關(guān)于汽車安全帶卡扣安全性分析

張濤 劉恒遠(yuǎn)

【摘 要】本次論文我主要研究的是汽車安全帶卡扣的問(wèn)題，為了使乘坐的人員感覺(jué)安全帶更加舒適，增強(qiáng)安全帶的安全性。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)安全帶的卡扣問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究并取得了一些成果。安全帶鎖扣是汽車安全帶總成上重要的一環(huán)，它的作用是鎖住安全帶防止掙脫的緊固裝置和需解開安全帶時(shí)的開關(guān)作用，其性能的好壞直接影響到汽車安全帶的性能，即直接影響到駕乘人員的生命安全。汽車安全帶鎖扣的設(shè)計(jì)事故發(fā)生之前的安全性，涉及汽車的動(dòng)力性、操作穩(wěn)定性、舒適性等等方面，目的是為了讓駕駛員在危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)能夠有效地采取措施進(jìn)行逼讓。被動(dòng)安全性是事故發(fā)生之后的安全性，主要涉及汽車安全結(jié)構(gòu)、司乘人員的保護(hù)系統(tǒng)等，研究目的是盡量減少事故發(fā)生后司乘人員和行人直接受害程度。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展，汽車的日益普及和大眾化，要求汽車在高速行駛中具有很高的可靠性和安全性。汽車安全性設(shè)計(jì)分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性，安全帶是實(shí)現(xiàn)被動(dòng)安全性的重要部件，安全帶的作用被抬高到了一一個(gè)前所未有的高度。作為安全帶總成中重要組成部分一安全帶鎖扣的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，它的作用是鎖住安全帶防止掙脫的緊固裝置和需解開全帶時(shí)的開關(guān)作用，它的可靠性設(shè)計(jì)是安全帶發(fā)揮作用的保證。

【關(guān)鍵詞】安全帶；安全帶鎖扣；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；受力分析；強(qiáng)度校核

1安全帶的組成結(jié)構(gòu)

汽車座椅安全帶是由織帶、帶扣（鎖扣）、卷收器、鎖舌、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器、織帶方向轉(zhuǎn)換裝置及安裝裝置等構(gòu)成。

1.1安全帶的發(fā)展史

最初的汽車安全帶是瑞典人發(fā)明的，自本世紀(jì)40年代別克轎車將安全帶作為標(biāo)準(zhǔn)配置后，美國(guó)將安裝和使用安全帶確定為強(qiáng)制性的聯(lián)邦法規(guī)，由此開始了安全帶的大規(guī)模普及。當(dāng)時(shí)的安全帶僅僅是簡(jiǎn)單的兩點(diǎn)式腰部約束，其約束的松緊程度完全由駕駛者自己調(diào)節(jié)。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，安全帶逐漸走向成熟，現(xiàn)在的安全帶均由強(qiáng)度極大的合成纖維制成，帶有自鎖功能的卷收器，采用對(duì)駕、乘人員的肩部和腰部同時(shí)實(shí)現(xiàn)約束的三點(diǎn)式設(shè)計(jì)。系上安全帶后，卷收器自動(dòng)將其拉緊，當(dāng)車輛萬(wàn)一出現(xiàn)緊急制動(dòng)、正面碰撞或發(fā)生翻滾時(shí)，乘員會(huì)使安全帶受到快速而猛烈的拉伸。汽車安全帶鎖扣的設(shè)計(jì)此刻卷收器的自鎖功能可在瞬間卡住安全帶，使乘員緊貼座椅，避免摔出車外或碰撞受傷。

安全帶按固定點(diǎn)數(shù)分類，有兩點(diǎn)式、三點(diǎn)式、四點(diǎn)式和六點(diǎn)式等。兩點(diǎn)式安全帶不可用于前方有轉(zhuǎn)向盤和前擋板的前排坐椅。三點(diǎn)式是在兩點(diǎn)式的基礎(chǔ)上，加一跟斜跨到肩部限制上半身的織帶制成。一般前排坐椅和后排坐椅兩側(cè)裝用三點(diǎn)式，后排坐椅中間裝用兩點(diǎn)式腰帶。三點(diǎn)式安全帶可同時(shí)限制司乘人員的腰部和上半身，安全性高。四點(diǎn)式安全帶在普通轎車.上也有裝用。六點(diǎn)式安全帶在高速賽車.上采用。這些安全帶的安全性高，但解系煩瑣，束縛性強(qiáng)，不便于身體自由活動(dòng)。

2分析安全帶卡扣問(wèn)題產(chǎn)生的原因

2.1.材料不夠好。

目前，汽車上約占自重25%的材料無(wú)法回收再用，其中三分之一為各種塑料，三分之一為橡膠，還有三分之一為玻璃、纖維。所以我們要讓輕質(zhì)材料發(fā)展起來(lái)，成為汽車領(lǐng)域的重要原料。同時(shí)降低成本。制約汽車車身新材料應(yīng)用的重要領(lǐng)域。這樣既有利于世界的發(fā)展，也利于經(jīng)濟(jì)水平的提高。要讓新事物取代舊事物更加提高世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平提高人們的生活質(zhì)量。

