第4章安全帶技術(shù)

1、車禍中不使用安全帶從相撞到死亡車禍中不使用安全帶從相撞到死亡只需只需0.70.7秒秒! ! 美國科學(xué)家倡導(dǎo)人們?cè)隈{車時(shí)使用安全帶，科學(xué)家在研究美國科學(xué)家倡導(dǎo)人們?cè)隈{車時(shí)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(shí)速了數(shù)百起造成司機(jī)死亡的車禍后發(fā)現(xiàn)，一輛時(shí)速8888公里的汽車公里的汽車從相撞到導(dǎo)致司機(jī)死亡只需短短的從相撞到導(dǎo)致司機(jī)死亡只需短短的0.70.7秒。秒。乘員艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)的防撞設(shè)計(jì)；乘員艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)的防撞設(shè)計(jì)；乘員約束乘員約束(常見的約束形式有安全帶、氣囊、常見的約束形式有安全帶、氣囊、頭枕、膝杠等頭枕、膝杠等)；乘員艙以外的汽車結(jié)構(gòu)的防撞設(shè)計(jì)。乘員艙以外的汽車結(jié)構(gòu)的防撞

2、設(shè)計(jì)。 安全帶的由來及發(fā)展過程安全帶的由來及發(fā)展過程 1902 1902年年5 5月月2020日紐約的汽車競(jìng)賽場(chǎng)上，一名參賽者為了以防日紐約的汽車競(jìng)賽場(chǎng)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(jìng)賽時(shí)，他們駕萬一，用幾根皮帶將自己和同伴拴在座位上。競(jìng)賽時(shí)，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。里逃生。 19221922年，賽車場(chǎng)上的跑車開始使用安全帶；年，賽車場(chǎng)上的跑車開始使用安全帶；

3、19551955年，美國福年，美國福特汽車裝用了安全帶；特汽車裝用了安全帶；19681968年，美國規(guī)定轎車面向前方的座位年，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，我國公安部于員必須要佩帶安全帶的規(guī)定，我國公安部于19921992年年1111月月1515日頒日頒布了通告，規(guī)定從布了通告，規(guī)定從19931993年年7 7月月1 1日起，所有小客車日起，所有小客車( (包括轎車、包括轎車、吉普車、面包車、微型車吉普車、面包車、微型車) )駕駛?cè)撕颓芭抛塑嚾吮仨毷褂冒柴{駛?cè)撕颓?/p>

4、排座乘車人必須使用安全帶。全帶。道路交通安全法道路交通安全法第五十一條規(guī)定：機(jī)動(dòng)車行駛時(shí)，第五十一條規(guī)定：機(jī)動(dòng)車行駛時(shí)，駕駛?cè)恕⒊俗藛T應(yīng)當(dāng)按規(guī)定使用安全帶。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(diǎn)式安目前，世界上安全帶的標(biāo)準(zhǔn)形式是尼爾斯發(fā)明的三點(diǎn)式安全帶，這種汽車安全帶開始為人接受始于全帶，這種汽車安全帶開始為人接受始于1967年，尼爾斯在年，尼爾斯在美國發(fā)表了美國發(fā)表了28000宗意外報(bào)告宗意外報(bào)告，當(dāng)中記錄了，當(dāng)中記錄了1966年瑞典年瑞典國內(nèi)所有牽涉沃爾沃汽車的交通意外，數(shù)字清楚顯示，三點(diǎn)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(diǎn)

5、式安全帶不但在超過半數(shù)的個(gè)案中，降低甚至避免乘客受傷式安全帶不但在超過半數(shù)的個(gè)案中，降低甚至避免乘客受傷的機(jī)會(huì)，更能夠保住性命。的機(jī)會(huì)，更能夠保住性命。 自安全帶面世以來至今，已有長達(dá)自安全帶面世以來至今，已有長達(dá)1000萬公里的安全帶萬公里的安全帶 裝進(jìn)全世界超過裝進(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，或是往返月球圈，或是往返月球13次之多。然而，最重要的是次之多。然而，最重要的是40年內(nèi)年內(nèi)無數(shù)生命因而獲救，證明三點(diǎn)式安全帶是有效的單一汽車安無數(shù)生命因而獲救，證明三點(diǎn)式安全帶是有效的單一汽車安全設(shè)備全設(shè)備。 理想的安全帶作用過程是理想

