶舱不变形。在钣金设计时，合理设计结构，空腔，同样材料情况下做到刚度强度最优。在正碰，侧碰，顶压性能测试等多重考核中都可以保证驾驶舱的生存空间。特别是定压测试，直接与翻滚安全相关，考核在车辆发生事故翻滚时，车辆的车身顶部变形量和对车内成员的伤害。 车身驾驶舱不变形可以保证车内乘员的生存空间。通过车身对碰撞能量进行了部分的吸收，但是还有很大一部分碰撞能量是通过车身座椅传递到车内乘员。这时候就该约束系统登场亮相了。 二、约束系统是车辆安全的最后一道防线。约束系统也就是我们熟知的安全气囊和安全带。整车安全对安全气囊和安全带的要求可以概括为两种武功秘籍：四两拨千斤，乾坤大挪移。安全气囊和安全带作为车辆安全最重要的一道防线，需要保证在发生碰撞时车内成员身体任何部位不与车内各种坚硬的表面接触。实现乘员在碰撞中的软着陆，卸载掉所有的冲击力。就像两个武林高手过招，并不跟对手硬刚，而是通过巧妙的技巧把对手打来的重拳悄无声息的化解掉，让对手拳拳打在棉花上。 那么安全带和安全气囊是如何做到四两拨千斤的呢。在低速碰撞时时速在30Km/h以内，或者车辆颠簸时或者车辆上下坡度比较大时，安全带由于自身的敏感球作用，会自动锁止，织带不可以继续拉出，这样可以把乘员牢牢的固定在座椅上。 当发生剧烈碰撞时，时速超过30~40Km/h,这时候就要靠碰撞传感器，气囊控制器（ACM，同时控制安全带和安全气囊）来判断碰撞发生并给出气囊点爆指令，安全带点爆指令。碰撞传感器位于前防撞梁和B侧内板下部。分别可以对前碰和侧碰的加速度进行实时监控。碰撞传感器检测到的信号传递给气囊控制器，由气囊控制器根据标定好的算法进行分析，判断是否为发生碰撞，进而对安全气囊和安全带发出指令。 下面给大家介绍下在高速碰撞中，安全带和安全气囊是如何对乘员进行保护的。 碰撞检测：3ms（0.003s）时，车体前部碰撞传感器检测到有碰撞产生，给ACM传输信号，碰撞时，车辆的速度骤减，安全带内部的敏感球感知到加速度，使安全带锁止，抑制乘员往前倾，急刹车和急转方向的时候也起作用。安全带紧急拉出锁止的情况，这是安全带织带感应的装置，如今的安全带同时有车体感应和织带感应两重的装置，安全性更加提高。 碰撞判定：15ms（0.015s）时，ACM通过对碰撞传感器发送的信号进行计算，结合ACM的情报来判定碰撞的级别，ACM判定碰撞后，对安全带和安全气囊发送信号。 预紧启动：20ms（0.02s）时，安全带预紧装置启动，内部火药点火，安全带被回拉，由于安全带的回拉，安全带和乘员间的松弛感被消除，束缚乘员，使乘员和座椅为一体，在车体碰撞时可以更多的吸收乘员的运动能量。此时气囊同样接受到信号，火药开始点爆。 能量吸收装置启动：40ms（0.04s）时，碰撞产生的能量传递到车内乘员，乘员由于惯性力往前方移动，此时安全带预拉紧已经完成，同时受到了一定的负载，为了吸收能量，缓和压迫，当负载超过设定值比如4kN时，安全带织带一部分被送出。使得乘员胸部压力维持在最高4kN。 乘员能量吸收：60ms（0.06s）时，此时安全气囊充气完成，完全展开，乘员的前向运动也恰好到了气囊表面，乘员身体与气囊发生接触。乘员的运动能量、车体的碰撞能量开始被安全气囊和安全带限力杆同时吸收。 碰撞完成：120ms（0.12s）时，此时随着安全气囊的逐步泄气，安全带拉出到最大长度，乘员的前向能量被完全吸收。乘员前移到最大位置，由于气囊和安全带的双重作用，乘员身体部位没有与前方车辆零部件产生刚性接触，碰撞完成。 在以上碰撞过程中，安全带能量吸收装置的规格定义，安全带和安全气囊的点爆时机，安全气囊充满时间的定义，气袋充气之后的刚度，保压性能，泄气性能等等的参数都需要进行多次的整车碰撞、滑台碰撞，才能最终锁定保护效果最好的参数。 安全气囊的正式名称为SRS，即为Supplemental Restraint System的简写。安全气囊是安全带的辅助装置，如果系上安全带后才能发挥最好的效果。 看到这里，你对车辆的安全性能就有了一个基本的概念。下面做个总结：车身的“柔”把碰撞能量最小程度的传递到驾驶舱，车身的“刚”使驾驶舱最大程度的保持不变形，安全带安全气囊则化身武林高手，四两拨千斤，实现乘员在碰撞过程中的软着陆。碰撞是在瞬间0.1s之内发生的，被动安全正是在0.1s内有序配合，保护每一位乘客的安全。 最后再强调一下，车辆做的再安全，也只是在事故中降低伤亡的比例。真正的安全还是要大家提高安全意识，上车佩戴安全带，文明驾驶，不超速不抢道。作为一个汽车安全工程师，真心希望我所开发的零件在车辆生命周期里都不要派上用场，而是默默在车辆一角，静静的陪伴着车主，直到车辆报废。