第4章安全帶技術(shù)

第四章汽車安全帶

恐怖的碰撞瞬間開車要系緊安全帶車禍中不使用安全帶從相撞到死亡只需0.7秒!

美國科學(xué)家倡導(dǎo)人們在駕車時使用安全帶，科學(xué)家在研究了數(shù)百起造成司機(jī)死亡的車禍后發(fā)現(xiàn)，一輛時速88公里的汽車從相撞到導(dǎo)致司機(jī)死亡只需短短的0.7秒。對于碰撞，汽車必須具備的兩個基本功能是吸收碰撞能量和保證乘員的生存空間。

汽車的乘員保護(hù)措施

乘員艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)的防撞設(shè)計；乘員約束(常見的約束形式有安全帶、氣囊、頭枕、膝杠等)；乘員艙以外的汽車結(jié)構(gòu)的防撞設(shè)計。安全帶的由來及發(fā)展過程

1902年5月20日紐約的汽車競賽場上，一名參賽者為了以防萬一，用幾根皮帶將自己和同伴拴在座位上。競賽時，他們駕駛的汽車碰上了一根從地面翹起的鋼軌，而離開道路并沖入人群，造成兩人喪生，數(shù)十人受傷，而他們卻由于皮帶的緣故死里逃生。

1922年，賽車場上的跑車開始使用安全帶；1955年，美國福特汽車裝用了安全帶；1968年，美國規(guī)定轎車面向前方的座位均要安裝安全帶。歐洲和日本等發(fā)達(dá)國家都相繼制定了汽車乘員必須要佩帶安全帶的規(guī)定，我國公安部于1992年11月15日頒布了通告，規(guī)定從1993年7月1日起，所有小客車(包括轎車、吉普車、面包車、微型車)駕駛?cè)撕颓芭抛塑嚾吮仨毷褂冒踩珟??！兜缆方煌ò踩ā返谖迨粭l規(guī)定：機(jī)動車行駛時，駕駛?cè)恕⒊俗藛T應(yīng)當(dāng)按規(guī)定使用安全帶。

目前，世界上安全帶的標(biāo)準(zhǔn)形式是尼爾斯發(fā)明的三點式安全帶，這種汽車安全帶開始為人接受始于1967年，尼爾斯在美國發(fā)表了《28000宗意外報告》，當(dāng)中記錄了1966年瑞典國內(nèi)所有牽涉沃爾沃汽車的交通意外，數(shù)字清楚顯示，三點式安全帶不但在超過半數(shù)的個案中，降低甚至避免乘客受傷的機(jī)會，更能夠保住性命。

自安全帶面世以來至今，已有長達(dá)1000萬公里的安全帶裝進(jìn)全世界超過10億輛汽車內(nèi)，其長度足以圍繞地球赤道250圈，或是往返月球13次之多。然而，最重要的是40年內(nèi)無數(shù)生命因而獲救，證明三點式安全帶是有效的單一汽車安全設(shè)備。安全是人們出行最基本的需求。有些人在購車時也非常注重車輛的安全性能，可是對于保護(hù)駕駛?cè)撕统丝蜕陌踩珟s重視不夠。當(dāng)高速行駛的汽車發(fā)生碰撞或遇到意外緊急制動時，將產(chǎn)生巨大的慣性力，這個慣性力可能超過駕駛?cè)梭w重的20倍（視行車速度及撞擊程度有所不同），使駕駛?cè)思俺丝团c車內(nèi)的方向盤、擋風(fēng)玻璃、座椅靠背、車門等物體發(fā)生碰撞，極易造成對駕乘人員的傷害，甚至將駕乘者拋離座位或拋出車外。

理想的安全帶作用過程是:首先，及時收緊，在事故發(fā)生的第一時刻毫不猶豫地把人“按”在座椅上。然后，適度放松，待沖擊力峰值過去，或人已能受到氣囊的保護(hù)時，即適當(dāng)放松安全帶。避免因拉力過大而使人肋骨受傷。高速行駛的汽車發(fā)生碰撞或緊急制動時，將產(chǎn)生巨大的慣性力，這個慣性力能使駕乘者與車內(nèi)的方向盤、擋風(fēng)玻璃、座椅靠背、車門等物體發(fā)生碰撞，甚至將駕乘者拋離座位或拋出車外。而座椅安全帶的緩沖作用，能吸收大量的撞擊能量，化解巨大的慣性力，并將駕乘人員牢牢束縛在座位上，防止身體與車內(nèi)堅硬物體碰撞或被拋出車外。

汽車安全帶是一種有效的安全防護(hù)裝置,被譽(yù)為“生命帶”。它的作用就是在汽車發(fā)生事故時，將駕乘人員束縛在座位上，防止發(fā)生二次碰撞；同時安全帶有緩沖作用，能吸收大量的撞擊能量，化解巨大的慣性力，減輕駕乘人員的傷害程度。汽車事故調(diào)查表明，在發(fā)生正面撞車時，如果系了安全帶，可使死亡率減少57%，側(cè)面撞車時可減少44%，翻車時可減少80%。實踐證明，使用安全帶是一種有效、方便、經(jīng)濟(jì)的安全措施。防護(hù)效率統(tǒng)計：安全氣囊+安全帶：(56.3±3.2)%，只有安全帶：(48.5±5.5)%

