前排座椅之间的中央安全气囊在碰撞时保护驾驶员免受谁的伤害?

分享此页面
安装在两个前座之间的中央安全气囊,是一项基本任务为防止驾驶员与前排乘客在碰撞瞬间相互撞击的安全装置,它从驾驶员座椅内侧靠背或中控台弹出. 尤其在来自对侧的侧面碰撞和翻滚事故中,它能阻止乘客在车厢内甩动,从而起到保护作用.
亮点
- 2013年首次投入量产: General Motors是第一家推出这款安全气囊的制造商.
- 侧面安全气囊的充气过程通常在碰撞后的最初10-20毫秒内完成.
- Euro NCAP自2020年起将对侧乘员保护纳入侧面碰撞评分.
- 窗帘式和车身侧面安全气囊的联合使用,可将近侧碰撞中的死亡风险降低约31%.
坦白说: 当我第一次看到安全气囊从座椅靠背中间弹出时,有那么几秒钟我在想"这算什么发明?" 后来我理解了其中的逻辑,现在我认为它是现代汽车安全设计中最巧妙的部件之一. 因为大多数安全气囊保护你免受来自外部的东西的伤害; 而中央安全气囊则是在你和身旁的人之间建立屏障. 打个生活中的比方: 想象一下在急刹车的公交车上,那条能让你不撞到身边人的假想手臂,汽车工程师们正在把这条手臂变成现实.
中央安全气囊到底在保护谁免受什么伤害?
这个问题的答案乍一看令人意外: 它真正防范的,是两个前排乘员相互碰撞的场景. 在侧面碰撞中,车身会突然向一侧加速; 安全带固定住你的躯干,但头部仍然可以自由活动. 坐在你旁边的人,他自己的头部会像炮弹一样朝路的反方向甩去. 中央安全气囊正是在这一刻介入到两人之间,确保这种接触根本不会发生. 研究也表明这种接触是不容忽视的风险: 碰撞事故分析已经证实,并排而坐的乘客之间的接触会明显增加受伤风险.
但事情并不仅仅是乘客与乘客之间的接触这么简单. Autoliv的Front Center Airbag系统以及类似设计,还涵盖了第二种场景: far-side,即对侧碰撞. 想象你的车辆从你坐着的一侧的对面被撞击. 你自己这一侧没有任何东西会飞向车门,但你却被甩向乘客一侧的转向柱或内饰侧板. 即使乘客座椅是空的,中央安全气囊也会在此刻启动,缓冲你与那些坚硬内饰表面的碰撞. 也就是说,这个安全气囊同时考虑了两个人: 它既能防止两人同时到达时互相碰撞,也能在只有一人时防止其被甩向另一侧.
气囊从哪里弹出,又在哪些碰撞中展开?
安装位置因制造商不同而分为两类. 第一种选择是驾驶员座椅内侧的靠背: 气囊从这里弹出,填充两个前排乘员之间的空隙. 第二种选择是中控台区域: 最早的制造商通用汽车(General Motors)在2013年的系统则是从靠近中控台的位置弹出. 奥托立夫(Autoliv)的设计中,气囊采用管状或筒状结构; 这种形状正是高效填满座椅之间那个狭窄空间的方法.
触发条件: 传感器何时做出决定?
和所有安全气囊一样,中央气囊也不会单独做决定; 整个系统的核心是气囊ECU的碰撞算法. 该算法持续评估碰撞的类型、角度和强度,当检测到足够强烈的冲击时,便会触发相应的点火电路. 现代的用户手册对此描述得很清楚: 包括前排座椅之间这款气囊在内的侧气囊组,其设计原理是根据侧面碰撞传感器所检测到的冲击强度来决定是否充气展开. 也就是说,轻轻碰到一扇门不会使其展开,只有发生严重的侧面撞击时才会展开.
第二种场景是翻滚. 侧气囊和窗帘式气囊在翻滚传感器介入时可以展开. 当车辆向侧面倾斜并开始翻滚时,测量车辆横向运动和倾斜的传感器能够提前察觉; 窗帘式气囊在翻滚开始的最初10-20毫秒内展开,并且可以保持展开状态远长于正常时间,达到10秒以上. 延长这个时间的原因很简单: 车辆会翻滚数秒,气囊在这期间需要保持在空中. 而前方的标准安全气囊在翻滚时通常不会展开; 因为在这种场景下它们无法提供额外保护.
为什么充气阈值必须如此之快?
在侧面碰撞中,工程师可用的时间少得惊人. 在前方碰撞中,车辆通过车头区域的溃缩来争取距离; 而在侧面碰撞中,车门与你之间只有几十厘米的距离. 因此,侧气囊的展开通常必须在最初的10-20毫秒内完成. 触发阈值也因场景而异: 撞上树木或电线杆等狭窄物体时,阈值可低至8 mph (约13 km/h),而在车辆之间常见的侧面碰撞中,则约为18 mph (约29 km/h). 这也是手册中写有"中央气囊不一定总是展开"警示的原因: 系统并非在每次撞击时都会触发,而是在算法判定为严重的撞击时才会触发. 别忘了,这整个过程是一次性的烟火过程; 展开过的气囊会放气瘪掉,模块必须更换.
它与窗帘式气囊有什么区别? 两者做的不是同一件事吗?

