1959年,瑞典沃爾沃汽車公司工程師尼爾斯?博林(NilsBohlin)發(fā)明了汽車三點式安全帶,自此,汽車事故死亡率得到了有效的控制。再到后來,美國人發(fā)明了安全氣囊,車內(nèi)的乘員得到了更高級的保護,但礙于結(jié)構(gòu)所限,從觸發(fā)到發(fā)揮作用,這期間會出現(xiàn)決定生死的0.03秒,就在生死瞬間,安全帶把即將出竅的靈魂束縛在了軀體內(nèi)。
任何安全裝備都有它的局限性,而一個好的安全保護絕不是僅憑某一項安全裝備能實現(xiàn)的,包括氣囊在內(nèi),如果不系安全帶,這些高科技裝備都沒有意義。
救命的安全帶!
在眾多交通事故中,安全帶所挽救的生命不計其數(shù),但因無視安全帶存在而被無情剝奪的生命也比比皆是,好在,每一次悲劇的發(fā)生都會引來社會各界的一片輿論,但在輿論過后又能給多少人敲響安全的警鐘呢?
我曾經(jīng)有過這樣的一個搭車經(jīng)歷,上車后,我習(xí)慣性的系上安全帶,在目光從安全帶卡口移動到車前的途中與司機有了短暫的對視,就在這短短的零點幾秒的時間里,我看到的確是他嘴角略帶輕蔑的微笑,當(dāng)時我不明白這其中蘊含的意思,但在隨后的交流中,他向我表露了對我這種行為的不滿,并明確指出是系安全帶的動作觸碰了他的內(nèi)心防線。“難道你不信任我的技術(shù)嗎?這就等于不信任我。”為證明他的技術(shù)很嫻熟,一連串的加速、減速、超車的動作真是瀟灑。此時,他并沒有系安全帶,而安全帶提示音在一陣無力的呻吟過后也消失了。
在發(fā)生碰撞時,沒系安全帶的乘員將會受到非常嚴(yán)重的傷害。
假如這時發(fā)生交通事故會怎樣?在巨大的撞擊力度下,前保險杠會最大程度的完成自己的潰縮,空調(diào)冷凝器和水箱會嚴(yán)重變形,彎折的發(fā)動機艙蓋可以吸收一部分能量,隨后,發(fā)動機也會被殃及到,為了避免發(fā)動機侵入車廂,支撐元件會折斷以讓發(fā)動機先下沉再后移,此時的發(fā)動機艙內(nèi)部已經(jīng)變得凌亂不堪。碰撞能量的最后一關(guān)是由高強度鋼材搭建的車廂結(jié)構(gòu),這也是駕乘人員的最后一層屏障,不過,躲在車內(nèi)就會安全嗎?當(dāng)然不是,我們的身體會被巨大的減速度肆意蹂躪,但不同的是,我所系的安全帶在碰撞的瞬間成了我的救世主,它會把我盡可能的束縛在座椅上,為氣囊的開啟贏得時間,最后,我狠狠地撞在隆起的氣囊上,此時,我不見得毫發(fā)未損,有可能我的鎖骨被安全帶勒斷了,也有可能我的面部被彈出的氣囊打的鼻青臉腫,但幸運的是我在這場劫難中存活了下來。而為逞一時之能沒有系安全帶的司機則在這場碰撞事故中倒了大霉,他的頭部撞在方向盤上,沉悶的聲響還沒結(jié)束,緊接著,氣囊以大約300km/h的速度彈出,這當(dāng)頭一擊或許不是致命的,但頸椎的分崩離析想不斷氣都難了。
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對0.03秒的拆解分析
當(dāng)發(fā)生正面碰撞時,從碰撞傳感器將信號傳遞給氣囊電腦再到氣囊彈出起到保護作用,該過程大約需要0.03秒,所以,我們要等著氣囊彈出來,但在巨大的撞擊力度面前,你基本不可能對自己的身體掌有控制權(quán),此時,安全帶的價值就突顯出來了。
1、安全帶在做什么?
當(dāng)身體快速前傾時,安全帶的控制裝置就會對快速抽出的安全帶進行干預(yù),以實現(xiàn)對身體姿態(tài)的控制,隨后,氣囊彈起,對乘員形成保護。無論怎樣,安全帶一定是主要的安全裝置,它是與乘員身體始終直接接觸的安全部件,但伸縮自如的安全帶是怎么在危急時刻完成鎖死的?
