汽车安全带设计指导书
1简要说明1.1综述
安全带是汽车被动安全系统中关键的组成部分,也是乘员获得安全保障的基本要素,本节主要介绍一下安全带的基本知识。
1.2设计该产品的目的
安全带是车辆被动安全的重要组成部分,安全带的设计目的是:当车辆紧急制动或发生碰撞时,能够将乘员约束在座椅上,减轻伤害,保护乘员。1.3适用范围
本设计指南适用于M1类车辆〔M1类车辆:指至少有四个车轮,并且用于载客的机动车辆,包括驾驶员座位在内,座位数不超过九座(见GB15089)〕的安全带布置及校核。1.4安全带的分类
目前公司所使用的安全带根据卷收器类型可以分为以下几类:紧急锁止式(ELR)、预张紧式(PT)、简易式、自动锁止式(ALR)。
1.4.1紧急锁止式
紧急锁止式安全带只在紧急状态下将安全带锁止,约束乘客运动,保护乘客安全。正常情况不妨碍乘客身体自由。其工作原理详见本章第1.6节“安全带卷收器工作原理”。1.4.2预张紧式
在发生撞车事故时,在普通安全带约束之外的身体肌体末端仍然有可能触及汽车挡风玻璃等部位而使乘员受轻伤;预紧式安全带因此设计出来;
利用撞车时的加速度击发气体发生器,产生的气体膨胀力使卷收器反向旋转而收紧织带,将乘客向后拉向座椅,从而更可靠地保护乘客的人身安全;
为了避免回收力过大而造成对老弱和年幼者的意外伤害,故有的卷收器设计有限力器,用以吸收多余的可能造成伤害的能量,一般搭配安全气囊使用;1.4.2.1安全带预张紧装置原理
当事故发生时,人向前,座椅往后,此时如果安全带过松.则后果很可能是:乘员从安全带下面滑出去,或者人已碰到了气囊,而此时安全带由于张紧余量过大而未能及时绷紧,即未能像希望的那样先期吃掉一部分冲力,而是将全部负担都交给了气囊。这两种情况都有可能导致乘员严重受伤。但问题是,正确安装的安全带,其松动余地来自何方?一是由于乘员的衣服本身有一定的厚度,另外在安全带装置中也多少隐藏了部分松动余地,这种余地无法消除,但真遇到事故时,还就应该尽量消除。怎么办?为此出现了这种安全带预收紧装置它负责提供瞬间绷紧的安全带。
预紧式安全带的特点是当汽车发生碰撞事故的一瞬间,乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带,立即将乘员紧紧地绑在座椅上,然后锁止织带防止乘员身体前倾,有效保护乘员的安全。预紧式安全带中起主要作用的卷收器与普通安全带不同,除了普通卷收器的收放织带功能外,还具有当车速发生急剧变化时,能够在0.1s左右加强对乘员的约束力,因此它还有控制装置和预拉紧装置。
控制装置分有两种:一种是电子式控制装置,另一种是机械式控制装置。预紧装置则有多种形式,常见的预紧装置是一种爆燃式的,由气体引发剂、
气体发生剂、导管、活塞、绳索和驱动轮组成。当汽车受到碰撞时预紧装置受到激发后,密封导管内底部的气体引发剂立即自燃,引爆同一密封导管内的气体发生剂,气体发生剂立即产生大量气体膨胀,迫使活塞向上移动拉动绳索,绳索带动驱动轮旋转号驱动轮使卷收器卷筒转动,织带被卷在卷筒上,使织带被回拉。最后,卷收器会紧急锁止织带,固定乘员身体,防止身体前倾避免与方向盘、仪表板和玻璃窗相碰撞。
1.4.2.2预张紧安全带的附带配置--限力器
在标准型或预紧式卷收器中加上织带张力感测装置,一般为一根扭力杆,在织带收紧力超过一定限度(一般设定为450-650KG)时开始作用,使卷收器芯轴旋转数圈,使织带张力下降,此时乘客位置会再向前冲数十厘米(必须搭配安全气囊),它可以使乘客胸部受力大幅下降,进一步避免乘客受伤。限力器的实现原理如下:
事故发生后,安全带在预收紧装置的作用下,已经绷紧了。但我们希望在受力峰值过去后,安全带的张紧力度立即降低,以减小乘员受力,这份特殊任务就由安全带拉力限制器来完成:在安全带装置上,有一个如前所述的预收紧装置,底下卷绕着安全带。轴芯里边是一根钢质扭转棒。当负荷达到预定情况时,扭转棒即开始扭曲,这样就在一定程度上放松了安全带,实现了安全带的拉力限制功能。
在安全带预收紧装置和安全带拉力限制器的共同作用下,安全带的保护能力几乎达到了理想状态。所谓于细微处见精神,先进的安全带确实能给乘员提供可以信赖的安全保护。1.4.3简易式
简易安全带没有自动锁止功能,可允许织带自由拉出,扣上带扣时乘客必须调整安全带长度;分两点简单式和三点简单式;两点简单式多用于后排中,三点简单式多用于货车。
1.4.4自动锁止式
自动锁止式(ALR),指带卷收器的两点式安全带,卷收器一般布置在地板上。通常带KISI装置,(KISI为儿童安全装置的德文缩写),当启动功能时,卷收器即已锁死,乘客无法自由移动;常见做法是加一组齿轮在标准卷收器上,当将织带拉出最多时即自动锁死安全带,解除功能时,将带扣放松,任由卷收器将安全带收至最短时松开。
操作方式:
儿保(儿童保护的简称,以下统称为儿保)是为防止由于儿童拉扯而使其滑出安全带,以达到安全锁止的目的而增加的卷收器附加功能。当儿童坐在座位上后,成人应拉出卷收器中的全部安全带,当安全带全部拉出后稍稍回卷会听到“嗒”的一声,说明儿保已经触发,这时将锁舌插入带扣锁,织带自然回卷至收紧,织带将不能再被从卷收器中拉出。松开锁舌,安全带继续回卷一定长度,儿保解除,织带就可重新拉出。而当成人佩带此安全带时,可以不启动儿保装置,所以可与一般的安全带一样收放自如地使用。
儿保功能工作原理:
织带锁紧:当织带全部拉出并回卷一定长度时,儿保装置启动,一行星齿轮带动一棘爪运动,棘爪带动控制爪,使织带只能回收,但不能拉出,直至回收到一定长度,另一行星齿将棘爪复位,儿保关闭,织带可以拉出或是回收。所以当儿童佩带此安全带时,启动儿保装置,可防止儿童拉扯并滑出安全带,达到安全锁止的目的。当成人佩带此安全带时,可以不启动儿保装置,所以可与一般的安全带一样收放自如地使用,如图4-1所示
图4-1
1.5零件构成图
图4-2前排三点式安全带示意图:
一般三点式安全带均包括以下部分:卷收器,织带,导向环,锁舌,端片,子母扣,锁扣,高度调节器(根据配置不同,可能没有),导向件(根据实际布置需要而定)及螺栓,螺母等。
图4-2
图4-3为紧急锁止式安全带卷收器零部件构成图
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