安全帶對人體不同部位的保護(hù)效果

a）

b）

1——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(jié)構(gòu)組成：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；主動型—人工鎖扣、解扣被動型---車門關(guān)閉、開啟后自動鎖扣、解扣第一節(jié)安全帶的結(jié)構(gòu)

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。

兩點式---腰帶、肩帶三點式---連續(xù)、分離，兼有腰帶、肩帶功能全背式---馬甲式01-Feb-2318兩點式安全帶兩點式安全帶與車體或座椅構(gòu)架僅有兩個固定點，軟帶從腰的兩側(cè)掛到腹部，形似腰帶，在碰撞事故中可以防止乘員身體前移或從車內(nèi)甩出。優(yōu)點：使用方便，容易解脫。缺點：是乘員上體容易前傾，前座乘員頭部會撞到儀表板或擋風(fēng)玻璃上，所以這種安全帶主要用在轎車后排座位上。

三點式安全帶三點式安全帶是彌補(bǔ)兩點式安全帶缺點的一種安全帶，它在兩點式安全帶的基礎(chǔ)上增加了肩帶，在靠近肩部的車體上有一個固定點，可同時防止乘員軀體前移和防止上半身前傾，增強(qiáng)了乘員的安全性，是目前使用最普遍的一種安全帶。三點式又可分為帶緊急鎖止機(jī)構(gòu)和不帶緊急鎖止機(jī)構(gòu)(但可以用手來調(diào)節(jié)織帶的長度)兩種形式。

三點式安全帶四點式安全帶四點式安全帶五點式安全帶安全帶使用常識如何正確佩戴安全帶？首先將座椅靠背調(diào)成豎直狀態(tài)，使成員整個靠背靠在椅背上，如果前排座椅靠背處于傾斜狀態(tài)，發(fā)生碰撞時，乘員可能從安全帶中滑出去，安全帶和座椅背也失去了保護(hù)作用；調(diào)整好安全帶的高度，使肩帶部分經(jīng)過肩中部斜跨過胸部，并緊貼在身體上，胯帶部分緊貼臀部，剛好接觸到大腿；因為這樣，在碰撞發(fā)生時，撞擊力將通過安全帶作用于人體較結(jié)實的盆骨、肩部和胸部。使用安全帶時盡量避免肩帶緊貼頸部；前座安全帶的正確系法后座全三點安全帶的正確系法后座中間兩點安全帶的正確系法兒童乘車如何使用安全帶？由于兒童臀部骨骼很小，普通安全帶不能在胯部可靠固定，可能系在兒童的腹部，高度也不能調(diào)整到合適的位置，肩帶可能會勒在頸部，如果發(fā)生碰撞，安全帶可能對兒童造成嚴(yán)重的傷害。兒童乘車必須使用兒童座椅，并且按照其使用說明書的要求正確的安裝在汽車上，同時正確系好安全帶；由于后排座椅相比于前排座椅，在發(fā)生正面碰撞時更安全，因此兒童座椅最好安裝在后排座椅上，如果在前排椅背要朝車輛行駛方向，并且要關(guān)閉前排乘客側(cè)安全氣囊；孕婦系安全帶時，跨帶部分應(yīng)盡可能的低以保護(hù)腹中的胎兒；安全帶使用注意事項：不要幾個人共用一條安全帶，成人也不要把兒童放在膝蓋上共用一條安全帶；不要成人系上安全帶后，再在手上抱有一個小孩乘車或腿上坐有一個小孩乘車；不要自行拆卸、改裝或修理安全帶；不要讓安全帶貼著衣服口袋內(nèi)堅硬的或者易碎的物件，如：鋼筆、眼鏡等；不要系上處于扭曲狀態(tài)的安全帶；不要使用已撕破或有裂口、磨損的安全帶；不要將安全帶鎖扣插反；結(jié)構(gòu)組成二、安全帶組成及要求一條高強(qiáng)度的纖維編織帶，具有良好的抗拉性、耐磨性、耐水性、耐寒性、耐熱性、不退色性和能量吸收性，平時它纏繞在卷軸上，并撞在安全卷收器中，當(dāng)乘員使用安全帶時，可緩緩地從卷收器內(nèi)把安全帶自由抽出，其抽出長度可依乘員身體的胖瘦而自己選定，然后將安全帶端頭的快速鎖扣卡接在一起，于是乘員的身體便被安全帶以適當(dāng)?shù)膶捤啥忍桌?。安全帶定義織帶、卷收器、帶扣、上導(dǎo)向器、長度調(diào)整機(jī)構(gòu)、預(yù)緊器和鎖緊裝置等結(jié)構(gòu)組成安全帶的基本結(jié)構(gòu)：卷收器插板織帶鎖扣調(diào)節(jié)件(一)、織帶

