汽車安全帶設計

2023/2/7汽車安全性設計概述安全帶作用原理：當碰撞事故發(fā)生時，安全帶起作用，鎖止機構開始工作，安全帶被鎖緊，而不能自由地從卷收器中抽出，從而將乘員“束縛”在座椅上，力求使乘員的頭部、胸部不至于向前撞到轉向盤、儀表板及擋風玻璃上，減少乘員發(fā)生二次碰撞的危險，同時避免乘員在車輛發(fā)生滾翻等危險情況下被拋離座椅。

2023/2/72023/2/7V1代表車的速度，V2代表乘員速度，ΔV代表二次碰撞速度安全帶的應用：1907年，2點式安全帶獲得專利1963年，瑞典注冊了布蓮（NilsBohlin）發(fā)明的“V”字形三點式安全帶。1967年，布蓮在美國發(fā)表了《28,000宗意外報告》，扭轉了美國對安全帶認識的轉變。1971年，澳洲的維多利亞省強制佩戴安全帶1975年，瑞典強制實施1993年7月，中國對小型客車的駕駛員和前排乘員強制佩戴安全帶美國現(xiàn)仍有部分州沒有強制實施2023/2/7防護效率統(tǒng)計（Evans）：安全氣囊+安全帶：(56.3±3.2)%，只有安全帶：(48.5±5.5)%

2023/2/72023/2/7

安全帶對人體不同部位的保護效果

a）

b）

2023/2/71——未系安全帶駕駛員2——系安全帶駕駛員3——未系安全帶乘員4——系安全帶乘員分類與結構組成2023/2/7按照安全帶使用的主動性，可以分為主動型安全帶及被動型安全帶兩類；按照安全帶的固定安裝方式，大致可分為三類：兩點式安全帶、三點式安全帶和全背式安全帶。

2023/2/7a）

b）

c）

d）安全帶的種類a）兩點式腰帶

b）兩點式肩帶

c）三點式

d）全背式2023/2/7安全帶的基本結構：由織帶、卷收器、帶扣、上導向器、長度調整機構、預緊器和鎖緊裝置等結構組成織帶特點：主要材料是聚酯，寬度一般在48mm左右，厚度一般為1.1～1.2mm；織帶的經線編織用的紗及單絲數(shù)值為1260d/96f、1260d/108f和1500d/108f織帶的緯線編織采用的紗及單絲數(shù)值多為500d/96f、630d/72f和630d/96f。2023/2/7一般織帶伸長率可在5％～23％范圍內變化

織帶邊緣的形狀為日本、歐洲多采用“3”形狀，而美國產的一些織帶為“]”形狀。

2023/2/7織帶性能要求：有高的強度，一定的延伸性，良好的能量吸收性。另外，為提高帶織物的耐久性，帶織物應具有良好的耐磨損性、耐氣候性（寒、熱、水、光、腐蝕）及色牢度。此外，帶織物應外觀平整、手感柔軟舒適。

2023/2/7GB11549—1989基本性能要求2023/2/7卷收器功能：在正常情況下，將織帶放長或收短，以適應使用者身材的大小肥瘦，一旦使用者將安全帶扣好以后，卷收器可以將過長的織帶收回，讓織帶以適當?shù)氖站砹⑹褂谜呃刈?；當汽車發(fā)生事故時，卷收器可以在瞬間將織帶鎖起來而不讓它伸展，從而可以拉控固定使用者不致前沖；

調整織帶長度。2023/2/7卷收器分類：無鎖式卷收器自鎖式卷收器緊急鎖止式卷收器2023/2/7緊急鎖止式卷收器又可分為：織帶拉出加速度敏感式（又稱織帶敏感式）汽車加速度敏感式（又稱車體敏感式）對上述兩者均敏感的復合敏感式卷收器鎖止的基本工作原理分兩類：外緣鎖止式中心鎖止式機構

2023/2/72023/2/7織帶拉扯加速度敏感式鎖止機構1－棘輪止動桿2－棘輪3－接合齒圈4－感應彈簧5－心軸6－鎖止臂2023/2/7圖6-8車體加速度敏感式鎖止機構1－止動爪2－棘輪止動桿3－棘輪4－接合齒圈5－感應彈簧6－慣性塊

7－心軸8－鎖止臂9－同步齒輪10－導向臂11－驅動杠桿12－重塊帶扣的特點：帶扣是既能把乘員約束在安全帶內，又能快速解脫的連接裝置，其功用是用以接合或脫開安全帶。

2023/2/7上導向件：功用為使之帶能夠方便的拉出和回收到卷收器中。2023/2/7長度調整機構特點：長度調整機構是指為了適應乘員的體形調整織帶長度的機構。2023/2/7設計原理2023/2/72023/2/72023/2/72023/2/72023/2/72023/2/7性能試驗

我國GB14166—1993《汽車安全帶性能要求和試驗方法》強制標準中規(guī)定了汽車安全帶的性能指標，并提出了檢測安全帶性能的試驗方法。2023/2/7安全帶模塊環(huán)境試驗：熱、濕、粉塵等性能試驗：

靜態(tài)試驗 拉伸強力試驗機上測試，（220±20）mm的夾具，預加200N的初始裁荷。

動態(tài)試驗 在碰撞試驗臺上進行，對三點緊急鎖止式汽車安全帶進行總成性能試驗時，要分別對腰帶加載22300N，對肩帶加載13300N，對腰肩帶并用加載26700N，每次測量滾輪移動量。

2023/2/7虛擬實驗：利用MADYMO,LS-DYNA等軟件模擬安全帶的靜態(tài)實驗和動態(tài)實驗；關鍵參數(shù)為：安全帶物理特性參數(shù)、卷收器特性、安裝點位置、上導向件特性等?？煞侄鄤傮w的彈性體模擬拉帶，也可以利用有限元模擬拉帶。2023/2/72023/2/7MADYMO環(huán)境中的安全帶模型安全帶模型分析

安全帶伸長量與拉力關系曲線：2023/2/7安全帶的不同等級值:安全帶模型分析結論

只有安全帶作用的情況下，安全帶的肩帶和腹帶對乘員損傷有顯著的影響 隨著肩帶剛度的增加，乘員的HIC值變小，頸部彎矩增加。而對其他乘員損傷參數(shù)的影響不明顯 隨著腹帶的增加，乘員的HIC值變大，而頸部彎矩等其他參數(shù)變化不明顯。 高剛度肩帶和低剛度腹帶能有效的降低頭部HIC值。低剛度肩帶和低剛度腹帶能有效的降低頸部損傷2023/2/7發(fā)展趨勢

汽車座椅安全帶的發(fā)展方向是：

1更好的初始約束特性；

2更好的吸能特性；

3舒適性和方便性。

2023/2/7安全帶的技術發(fā)展:

預拉緊器；

限荷器；腰帶部分折疊； 卷收器張力減小裝置；

高度調節(jié)器；