技术] 1959年，瑞典沃尔沃汽车公司工程师尼尔斯博林（NilsBohlin）发明了汽车三点式安全带，自此，汽车事故死亡率得到了有效控制，再到后来，美国人发明了安全气囊，车内乘员得到了更高级的保护，但碍于结构所限，从触发到发挥作用，这期间会出现决定生死的0.03秒，就在生死瞬间，安全带把即将出窍的灵魂束缚在了躯体内。这次汽车之家技术设计频道拆解的就是这0.03秒，看看在这期间到底都发了什么事。

  ◆ 下面这段视频中展示的是在生死瞬间，安全带把即将出窍的灵魂束缚在了躯体内。

  “地下车库有声音，可能有车撞墙了，你赶紧过去看看。”这是从谢保安对讲机里传出的声音。而当他赶到事发地点时看到一名中年男子正瘫坐在地上，男子见有人赶来便吃力的挥动着手臂以示意寻求帮助。谢保安急忙走上前后看到躺在中年男子边上的是一名15、6岁的男孩，他的头部不停的向外流着血，坐在驾驶席位上的是名中年妇女，但因撞击力度巨大，她的身体被卡在车内一动不动。从谢保安对现场的描述以及图片中车头的变形程度来看，这是一起很严重的事故。在三人被送往医院后，女司机抢救无效死亡。

  首先要说的是，女驾驶员在驾车时没有系安全带，无论如何，这都给驾车的安全性带来了隐患。因为，任何安全装备都有它的局限性，而一个好的安全保护绝不是仅凭某一项安全装备能实现的，包括气囊在内，如果不系安全带，这些高科技装备都没有意义。

  “沃尔沃不是装配了城市安全系统吗？”有些朋友看到这则新闻后发出这样的声音。首先要说的是沃尔沃XC60的确配备了城市安全系统，而这套系统能做到的只是减轻撞车的影响而并不能避免事故的发生。另外，官方的描述中写到，这套系统的工作原理是依靠激光技术感应6至8米范围内的静止物体或者以较慢速度移动的车辆，当系统感应到即将发生碰撞时，它会预先施加制动力，以填补驾驶者做出一定的反应的最近一段时间，不过，前提是车速不超过30km/h。但从事故车的车头变形情况去看，车速一定超过了这个标准，所以，在这件事故中，这套系统基本没派上用场，即便它有所动作，6至8米的监测范围也会让城市安全系统措手不及。

  在对这件事故进行讨论的过程中，我们得知这样一个现象，即同样装配城市安全系统的两款沃尔沃汽车却有不一样的功能，相比于事故中的XC60，沃尔沃S60的城市安全系统则可以在30km/h以下完全刹停，而当车速超过30km/h时，系统会尽可能的做出制动的动作以减轻撞车的影响，不过，它的监测范围依旧是6至8米。

  在众多交通事故中，安全带所挽救的生命不计其数，但因无视安全带存在而被无情剥夺的生命也比比皆是，好在，每一次悲剧的发生都会引来社会各界的一片舆论，但在舆论过后又能给多少人敲响安全的警钟呢？

  我曾经有过这样的一个搭车经历，上车后，我习惯性的系上安全带，在目光从安全带卡口移动到车前的途中与司机有了短暂的对视，就在这短短的零点几秒的时间里，我看到的确是他嘴角略带轻蔑的微笑，当时我不明白这其中蕴含的意思，但在随后的交流中，他向我表露了对我这种行为的不满，并精确指出是系安全带的动作触碰了他的内心防线。“难道你不信任我的技术吗？这就等于不信任我。”为证明他的技术很娴熟，一连串的加速、减速、超车的动作真是潇洒。此时，他并没有系安全带，而安全带提示音在一阵无力的过后也消失了。

  假如这时发生交通事故会怎样？在巨大的撞击力度下，前保险杠会最大限度的完成自己的溃缩，空调冷凝器和水箱会严重变形，弯折的发动机舱盖能吸收一部分能量，随后，发动机也会被殃及到，为了尽最大可能避免发动机侵入车厢，支撑元件会折断以让发动机先下沉再后移，此时的发动机舱内部已经变得凌乱不堪。碰撞能量的最后一关是由高强度钢材搭建的车厢结构，这也是驾乘人员的最后一层屏障，不过，躲在车内就会安全吗？当然并非是，我们的身体会被巨大的减速度肆意蹂躏，但不同的是，我所系的安全带在碰撞的瞬间成了我的救世主，它会把我尽可能的束缚在座椅上，为气囊的开启赢得时间，最后，我狠狠地撞在隆起的气囊上，此时，我不见得毫发未损，有可能我的锁骨被安全带勒断了，也有一定的可能我的面部被弹出的气囊打的鼻青脸肿，但幸运的是我在这场劫难中存活了下来。而为逞一时之能没有系安全带的司机则在这场碰撞事故中倒了大霉，他的头部撞在方向盘上，沉闷的声响还没结束，紧接着，气囊以大约300km/h的速度弹出，这当头一击或许不是致命的，但颈椎的分崩离析想不断气都难了。