織帶是構(gòu)成安全帶的本體，是柔軟且強(qiáng)韌的撓性窄幅編織帶，其表面平滑，物感良好，無損傷、不均勻、斑點等編織缺陷?？棊ǔＳ镁埘０?、聚脂合成纖維的原絲織成寬約50mm，厚約1.5mm的帶子，利用原絲的根數(shù)和熱處理方法的不同以得到要求的強(qiáng)度和延伸率。1、織帶性能要求：有高的強(qiáng)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(yīng)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(yīng)外觀平整、手感柔軟舒適。

A、織帶的寬度：為防止在撞車時胸部和腹部被織帶傷害，織帶必須具有一定的寬度。GB14166規(guī)定當(dāng)拉伸載荷為9810N時，試樣中部織帶寬度不小于46mm。B、織帶伸長量：為限制撞車時乘員的向前移動量，對安全帶的伸長量作了規(guī)定。GB14166規(guī)定采用夾緊長度為22020mm的試樣，當(dāng)加載到196N時取中間200mm段為測量段，當(dāng)加載到11100N時測定伸長率，該伸長率應(yīng)滿足表4-1的要求。類型抗拉強(qiáng)度(N)伸長率(%)腰帶2670020肩帶1770040腰-肩連續(xù)帶2230030表4-1安全帶織帶抗拉強(qiáng)度及伸長率要求

C、織帶的抗拉強(qiáng)度：GB14166規(guī)定采用夾緊長度為22020mm的試樣，以100mm/min的速度加載至斷裂時的載荷為安全帶的抗拉強(qiáng)度。安全帶的抗拉強(qiáng)度應(yīng)滿足表4-1的要求。D、織帶的能量吸收性：按照GB14166規(guī)定的試驗方法進(jìn)行試驗，織帶單位長度（每米）所做的功及功比要求如表4-2所示。類別功（J）功比（%）腰帶53950肩帶108060腰肩連續(xù)帶78455表4-2織帶每米長度所做的功和功比要求

除此以外，對織帶還應(yīng)有破壞強(qiáng)度、表面質(zhì)量、尺寸、耐磨、耐光、抗腐蝕、色牢度、染色的耐汗程度及能量吸收性能等要求。表4-3為織帶的其它要求。項目指標(biāo)耐光試驗后拉伸強(qiáng)度（%）（N/幅寬）腰部用和連接用安全帶光照180小時光照前后60%和18000光照300小時16000肩部用安全帶光照180小時光照前后60%和14000光照300小時12000染色牢度（級）光照100小時4光照180小時3摩擦退色性（級）干布4濕布4耐污染性（級）常態(tài)下4老化后4燃燒性（mm/min）常態(tài)下80老化后80表4-3織帶的其它要求2、構(gòu)成織帶的紗及單絲數(shù)值（d/f值）織帶最初所用材料主要是尼龍，近些年來改用滌綸聚酯，也有用聚酰胺聚酯。尼龍與聚酯相比較，聚酯的價格較低且耐光性能良好，聚酯織帶的的低延伸率更易滿足當(dāng)前對安全帶延伸率的要求?？棊У慕?jīng)線編織用的紗及單絲數(shù)值初期為1000d/96f和1000d/72f，以后逐漸采用1260d/96f，1260d/108f和1500d/108f。這種改進(jìn)便于加工中在經(jīng)紗架上的固定，并增強(qiáng)了織帶的耐磨損性和韌性?？棊У木暰€編織采用的紗及單絲數(shù)值多為500d/96f，630d/72f，630d/96f和750d/72f?？棊У纳扉L率和能量吸收性

目前世界各國標(biāo)準(zhǔn)對伸長率的要求均不相同。不同伸長率是通過在熱熔膠染色過程中調(diào)節(jié)織帶的松緊度獲得的，一般織帶伸長率可在5%23%范圍內(nèi)變化。能量吸收性取決于織帶的伸長率。一般編織織帶用的聚酯紗線的各種應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖所示。其可用特性均在C線以下區(qū)域內(nèi)。3、生產(chǎn)工藝流程原料整經(jīng)織造清洗染色牽伸定形檢驗包裝4、精加工用樹脂

織帶最后加工時所用樹脂有聚氨酯聚丙烯酸、硅酮等。在降低織帶摩擦系數(shù)，改進(jìn)耐磨性的同時，還要滿足織帶的耐光、熱、冷及吸能性和強(qiáng)度要求，故在選用樹脂時應(yīng)考慮到各種樹脂對織帶性能的影響。幾種樹脂特性如下：（1）聚氨酯（POLYURETHANE）（2）聚丙烯酸脂（POLYACRYLICACIDESTER）（3）硅酮5、織帶邊緣的形狀

織帶邊緣應(yīng)盡可能圓滑，以避免傷及佩戴者的頸部。織帶邊緣的形狀各國均不相同，日本采用“3”形狀，歐洲多為“3”形狀，而美國產(chǎn)的一些織帶為“]”形狀。6、織帶的輕量化（二）收卷裝置（卷收器）收卷器的作用是：安全帶不用時將織帶收藏起來；使用安全帶時，乘員不必調(diào)節(jié)織帶長度；使用時使上半身的動作比較自如，減少束縛感；為了提高撞車時的約束性能，預(yù)先將織帶收緊，當(dāng)承受0.7g以上的加速度時進(jìn)行鎖止，鎖止之后不得松動。收卷裝置可分為無鎖止式(NLR型)、自動鎖緊式(ALR型)和緊急鎖止式(ELR型)三大類。從鎖止機(jī)構(gòu)的布置來分，有外緣鎖止式和中心鎖止式。1、無鎖止型收卷裝置不使用安全帶時其功能只是收卷織帶，安全帶的長度由另外的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來完成，因此其作用就是將織帶全部拉出和收入。