采用機械式控制的安全帶可以兼顧到駕乘人員的舒適性,當(dāng)遇到緊急情況時(急剎車而非碰撞事故),乘員身體同樣會快速前傾,這時,控制裝置內(nèi)部的滾輪也會隨之快速旋轉(zhuǎn),在離心力的作用下卡子被帶出,這時,就會將旋轉(zhuǎn)的滾輪鎖住,安全帶也會瞬間被限制,從而實現(xiàn)對乘員的保護,待乘員身體恢復(fù)正常坐姿時,安全帶也會恢復(fù)到原先松弛的狀態(tài)。如果你覺得我的描述太過抽象,那你可以試著用手快速拽動安全帶就能有所體會了。
電子式控制裝置的安全帶是以機械式安全帶為基礎(chǔ)開發(fā)而來,只不過,電子控制裝置在應(yīng)對突發(fā)情況時則更為聰明,憑借系統(tǒng)收集而來的減速度信息,它可以依靠伺服電機第一時間完成安全帶的預(yù)緊工作。
相比前兩種類型,爆燃式預(yù)緊裝置的執(zhí)行力則顯得更為徹底。當(dāng)發(fā)生碰撞時,氣囊電腦會對安全帶限制器發(fā)出收緊信號,即引燃內(nèi)部的氣體發(fā)生劑,產(chǎn)生的大量氣體瞬間積聚后,推動活塞上移以拉動金屬帶套環(huán),進而帶動安全帶軸轉(zhuǎn)動并向回拉動安全帶直至其被鎖止,乘員身體被收緊的安全帶固定,這便實現(xiàn)了對乘員的初級保護。這個過程是不可逆的,也就是說,經(jīng)過一次碰撞事故后,這種爆燃式安全帶也就要退役了。
2、安全帶也跨界
安全帶的預(yù)緊可以避免在緊急情況下乘員身體的大幅度前移,但在這個過程里,給乘員身體造成的壓力也著實不小,在交通事故中,被安全帶誤傷的情況屢見不鮮。為了改善這種情況,福特研發(fā)部門決定將安全帶與安全氣囊結(jié)合,在原先設(shè)計好的安全帶中預(yù)留一個空氣袋,并裝配了類似安全氣囊的傳感裝置,而就在安全帶產(chǎn)生勒緊動作時,此氣囊也會同時充氣,產(chǎn)生彈性的空間,讓安全帶勒緊時對于乘員的傷害不再如此劇烈。
福特工程師將這種新型安全帶首先運用在后座,并希望此設(shè)計能有效減少乘客頭部、脖子與肩部的二次傷害,且由于氣囊的大面積保護,更能使乘客的軀干部位遭受傷害的幾率再度降低。
3、賽車的安全帶
與民用車不同,賽車所使用的安全帶并不具備預(yù)緊功能,它通過多點式安全帶將車身牢牢地固定在桶形座椅內(nèi)。因此,即便賽車不裝配氣囊,車手也可以得到很好的保護。
2001年的納斯卡賽事,車手恩哈特在一次并不嚴(yán)重的撞車事故中喪命,其死因為顱骨骨折。通過這個案例,賽事相關(guān)部門認(rèn)識到要對車手的頸部進行有效的保護。自此,HANS頭頸支撐系統(tǒng)正式成為車手安全裝備中的一項。
賽車運動本身確實存在一定的危險性,這是公認(rèn)的,所以,大家都會有比較的高的安全意識,無論從車手還是從技師的角度,他們都會充分利用那些可以提高安全性的裝備。有時候,我們甚至說開賽車要比在馬路上開車安全,在我看來,這全憑“意識”二字。
4、氣囊在做什么?
