安全带工作原理.doc

据美国公路交通安全局(NHTSA)的一份研究报告显示，在美均每年可挽救13000个生命。 同时，NHTSA还估计，如果系好安全带，7000遇难者本可以幸免于难。 虽然某些情况下安全带确实也会造成严重伤害或死亡，但几乎所有安全专家汽车撞上某物体）时锁定卷轴。 下面是这种设计的示意图。
这种机构中的核心元件是一个加重摆锤。 当汽车突然停止时，惯性会导致摆锤向前摆动。 摆锤另一端的棘爪会抓住固定在卷轴上的一个带齿棘轮。 由于棘爪卡住了其中一个轮齿，因而齿轮便无法逆时针旋转，从而使与之相连的卷轴也无法旋转。 当撞击后再次松开安全带时，齿轮会顺时针旋转，并与棘轮分开。
第二种系统在猛拉安全带时锁定卷轴。 多数设计利用卷轴旋转的速度作为激活动力。 图中所示为一种常见配置方式。
这种设计的核心元件是一个离心式离合器——一种安装在旋转卷轴上的加重摆杆。 当卷轴缓慢旋转时，摆杆并不摆动。 一个弹簧使它保持在原来的位置。 但当猛拉安全带时，卷轴将快速旋转，离心力驱使摆杆的加重端向外摆动。
伸长的摆杆会推动卷收器壳上的凸轮。 凸轮通过滑动销与一个枢转棘爪相连。 当凸轮移到左侧时，滑动销会沿棘爪的槽口移动。 这会将棘爪拖入与卷轴相连的旋转棘轮。 棘爪锁入轮齿中，禁止逆时针旋转。
在某些新型安全带系统中，还会使用预紧器来收紧安全带。 在下一节中，我们将介绍这些装置的工作原理。
预紧器的设计理念是：在发生碰撞时收紧安全带的任何松弛部分。卷收器的传统锁定机构使安全带无法进一步拉伸，而预紧器的作用则是拉回安全带。 这种拉回力可将乘客移到座位中的最佳撞击位置。 预紧器通常与传统锁定机构一起使用，而不是代替它们。
市场上有多种不同的预紧器系统。 某些预紧器会将整个卷收器向后拉，某些则会旋转卷轴本身。 通常，预紧器会连接到激活汽车安全气囊的中央控制处理器。 处理器监控机械或电子运动传感器，这些传感器可响应因撞击产生的突然减速。 当探测到撞击时，处理器将激活预紧器，然后激活安全气囊。
某些预紧器采用了电动机或螺线管，但当今的多数设计采用点火方式来拉入安全带。 下图显示了一个具有代表性的模型。
当燃气点燃时，压力会推动活塞上行，从而旋转卷收器。
这种预紧器中的核心元件是一个燃气室。 在燃气室内，还有一个包含易爆点火材料的小燃烧室。 这个小燃烧室带有两个电极，并连接至中央处理器。
当处理器探测到撞击时，它会立即在电极上施加一个电流。 电极产生的火花将点燃点火材料，从而将燃气室中的燃气点燃。 燃烧的气体会产生很大的外推力。 该压力推动位于燃气室内的活塞，使其高速向上运动。
活塞的一侧固定有一个齿条。 当活塞弹起时，齿条将与一个连接到卷收器卷轴的齿轮啮合。 高速运动的齿条会快速旋转卷轴，从而卷起安全带。
在剧烈撞击中（如当汽车与某障碍物高速相撞时），安全带会造成严重的伤害。 随着乘客惯性速度的增加，需要更大的力才能使乘客停下来。 换言之，撞击时您的运动速度越快，安全带对您施加的作用力就越大。
某些安全带系统使用负载限制器来尽可能减少安全带造成的伤害。 负载限制器的设计理念是：当有巨大的作用力施加到安全带上时，额外释放更多安全带。 最简单的负载限制器是缝制在安全带中的折叠带束。 当施加到安全带上的作用力达到特定值时