無鎖止式卷收器織帶殘存伸出長度必須小于6mm（肩帶卷收器卷收力從18N降至5N時測量，腰帶卷收器卷收力從18N降至14N時測量）；耐久性試驗不得少于10000次，試驗后卷收力不得低于試驗前的50%，殘存伸出長度仍小于6mm。2、自動鎖緊型收卷裝置自動鎖緊式卷收器相鄰兩鎖止位置間的織帶移動量不得大于25mm；耐久性試驗不得少于10000次，試驗后的卷收力不得低于試驗前的50%，相鄰兩鎖止位置間的織帶移動量仍不得大于25mm。可連續(xù)拉出織帶，一旦停止就由棘輪機(jī)構(gòu)自動鎖止，織帶不會繼續(xù)拉出，可實現(xiàn)上述1、2、4的目的。缺點：一旦停止拉出，必須先收卷一次再重新工作。自動鎖緊式卷收器相鄰兩鎖止位置間的織帶移動量不得大于25mm；耐久性試驗不得少于10000次，試驗后的卷收力不得低于試驗前的50%，相鄰兩鎖止位置間的織帶移動量仍不得大于25mm。3、緊急鎖止式收卷裝置緊急鎖止式卷收器是在緊急情況下鎖緊的裝置，上述的四個目的都可達(dá)到。其型式有：有檢測織帶拉出速度的方式，當(dāng)拉出速度超過設(shè)計速度時，內(nèi)部飛輪開始動作，從而緊固安全帶長度；有檢測車體減速度以進(jìn)行鎖緊的方式(一般用鉛合金制的重錘來檢測汽車的加速度)；有檢測織帶拉出加速度的方式(用織帶軸上配置的慣性板檢測織帶的拉出加速度)；有可同時檢測汽車加速度和織帶拉出加速度的方式；有利用電子傳感器，以電力緊固安全帶長度等其他的方式。從使用容易性看，檢測車體減速度的方式用得較多。

（1）織帶拉出加速度敏感式鎖止機(jī)構(gòu)

（2）車體加速度敏感式鎖止機(jī)構(gòu)

（3）復(fù)合敏感式收卷裝置

（4）緊急鎖止式卷收器的要求

織帶敏感式卷收器：當(dāng)織帶拉出加速度為2.94m/s2(0.3g)時，卷收器不得在織帶拉出長度不大于50mm的位置上鎖止。當(dāng)織帶拉出加速度為6.86m/s2(0.7g)時，卷收器必須在織帶拉出長度不大于25mm的位置上鎖止。車體敏感式卷收器：當(dāng)卷收器的加速度為6.86m/s2(0.7g)時，卷收器必須在織帶拉出長度不大于25mm的位置上鎖止。卷收器向任何一個方向傾斜12時不得鎖止。復(fù)合敏感式卷收器：當(dāng)織帶拉出加速度為2.94m/s2(0.3g)時，卷收器不得在織帶拉出長度不大于50mm的位置上鎖止，當(dāng)織帶拉出加速度為19.60m/s2(2.0g)時，卷收器必須在織帶拉出長度不大于50mm的位置上鎖止。當(dāng)卷收器的加速度為6.86m/s2(0.7g)時，卷收器必須在織帶拉出長度不大于25mm的位置上鎖止。卷收器向任何一個方向傾斜12時不得鎖止。卷收器耐久性試驗不得少于50000次，其中至少10000次要使卷收器的鎖止機(jī)構(gòu)鎖止，耐久性試驗后的卷收力不得低于試驗前的50%。對于安裝在N類汽車上的卷收器進(jìn)行耐久性試驗中的鎖止性能試驗時，可以將上述試驗中的加速度值6.86m/s2(0.7g)換成14.70m/s2(1.5g)進(jìn)行試驗。（三）帶扣帶扣是安全帶總成的快速鎖緊及松脫的聯(lián)接部件。對帶扣的基本要求是：1)帶扣外型優(yōu)美、流暢，表面完整平滑，無銳利的棱角和過大的間隙，在汽車行駛及使用時，無擺動響聲和其它干擾聲；2)帶扣的所有金屬件均涂漆或電鍍，且不易退色和剝落，具有很高的防護(hù)耐蝕性能。非金屬件具有耐光、耐熱、耐寒和耐沖擊性；3)它的尺寸和形狀能夠保證在事故發(fā)生時，對使用者不產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)膲毫蛡Γ?)操作元件簡單方便，易于靈活系扣與脫扣，鎖舌能在織帶上輕易移動，鎖舌端部的結(jié)合與松開都毫不費力，解扣力應(yīng)在137N以下；5)帶扣的位置處于座椅內(nèi)側(cè)，單手可以輕易系脫。在按鈕表面涂以桔紅色等鮮明顏色且注明易懂的“PRESS”或“按”字樣，四周封閉型帶扣鎖開啟按鈕的面積不得小于4.5cm2，寬度不得小于1.5cm，其他型帶扣鎖開啟按鈕面積不得小于2.5cm2寬度不得小于1.0cm；6)帶扣鎖經(jīng)5000次開鎖試驗不得失效。

