安全帶設計指引

1、1 .概述1.1 定義:奇瑞汽車有限公司商研院車身部設計指南編制：校對：審核：批準：商用車工程研究院安全帶-具有織帶、帶扣、調節(jié)件以及將其固定在車內的附件，用于在車輛驟然減速或撞車時通過限制佩戴者身體的運動以減輕其傷害程度的總成，該總成一般稱為安全帶總成，它包括吸能或卷收織帶的裝置。1.2 簡要說明轎車上使用的安全帶，按固定方式分為兩點式安全帶和三點式安全帶兩種。兩點式安全帶與車體或座椅構架僅有兩個固定點，軟帶從腰的兩側掛到腹部，形似腰帶，在碰撞事故中可以防止乘員身體前移或從車內甩出，優(yōu)點是使用方便，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玻璃上，所以這種安全帶主要用在

2、轎車后排中間座位上。三點式安全帶是彌補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，增強了乘員的安全性，是目前使用最普遍的一種安全帶。1.3 安全帶的基本結構和功能1.3.1 安全帶的基本結構：轎車安全帶一般由織帶、安裝固定件和卷收器等部件組成，具體結構見下圖（三點緊急鎖止式）：安全帶固定螺栓織帶鎖舌導向環(huán)卷收器固定螺栓卷收器預張緊器鎖扣高調器導向片1.3.2 安全帶的組成部分：1.3.2.1 織帶：織帶是構成安全帶的主體，多用尼龍、聚脂、維尼綸等合成纖維原絲紡編織成寬約50毫米，厚約1.5毫米的帶子。

3、織帶應保證作用在佩帶者身體上的壓力沿其全部寬度盡可能均勻分布，而且在負荷下不發(fā)生扭曲。織帶的主要性能指標有抗拉強度、伸長率、能量吸收性、寬度、厚度、耐磨性、耐高溫性、耐低溫性、抗水性、耐磨色勞度、耐水色勞度、耐光色勞度、橫向剛度、縱向剛度、燃燒性、氣味性等?？棊У目估瓘姸?GB141661993):類別抗拉強度(N)腰帶2670017700腰肩連續(xù)帶22300織帶的寬度(GB141661993):在拉伸載荷為9810N的拉力時，織帶寬度不小于46mm?？棊扉L率(GB14166-1993):在拉伸載荷達到196N狀態(tài)下，在式樣中間部位向兩端各100mm處標明初始點，測定拉伸載荷為11100N時

4、兩端點之間的距離。伸長率不得大于下表要求：類別伸長率腰帶20%40%腰肩連續(xù)帶30%織帶的其他性能要求詳見相關標準。1.3.2.2 安裝固定件：安裝固定件是與車體或座椅構件相連接的耳片、插件和螺栓等，它們的安裝位置和牢固性，直接影響到安全帶的保護效果和乘員的舒適感。特別注意的是，與織帶直接接觸的金屬件應當經過適當?shù)墓に囂幚硐J邊，可在銳邊噴涂塑料，也可增加金屬或塑料制的保護墊。1.3.2.3 卷收器：織帶卷收機構一般由卷帶筒和卷簧組件組成。卷帶筒是用于收卷和儲存織帶的零件。它可以由金屬沖壓件組合而成，也可用鋁合金壓鑄件。還有僅用于收卷作用的注塑件卷帶筒。為了使卷帶筒在卷繞織帶時均衡，其中心纏

5、繞織帶的部分截面最好設計成螺旋曲線，其截面螺旋曲線的螺距應等于或略大于纏繞織帶的厚度。卷簧組件的主要零件是卷簧，目前卷簧多為彈簧鋼制成的螺旋式平卷簧，其作用是平穩(wěn)地將拉出的織帶卷回卷帶筒。卷收力大小取決于卷簧轉矩的大小。敏感機構：卷收器敏感機構分為織帶拉出加速度敏感型、車輛加速度敏感型和復合敏感型?？棊舾行徒Y構：它用織帶軸上裝配的慣性板感應織帶的拉出加速度。當織帶正常拉出和卷入時，慣性板和中心軸等是同步運動的，當織帶拉出加速度達到一定值后，慣性板相對感應織帶加速度用的棘爪有一滯后量，使棘爪被推動而與棘輪相嚙合，以達到鎖止的目的。車體敏感型結構：它使用鋼球來感應車輛加速度和車體傾斜角度。當車輛

