安全带及安全气囊

3.7.1　安全带

安全带作为汽车发生碰撞过程中保护驾乘人员的基本防护装置，它的诞生早于汽车。

安全带是所有车辆安全系统中最基本的一个。驾驶员上车后的第一件事就是把安全带拉过来，然后系好。

安全带的技术进步包括预紧器、力道限制器，以及三点式或四点式的组合等。在撞击的时候，预紧器可以把安全带拉紧，防止由于松懈而带来会造成身体伤害的位移。撞击结束后，力道限制器可以使安全带略微松弛以减轻对车内乘员的压力。

三点式安全带可束住乘员的胸腔和大腿前部，在微型轿车中可以将对前座乘员的严重伤害减少44%（与不系安全带的乘员相比），对后座乘员的严重伤害可以减少44%，如果跟横向安全带相比，对后座乘员的严重伤害可以减少15%。更重要的是，前座乘员使用三点式安全带而不是横向安全带，对乘员腹部和头部的伤害将分别可以减少52%和47%。

典型的四点式安全带包括两条竖向的吊带，可以束住车内乘员的胸腔，并在底部与横向安全带扣接。四点式安全带已经在赛车上使用了很多年，现在一些制作厂商，比如沃尔沃，正尝试将其应用到微型轿车上。设计的出发点是在汽车发生滚翻时，四点式安全带可以将撞击力更均匀地分散掉，同时还可以将乘员牢牢地固定在座椅上。

1.预紧式安全带

预紧式安全带（Pretensioner Seat Belt）也称预缩式安全带。这种安全带的特点是当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。预紧式安全带中起主要作用的卷收器与普通安全带不同，除了具有普通卷收器的收放织带功能外，当车速发生急剧变化时，还能够在0.1 s左右加强对乘员的约束力，因此它还有控制装置和预拉紧装置。

控制装置有两种：一种是电子式控制装置，由电子控制单元（ECU）检测到汽车加速度的不正常变化，经过电脑处理将信号发至卷收器的控制装置，激发预拉紧装置工作，这种预紧式安全带通常与辅助安全气囊组合使用；另一种是机械式控制装置，由传感器检测到汽车加速度的不正常变化，控制装置激发预拉紧装置工作，这种预紧式安全带可以单独使用。

预拉紧装置则有多种形式，常见的预拉紧装置是一种爆燃式的，由气体引发剂、气体发生剂、导管、活塞、绳索和驱动轮等组成。当汽车受到碰撞时预拉紧装置受到激发后，密封导管内底部的气体引发剂立即自燃，引爆同一密封导管内的气体发生剂，气体发生剂立即产生大量气体膨胀，迫使活塞向上移动而拉动绳索，绳索带动驱动轮旋转使卷收器卷筒转动，织带被卷在卷筒上，使织带被回拉。最后，卷收器会紧急锁止织带，固定乘员身体，防止身体前倾，避免与方向盘、仪表板和玻璃窗相碰撞。

2.膨胀式安全带

通常车辆发生撞击意外时，安全带将会产生紧束动作，将驾乘人员紧紧地固定于座椅当中，不过由于碰撞力惊人，也常常发生乘员被勒伤的情形。为避免此类情况发生，且将乘员的伤害在碰撞意外时降到最低，福特研发部门决定将安全带与安全气囊相结合。在原先设计好的安全带中，预留一个空气袋，并以类似安全气囊的感知装置，在安全带产生紧束动作时，此气囊也会同时充气，产生弹性的空间，让安全带紧束时对于乘员的伤害不再如此剧烈。

福特工程师将这种新型安全带首先运用在后座，并希望此设计能有效减少乘员头部、脖子与肩部的两次伤害，且由于气囊的大面积保护，更能让乘员身体部位的伤害再度降低，因安全带紧束而挤压内脏的情况，希望可以通过这项创新来改善。

3.7.2　安全气囊

安全气囊一般安装在车内前方（正副驾驶位）、侧方（车内前排和后排）和车顶三个方向。在装有安全气囊系统的容器外部都印有SRS（Supplemental Inflatable Restraint System）的字样，直译成中文为“辅助可充气约束系统”，旨在减轻汽车碰撞后，乘员因惯性发生二次碰撞时的伤害程度。

安全气囊的原理及结构：

安全气囊主要是为了防止汽车碰撞时车内乘员和车内部件间发生碰撞而造成的伤害，它通常是作为安全带的辅助安全装置出现，二者共同作用。

安全气囊的保护原理是：当汽车遭受一定碰撞力量以后，气囊系统就会引发某种类似微量炸药爆炸的化学反应，隐藏在车内的安全气囊就在瞬间充气弹出，在乘员的身体与车内零部件碰撞之前能及时到位，在人体接触到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气，从而起到铺垫作用，减轻身体所受冲击力，最终达到减轻乘员伤害的效果。

常用的汽车安全气囊系统由碰撞传感器、控制模块（ECU）、气体发生器及气囊等组成。

安全气囊的使用：

由于安全气囊系统存在一定危险性，同时需要正确使用才能发挥SRS系统的作用，因此对于配备安全气囊的车辆，在日常使用时，需要注意一些事项。在确保正确驾驶姿态的情况下，驾驶员应将座位尽量向后移，以便有足够空间使安全气囊在发生意外扩张后充分发挥其保护作用，同时驾驶员必须要系好安全带。12岁以下的小孩应坐在汽车的后排并扣上安全带，绝对不能把小孩放在前排，气囊起爆时的巨大冲击力对于他们来说甚至可能有致命的危险。