帶扣的結(jié)構(gòu)形式：

(1)鎖桿式

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單缺點：尺寸較大，解鎖時所需力矩較大(2)鎖銷式

優(yōu)點：解鎖時無需增加強(qiáng)度，宜實現(xiàn)輕量化缺點：提出銷子的行程較大(3)間接鎖止式輔助鎖止部件產(chǎn)生間接鎖止功能（四）調(diào)節(jié)器

調(diào)節(jié)器是能夠調(diào)節(jié)織帶長度的部件或者是可根據(jù)不同身高的要求調(diào)節(jié)支承點位置的部件。在二點式安全帶的帶扣上，一般都帶有織帶長度調(diào)節(jié)器

（五）安裝固定點

對安裝固定點的要求如下：每個單人座椅至少應(yīng)有兩個安全帶固定點，且這兩個固定點不可在乘員的同一側(cè)。過二固定點所做的兩個與汽車縱向中心平面平行的平面之間在水平面上的投影距離應(yīng)不小于350mm。對于腰帶固定點的位置規(guī)定如下：座椅調(diào)至最后、最低位置，從H點向后下方引線，H點與腰帶固定點的連線必須與水平線形成一個20~75的范圍。固定點在此角度范圍內(nèi)是允許的，且與水平線45為最佳位置。肩帶固定點的安裝位置規(guī)定如下：座椅調(diào)至最后、最低位置，且靠背與座墊呈90角。從H點沿軀干線上引一直線，560mm處為肩參考點。距肩參考點垂直上方150mm處向后上方引一與水平面呈80角的斜線，肩帶固定點應(yīng)位于這條斜線上。如果結(jié)構(gòu)限制不能在斜上方設(shè)置固定點，則應(yīng)在斜下方設(shè)置。從肩參考點向后下方引一與水平面呈40的斜線，肩帶固定點應(yīng)在線上或線上附近位置。

腰帶和肩帶固定裝置應(yīng)能承受222kN的力。施力方向平行于縱向中心平面，向前上方與水平線呈105角。施力借助于一個牽引架進(jìn)行。載荷在30s內(nèi)達(dá)到額定值并保持10s。此外，安裝附件和固定螺釘也應(yīng)能承受規(guī)定的負(fù)荷。三、安全帶總成的性能要求

安全帶拉伸試驗機(jī)

序號安全帶型式拉伸載荷(N)承載時，安全帶總成的移動量(mm)各部件要求1腰帶22260<180不得損壞2肩帶13340<250不得損壞3腰-肩連續(xù)帶26670<250不得損壞安全帶總成實驗要求

傳統(tǒng)安全帶的不足：由于許多層織帶纏繞在卷軸上，在層與層之間存在纏繞間隙，當(dāng)碰撞發(fā)生時，卷收器開始鎖止織帶約束乘員，同時為消除纏繞間隙，織帶將額外多伸長60-70mm后才能完全被鎖止，增加了乘員車內(nèi)二次碰撞的危險。第二節(jié)新型安全帶一、強(qiáng)力限制器一、強(qiáng)力限制器事故發(fā)生后，安全帶在預(yù)收緊裝置的作用下，已經(jīng)繃緊了。但在受力峰值過去后，安全帶的張緊力度應(yīng)馬上降低，以減小乘員受力，這份特殊任務(wù)就由安全帶拉力限制器來完成：在安全帶預(yù)收緊裝置，底下卷繞著安全帶。軸芯里邊是一根鋼質(zhì)扭轉(zhuǎn)棒。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到預(yù)定情況時，扭轉(zhuǎn)棒即開始扭曲，這樣就在一定程度上放松了安全帶，實現(xiàn)了安全帶的拉力限制功能。工作原理：二、帶織帶夾緊裝置的安全帶最為常見的緊急鎖止卷收器（ELR）的鎖止原理存在著的先天性缺陷并未消除。這些缺陷是：（1）為使卷收器鎖止機(jī)構(gòu)動作需要拉出織帶因此推遲了卷收器的起動；（2）細(xì)細(xì)的卷軸扭轉(zhuǎn)作用，進(jìn)一步延緩了約束力的作用；（3）為消除收卷軸上織帶間的間隙而使織帶多拉出了一段。標(biāo)準(zhǔn)的緊急作用型卷收器系統(tǒng)要克服這些缺點，利用低延伸率的織帶來控制和限制向前的位移。這對乘員產(chǎn)生的影響是：（1）在最后三分之一的位移時具有更高的約束力；（2）約束系統(tǒng)給乘員施以不必要的高載荷（HIC，減速度等）。1、織帶夾緊裝置工作原理圖4-20織帶夾緊系統(tǒng)杠桿基本原理1-殼體；2-夾緊杠桿；3a-夾緊裝置固定件；3b-夾緊裝置活動件；4-固定鉸接點；5-滾輪；6-滾輪；7-卷收器；8-不同方向過來的織帶