6、的安全帶作用過程是:首先，及時(shí)收緊，首先，及時(shí)收緊，在事故發(fā)生的第一時(shí)刻毫不猶豫地把人在事故發(fā)生的第一時(shí)刻毫不猶豫地把人“按按”在在座椅上。然后，適度放松，待沖擊力峰值過去，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(shí)，即適當(dāng)放松安全帶?；蛉艘涯苁艿綒饽业谋Ｗo(hù)時(shí)，即適當(dāng)放松安全帶。避免因拉力過大而使人肋骨受傷。避免因拉力過大而使人肋骨受傷。 安全帶對(duì)人體不同部位的保護(hù)效果安全帶對(duì)人體不同部位的保護(hù)效果 a） b） 1未系安全帶駕駛員未系安全帶駕駛員2系安全帶駕駛員系安全帶駕駛員3未系安全帶乘員未系安全帶乘員4系安全帶乘員系安全帶乘員2022/5/1718前座安全帶的正確系

7、法前座安全帶的正確系法后座全三點(diǎn)安全帶的正確系法后座全三點(diǎn)安全帶的正確系法后座中間兩點(diǎn)安全帶的正確系法后座中間兩點(diǎn)安全帶的正確系法結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成安全帶定義安全帶定義結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成卷收器卷收器插板插板織帶織帶鎖扣鎖扣調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)件表4-1 安全帶織帶抗拉強(qiáng)度及伸長率要求表4-2 織帶每米長度所做的功和功比要求表4-3 織帶的其它要求 織帶邊緣應(yīng)盡可能圓滑，以避免傷及佩戴者織帶邊緣應(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，日本采的頸部?？棊н吘壍男螤罡鲊幌嗤毡静捎糜谩?”形狀，歐洲多為形狀，歐洲多為“3”形狀，而美國產(chǎn)的一形狀，而美國產(chǎn)的一些織帶為些織帶為“”形狀

8、。形狀。自動(dòng)鎖緊式卷收器相鄰兩鎖止位置間的織帶移動(dòng)量不得大于25mm；耐久性試驗(yàn)不得少于10000次，試驗(yàn)后的卷收力不得低于試驗(yàn)前的50%，相鄰兩鎖止位置間的織帶移動(dòng)量仍不得大于25mm。自動(dòng)鎖緊式卷收器相鄰兩鎖止位置間的織帶移動(dòng)量不得大于25mm；耐久性試驗(yàn)不得少于10000次，試驗(yàn)后的卷收力不得低于試驗(yàn)前的50%，相鄰兩鎖止位置間的織帶移動(dòng)量仍不得大于25mm。一、強(qiáng)力限制器一、強(qiáng)力限制器圖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(dòng)件；4-固定鉸接點(diǎn)；5-滾輪；6-滾輪；7-卷收器；8-不同方向過來的織帶 圖4-24 D型環(huán)處織帶夾緊

9、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(diǎn)；5-夾緊杠桿；6-安裝螺栓 響應(yīng)時(shí)間前者為響應(yīng)時(shí)間前者為15-20ms，后者為，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。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1、機(jī)械式預(yù)張緊器、機(jī)械式預(yù)張緊器作用：當(dāng)發(fā)生撞車時(shí)，當(dāng)乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)，通作用：當(dāng)發(fā)生撞車時(shí)，當(dāng)乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)，通過卷收器收卷軸迅速旋轉(zhuǎn)，將安全帶卷回盒內(nèi)，給安過卷收器收卷軸迅速旋轉(zhuǎn)，將安全帶卷回盒內(nèi)，

10、給安全帶加載，將乘員身體拉緊，從而消除了卷收器鎖緊全帶加載，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(shí)織帶的拉出量，改善后消除卷收器中織帶間的間隙時(shí)織帶的拉出量，改善了乘員的約束情況。了乘員的約束情況。1、機(jī)械式預(yù)張緊器、機(jī)械式預(yù)張緊器u要在乘員身體尚未向前移動(dòng)時(shí)預(yù)加載荷裝置就其作要在乘員身體尚未向前移動(dòng)時(shí)預(yù)加載荷裝置就其作用，安全帶快速收緊的時(shí)間僅為用，安全帶快速收緊的時(shí)間僅為0.02s左右。左右。u有關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)表明，預(yù)張緊器安全帶和標(biāo)準(zhǔn)卷收器有關(guān)測(cè)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(shí)，乘員頭部傷害指數(shù)下降安全帶在發(fā)生事故時(shí)，乘員頭部傷害指數(shù)下降30

