◆文/湖南 胡友鸣 江苏 何乐新

(作者胡友鸣1988年毕业于株洲电力机车厂职工大学电力机车制造及工艺专业，现从事电力机车配件工艺策划工作)

在汽车碰撞安全保护措施中，安全带和安全气囊是目前最有效的乘员约束保护装置。单独使用安全带就可以减少42%左右的乘员死亡率，而汽车安全气囊是不需要乘员做任何动作就可以在碰撞时对乘员进行保护的被动式乘员保护系统。许多事实和测试也说明，安全气囊的保护作用十分明显，它能够在汽车碰撞时大大减轻乘员受伤的程度，单独使用可以减少18%的死亡率，而与安全带配合使用则可减少47%的死亡率。

一、汽车安全带系统

汽车座椅安全带系统是将乘员的身体约束在座椅上，在汽车发生碰撞时，防止乘员身体冲出座椅而与方向盘、仪表板等车内部件发生二次碰撞，将乘员的伤害程度降到最低的安全装置。

安全带的工作原理是：当碰撞发生时，感应装置触发安全锁止机构，安全带被锁紧，织带不能自由地从卷收器中抽出，从而将乘员约束在座椅上，使乘员的头部、胸部不至于在车体巨大的减速冲击下向前撞到方向盘、仪表板及挡风玻璃等，避免了二次碰撞的发生。在汽车发生滚翻事故时，也可以防止乘员被抛离座椅(见图1)。

资料分析表明，安全带的使用在以下两方面效果明显：一是在碰撞事故中，不使用安全带的死亡人数是使用安全带的17倍；二是从乘员的伤害程度来看，在车速为20km/h时，乘员不使用安全带就有发生死亡事故的危险，而在车速为95km/h时，如果使用三点式安全带，乘员虽有不同程度的损伤，但不会死亡，也不会被抛甩出车外。

如图2所示，分别是使用安全带与不使用安全带身体各部位的受伤情况，其中使用安全带驾驶员头部的受伤率约为36.1%，而不使用安全带驾驶员头部的受伤率高达51.6%。

事实证明，在正面碰撞、追尾碰撞及翻车事故中，普通安全带就可以对乘员起到很好的保护作用。

1.汽车安全带系统组成

汽车安全带系统一般由织带、卷收器、带扣和长度调整机构组成，为降低碰撞时乘员“潜水”现象对腹部造成的伤害，进一步提高安全带的保护作用，现代先进的安全带系统还采用了预紧器和锁紧装置。

①织带

为了在汽车发生碰撞时限制乘员的移动量，要求安全织带在规定伸长率内有效地束缚住乘员，并尽量减小乘员所受到的冲击力，以避免造成人身伤害。织带要求外观平整，手感柔软舒适。

②卷收器

卷收器用于收卷、储存部分或全部织带，可使乘员不必随时调节织带长度。卷收器应有两个功能：一是在正常情况下，将织带放长或收短，以适应乘员的不同身材，乘员将安全带扣住后，卷收器可以将过长的织带收回；二是当汽车发生事故时，卷收器可以在瞬间将织带锁起来不让它伸展，约束乘员的位置使其不致前冲。

③带扣

带扣既能把乘员约束在安全带内，又能让乘员快速解脱连接装置，其功能是用以固定或脱开安全带。

④长度调整机构

长度调整机构是为了适应乘员的体型，以调整织带长度的机构。

2.安全带的种类

①两点式安全带

腰带是安全带的最基本形式，如图3(a)所示。飞机乘员一般使用的就是这种安全带，织带从乘员两侧挂到腹部，其具体结构如图4所示，该腰带的特点是使用十分方便，并容易让乘员在事故发生后逃离到车外，其缺点是腹部承受全部碰撞负荷，并且上身容易前倾，这样前座乘员头部容易碰撞到仪表板或挡风玻璃，所以目前一般是后排和中间座乘员使用这种安全带。

肩带又称为斜挂式安全带，如图3(b)所示。织带经乘员胸前斜挂在肩部，可以防止乘员的上体移动，碰撞时受力不均匀，下体容易先行挤出。这种安全带在欧洲使用最多，虽然国家标准中通过了这种安全带，但不推荐使用。如图3(c)、(d)所示，还有三点式安全带和全背式安全带。