2、三點式安全帶卷收器織帶夾緊裝置3、三點式安全帶D型環(huán)處織帶夾緊機(jī)構(gòu)圖4-24D型環(huán)處織帶夾緊機(jī)構(gòu)（二）1-高度調(diào)節(jié)滾輪；2-夾緊裝置固定件；3-基座；4-固定鉸接點；5-夾緊杠桿；6-安裝螺栓裝在卷收器上的織帶夾緊裝置4、織帶夾緊型與緊急作用型卷收器性能比較響應(yīng)時間前者為15-20ms，后者為30ms；響應(yīng)中，織帶夾緊型的作用力曲線更陡，緊急作用型的緩沖作用較好。圖4-26緊急作用型與織帶夾緊型卷收器肩帶載荷特性A-織帶夾緊裝置特性；B-緊急作用型裝置特性三、預(yù)加載荷（預(yù)張緊器）裝置

1、機(jī)械式預(yù)張緊器作用：當(dāng)發(fā)生撞車時，當(dāng)乘員尚未向前移動時，通過卷收器收卷軸迅速旋轉(zhuǎn)，將安全帶卷回盒內(nèi)，給安全帶加載，將乘員身體拉緊，從而消除了卷收器鎖緊后消除卷收器中織帶間的間隙時織帶的拉出量，改善了乘員的約束情況。1、機(jī)械式預(yù)張緊器要在乘員身體尚未向前移動時預(yù)加載荷裝置就其作用，安全帶快速收緊的時間僅為0.02s左右。有關(guān)測試數(shù)據(jù)表明，預(yù)張緊器安全帶和標(biāo)準(zhǔn)卷收器安全帶在發(fā)生事故時，乘員頭部傷害指數(shù)下降30%。1、機(jī)械式預(yù)張緊器

1、機(jī)械式預(yù)張緊器2、煙火式預(yù)張緊器圖4-29裝有煙火式預(yù)張緊器安全帶裝置圖1-右側(cè)碰撞傳感器；2-報警燈；3-右側(cè)安全帶卷收器；4-左側(cè)安全帶卷收器；5-自診斷系統(tǒng)；6-左側(cè)碰撞傳感器裝有預(yù)張緊器的卷收器裝有預(yù)張緊器的帶扣3、預(yù)張緊器的保護(hù)效果圖4-36預(yù)張緊型與織帶夾緊型卷收器肩帶載荷特性A-織帶夾緊型；C-預(yù)張緊型表4-530mil/h碰撞試驗假人運動軌跡數(shù)據(jù)（單位：mm）時刻t50ms100ms胸部的最大加速度最大位移型式煙火式織帶夾緊式煙火式織帶夾緊式煙火式織帶夾緊式煙火式織帶夾緊式頭部139157535550539552546564胸部135142328285296268346292臀部107132214264139207239268四、腰帶部分折疊式安全帶普通三點式安全帶的成員的腰部移動量小，頭部移動量大，為了獲得腰部和頭部恰當(dāng)?shù)南嗷ノ灰脐P(guān)系，美國開發(fā)了腰帶部分折疊縫合一段的安全帶。表4-6折疊式與普通安全帶性能對比腰部胸部頭部乘員傷害值/頭部HIC普通安全帶（A）移動量小移動量大移動量大轉(zhuǎn)動量大大二次碰撞速度大腰帶部分折疊安全帶（B）移動量大移動量小移動量小轉(zhuǎn)動量大小二次碰撞速度小五、能量吸收式織帶（EA織帶）EA織帶采用特殊的編織方法，在一定負(fù)荷下伸長，可提高安全帶的能量吸收效率，而且可以減小受約束乘員的負(fù)荷。

六、張緊力降低型緊急鎖止卷收器兩級連續(xù)扭矩卷簧

兩級連續(xù)扭矩卷簧七、織帶導(dǎo)向臂八、空氣安全帶

在撞車時利用空氣膨脹特性，使安全帶膨脹，以分散乘員所受的沖擊載荷，提高安全帶對乘員的初始控制性能。九、座位安全帶報警系統(tǒng)第三節(jié)被動式安全帶

主動式安全帶主要存在以下問題：1)上半身活動的舒適性問題；2)安全帶產(chǎn)生的壓迫感；3)配合性不好；4)上緊安全帶時，尋找拉手，把帶子拉長到搭扣的動作太麻煩；5)安全帶扭動；6)收卷不夠。