氣囊的作用是輔助安全帶對乘員進行保護。從分工來看它無法對乘員形成最直接的保護,安全帶在安全防護方面依舊有著相當(dāng)高的權(quán)重,任憑氣囊技術(shù)如何發(fā)展,安全帶的地位是不容撼動的。
☆ 氣囊是怎么彈出來的
當(dāng)氣囊電腦決定要將氣囊彈出時,它會將點火器激活,于是,引火藥被點燃,引火藥的燃燒使得密封殼內(nèi)的壓力升高,最終會導(dǎo)致密封殼破裂,這也就接通了引火藥室和固體燃料室之間的噴管,進而,固體燃料被點燃,燃燒產(chǎn)生的大量氣體通過金屬過濾器后輸送到氣囊,氣囊隨即展開并開始充氣。在乘員的身體與車內(nèi)部件碰撞之前能及時彈出來并起到緩沖作用,但在氣囊充氣過程中,當(dāng)身體接觸到安全氣囊時,安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣,以減輕身體所受沖擊力,最終達到減輕乘員傷害的效果。
常用的汽車安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、控制模塊(ECU)、氣體發(fā)生器及氣囊等組成,下面逐一為大家介紹這幾個主要組成部分。
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碰撞是怎么被檢測到的
安裝在車頭附近的碰撞傳感器是重要的信號來源,氣囊電腦對碰撞傳感器傳來的數(shù)據(jù)進行分析,以判斷是否觸發(fā)氣囊的點火裝置。
碰撞傳感器也可稱為安全氣囊傳感器,按照用途的不同,碰撞傳感器分為觸發(fā)碰撞傳感器和防護碰撞傳感器。觸發(fā)碰撞傳感器也稱為碰撞強度傳感器,用于檢測碰撞時的加速度變化,并將碰撞信號傳給氣囊電腦,作為氣囊電腦的觸發(fā)信號;防護碰撞傳感器也稱為安全碰撞傳感器,它與觸發(fā)碰撞傳感器串聯(lián),用于防止氣囊誤爆。
按照結(jié)構(gòu)的不同,碰撞傳感器還可分為機電式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器以及機械式碰撞傳感器。防護碰撞傳感器一般采用電子式結(jié)構(gòu),觸發(fā)碰撞傳感器一般采用機電結(jié)合式結(jié)構(gòu)或機械式結(jié)構(gòu)。
目前,運用最多的碰撞傳感器類型是上圖中所展示的機電式碰撞傳感器,它的內(nèi)部由一塊固定的電容器板和一塊可移動的電容器板組成,在發(fā)生碰撞時,兩塊電容板在減速度的作用下會發(fā)生位移,使得電容器內(nèi)的電容發(fā)生變化,當(dāng)電子裝置識別到這一狀態(tài)時立刻把相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳送給氣囊電腦作進一步運算,以確定是否發(fā)出氣囊觸發(fā)信號。
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氣囊在彈出后,車輛上的其它部件還會做什么?
氣囊在彈出后,氣囊電腦還會協(xié)同相關(guān)控制單元做四件事,這四件事中的每一件都很重要, 它可以有效地降低二次事故的發(fā)生概率。
第一,切斷電源或切斷油泵電源。在發(fā)生事故后,為了避免因燃油泄漏導(dǎo)致事故車輛發(fā)生火災(zāi),所以,在碰撞之后,負(fù)責(zé)給油泵供電的線路應(yīng)被切斷。“慣性開關(guān)”是最為普通的裝置,從名稱來看,這是一個純機械結(jié)構(gòu)的裝置,它依靠巨大的減速度來切斷電源,在正常情況下,慣性開關(guān)內(nèi)部的鋼球與磁鐵吸靠在一起,此時電源接通,而當(dāng)發(fā)生較嚴(yán)重的碰撞事故時,在慣性的作用下,鋼球會克服磁力并沿軌道滑向目標(biāo)位置并觸動開關(guān),這樣,油泵電源就會被切斷。如果我們需要恢復(fù)油泵的供油工作,則僅需按下開關(guān)使鋼球復(fù)位即可。這又給我們提供了一個快速維修的思路,下次遇到不著車的狀況時,可以視情況考慮是否是慣性開關(guān)失效導(dǎo)致油泵不工作,具體的問題,我們在以后的文章中會具體介紹。
再來介紹另一種切斷電源的裝置,這種裝置切斷電源的手法更為暴力,得到氣囊電腦的指令后,它可將動力單元(將ECU的電源切斷后,供油、點火等也會相繼停止工作)的供電線路直接炸斷,相比于采用慣性開關(guān)的車,它的效果立竿見影(而慣性開關(guān)在斷開后,由于管路中還存有少量燃油,所以,發(fā)動機不會立即停止工作)。這種裝置多用于中高檔轎車之中,從配件的價格來看,還是“慣性開關(guān)”更為低廉些。
我相信在發(fā)生事故后,由于精神處于高度恐懼的狀態(tài),所以,很少有乘員會有意識的打開雙閃,而系統(tǒng)自動將雙閃打開的動作就顯得十分貼心、及時,以提醒后車采取避讓措施。而自動彈起的中控鎖可方便車內(nèi)乘員逃離事故車輛,在平常用車時如果車鑰匙誤鎖在車?yán)锘蛘咭蚍N種原因?qū)е萝囬T無法打開也可以利用這一特性完成車門的開啟,但考慮到該方法會被不良居心的人所利用,在這里就不多透露了。
注:雖然大部分汽車從硬件條件上都可以滿足此項需求,要實現(xiàn)這些功能僅需一條程序,但基于不同的造車?yán)砟睿⒉皇敲恳黄?a target="_blank">品牌都會采用這樣的設(shè)計。
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撞車時氣囊不彈是什么原因?