②三点式安全带

三点式安全带兼有两点式腰带和肩带的长处，同时也消除了一些缺点，对乘员保护效果更好，实用性高，是现在汽车上最通用的一种安全带，三点式安全带结构如图5所示。

③全背式安全带

全背式安全带是在两点式腰带上再连两条肩带组合而成，如图3(d)所示。全背式安全带保护效果最好，也是最完善的一种，但使用不便，一般只用于特殊需要时或在赛车上使用。

二、汽车安全气囊

在汽车被动安全性研究对策中，装配安全气囊是一种行之有效的方法。目前汽车上使用的安全气囊有前碰撞安全气囊、侧碰撞安全气囊和车顶安全气囊等，原理基本相似其中前碰撞安全气囊最具代表性，下文将据此介绍安全气囊的组成、原理和主要构造。

汽车安全气囊是一种辅助的乘员约束系统，主要用来防止乘员在碰撞事故中与车体内饰件发生二次碰撞。

1.组成

汽车安全气囊系统主要由控制装置、气体发生器和气袋组成，其中控制装置包括传感器、电子控制系统以及触发装置。汽车上的安全气囊总成还应包括安装安全气囊的转向盘、仪表板(部分)以及用于传导的导线系统等。

如图6所示，汽车受到碰撞时，汽车安全气囊系统爆开，在驾驶员前面形成一个相对柔软的衬垫。

2.工作原理

汽车安全气囊的工作原理是当汽车发生碰撞事故时，传感器感受到汽车的碰撞强度，电子系统接收并处理传感器信号。当经电子控制系统计算分析后，判断有必要打开气囊时，立即由触发装置发出点火信号，触发气体发生器，气体发生器收到信号后迅速产生大量气体并充满气袋，使乘员与一个较柔软的吸能缓冲物件相接触(见图7)，从而不与汽车的内饰物件猛烈碰撞。在座椅侧面也有安全气囊保护装置，如图8所示。

汽车正面碰撞系统的设置，如图9所示，一般安装在散热器上部。汽车散热器安装在汽车车身前部，并与车身纵梁和前支架相连，这样汽车的碰撞冲击力达到此车型设定的碰撞冲击数值时，就会启动汽车气囊安全系统打开汽车安全气囊。这里需要指出的是，不是汽车的每一次碰撞汽车安全气囊都会打开。

为了保证安全气囊所提供的保护作用，必须对气囊安全系统提出要求，一是对气囊本身的要求，一般汽车安全气囊的正常使用寿命为15年左右，为了保证在其使用寿命期间不因各种环境因素的干扰而非正常地起爆、破裂或失效，必须对其抗碰撞环境性能进行测试。对气囊的环境测试主要有高温试验、低温试验、粉尘试验、光照试验、真空试验、振动试验、湿热试验、防静电试验、噪声试验等。二是汽车安全气囊系统应与汽车有匹配性要求，这就是说汽车安全性能应与汽车整体车身结构、操作性能、制动性能相匹配。如汽车受到的碰撞冲击力的部位，若位于汽车前风窗部位，汽车安全气囊安全系统可能并不能启动，所以，驾驶员如何正确应对突发性交通事故，在汽车碰撞的瞬间如何操作汽车是很重要的。安全气囊从发明到现在的几十年里得到了迅速地发展，这是因为它在汽车碰撞事故中对乘员具有非常明显的保护作用。伴随安全气囊在汽车上的普及与应用，也出现了一些气囊伤害乘员的负面效应。

相关资料表明，由汽车安全气囊造成的乘员死亡事故也有发生，死亡原因是安全气囊在展开过程中冲击力过大，或者气囊在膨胀过程中未完全展开就已与乘员相碰撞接触，其继续展开产生的张力对乘员的头部和颈部造成伤害，安全气囊对离位乘员造成的伤害尤为严重。以下两种情况如果乘员处于离位状态则会受到气囊的冲击：①乘员在碰撞前初始坐姿就处于气袋的展开区域内，如就坐时非常靠近气囊模块的小个子乘员、昏昏欲睡而无意识地靠近气囊模块的乘员等；②乘员的坐姿由于某种原因在气袋展开前已处在气袋展开区域内，如在碰撞发生前的刹车动作、在气袋展开后期车辆冲出路面或碰撞时间过长等。这种情况常发生在未系安全带或未正确佩带安全带的乘员身上。如图10所示，汽车的安全系统是一个系统工程，在这个系统工程中，乘员可以掌握的是正确调节安全座椅的位置、按要求正确系安全带、采用正确的驾驶坐姿，乘员将自己处在一个合理的空间位置。驾驶过程中，在复杂道路上要谨慎驾驶，车速合理，以便能提前处理突发事件，遇突发事故不慌乱就可以最大程度保证驾乘人员的行车安全。