被動式安全帶

第四節(jié)安全帶的設(shè)計分析主要分析安全帶約束的乘客各肢體與內(nèi)部各構(gòu)件間的距離。圖4-50兩種不同剛度織帶司機(jī)肩帶受力曲線對比一、安全帶當(dāng)量剛度對人體響應(yīng)的影響織帶剛度對乘員頭部傷害指標(biāo)影響大。織帶剛度大，則在較小變形時織帶會產(chǎn)生較大的約束力。圖4-51兩種不同剛度織帶司機(jī)肩帶力-前位移曲線對比肩部前移20mm時，肩帶開始受力，其后大剛度織帶的張力上升明顯比小剛度快，且大剛度織帶的受力分布均勻，顯然對假人的初始約束更有效。圖4-52兩種不同剛度織帶的司機(jī)前移量曲線對比a)臀部前位移；b)肩部前位移；c)頭部前位移增加織帶剛度后，雖然臀部的最大前移量減小不多，但肩部和頭部前移量有較大幅度減小。注：以上實驗是針對駕駛室內(nèi)部空間較小的輕型車。若駕駛室內(nèi)部空間較大，小剛度的安全帶對乘員胸部傷害更小。安全帶的剛度選擇應(yīng)與車體內(nèi)部空間相適應(yīng)，考慮兩者的匹配。二、安全帶動態(tài)拉出量對人體響應(yīng)的影響安全帶動態(tài)拉出量：鎖止空行程——鎖止機(jī)構(gòu)必須在安全帶拉出一小段后才能鎖止；卷收器鎖止后因消除織帶纏繞間隙又拉出的一小段。安全帶動態(tài)拉出量s一般在10-90mm之間。圖4-53安全帶動態(tài)拉出量對人體胸部x方向位移的影響

S=0.00mS=0.04mS=0.10m三、安全帶腰帶與肩帶剛度的匹配圖4-54腰肩連續(xù)帶三點式安全帶肩帶和腰帶受力曲線安全帶腰帶與肩帶剛度一致。

肩帶與織帶受力不同，肩帶受力峰值大于腰帶，而相位滯后于腰帶。腰帶肩帶圖4-55假人位移曲線臀部肩部頭部臀部參考點的最大前移量是210mm

肩部參考點的最大前移量是340mm

頭部參考點的最大前移量是610mm汽車碰撞時，上軀干位移大，頭部位移最大。減小頭部位移量的措施：提高肩帶剛度，降低腰帶剛度；腰帶與肩帶分別與鎖扣鎖止腰帶部分折疊第五節(jié)安全帶的使用效果表4-7引起傷害的因素

傷害原因傷害狀況傷害烈度AIS等級(%)數(shù)量百分比（%）1/23/45/6側(cè)碰撞（碰撞一側(cè)的乘員）總計184100.075.014.710.3風(fēng)窗94.9100.0--儀表板189.888.911.1-方向盤63.3100.0--A柱73.885.714.3-儀表板下方2111.485.714.3-車門內(nèi)板7641.375.019.75.3B柱84.350.025.025.0車身后圍-----車頂-----安全帶116.0100.0--其它部件2815.239.314.346.4一、對前排座乘員的保護(hù)效果傷害原因傷害狀況傷害烈度AIS等級(%)數(shù)量百分比（%）1/23/45/6側(cè)碰撞（碰撞相反一側(cè)的乘員）總計117100.090.66.82.6風(fēng)窗1311.1100.0--儀表板2017.195.05.0-方向盤97.788.911.1-A柱43.4100.0--儀表板下方65.1100.0--車門內(nèi)板2521.372.020.08.0B柱32.6100.0--車身后圍32.666.7-33.3車頂21.7100.0--安全帶1815.494.45.6-其它部件1412.0100.0--傷害原因傷害狀況傷害烈度AIS等級(%)數(shù)量百分比（%）1/23/45/6前碰撞駕駛員副駕駛員總計831100(631)100(200)87.510.32.2風(fēng)窗10311.216.094.24.81.0儀表板22623.040.591.28.00.8方向盤12820.3-73.418.08.6A柱406.20.577.517.55.0儀表板下方11715.59.581.217.90.9車門內(nèi)板414.46.592.77.3-B柱------車身后圍------車頂------安全帶13314.620.597.92.1-其它部件434.86.586.011.72.3表4-8前排座乘員傷害形式及部位與使用安全帶的關(guān)系