在汽車類投訴平臺上,你很容易能找到一些嚴(yán)重交通事故氣囊沒彈出來的案例,氣囊為什么會在如此激烈的碰撞下打不開呢?“沒撞對位置”是廠家給出的最為普遍的說法,這樣的理由聽上去的確讓人無法接受,難道說,在撞車時司機要找好角度在撞嗎?事情肯定不會是這樣的。
安全氣囊打開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講,只有車輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定的物體上,速度高于30km/h,這時安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是我們通常意義上所理解的車速,而是在試驗室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度,實際碰撞中汽車的速度要等效于這個試驗速度氣囊才能打開。
汽車發(fā)生碰撞時的主要受力部位是乘員艙骨架和車身縱梁,為了緩沖碰撞時的沖擊力,車身前部大都設(shè)計有碰撞緩沖區(qū),而且車身的剛度分布也是不均勻的。在一些事故中,例如當(dāng)轎車與沒有后部防護裝置的卡車發(fā)生鉆入性追尾事故,或轎車碰撞護欄后發(fā)生翻車事故,或發(fā)生車身側(cè)面碰撞等,這樣的事故往往沒有車身前部的直接撞擊,主要是車身上部和側(cè)面發(fā)生碰撞,碰撞車身部位的剛度很小,雖然車艙發(fā)生了很大的變形,造成了車內(nèi)乘員受傷或死亡,但是由于碰撞部位不對,有時候氣囊并不能打開。 這就是在碰撞試驗中屢試不爽的氣囊為什么在實際情況下有可能出現(xiàn)“啞火”的原因了。
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系統(tǒng)故障也會導(dǎo)致氣囊不工作
每次啟動車輛前,儀表上的指示燈都會亮起以示意正在完成系統(tǒng)自檢,氣囊系統(tǒng)也會利用這個時機來檢測自身是否存在故障,在正常情況下,氣囊指示燈在6秒鐘后熄滅,如果指示燈未熄滅或者在行車過程中亮起,則說明氣囊系統(tǒng)存在故障,那么,即便是達到了碰撞要求,氣囊也不會彈出來,哪怕是一次偶發(fā)的故障(如果是偶發(fā)故障,在重新開關(guān)點火開關(guān)后,指示燈會熄滅,這說明系統(tǒng)工作正常)。在實際生活中,我發(fā)現(xiàn)有很多出租車的氣囊系統(tǒng)都處于故障的狀態(tài),而的哥們大多也對此表示毫不在意,所以,還是希望有關(guān)部門可以定期給出租車進行徹底的體檢,有問題及時排除,為那些成天在路上奔波的的哥們多填一份安全保障。
氣囊翻臉了
氣囊是個比較危險的部件,即便是從車上拆下來也會有爆炸的可能,它的威力之大足以對身體形成傷害,如果你對檢修氣囊這事很有興趣,那我勸你還是留個心眼,我曾經(jīng)見過有個修理工居然用電表去測量被拆下來的氣囊,雖然我沒有看到他用的是哪個擋位,但從邏輯上判斷,作為單一部件,無法對其進行電流、電壓的測量,所以,他很有可能是在測量氣囊的電阻以判斷其內(nèi)部電路是否通暢。
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新的氣囊技術(shù)
擁有更為復(fù)雜邏輯的氣囊系統(tǒng)在乘員的保護上更為周到,我們看它是怎么做到的。在行駛期間,氣囊電腦會通過相關(guān)位置的傳感器對座椅的位置進行監(jiān)測,安全帶的高度以及釋放的長短再結(jié)合座椅內(nèi)部的重量傳感器的信息可計算出駕乘人員的身體狀況,一旦發(fā)生碰撞事故,包括來自于車頭和車側(cè)(帶側(cè)氣囊的車)的碰撞信號,它們都會成為氣囊電腦做出何種操控指令的依據(jù)。
擁有單級氣體觸發(fā)器的氣囊只能實現(xiàn)一次氣體全釋放的動作,彈出的氣囊依靠背部的泄氣口來調(diào)節(jié)內(nèi)部的壓力,這是最為普通的氣囊結(jié)構(gòu)。而更高級別車型所裝配的氣囊系統(tǒng)在這方面的結(jié)構(gòu)上會更復(fù)雜一些,目前,以二級點火觸發(fā)裝置最為受到工程師的追捧,它的魅力又在哪呢?