2.1.1輕質(zhì)材料

以汽車本身的材料為例，要求高強(qiáng)度、高抗撞性。鋼鐵材料仍是車身的主要材料。其他材料如鋁、鎂合金材料所占比例越來(lái)越大，輕質(zhì)材料的使用可降低車重，這樣可以壓縮汽車的制造成本，同時(shí)可以降低汽車的使用成本。而且輕質(zhì)材料擁有一定的韌度，可以加強(qiáng)人們的乘車安全。這樣有利于減少交通事故。

2.2使用方法不正確

發(fā)生意外事故時(shí)，救命的工具可能就是安全帶，任何車輛都有這種裝置，所以要養(yǎng)成扣安全帶的習(xí)慣。真正需要扣安全帶的，是坐在駕駛者旁邊座位上的人。在發(fā)生事故時(shí)，駕駛者有轉(zhuǎn)向盤可供支撐身體，而坐在旁邊的人，頭部大都會(huì)撞到駕駛室前玻璃上。安全帶使用非常簡(jiǎn)單，只要鎖好固定扣就行了。使用前，要盡量拉出腰帶，把扣鎖調(diào)節(jié)在腰部附近，剩余的安全帶可繞回肩膀，調(diào)節(jié)肩帶長(zhǎng)度置胸部附近，并應(yīng)留出可放進(jìn)一個(gè)拳頭的富裕量。安全帶的檢查方法：緩慢用手將安全帶向下拉時(shí)，安全 帶應(yīng)能順利地從卷繞器中拉出。猛地拉安全帶時(shí)，應(yīng)拉不動(dòng)。否則，為安全帶失效。使用完畢按下按鈕插頭即可脫出。

2.3日常維護(hù)

在汽車的日常保養(yǎng)工作中，安全帶常常被忽視，其實(shí)，同其他部件一樣，安全帶也要使用與保養(yǎng)兼顧，經(jīng)常檢查安全帶的性能。

安全帶在使用中曾承受過(guò)一次強(qiáng)拉伸負(fù)荷，即使未損壞，也應(yīng)更換，不能繼續(xù)使用。碰撞事故發(fā)生后，不論安全氣囊是否起爆，都應(yīng)請(qǐng)維修站人員對(duì)相關(guān)安全系統(tǒng)做一次全面檢修；如果您的愛車曾經(jīng)發(fā)生過(guò)碰撞導(dǎo)致氣囊彈出爆破，那么安全帶必須要及時(shí)更換。否則安全帶一旦老化出現(xiàn)“罷工”狀況時(shí)后果不堪設(shè)想。

1、安全帶日常檢查：要經(jīng)常檢查座椅安全帶的技術(shù)狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)有損壞應(yīng)及時(shí)更換。座椅旁邊地板上所有固定座椅安全帶的螺栓都應(yīng)按規(guī)定擰緊，螺栓周圍應(yīng)涂上密封膠。

2、安全帶保養(yǎng)：不要讓安全帶壓在堅(jiān)硬的或易碎的物體上。比如，衣服里的眼鏡、鋼筆和鑰匙等；也不要讓安全帶在鋒利的刃磨擦，以免損傷安全帶；不要讓座靠背過(guò)于傾斜，否則安全帶將不能正確地伸長(zhǎng)和收卷；座椅上無(wú)人時(shí)，要將安全帶送回卷收器中，例扣舌處于收藏位置，以免在緊急制動(dòng)時(shí)扣舌撞擊在其它物體上。

3、安全帶有效性檢查：安全帶必須與座椅配套安裝，不得隨意拆卸；如果安全帶在使用中曾承受過(guò)一次強(qiáng)拉伸負(fù)荷，即使未損壞，也應(yīng)更換總成，不得繼續(xù)使用。

4、安全帶清潔：安全帶太臟時(shí)，可用軟性肥皂水作清洗液，用布或海綿擦洗。注意不要使用染料或漂亮白劑，否則會(huì)腐蝕安全帶，且不要用硬刷刷洗，以免降低安全帶的抗拉強(qiáng)度。

5、安全帶改裝：千萬(wàn)不能自行改動(dòng)或附加安全帶。

結(jié)論

（1）本課題的關(guān)鍵是對(duì)安全帶鎖扣的結(jié)構(gòu)和工作原理有一一個(gè)詳盡的了解，并對(duì)國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)心知肚明。在設(shè)計(jì)時(shí)，受力和強(qiáng)度要按照國(guó)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。

（2）本課題進(jìn)行了對(duì)安全帶鎖扣零件的三維建模，某些零件的尺寸嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)，例如按鈕的受力面的尺寸。在建模的基礎(chǔ)上，對(duì)零件的設(shè)計(jì)形狀進(jìn)行了說(shuō)明和分析。在建模的基礎(chǔ)上，將所有零件按尺寸和相應(yīng)的關(guān)系裝配起來(lái)。

（3）本課題經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出釋放設(shè)計(jì)的安全帶鎖扣所需的力不大于69.7N，符合GB14166- 2003中“開啟力不得大137N”的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，該鎖扣按鈕最小的推動(dòng)力為15.75N，符合GB14166 - -2003“不得存在小于10N的力打開鎖扣的可能性”。

（4）本課題設(shè)計(jì)的安全帶鎖扣由于許多零部件使用了塑料材料，所以制造成本較低，設(shè)計(jì)形狀利于大批量生產(chǎn)。與同類型產(chǎn)品相比，本課題設(shè)計(jì)的鎖扣自重較小，開啟力要求不高，兒童和婦女也能輕松打開。

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（作者單位：齊齊哈爾工程學(xué)院）