爲什麼汽車安全帶慢慢能拉長，突然拉就停止？

【機械cax360第299期】爲什麼汽車安全帶慢慢就能拉長，突然拉就停止？我們這次說說安全帶是怎麼做到的。

安全帶是運用在設備上的安全件，乘坐汽車、飛機或在高空作業與進行技藝表演時，爲保障安全所用的帶子（我們這篇文章主要講解汽車的安全帶）。安全帶一般由纖維織帶、卷收器、鎖止器、帶扣等幾個部件構成。

理想的安全帶作用過程是：首先，及時收緊，在事故發生的第一時刻毫不猶豫地把人“按”在座椅上。然後，適度放鬆，待衝擊力峯值過去，或人已能受到氣囊的保護時，即適當放鬆安全帶，避免因拉力過大而使人肋骨受傷。最先進的安全帶都帶有預收緊裝置和拉力限制器，讓我們來看看這兩者的功能原理。

安全帶預收緊裝置它負責提供瞬間繃緊的安全帶。其作用過程是：首先由一個探頭負責收集撞車信息，然後釋放出電脈衝，該脈衝傳遞到氣體發生器上，引爆氣體。爆炸產生的氣體在管道內迅速膨脹，壓向所謂的球鏈，使球在管內往前竄，帶動棘爪盤轉。棘爪盤跟鈾連爲一體，安全帶就繞在軸上。

簡單地講，就是氣體壓力使球動，球帶動棘爪盤轉，棘爪盤帶動軸轉--瞬間實現了安全帶的預收緊功能。從感知事故到完成安全帶預收緊的全過程僅持續千分之幾秒。管道末端是一截空腔，用於容留滾過來的球。

安全帶拉力限制器是一個預收緊裝置，底下卷繞着安全帶。軸芯裏邊是一根鋼質扭轉棒。當負荷達到預定情況時，扭轉棒即開始扭曲，這樣就在一定程度上放鬆了安全帶，實現了安全帶的拉力限制功能。

在安全帶預收緊裝置和安全帶拉力限制器的共同作用下，安全帶的保護能力幾乎達到了理想狀態。

爲什麼我們緩慢拉伸安全帶幾乎沒有阻力，那麼在碰撞中巨大的慣性作用下爲什麼能夠起到保護作用呢？這就與我們看不見的卷收器有關了。

卷收器的作用是貯存織帶和鎖止織帶拉出，它是安全帶系統中最複雜的機械件。卷收器與安全帶織帶的一端相連，由內部的預緊彈簧來提供收緊織帶的力矩，從而實現了安全帶機械式自動調整長度的功能。不再需要自己手動來調整安全帶的長度。

卷收器通過內部卷軸與安全帶連接，通過內部彈簧爲卷軸提供反向旋轉的扭矩，這也是我們輕拉安全帶阻力的來源。而猛拉時鎖止的阻力則來源於卷收器內部的鎖止機構，一般來說，觸發這種鎖止機構的方式有兩種，一種是汽車運動觸發，還有一種是安全帶直接觸發。

對於汽車運動觸發的鎖止機構來說，其核心元件是一個類似鐘擺的擺錘，當汽車突然急劇減速或停止時，這個擺錘會由於慣性向前擺動，擺錘的運動會觸發擺錘上方的棘爪，棘爪上翹則與帶齒棘輪接觸，通過機械力阻止棘輪的繼續轉動，從而導致安全帶在突然受力時鎖止。當這個慣性結束或消失後，擺錘由於重力作用垂直於地面，拉下棘爪，與棘輪分離，所以，在向後收放一小段安全帶之後，又可以勻速拉動了。

而由安全帶主動觸發鎖止機構的方式，原理是通過卷軸內部離心式離合器的作用直接鎖死卷軸的旋轉，利用卷軸本身的旋轉提供動力。當卷軸的旋轉速度突然加快，也就是安全帶突然快速被拉動時，離心力會導致卷軸內離合器擺杆向外伸長，推動卷收器外殼上的凸輪，此凸輪的位移會帶動滑動銷一起運動，將棘爪拖入卷軸棘輪上的槽口，當棘爪鎖入輪齒上時，自然會阻止卷收器轉動，安全帶也就被鎖止了。