6、加速度或車體傾斜角度達到一定值時，鋼球滾動以推動棘爪與棘輪相嚙合，從而達到鎖止的目的。復合敏感型機構：復合敏感型機構是將上述兩種敏感機構組合成一體的機構，可起雙重保護作用，是目前普遍使用的結構。鎖止機構：包括收卷機構鎖止式、織帶鎖止式和預張緊機構。收卷機構鎖止式：無論是通過車感和帶感鎖止，還是直接鎖止卷軸或通過棘爪、棘輪來鎖止卷帶筒，都稱為收卷機構鎖止式?？棊фi止式：是一種在卷收器上對織帶進行架夾緊鎖止的卷收器?？梢詼p小卷收器在緊急鎖止時織帶的拉出長度，一般用于裝有安全氣囊的前排座椅。當敏感機構作用時，首先鎖止卷軸，織帶繼續(xù)拉出時，只能向拉出方向拉動卷帶筒，而不能使卷帶筒旋轉，此時浮動的卷帶筒

7、推動織帶鎖止機構夾緊織帶，減少織帶在卷帶筒里拉出的長度。預張緊機構：預張緊機構一般由敏感機構和回拉機構組成。由于其制造成本高，一般僅用于裝有安全氣囊的前排座椅。敏感機構是觸發(fā)回拉機構工作的一種裝置，分機械式和電子式兩種?；乩瓩C構常用爆燃發(fā)生器產生高壓氣體作為回拉動力，實現(xiàn)織帶的預張緊。一般預張緊織帶長度為80150mm。1.3.2.4 導向件導向件是用來改變織帶方向的零件，便于安全帶卷收器的布置，使安全帶能緊貼乘員身體，有效地約束乘員身體運動，提高乘員佩帶安全帶的舒適性。但由于織帶在通過導向件時彎曲變形并產生滑動阻力，要求導向件表面光滑、摩擦系數(shù)小、圓弧面曲率適中、減小織帶在滑動時的變形和阻力

8、。導向件的織帶滑動表面通常有光滑的鍍銘表面、包涂尼龍層表面、鑲嵌式光滑金屬環(huán)表面及包塑成型表面等。由于鑲嵌金屬環(huán)和包塑成型的導向件與織帶接觸的圓弧面大，因此織帶拉出和回卷時阻力小。但在制造包塑成型的表面時，應使合模棱角處平滑，有時合模分型面處設計成凹陷狀，以減小織帶拉動時的阻力，避免拉毛織帶。1.3.2.5 鎖扣：鎖扣是既能把乘員約束在安全帶內，又能快速釋放的連接裝置。鎖扣的分類及特點按按鈕位置可分為兩種：一是側按式，二是頂按式。側按式結構簡單，但因按鈕在鎖體的外測，易于接觸異物而造成誤開鎖，一般開啟力較大。頂按式結構復雜，但強度較高，其開啟性能穩(wěn)定，而且在鎖體內易于安裝安全開關或警告燈開關，

9、強制駕駛員使用安全帶，若駕駛員不使用安全帶，則車輛無法啟動或警告燈告警。按連接方式可分為兩種：剛性連接式和柔性連接式。柔性連接式又分為鋼絲桿連接式和柔性織帶連接式?？棊玩i扣鋼絲型鎖扣剛性型鎖扣剛性型鎖扣：一般用于前座椅帶扣。有時為了保護座椅，在與座椅面料接觸處貼上保護塑料墊，或在剛性支架外面包塑料管或熱塑管。鋼絲型鎖扣：鋼絲外套塑料管或熱塑管，一般用于后座連接較短的鎖扣。織帶型鎖扣：一般用于后座的鎖扣，當連接部分擱在座墊上不使用時，也便于將鎖頭移至合適的地方。由于帶扣鎖系統(tǒng)在動態(tài)碰撞時，受力非常大，因此當柔性織帶于任何金屬體連接時，要避免與金屬銳邊接觸，可在銳邊噴涂塑料，也可增加金屬或塑料制