  当发生正面碰撞时，从碰撞传感器将信号传递给气囊电脑再到气囊弹出起到保护作用，该过程大约需要0.03秒，所以，我们要等着气囊弹出来，但在巨大的撞击力度面前，你基本不可能对自己的身体掌有控制权，此时，安全带的价值就突显出来了。

  当身体快速前倾时，安全带的控制装置就会对快速抽出的安全带进行干预，以实现对身体姿态的控制，随后，气囊弹起，对乘员形成保护。无论怎样，安全带一定是主要的安全保护装置，它是与乘员身体始终非间接接触的安全部件，但伸缩自如的安全带是怎么在危急时刻完成锁死的？

  采用机械式控制的安全带能兼顾到驾乘人员的舒适性，当遇到紧急状况时（急刹车而非碰撞事故），乘员身体同样会快速前倾，这时，控制装置内部的滚轮也会随之快速旋转，在离心力的作用下卡子被带出，这时，就会将旋转的滚轮锁住，安全带也会瞬间被限制，以此来实现对乘员的保护，待乘员身体回到正常状态坐姿时，安全带也会恢复到原先松弛的状态。如果你觉得我的描述太过抽象，那你可以试着用手快速拽动安全带就能有所体会了。

  电子式控制装置的安全带是以机械式安全带为基础开发而来，只不过，电子控制装置在应对突发情况时则更为聪明，凭借系统收集而来的减速度信息，它可以依靠伺服电机第一时间完成安全带的预紧工作。

  相比前两种类型，爆燃式预紧装置的执行力则显得更为彻底。当发生碰撞时，气囊电脑会对安全带限制器发出收紧信号，即引燃内部的气体发生剂，产生的大量气体瞬间积聚后，推动活塞上移以拉动金属带套环，进而带动安全带轴转动并向回拉动安全带直至其被锁止，乘员身体被收紧的安全带固定，这便实现了对乘员的初级保护。这样的一个过程是不可逆的，也就是说，经过一次碰撞事故后，这种爆燃式安全带也就要退役了。

  安全带的预紧能够尽可能的防止在紧急状况下乘员身体的大幅度前移，但在这样的一个过程里，给乘员身体造成的压力也着实不小，在交通事故中，被安全带误伤的情况屡见不鲜。为了改善这样的一种情况，福特研发部门决定将安全带与安全气囊结合，在原先设计好的安全带中预留一个空气袋，并装配了类似安全气囊的传感装置，而就在安全带产生勒紧动作时，此气囊也会同时充气，产生弹性的空间，让安全带勒紧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，并希望此设计能有实际效果的减少乘客头部、脖子与肩部的二次伤害，且由于气囊的大面积保护，更能使乘客的躯干部位遭受伤害的几率再度降低。

  与民用车不同，赛车所使用的安全带并不具备预紧功能，它通过多点式安全带将车身牢牢地固定在桶形座椅内。因此，即便赛车不装配气囊，车手也能够获得很好的保护。

  2001年的纳斯卡赛事，车手恩哈特在一次并不严重的撞车事故中丧命，其死因为颅骨骨折。通过这一个案例，赛事有关部门认识到要对车手的颈部进行相对有效的保护。自此，HANS头颈支撑系统正式成为车手安全装备中的一项。

  赛车运动本身确实存在一定的危险性，这是公认的，所以，大家都会有比较的高的安全意识，无论从车手还是从技师的角度，他们都会充分的利用那些能大大的提升安全性的装备。有时候，我们甚至说开赛车要比在马路上开车安全，在我看来，这全凭“意识”二字。

  气囊的作用是辅助安全带对乘员进行保护。从分工来看它无法对乘员形成最直接的保护，安全带在安全防护方面依旧有着相当高的权重，任凭气囊技术怎么样发展，安全带的地位是不容撼动的。

  当气囊电脑决定要将气囊弹出时，它会将点火器激活，于是，引火药被点燃，引火药的燃烧使得密封壳内的压力升高，最终会导致密封壳破裂，这也就接通了引火药室和固体燃料室之间的喷管，进而，固体燃料被点燃，燃烧产生的大量气体通过金属过滤器后输送到气囊，气囊随即展开并开始充气。在乘员的身体与车内部件碰撞之前能及时弹出来并起到缓冲作用，但在气囊充气过程中，当身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，以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，下面逐一为大家介绍这几个主要组成部分。

