關于汽車安全帶卡扣安全性分析

張濤 劉恒遠

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

國內學者對安全帶的卡扣問題進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，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的開關作用，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計事故發生之前的安全性，涉及汽車的動力性、操作穩定性、舒適性等等方面，目的是為了讓駕駛員在危險情況發生時能夠有效地采取措施進行逼讓。被動安全性是事故發生之后的安全性，主要涉及汽車安全結構、司乘人員的保護系統等，研究目的是盡量減少事故發生后司乘人員和行人直接受害程度。由于社會經濟的大發展，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。汽車安全性設計分為主動安全性和被動安全性，安全帶是實現被動安全性的重要部件，安全帶的作用被抬高到了一一個前所未有的高度。作為安全帶總成中重要組成部分一安全帶鎖扣的結構日益復雜，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的開關作用，它的可靠性設計是安全帶發揮作用的保證。

【關鍵詞】安全帶；安全帶鎖扣；國家標準；受力分析；強度校核

1安全帶的組成結構

汽車座椅安全帶是由織帶、帶扣（鎖扣）、卷收器、鎖舌、長度調節器、織帶方向轉換裝置及安裝裝置等構成。

1.1安全帶的發展史

最初的汽車安全帶是瑞典人發明的，自本世紀40年代別克轎車將安全帶作為標準配置后，美國將安裝和使用安全帶確定為強制性的聯邦法規，由此開始了安全帶的大規模普及。當時的安全帶僅僅是簡單的兩點式腰部約束，其約束的松緊程度完全由駕駛者自己調節。經過40多年的發展，安全帶逐漸走向成熟，現在的安全帶均由強度極大的合成纖維制成，帶有自鎖功能的卷收器，采用對駕、乘人員的肩部和腰部同時實現約束的三點式設計。系上安全帶后，卷收器自動將其拉緊，當車輛萬一出現緊急制動、正面碰撞或發生翻滾時，乘員會使安全帶受到快速而猛烈的拉伸。汽車安全帶鎖扣的設計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。

安全帶按固定點數分類，有兩點式、三點式、四點式和六點式等。兩點式安全帶不可用于前方有轉向盤和前擋板的前排坐椅。三點式是在兩點式的基礎上，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裝用三點式，后排坐椅中間裝用兩點式腰帶。三點式安全帶可同時限制司乘人員的腰部和上半身，安全性高。四點式安全帶在普通轎車.上也有裝用。六點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，不便于身體自由活動。

2分析安全帶卡扣問題產生的原因

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。所以我們要讓輕質材料發展起來，成為汽車領域的重要原料。同時降低成本。制約汽車車身新材料應用的重要領域。這樣既有利于世界的發展，也利于經濟水平的提高。要讓新事物取代舊事物更加提高世界經濟的發展水平提高人們的生活質量。

2.1.1輕質材料

以汽車本身的材料為例，要求高強度、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越大，輕質材料的使用可降低車重，這樣可以壓縮汽車的制造成本，同時可以降低汽車的使用成本。而且輕質材料擁有一定的韌度，可以加強人們的乘車安全。這樣有利于減少交通事故。

2.2使用方法不正確

發生意外事故時，救命的工具可能就是安全帶，任何車輛都有這種裝置，所以要養成扣安全帶的習慣。真正需要扣安全帶的，是坐在駕駛者旁邊座位上的人。在發生事故時，駕駛者有轉向盤可供支撐身體，而坐在旁邊的人，頭部大都會撞到駕駛室前玻璃上。安全帶使用非常簡單，只要鎖好固定扣就行了。使用前，要盡量拉出腰帶，把扣鎖調節在腰部附近，剩余的安全帶可繞回肩膀，調節肩帶長度置胸部附近，并應留出可放進一個拳頭的富裕量。安全帶的檢查方法：緩慢用手將安全帶向下拉時，安全 帶應能順利地從卷繞器中拉出。猛地拉安全帶時，應拉不動。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

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

安全帶在使用中曾承受過一次強拉伸負荷，即使未損壞，也應更換，不能繼續使用。碰撞事故發生后，不論安全氣囊是否起爆，都應請維修站人員對相關安全系統做一次全面檢修；如果您的愛車曾經發生過碰撞導致氣囊彈出爆破，那么安全帶必須要及時更換。否則安全帶一旦老化出現“罷工”狀況時后果不堪設想。

1、安全帶日常檢查：要經常檢查座椅安全帶的技術狀態，如發現有損壞應及時更換。座椅旁邊地板上所有固定座椅安全帶的螺栓都應按規定擰緊，螺栓周圍應涂上密封膠。

2、安全帶保養：不要讓安全帶壓在堅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；不要讓座靠背過于傾斜，否則安全帶將不能正確地伸長和收卷；座椅上無人時，要將安全帶送回卷收器中，例扣舌處于收藏位置，以免在緊急制動時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一次強拉伸負荷，即使未損壞，也應更換總成，不得繼續使用。

4、安全帶清潔：安全帶太臟時，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，否則會腐蝕安全帶，且不要用硬刷刷洗，以免降低安全帶的抗拉強度。

5、安全帶改裝：千萬不能自行改動或附加安全帶。

結論

（1）本課題的關鍵是對安全帶鎖扣的結構和工作原理有一一個詳盡的了解，并對國家相關的標準法規心知肚明。在設計時，受力和強度要按照國標的標準來設計。

（2）本課題進行了對安全帶鎖扣零件的三維建模，某些零件的尺寸嚴格按照國家標準來設計，例如按鈕的受力面的尺寸。在建模的基礎上，對零件的設計形狀進行了說明和分析。在建模的基礎上，將所有零件按尺寸和相應的關系裝配起來。

（3）本課題經過計算，得出釋放設計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”的標準。同時，該鎖扣按鈕最小的推動力為15.75N，符合GB14166 - -2003“不得存在小于10N的力打開鎖扣的可能性”。

（4）本課題設計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，設計形狀利于大批量生產。與同類型產品相比，本課題設計的鎖扣自重較小，開啟力要求不高，兒童和婦女也能輕松打開。

參考文獻：

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（作者單位：齊齊哈爾工程學院）