10、的保護墊。鎖舌分類及特點鎖舌可分為兩類：平板型鎖舌和折灣型鎖舌。平板型鎖舌在閉鎖時鎖扣受力情況較好，在受力時不產生側向力矩，且制造簡單。折灣型鎖舌在閉鎖時按鈕處空間增大，因此在快速解脫時操作方便。鎖扣系統(tǒng)設計要點鎖扣的設計應能排除任何不正確使用的可能性，例如后排中主座與邊坐安全帶鎖舌應能防止誤插，同時要特別保證鎖扣不能處于部分嚙合的位置，因此在帶扣閉鎖或打開的過程中感覺必須明確。鎖扣與佩帶者身體接觸的區(qū)域其接觸面積應不小于20cm2,寬度不小于46mm,以保證發(fā)生事故時不傷害乘客。在鎖頭按鈕設計時，對于包圍式鎖扣按鈕，其外露表面面積不小于4.5cm2,寬度不小于15mm；對于非包圍式鎖扣按鈕，

11、其外露面積不小于2.5cm2,寬度不小于10mm。按鈕的表面應為紅色，以示醒目警示。帶鎖扣材料：帶扣體、鎖止部件、鎖舌等受力部件一般都采用高強度鋼板，不能使用脆性材料，熱處理后的金相組織是強度高、韌性大的金相組織；外罩及按鈕多采用熱塑性樹脂，如ABS塑料、聚丙烯等；內部功能部件多用聚甲醛等。1.3.3 安全帶先進技術（僅供參考）1.3.3.1 折疊式安全帶在碰撞事故中，佩帶普通三點式安全帶的乘員其下軀體移動量小，肩部和頭部的移動量大。為獲得腰部和頭部恰當?shù)囊苿雨P系，產生了腰帶部分折疊縫合一段的安全帶。織帶折疊部分斷開力控制在29404900N之間，長度一般為50mm,拉開長度為100mm。1.

12、3.3.2 預緊式帶扣：預緊式帶扣目前主要有兩種：一種是機械預張緊式：利用預壓過的彈性元件來張緊；另外一種是氣體發(fā)生器式：利用火藥爆炸產生的高壓氣體推動活塞來預緊。兩種方式都是通過將帶扣鎖快速下拉，達到減小乘員向前移動的目的。如下圖所示：1.3.3.3 充氣織帶因車輛碰撞而獲得觸發(fā)信號后，使中空的織帶在瞬間充滿壓縮氣體，由此降低織帶對人體壓力的峰值，減少對乘員的傷害程度。1.3.3.4織帶卷軸限力桿當車輛發(fā)生碰撞時，織帶對人體產生很大壓力。為限制這一壓力，將織帶作用在卷收器上的拉力轉換成卷帶筒內部的轉矩，即在達到一定值時，限力桿發(fā)生扭轉變形。常見力矩為50100N?m。1.3.3.5高度調節(jié)器

13、高度調節(jié)器是一種用于調節(jié)安全帶上固定點高度的調節(jié)裝置，有手動和電動之分。高度調節(jié)器可使佩帶者獲得較舒適的肩帶佩帶位置。1.3.3.6自動佩帶安全帶其固定方式一般是，一個下端點固定在座椅上或者地板上，上端點和另一個下端點固定在車門上的三點式安全帶。只要車門一關上，安全帶就自動處于約束乘員的位置。1.3.3.7雙卷簧卷收器雙卷簧卷收器可減少安全帶的卷收力。它裝有兩個轉矩不同的卷簧，乘員在佩帶安全帶后，只有小轉矩卷簧工作，其他情況下，大小卷簧一起工作。2 .標準安全帶標準序號標準號標準名稱1GB14166-2003汽車安全帶性能要求和試驗方法中國2GB14167-1993汽車安全帶安裝固定點中國3G

14、B8410-2006汽車內飾材料的燃燒特性中國4QC244-1997汽車安全帶動態(tài)性能要求和試驗方法中國5FMVSS209安全帶美國6ECER16安全帶及成人約束系統(tǒng)歐洲7Q/SQR.04.139A11型車用安全帶奇瑞企標3 .安全帶的配置定義和結構選擇3.1 產品的配置定義依據有關規(guī)定，針對不同車型和座椅在整車中的位置，選擇相應的安全帶。在新車型開發(fā)的時候，對競爭車型進行分析，結合車子的價位和銷售對象，以及銷售區(qū)域合理的確定產品的配置和產品定義。3.2 安全帶的結構選擇盡量在現(xiàn)有的產品結構中選擇需要的產品。比如：卷收器、鎖舌、鎖扣、導向件、高度調節(jié)器、緊固件（螺栓、螺母、螺釘、調整滾子）。其

