1安全帶的種類
現(xiàn)在安全帶一般由卷收器和織帶及鎖扣等組成。其中兩點固定式僅限制乘員腰部的,稱為腰帶;兩點固定式僅限制乘員上半身的,稱為肩帶;三點固定式同時限制乘員的腰部和上半身,稱為腰肩聯(lián)合帶。一般前排乘員和后排兩側(cè)乘員的安全帶為三點式安全帶,后排中間乘員的安全帶為腰帶。
按照安全帶的使用方式,分為主動安全帶和被動安全帶。被動安全帶不需要乘員的干預(yù),通常由車門的開啟和關(guān)閉來控制。
當(dāng)打開車門時,安全帶自動放開;當(dāng)關(guān)閉車門后,安全帶自動施加至乘員身上。受結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等方面的限制,通常被動安全帶僅為肩帶。主動安全帶需要乘員的主動操作才能起作用,即需要乘員自行佩戴安全帶。
安全帶主要靠織帶的拉伸變形吸收能量,減緩二次碰撞的強度,其中肩帶的拉伸變形量可達(dá)40%。
安全帶的主要區(qū)別在于卷收器不同。按卷收器的類型,可分為如下幾種;
(1)無鎖式
(2)手調(diào)式
(3)自鎖式
(4)緊急鎖止式
緊急鎖止式是目前我國使用最為廣泛的一種安全帶。它要求卷收器對織帶的拉出加速度敏感;當(dāng)以0.7g的加速度拉出,織帶在拉出25mm內(nèi)銷止:以2g加速度拉出,拉出50mm內(nèi)鎖止。對汽車行駛狀態(tài)(汽車的減速度)敏感,當(dāng)汽車受到0.7g的減速度時,織帶在拉出25mm內(nèi)鎖止,對汽車的傾斜角度敏感,巷收器傾斜12°以下不鎖止,27°以上鎖止。
(5)預(yù)緊式
預(yù)緊式安全帶是近年來發(fā)展的一種安全帶。一般,為了乘員的舒適,安全帶的預(yù)緊力不能太大,安全帶與人體之間總有一定的間隙,當(dāng)乘員衣服較厚時,此間隙會較大。在碰撞時,此間隙將減小安全帶的有效作用范圍,降低安全帶的效能。預(yù)緊式安全帶使用預(yù)緊器,在碰撞達(dá)到一定強度時,啟動預(yù)緊器,帶動鎖扣回縮或卷收器回轉(zhuǎn),使得安全帶縮短一定距離,有效消除間隙,提高安全帶的作用。
(6)限力式
限力式也是近年來發(fā)展的一種安全帶。在發(fā)生碰撞時,安全帶常常施加很大的拉力,限制乘員的運動。特別當(dāng)碰撞車速較高、強度很大時,安全帶對人的作用力可能達(dá)到足以傷害人體的程度。限力式安全帶即是在卷收器或鎖扣等部位增加限力機構(gòu),當(dāng)織帶所受的力達(dá)到一定值時,允許卷收器或鎖扣等部位移動,從而使得安全帶有效長度變長,防止織帶拉力過大對人體造成傷害。
2預(yù)緊式安全帶的工作原理
預(yù)緊式安全帶是在普通安全帶上增加預(yù)緊器構(gòu)成的。預(yù)緊器可以與鎖扣結(jié)合在一起(鎖扣預(yù)緊器),也可以與卷收器結(jié)合在一起(卷收器預(yù)緊器)。
鎖扣預(yù)緊器的機構(gòu)原理如圖4—2所示。此預(yù)緊器使用火藥作為動力。鎖扣上面與織帶相連,下面由鋼絲繩與預(yù)緊器內(nèi)的活塞相連。發(fā)生碰撞時,通過點火設(shè)備點爆安裝在預(yù)緊器上的火藥,火藥燃燒產(chǎn)生氣體充入氣室內(nèi)。活塞在氣體的壓力下向右移動,通過鋼絲繩將鎖扣向下拉回約80mm,消除安全帶與乘員間的間隙。在活塞中安裝有鋼球,使得活塞只能向右移動,防止在安全帶的拉力下活塞向左移動。
圖4—3為鎖扣預(yù)緊器的另一種結(jié)構(gòu)形式。動力單元提供拉力,通過軟軸拖動單向鎖止機構(gòu)在鎖止鋼管中單向移動,從而拖動鎖扣收回,減少間隙。鎖止機構(gòu)采用齒條棘爪機構(gòu)。動力單元可以使用彈簧(冷式),也可以使用火藥(熱式)。
圖4-4為一種卷收器預(yù)緊器的原理圖。它安裝在卷收器的側(cè)面,使用火藥作為動力。發(fā)生事故時,點燃火藥,推動齒條移動,從而帶動卷收器回卷。
預(yù)緊式安全帶的關(guān)鍵技術(shù)之一是點爆條件。由于汽車碰撞的形式不同,強度不同,準(zhǔn)確點爆是基本要求。在汽車過坑、臺階、減速帶、各種粗糙路面時,不能點爆。某些種類的預(yù)緊器帶有機械式的控制器,由機械機構(gòu)觸發(fā);多數(shù)預(yù)緊器由電子式控制器觸發(fā)。如果汽車裝備了氣袋且使用智能控制器,則預(yù)緊式安全帶的控制一般都由氣袋控制器完成。例如由氣袋控制器控制兩個氣袋和兩個預(yù)緊式安全帶,分兩級控制:當(dāng)碰撞強度達(dá)到第一級、末達(dá)到第二級時,點爆預(yù)緊式安全帶;達(dá)到第二級時,點爆氣袋。
3限力式安全帶工作原理
圖4—5為限力式安全帶工作原理圖。限力機構(gòu)采用槽型支架方式。當(dāng)安全帶的拉力超過一定限值時,軸銷將支架擠壓變形,使卷收器沿支架的槽向上滑動,從而起到限制安全帶拉力的作用。
4有關(guān)法規(guī)及試驗方法
我國的國家標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定了安全帶的試驗方法。主要有安全帶模塊環(huán)境試驗(熱、濕、粉塵等)、性能試驗(安全帶靜態(tài)試驗、安全帶的動載試驗)。動載試驗在碰撞試驗臺上進(jìn)行。試驗采用50百分位美國或歐洲假人,按實車環(huán)境布置座椅和安全帶。滑車速度為48km/h,減速度波形在要求范圍內(nèi)。