  安装在车头附近的碰撞传感器是重要的信号来源，气囊电脑对碰撞传感器传来的数据来进行分析，以判断是否触发气囊的点火装置。

  碰撞传感器也可称为安全气囊传感器，根据用途的不同，碰撞传感器分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器，用于检测碰撞时的加速度变化，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号；防护碰撞传感器也称为安全碰撞传感器，它与触发碰撞传感器串联，用于防止气囊误爆。

  按照结构的不同，碰撞传感器还可分为机电式碰撞传感器、电子式碰撞传感器以及机械式碰撞传感器。防护碰撞传感器一般都会采用电子式结构，触发碰撞传感器一般都会采用机电结合式结构或机械式结构。

  目前，运用最多的碰撞传感器类型是上图中所展示的机电式碰撞传感器，它的内部由一块固定的电容器板和一块可移动的电容器板组成，在发生碰撞时，两块电容板在减速度的作用下会发生位移，使得电容器内的电容发生明显的变化，当电子装置识别到这一状态时立刻把有关数据信息传送给气囊电脑作进一步运算，以确定是不是发出气囊触发信号。

  气囊在弹出后，气囊电脑还会协同相关控制单元做四件事，这四件事中的每一件都很重要， 它可以轻松又有效地降低二次事故的发生概率。

  第一，断电或切断油泵电源。在发生意外事故后，为了尽最大可能避免因燃油泄漏导致事故车辆发生火灾，所以，在碰撞之后，负责给油泵供电的线路应被切断。“惯性开关”是最为普通的装置，从名称来看，这是一个纯机械结构的装置，它依靠巨大的减速度来断电，在一般的情况下，惯性开关内部的钢球与磁铁吸靠在一起，此时电源接通，而当发生较严重的碰撞事故时，在惯性的作用下，钢球会克服磁力并沿轨道滑向目标位置并触动开关，这样，油泵电源就会被切断。如果我们应该恢复油泵的供油工作，则仅需按下开关使钢球复位即可。这又给咱们提供了一个快速维修的思路，下次遇到不着车的状况时，可以视情况考虑是不是是惯性开关失效导致油泵不工作，具体的问题，我们在以后的文章中会具体介绍。

  再来介绍另一种断电的装置，这种装置断电的手法更为暴力，得到气囊电脑的指令后，它可将动力单元（将ECU的电源切断后，供油、点火等也会相继停止工作）的供电线路直接炸断，相比于采用惯性开关的车，它的效果立竿见影（而惯性开关在断开后，由于管路中还存有少量燃油，所以，发动机不会立马停止工作）。这种装置多用于中高档轿车之中，从配件的价格来看，还是“惯性开关”更为低廉些。

  我相信在发生意外事故后，由于精神处于高度恐惧的状态，所以，很少有乘员会有意识的打开双闪，而系统自动将双闪打开的动作就显得十分贴心、及时，以提醒后车采取避让措施。而自动弹起的中控锁可方便车内乘员逃离事故车辆，在平常用车时如果车钥匙误锁在车里或者因种种问题造成车门没办法打开也可通过这一特性完成车门的开启，但考虑到该方法会被不良居心的人所利用，在这里就不多透露了。

  虽然大部分汽车从硬件条件上都能够完全满足此项需求，要实现这些功能仅需一条程序，但基于不同的造车理念，并不是每一汽车品牌都会采用这样的设计。

  在汽车类投诉反馈平台上，你很容易能找到一些严重交通事故气囊没弹出来的案例，气囊为何会在如此激烈的碰撞下打不开呢？“没撞对位置”是厂家给出的最为普遍的说法，这样的理由听上去的确让人没有办法接受，难道说，在撞车时司机要找好角度在撞吗？事情必然不会是这样的。

  安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。从理论上讲，只有车辆的正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上，速度高于30km/h，这时安全气囊才可能打开。这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速，而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度，实际碰撞中汽车的速度要等效于这个试验速度气囊才能打开。

  汽车发生碰撞时的主要受力部位是乘员舱骨架和车身纵梁，为了缓冲碰撞时的冲击力，车身前部大都设计有碰撞缓冲区，而且车身的刚度分布也是不均匀的。在一些事故中，例如当轿车与没有后部防护装置的卡车发生钻入性追尾事故，或轿车碰撞护栏后发生翻车事故，或发生车身侧面碰撞等，这样的事故往往没有车身前部的直接撞击，主要是车身上部和侧面发生碰撞，碰撞车身部位的刚度很小，虽然车舱发生了很大的变形，造成了车内乘员受伤或死亡，但是由于碰撞部位不对，有时候气囊并不能打开。 这就是在碰撞试验中屡试不爽的气囊为什么在真实的情况下有可能出现“哑火”的原因了。