15、他緊固件用墊圈、螺釘?shù)缺M量采用標準件。特別注意的是，同一個零件布置不同的供應商時一定要保證產品的互換性。3.3 安裝固定點螺孔尺寸按照GB14167-93的要求：安裝固定點螺孔尺寸為7/16-20UNF2A或2B。一般情況：螺栓7/16"-20UNF2A8.8級螺母7/16"-20UNF2B8級要求螺栓和螺母的頭部能用17方的套筒或扳手緊固。注：按美國ANSIB1.1-1982統(tǒng)一螺紋標準規(guī)定，該尺寸表示螺紋規(guī)格為7/16英寸,細牙，每英寸內20牙，2A或2B級精度。4 .開發(fā)周期設計周期：13個月手工樣件：15天工裝樣件：3個月與安全氣囊的匹配試驗：35個月5 .產品成本

16、一套普通安全帶（5個安全帶總成）350元左右兩根限力式安全帶總成約200元左右兩根預張緊安全帶總成大約450元左右6 .加工工藝主要是產品組裝。關鍵件（卷收器、插鎖）采用進口件。連接件、導向件、固定片等金屬件采用沖壓成型。特別注意的是，與織帶直接接觸的金屬件應當經過適當?shù)墓に囂幚硐J邊，可采用精沖工藝，也可在銳邊噴涂塑料以及增加金屬或塑料制的保護墊等。護蓋等裝飾件（塑料件）采用注塑成型。螺栓采用冷徽、滾壓和鋰絲成型。7 、產品的3c認證產品用于新車型，安全帶需要做3C認證，需要安全帶供應商提供在國家檢測中心做的符合GB14166和GB8410的試驗報告原件，以及相關的3c認證證書的副本復印件

17、及包含該產品的清單。主機廠需要提供所有安全帶固定點的三維數(shù)據。主機廠需要按照GB14167做白車身的強度試驗。座椅廠需要按照GB14167做座椅的強度試驗（若安全帶有固定點在座椅上），主機廠提供安全帶總成給座椅廠進行相關的試驗。8.安全帶開發(fā)中需要注意的問題：8.1 安全帶設計時應滿足不同市場的法規(guī)要求：8.1.1 對于歐洲市場，安全帶應滿足歐洲法規(guī)：ECER16等；8.1.2 對于國內市場應滿足國家標準：GB14166-2003、GB14167-1993等；8.1.3 對于美國市場應滿足美國法規(guī)：FMVSS209等。8.2 安全帶裝配及布置應注意的問題8.2.1 安全帶布置1 .小、“2應在

18、20°75之間。a1、a2角過小，則碰撞時腰帶可能在骨盆上滑動，易發(fā)生人體腹部下沉平移的現(xiàn)象。但a1、a2角過大，則碰撞初期安全帶負荷的響應不好，必須按不同的車型選擇最佳值。這個角度規(guī)定在20°75°之間，但一般在35°60°之間比較好。2 .L1、L2與H點Y坐標差，即L、L2距座椅中心面的距離，應大于120mm3 .上安裝點與座椅中心面距離，即S應大于140mmLi到座椅中心面距離上固定電位置以安全帶固定點為例:8.2.1.固定點（包括高度調節(jié)器固定點、安全帶上下固定點、鎖扣固定點和卷收器固定點）1 .凸焊螺母尺寸規(guī)格為7/16，鉞金孔徑應

19、在（）12.5m葉（）13mm之間；2 .螺栓尺寸規(guī)格為7/16，調整滾子內徑應在412mn（）12.5mm之間，調整滾子外徑在（）18.5mm（j）19mm之間，護板孔徑421mm422mm之間，螺栓臺階直徑應在（）12.5mm（j）13mm間；3 .導向環(huán)孔徑應在413mn413.5mm之間；4 .在螺栓打緊的情況下，調整滾子應高出立柱護板1.5mm2mm,螺栓臺階長度應大于導向環(huán)端片厚度2mm3mm,以保證導向環(huán)不與立柱護板干涉。8.2.2.高度調節(jié)器裝配空間1 .高度調節(jié)器與立柱護板間隙5mm;2 .高度調節(jié)器與鉞金間隙3mm;8.2.3.導向環(huán)立柱護板1 .導向環(huán)縱向與護板間隙在2mm4mm之間；2 .導向環(huán)橫向與護板間隙在2mm4mm之間。8.2.4,導向環(huán)包角A11導向環(huán)P11導向環(huán)1,導向環(huán)包角