绝对不是,而这个区别可能是本文最重要的一句话: 窗帘式气囊应对的是来自外部的威胁,而中央气囊应对的是车内的碰撞.窗帘式气囊沿着车窗线延伸,在撞上的车辆、树木或电线杆等物体面前保护头部和胸部. 而中央气囊并不阻挡任何外部威胁; 它只是防止两名乘客或单一乘客相互接触到对面坚硬的内饰表面. 不同威胁,不同位置,不同传感器逻辑.
| 特性 | 侧气帘 | 中央 (Far-Side) 安全气囊 |
|---|---|---|
| 位置 | 沿车窗线,车顶边缘处 | 驾驶员座椅内侧靠背或中央扶手箱 |
| 防护的威胁 | 外部侵入物 (车辆、立柱、树木) | 乘客之间的接触,被甩向对侧 |
| 触发机制 | 侧面碰撞传感器,翻滚传感器 | 侧面碰撞传感器,某些情况下为翻滚 |
| 充气时间 | 通常在最初 10-20 毫秒内 | 取决于侧面碰撞传感器阈值,快速 |
| 翻滚时的表现 | 可充气,并保持充气较长时间 (10 秒以上) | 可根据具体场景启动 |
侧面安全套件的整体效果也体现在数据上: 侧气帘与车身安全气囊配合使用可将近侧 (nearside) 侧面碰撞的死亡风险降低约 %31,而头部与车身安全气囊组合则可降低约 %25. 再补充一点: 在侧面碰撞测试中获得最高分的车辆全都配备了保护头部的侧面安全气囊,但气囊本身还不够; 防止外部物体侵入座舱的坚固侧面结构也必不可少. 这一原则同样适用于中央安全气囊,气囊无法替代结构完整性.
Euro NCAP 的 far-side 测试如何改变了评分?
一项安全技术要普及,通常是测试规程先为它敞开大门,事实也正是如此. Euro NCAP 在 2020 年宣布了 far-side 乘客评估,并将该评估纳入成人保护评分的侧面碰撞部分. 评分的平衡很有意思: 侧面屏障和立柱测试的总分被限制在 12 分,而 far-side 乘客保护的份额最多为 4 分. 也就是说,车辆在 far-side 保护方面表现多好,就能得到多少分; 一个有效的中央安全气囊是争夺这 4 分区间最强的牌. 在澳大利亚方面,ANCAP 也走同样的路线,自 2020 年起对获评车辆中中央安全气囊的存在和有效性给予奖励; 没有良好表现,就很难拿到 5 星评级.
那么这个气囊真的有用吗? 一项针对远侧碰撞的生物力学研究表明,这一设计中气囊显著降低了头部甩动角度和肋骨骨折风险. 丰田 Yaris 作为最早配备中央安全气囊的车型之一,也是这一转变的标志. 简而言之,测试机构和制造商正朝着同一个方向推进: 前排座位旁边乘客的头部,不再是你的头部威胁.
这一设计的难点在于: 狭小空间、手臂路径和时机
让中央安全气囊难以实现的不是机构,而是空间. 两个前排座椅之间可用的空间,是在划定了座椅宽度和中央扶手箱之后剩下的狭小间隙. 气囊必须能折叠到恰好塞进这个间隙,在正确的时刻朝正确的方向展开,并且不能挡住驾驶员转向方向盘的手臂路径. 因此在 Autoliv 的方案中,管状气囊结构至关重要: 像管子一样膨胀填满狭窄的空间,注意不是靠"填塞".
第二个挑战是在座椅内部"生存". 当气囊位于靠背内部时,座椅本身仍必须是可调节侧向、带加热和腰部支撑的座椅. 我们在全景玻璃天窗气囊上也见过类似的集成问题: 气囊需要根据天窗或盖板的开启状态正确展开,这曾导致延迟问题. 座椅内置系统也同样存在这类问题; 因此行业正在开发能适应灵活座椅布局的座椅内置茧式气囊系统. 另外补充一句,Toyota 也在研究一个类似的概念,供后排乘客使用、从中央扶手箱展开; 这一构想正在向后排扩展.
常见简短问答
- 中央气囊从哪里弹出? 从驾驶员座椅内侧靠背或中央扶手箱.
- 乘客座椅没人时也会展开吗? 会; 即使只有驾驶员一人,在来自另一侧的碰撞中它也可以展开以保护驾驶员.
- 在哪些碰撞中会展开? 在对侧碰撞(far-side)中,某些情况下翻滚时也会展开; 侧面碰撞传感器测得的强度起决定作用.
- 名称上是否存在混淆? 存在: front-center airbag、far-side airbag 和 centre airbag 这些术语在文献中混用,但它们描述的都是同一类气囊.
结论: 小气囊,大构想
中央气囊仍是一种并非每辆车都配备、大多数驾驶员甚至不知道其名字的安全部件. 但深入看它的工作原理,你会发现其中既包含制造商艰难的工程决策,也包含测试机构评分压力的双重考量. 它确保离你最近的人,在最剧烈碰撞最脆弱的瞬间不会成为威胁. 下次看车时,我建议你留意一下座椅靠背的内侧边缘; 也许在那狭窄的空间里,有一位静静守护你的保护者.
参考资料
- Airbags - IIHS
- Front Center Airbag - Autoliv
- Euro NCAP Far Side Occupant Test & Assessment Protocol
- Euro NCAP Assessment Protocol - AOP - v9.1.3
- Airbag Operation Conditions - Hyundai
- Air bag non-inflation conditions - Kia EV6
- Occupant Protection in Far-Side Impacts - IRCOBI
- Occupant-to-occupant interaction and impact injury risk - Newland 2008
- Airbag - Wikipedia
- Airbag Deployment Systems - Clemson University