虽然现在的汽车厂商将安全气囊作为重要的卖点来宣传，但是安全气囊却是把不折不扣的双刃剑，当合理使用时可以起到不错的保护作用，而遇到安全气囊不能打开的情况或者不合理使用时，反而会起到副作用。还是那句话，所有安全设备都是辅助性的，只有安全驾驶才是确保安全的最重要保障。

1.侧气囊

侧气囊是安装在座椅外侧的，目的是减缓侧面撞击造成的伤害。侧气囊一般分为前排侧气囊和后排侧气囊。

1）前排侧气囊

前排侧气囊一般安装在前排座椅外侧，目的是减缓侧面撞击造成的伤害。目前部分高端或者高配车型都装备了前排侧气囊，如图3-60所示。

图3-60　前排侧气囊

2）后排侧气囊

后排侧气囊是安装在后排车座上靠近窗户的一边，不同于前排侧气囊，后排侧气囊一般只会出现在高端车型上，如图3-61所示。

3）膝部气囊

大多数车型都只配备了主、副驾驶安全气囊和侧气囊等，其实车辆在真正发生正面碰撞时，下面是更应该受到保护的，下面的膝部与中控台的距离最短，是最易造成骨折损伤的部位，如图3-62所示。

图3-61　后排侧气囊

图3-62　膝部气囊

膝部气囊是用来降低乘员在二次碰撞中车内饰对乘员膝部的伤害。大多后排膝部气囊位于前排驾驶座椅内，一旦打开能够有效保护后排乘员的腰下肢体部位，从而也能缓解来自正面碰撞的前冲力。

4）头部气囊（气帘）

在一些较为高档的车辆中会装有前/后排头部气囊及腿部和颈部的安全气囊。车辆在发生事故时，车内的气囊（气帘）可以有效保护车内成员的生命安全，换句话说，气囊（气帘）的个数越多越能有效地保障驾乘人员在发生交通事故时的生命安全，当然前提是要针对车辆在发生碰撞时来自各个不同方向的撞击力合理地安排安全气囊（气帘）的位置及个数，如图3-63所示。

图3-63　头部气囊

一份碰撞实验报告指出，严重的事故多发生在40～50 ｋm/h，受伤的位置多在胸部、腹部、臀部等突出暴露的部位。一般的安全气囊都是在车辆的驾驶位和副驾驶位置各一个，用来保护前排乘员在车辆发生猛烈撞击时对胸部和脑部的有效保护。在一些中档车中，一般都会装有四个气囊，除了位于驾驶位、副驾驶位的两个，在它的座椅侧面内也装有两个。在一些高档车中配备有多个气囊和气帘，分别位于车内前排正副驾驶位，前后座椅两侧各两个，气帘分布在前后风挡玻璃及侧面视窗处，对来自各个方向的撞击提供最有效的保护。头部气囊也叫侧气帘，在碰撞时弹出遮盖车窗，以达到保护乘员的效果。一般情况下，大多数的头部气囊都是前后贯通式，只有少数品牌仅有前排头部气囊。前排头部气囊通常安装在风挡玻璃两侧钢梁内侧。

后排头部气囊是安装在后部车顶处的安全气囊系统，是用来保护后排座椅乘员的被动安全配置。

2.行人安全气囊

尽管行人安全气囊是由丰田公司最先发明的，但沃尔沃却是第一个把这项技术应用到量产车上的沃尔沃对外发布将把“行人安全气囊”这项安全技术配备在即将推出的V40之中。这项技术的应用可以在行人与车辆发生碰撞时进一步减轻行人受到的伤害。

行人安全气囊技术可有效减轻车辆正面与行人碰撞后行人受到的伤害，其技术原理是通过安装在前保险杠的传感器监测，如与行人发生碰撞后发动机舱盖尾部自动翘起，隐藏在内部的安全气囊同时释放，并且会包裹部分前挡风玻璃与A柱，这样一来凸起的发动机舱盖与安全气囊便可有助于减轻行人的伤害，如图3-64所示。

图3-64　行人安全气囊

3.两级安全气囊

通过多年的研究和改善，安全气囊也在不断发展，两级安全气囊的出现使得安全气囊不再单单只是碰撞时迅速完全弹开而是在前半段迅速充气、后半段间隔零点几秒后再充气，这样做的目的是尽可能减小因气囊爆燃产生的巨大冲击力对人的影响。

两级式气囊也是近些年很有指导意义的研究成果之一。这个技术通过气囊传感器感知到的撞击力度来控制气囊全部打开还是只打开70%。因为在低速碰撞时驾驶员可能不会受到很大程度的伤害，若气囊以320 ｋm/h的速度完全弹开必然会对驾驶员造成比车辆碰撞还要严重的伤害。在这种情况下只打开一部分是个不错的解决办法，低充气量会让气囊不再是硬邦邦地向面部打来，而会相对柔软许多。