汽车安全带的锁定系统中的动力学原理
作者:孔若平
来源:《物理教学探讨》2011年第04
        摘要:在过去多年中,安全带已被证明是汽车和卡车中最重要的安全装备。安全带的设计理念非常简单:当汽车突然停止时,安全带会防止您由于惯性飞出挡风玻璃或撞向仪表板。本文通过对安全带的锁定系统中加重摆锤和加重摆杆受力和运动的论述,从动力学方面论述了卷收器在汽车发生碰撞时是如何锁定转动的问题。
        关键词:汽车安全带;卷收器;锁定系统;受力;运动
        中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2011)4(S)-0061-2
       
        在过去多年中,安全带已被证明是汽车和卡车中最重要的安全装备。安全带的设计理念非常简单:当汽车突然停止时,安全带会防止您由于惯性飞出挡风玻璃或撞向仪表板。当汽车突然停止时,乘客也会突然停止运动,安全带的工作就是将这种紧急停止时产生的巨大的作用力
扩散到身体比较强壮的部位上,以尽可能减少伤害。舒适的汽车安全带能够拉伸和收回--当安全带拉紧时,您的身体可以轻松地前倾,但是在撞击中,安全带会突然收紧并将您紧紧固定好。
        在典型的安全带系统中,安全带与一个卷收器相连。 卷收器中的核心元件是卷轴,它与安全带的一端相连。 在卷收器内部,一个弹簧为卷轴提供旋转作用力(或扭矩)。 它会旋转卷轴,以便卷起任何松弛的安全带。当您拉出安全带时,卷轴将逆时针旋转,并使相连的弹簧也沿相同方向旋转。汽车安全系统 这样,旋转的卷轴就反扭了弹簧。 因为弹簧想要恢复到原状,因此它会抗拒这一扭转运动。 如果您松开安全带,弹簧将收紧,并顺时针旋转卷轴,直至使安全带张紧。
        卷收器有一个锁定机构,可在汽车发生碰撞时停止卷轴的旋转。 如今,有两种常用的锁定系统:
        1)由汽车运动触发的系统
        2)由安全带运动触发的系统