  每次启动车辆前，仪表上的指示灯都会亮起以示意正在完成系统自检，气囊系统也会利用这个时机来检测自身是不是存在故障，在正常情况下，气囊指示灯在6秒钟后熄灭，如果指示灯未熄灭或者在行车过程中亮起，则说明气囊系统存在严重故障，那么，即便是达到了碰撞要求，气囊也不会弹出来，哪怕是一次偶发的故障（如果是偶发故障，在重新开关点火开关后，指示灯会熄灭,这说明系统工作正常）。在实际生活中，我发现有很多出租车的气囊系统都处于故障的状态，而的哥们大多也对此表示毫不在意，所以，还是希望有关部门能定期给出租车进行彻底的体检，有问题及时排除，为那些成天在路上奔波的的哥们多填一份安全保障。

  气囊是个比较危险的部件，即便是从车上拆下来也会有爆炸的可能，它的威力之大足以对身体形成伤害，如果你对检修气囊这事很有兴趣，那我劝你还是留个心眼，我曾经见过有个修理工居然用电表去测量被拆下来的气囊，虽然我没看到他用的是哪个挡位，但从逻辑上判断，作为单一部件，无法对其进行电流、电压的测量，所以，他有很大的可能性是在测量气囊的电阻以判断其内部电路是否通畅。

  这是一个很危险行为！要知道，气囊正是从气囊电脑处接受到了点火信号才弹出的，而电表测量电阻的功能则就是通过给所测部件接通电流来计算出电阻值的，这很有一定的概率会触发气囊的点火装置！下次，如果有人在你面前用类似的方法检验测试气囊，你一定要制止他的行为，他若一意孤行，那你还是躲远点吧。

  拥有更复杂逻辑的气囊系统在乘员的保护上更为周到，我们看它是怎么做到的。在行驶期间，气囊电脑会通过相关位置的传感器对座椅的位置做监测，安全带的高度以及释放的长短再结合座椅内部的重量传感器的信息可计算出驾乘人员的身体健康情况，若发生碰撞事故，包括来自于车头和车侧（带侧气囊的车）的碰撞信号，它们都会成为气囊电脑做出何种操控指令的依据。

  拥有单级气体触发器的气囊只能实现一次气体全释放的动作，弹出的气囊依靠背部的泄气口来调节内部的压力，这是最为普通的气囊结构。而更高级别车型所装配的气囊系统在这方面的结构上会更复杂一些，目前，以二级点火触发装置最为受到工程师的追捧，它的魅力又在哪呢？

  同样的二级点火装置在最初的设计上却出现了不同的理念，先来说说早先的二级点火装置。

  系统根据不同传感器检验测试到的信息来分析乘员的体态以及通过座椅的位置来判断乘员的坐姿，当发生碰撞事故时，如果乘员的体态较瘦弱或者坐姿较靠近方向盘，那么，系统只会对一级点火装置发出点火指令以对气囊进行不完全充气，这样，就降低了那些身材瘦小的乘员受伤的几率。而如果无论从身形以及坐姿来看，乘员能承受最大限度的保护力度，那么，系统便会触发二级点火装置完成气囊的全充气。

  很多司机朋友处于种种原因考虑会用各式的座椅套来妆点内饰，而对那些装配有侧气囊的车型而言，如果在发生侧面撞击事故时，位于座椅内部的气囊在弹出式就会受到的干扰，不能很好的对乘员形成妥当的保护。

  最后再给大家提个醒，我发现有很多车主都喜欢在仪表台上摆一些饰品，在发生交通事故时，那些平时讨人欢喜的小物件可以瞬间变成伤人于无形之间的小恶魔，而放在副驾驶侧带有气囊标识盖板上的物品则会蕴藏着更大杀伤力。在平常开车时，我还发现了一个状况，有些坐在副驾驶侧的乘客喜欢把脚搭放仪表台上，这是相当危险的行为，万一遇到紧急状况，后果真的不堪设想。

  不管怎样，在这里要再次重申系安全带的重要性。我们都知道车辆在研发阶段，工程师围绕车身安全方面做了很多的工作，但如果驾乘人员在发生碰撞事故时没系安全带，那么，任凭车身结构再牢固，保护措施再全面，这一切都变得不再有意义。

  上车的第一件事就是正确地系上安全带，我希望每一位看到这篇文章的朋友都能做这点。除此之外，我还希望你可以扮演监督员的角色，时刻提醒着坐在你身边的人，哪怕换来的是不理解甚至不理睬，如果人人都能能肩负起这样的使命，不知会有多少家庭会因此而间接受益，当然，我也会投身其中，通过我们每个人的努力来唤醒大家对安全的正确认识，这样的方式一定会比冷冰冰的安全带提示音有效。 （文/图 汽车之家 李博旭）

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