同樣的二級點火裝置在最初的設(shè)計上卻出現(xiàn)了不同的理念,先來說說早先的二級點火裝置。
系統(tǒng)根據(jù)不同傳感器檢測到的信息來分析乘員的體態(tài)以及通過座椅的位置來判斷乘員的坐姿,當(dāng)發(fā)生碰撞事故時,如果乘員的體態(tài)較瘦弱或者坐姿較靠近方向盤,那么,系統(tǒng)只會對一級點火裝置發(fā)出點火指令以對氣囊進行不完全充氣,這樣,就降低了那些身材瘦小的乘員受傷的幾率。而如果無論從身形以及坐姿來看,乘員可以承受最大程度的保護力度,那么,系統(tǒng)便會觸發(fā)二級點火裝置完成氣囊的全充氣。
最新的二級點火裝置的理念則與之前剛好相反,第一級觸發(fā)則不會對乘員的體態(tài)和坐姿進行考量,當(dāng)觸發(fā)條件滿足時,氣囊會以全充氣狀態(tài)彈出,但這并不意味著系統(tǒng)對乘員的身體條件和坐姿狀態(tài)不予理會,第二級觸發(fā)才是真正為這部分人群準(zhǔn)備的,而再一次給氣體發(fā)生器點火的意義在于幫助全充氣狀態(tài)下的氣囊進行快速泄壓,以降低氣囊對身材瘦小的乘員的傷害。之所以演變成這樣的設(shè)計,工程師希望氣囊可以用盡可能快的速度來完成從觸發(fā)到被完全彈出的過程,在保證了最基本的需求后,再去追求那些更為極致的保護。
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一些不好的習(xí)慣
1、座椅套會妨礙側(cè)氣囊彈出
很多司機朋友處于各種原因考慮會用各式的座椅套來妝點內(nèi)飾,而對那些裝配有側(cè)氣囊的車型而言,如果在發(fā)生側(cè)面撞擊事故時,位于座椅內(nèi)部的氣囊在彈出式就會受到的干擾,不能很好的對乘員形成妥當(dāng)?shù)谋Wo。
2、氣囊蓋板上方放置雜物
最后再給大家提個醒,我發(fā)現(xiàn)有很多車主都喜歡在儀表臺上擺一些飾品,在發(fā)生交通事故時,那些平時討人歡喜的小物件可以瞬間變成傷人于無形之間的小惡魔,而放在副駕駛側(cè)帶有氣囊標(biāo)識蓋板上的物品則會蘊藏著更大殺傷力。在平常開車時,我還發(fā)現(xiàn)了一個狀況,有些坐在副駕駛側(cè)的乘客喜歡把腳搭放儀表臺上,這是相當(dāng)危險的行為,萬一遇到緊急情況,后果真的不堪設(shè)想。
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編輯總結(jié):
不管怎樣,在這里要再次重申系安全帶的重要性。我們都知道車輛在研發(fā)階段,工程師圍繞車身安全方面做了很多的工作,但如果駕乘人員在發(fā)生碰撞事故時沒系安全帶,那么,任憑車身結(jié)構(gòu)再牢固,防護措施做得再全面,這一切都變得沒有任何意義。
上車的第一件事就是正確地系上安全帶,我希望每一位看到這篇文章的朋友都能做這一點。除此之外,我還希望你可以扮演監(jiān)督員的角色,時刻提醒著坐在你身邊的人,哪怕?lián)Q來的是不理解甚至不理睬,如果人人都能能肩負(fù)起這樣的使命,不知會有多少家庭會因此而間接受益,安全事故也會減少一些。
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