11、%。 1、機(jī)械式預(yù)張緊器、機(jī)械式預(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(bào)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)張緊器的帶扣圖圖4-36 預(yù)張緊型與織帶夾緊型卷收器肩帶載荷特性預(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；織帶夾緊型；C-預(yù)張緊型預(yù)張緊型表4-5 30mil/h碰撞試驗(yàn)假人運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)（單位：mm）腰部腰部胸部胸部頭部頭部乘員傷害值乘員傷害值/頭部頭部HIC普通安全帶普通安全帶（A）移動(dòng)量小移動(dòng)量小移動(dòng)量大移動(dòng)量大移動(dòng)量移動(dòng)量大大轉(zhuǎn)動(dòng)量轉(zhuǎn)動(dòng)量大大大大二次碰撞速度大二

12、次碰撞速度大腰帶部分折疊腰帶部分折疊安全帶（安全帶（B）移動(dòng)量大移動(dòng)量大移動(dòng)量小移動(dòng)量小移動(dòng)量移動(dòng)量小小轉(zhuǎn)動(dòng)量轉(zhuǎn)動(dòng)量大大小小二次碰撞速度小二次碰撞速度小在撞車時(shí)利用空氣膨脹在撞車時(shí)利用空氣膨脹特性，使安全帶膨脹，特性，使安全帶膨脹，以分散乘員所受的沖擊以分散乘員所受的沖擊載荷，提高安全帶對(duì)乘載荷，提高安全帶對(duì)乘員的初始控制性能。員的初始控制性能。圖4-50 兩種不同剛度織帶司機(jī)肩帶受力曲線對(duì)比 圖圖4-51 兩種不同剛度兩種不同剛度織帶司機(jī)肩帶力織帶司機(jī)肩帶力-前位前位移曲線對(duì)比移曲線對(duì)比圖4-52 兩種不同剛度織帶的司機(jī)前移量曲線對(duì)比a)臀部前位移；b)肩部前位移；c)頭部前位移圖圖4-53

13、 安全帶動(dòng)態(tài)拉出量對(duì)人體胸部安全帶動(dòng)態(tài)拉出量對(duì)人體胸部x方向位移的影響方向位移的影響 S=0.00mS=0.04mS=0.10m圖4-54 腰肩連續(xù)帶三點(diǎn)式安全帶肩帶和腰帶受力曲線腰帶腰帶肩帶肩帶圖4-55 假人位移曲線臀部臀部肩部肩部頭部頭部表4-7 引起傷害的因素 表表4-8 前排座乘員傷害形式及部位與使用安全帶的關(guān)系前排座乘員傷害形式及部位與使用安全帶的關(guān)系 表4-9 三點(diǎn)式和兩點(diǎn)式安全帶對(duì)中等至死亡傷害有效性的比較表4-10 三點(diǎn)式和兩點(diǎn)式安全帶對(duì)重傷至死亡有效性的比較1、安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)、安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)圖4-56 第I類安全帶安裝固定點(diǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)加載方法1-下人體模塊圖4-5

14、7 第II類安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)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(diǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置圖4-61 抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)1-織帶%100200200Ls1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)試驗(yàn))m/J (2 . 0ABDE功比功比k :%100ABDABCk圖4-62 織帶載荷-伸長曲線圖4-63 耐磨試驗(yàn)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(yàn)）耐磨試驗(yàn)圖4-64 穿過調(diào)節(jié)件的織帶耐磨試驗(yàn)裝置1-支點(diǎn)；2-調(diào)節(jié)件；3-織帶；4-配重；5-擋塊 A-基準(zhǔn)點(diǎn)圖4-65 卷收器卷收力測(cè)量方法1-上部導(dǎo)向件；2-測(cè)力計(jì)；3-卷收器 圖4-66 凸輪加速方式卷收器加速度鎖止性能試驗(yàn)裝置工作原理1-織帶；2-卷收器圖4-67 以橡皮筋為動(dòng)力的卷收器加速度 鎖止性能試驗(yàn)裝置工作原理1-卷收器；2-電磁鐵；3-橡皮繩；4-移動(dòng)臺(tái)架；5-固定臺(tái)架 圖4-68 卷收器拉出和回卷試驗(yàn)裝置1-織帶；2-卷收器；3-配重；4-電機(jī)圖圖4-69粉塵試驗(yàn)裝置