傷害的分類和部位總數(shù)使用安全帶未使用安全帶數(shù)量%數(shù)量%數(shù)量%頭部腦軟組織50744.217029.833758.7骨折1129.8396.87312.7大腦損傷16214.15810.210418.1眼睛損傷11510.0457.97012.2上下顎骨折312.7101.8213.6頸部軟組織傷害595.1305.3295.0頸椎挫傷343.0254.491.6骨折191.781.4111.9胸部軟組織損傷26923.514725.712221.2胸肋骨骨折13611.96110.77513.0胸骨骨折242.1152.691.6肺部傷害443.8213.7234.0心臟胸腔損傷302.6132.3173.0胸椎損傷40.330.510.2傷害的分類和部位總數(shù)使用安全帶未使用安全帶數(shù)量%數(shù)量%數(shù)量%手臂軟組織損傷28124.512521.915627.1骨折867.5366.3508.7腹部軟組織損傷635.5315.4325.6血管損傷151.350.9101.7mesentery傷害171.581.491.6肝，膽傷害272.4101.8173.0milt傷害272.4152.6122.1腎臟傷害151.381.471.2胃，內(nèi)臟傷害131.181.450.9骨盆軟組織傷害534.6396.8142.4骨折534.6234.0305.2symphysis斷裂111.020.491.6下肢軟組織傷害40235.015126.425143.6大腿骨折796.9376.5427.3膝關(guān)節(jié)骨折373.2111.9264.5脛骨、腓骨骨折423.7223.9203.5踝/腳骨折100.961.140.7總計1147100.0571100.0576100.0二、后排乘員保護(hù)效果表4-9三點式和兩點式安全帶對中等至死亡傷害有效性的比較州三點式安全帶（目標(biāo)組）二點式安全帶（匹配組）系帶未系帶系帶未系帶總數(shù)(人)傷亡數(shù)(人)總數(shù)(人)傷亡數(shù)(人)傷亡降低率(%)總數(shù)(人)傷亡數(shù)(人)總數(shù)(人)傷亡數(shù)(人)傷亡降低率(%)得克薩斯(1982~1988)6665949988501995150116917750密執(zhí)安(1982~1988)620102419573756104182512058華盛頓(1982~1988)336251481735533512435658北卡羅來納(1980~1990)8133756260572084113145215148佛羅里達(dá)(1986~1990)8875954595623196321181436250表4-10三點式和兩點式安全帶對重傷至死亡有效性的比較州三點式安全帶（目標(biāo)組）二點式安全帶（匹配組）系帶未系帶系帶未系帶總數(shù)(人)傷亡數(shù)(人)總數(shù)(人)傷亡數(shù)(人)傷亡降低率(%)總數(shù)(人)傷亡數(shù)(人)總數(shù)(人)傷亡數(shù)(人)傷亡降低率(%)得克薩斯(1982~1988)66615499194119951311694181密執(zhí)安(1982~1988)620224126137562418254675華盛頓(1982~1988)3367148756533112431974北卡羅來納(1980~1990)81310562216720842614526371佛羅里達(dá)(1986~1990)887165453168319689181411456

第六節(jié)安全帶的試驗1、安全帶固定點強(qiáng)度試驗圖4-56第I類安全帶安裝固定點強(qiáng)度試驗加載方法1-下人體模塊一、安全帶固定點試驗圖4-57第II類安全帶固定點強(qiáng)度試驗加載方法1-上、下人體模塊圖4-58上人體模塊1-中密度泡沫橡膠圖4-59下人體模塊1-中密度泡沫橡膠圖4-60安全帶固定點強(qiáng)度試驗裝置二、織帶性能試驗方法（1）標(biāo)準(zhǔn)溫濕態(tài)處理（2）抗拉強(qiáng)度試驗（3）寬度試驗

（4）伸長率試驗伸長率s圖4-61抗拉強(qiáng)度試驗1-織帶1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)試驗（5）能量吸收性織帶單位長度（每米）的功E：

功比k:圖4-62織帶載荷-伸長曲線2、織帶老化試驗圖4-63耐磨試驗裝置1-六角棒；2-織帶；3-擺輪；4-曲柄臂；5-曲柄；6-配重（1）耐磨試驗圖4-64穿過調(diào)節(jié)件的織帶耐磨試驗裝置1-支點；2-調(diào)節(jié)件；3-織帶；4-配重；5-擋塊A-基準(zhǔn)點

（2）耐低溫性試驗（3）耐高溫性試驗（4）耐濕性試驗（5）耐光性試驗三、帶扣鎖性能試驗1、開啟力試驗帶扣鎖開啟力試驗應(yīng)在總成性能試驗過程中進(jìn)行。試樣數(shù)量為1件。在總成性能試驗中對總成施加22300N的拉伸載荷后，將載荷以約100mm/min的速度降至66739N，從產(chǎn)生最大開啟力的方向?qū)Э坻i開啟按鈕施加開啟力。對按鈕式帶扣鎖，開啟力的作用點應(yīng)位于離按鈕邊緣至少3.2mm以上處。2、耐久性試驗按通常使用狀態(tài)開啟和鎖止帶扣鎖各5000次。試樣數(shù)量為1件。四、卷收器性能試驗

1、卷收力試驗圖4-65卷收器卷收力測量方法1-上部導(dǎo)向件；2-測力計；3-卷收器

2、殘存伸出長度試驗3、自動鎖止位置試驗

4、緊急鎖止試驗圖4-66凸輪加速方式卷收器加速度鎖止性能試驗裝置工作原理1-織帶；2-卷收器圖4-67以橡皮筋為動力的卷收器加速度鎖止性能試驗裝置工作原理1-卷收器；2-電磁鐵；3-橡皮繩；4-移動臺架；5-固定臺架

（1）織帶敏感式卷收器織帶的加速方向為正常使用的拉出方向．在卷收器的卷軸與水平面成0、45、135和180角的狀態(tài)下，分別檢查織帶拉出加速度為2.94m/s2(0.3g）和6.86m/s2(0.7g）時卷收器是否鎖止，并測量織帶的拉出長度。（2）車體敏感式分別檢查卷收器加速方向為汽車前、后、左、右方向，卷收器