成人及兒童安全帶質(zhì)量特性及處理后強力比較

喬丹

（上海紡織集團檢測標(biāo)準(zhǔn)有限公司，上海200082）

0 引言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化與普及，人們在21世紀(jì)提升的不僅是速度，更是出行的自由與相互間距離的拉進。然而，屢屢被報道的因不系安全帶而引發(fā)的駕駛事故足以讓人們警惕。安全帶不僅是危難時刻的救命帶，更是約束人們駕車、坐車規(guī)范的捆綁帶。《中華人民共和國道路交通安全法》明確要求：4歲以下的兒童必須使用兒童安全座椅，12歲以下的兒童不可坐副駕駛，更是將兒童約束系統(tǒng)的重要性在我國全面普及。因此，成人與兒童安全帶作為關(guān)鍵時刻維護生命安全的系帶產(chǎn)品在交通安全中有著舉足輕重的地位。

1 汽車安全帶

汽車安全帶是駕駛員以及乘客在發(fā)生碰撞時的保護裝置，大多數(shù)由聚酯、尼龍等化學(xué)纖維織造而成，具有較好的抗斷裂、抗沖擊、阻燃等性能。當(dāng)汽車在行駛的過程中發(fā)生碰撞或緊急制動時，由于車內(nèi)人員會因慣性而向前沖，此時身上的安全帶就會在卷收器的鎖死下阻止織帶繼續(xù)被拉出，即可約束住乘客，制止其向前沖，防止人與車內(nèi)部件發(fā)生相撞，從而可以避免或減輕車內(nèi)人員受到的傷害。鑒于安全帶擁有的特性直接影響人的安全性和舒適性，因此對于汽車安全帶的質(zhì)量指標(biāo)考核顯得尤其重要。

2 安全帶的質(zhì)量特性—強力性能

由于織帶具有吸收能量和釋放能量的特性，其在初始狀態(tài)的強力與經(jīng)過各種環(huán)境老化后的強力決定安全帶是否能夠?qū)噧?nèi)人員進行有效的保護作用。在研究各個國家與區(qū)域制定的許多安全帶的標(biāo)準(zhǔn)后，本文主要針對我國成人的GB 14166—2013《機動車乘員用安全帶、約束系統(tǒng)、兒童約束系統(tǒng)和ISOFIX兒童約束系統(tǒng)》（以下簡稱GB 14166）和歐洲在2008年2月4日發(fā)布的、針對兒童的ECE R44《兒童約束系統(tǒng)》（以下簡稱ECE R44）兩個標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同的試驗條件進行比較分析。

2.1 安全帶的處理方式

2.1.1 溫濕態(tài)處理

為了消除溫濕度對于汽車安全帶強力的影響，測試前需預(yù)先將織帶置于規(guī)定的溫濕度環(huán)境下（見表1）進行平衡，隨后立即取出進行強力測試試驗。若不是即刻取出，則需要放在密封容器中進行保存。

2.1.2 光照處理

按表2的光照處理條件對織帶進行氙燈光照試驗后置于表1要求的處理環(huán)境中進行平衡，達到規(guī)定時間后取出，在5 min內(nèi)測試樣品的斷裂強度。

2.1.3 低溫處理

先將織帶按規(guī)定要求置于表1要求的大氣環(huán)境中進行溫濕平衡，然后置于表3的低溫處理環(huán)境中放置所需的時間，取出后應(yīng)在5 min內(nèi)測試樣品的斷裂強度。

2.1.4 高溫處理

將織帶按規(guī)定要求置于表4規(guī)定的處理環(huán)境中進行平衡處理，達到規(guī)定時間后取出，在5 min內(nèi)測試樣品的斷裂強度。

表1 溫濕態(tài)處理條件

表2 光照處理條件

表3 低溫處理條件

表4 高溫處理條件

2.1.5 浸水處理

將織帶按規(guī)定要求置于表5規(guī)定的蒸餾水中進行浸漬，達到規(guī)定時間后取出，在10 min內(nèi)測試樣品的斷裂強度。

2.1.6 磨損處理

先將織帶按規(guī)定要求置于表1要求的大氣環(huán)境中進行溫濕平衡，然后按表6或表7的磨損程序進行磨損試驗，試驗環(huán)境溫度應(yīng)在15～30℃。

2.2 耐光及磨損處理對安全帶強力性能影響

在上述對于織帶的模擬環(huán)境老化試驗及后續(xù)拉伸試驗中，耐光與磨損處理對安全帶的性能均易造成顯著的影響，且在磨損處理中頻繁測試用的方法是針對實際應(yīng)用中使用的鎖舌（程序2）磨損試驗，因此，對耐光和磨損兩種狀態(tài)下的織帶強力進行試驗和數(shù)據(jù)匯總分析。

2.2.1 光照處理試驗

安全帶在使用過程中會受到太陽光的照射，吸收能量發(fā)生老化，最終導(dǎo)致強力降低。在本試驗測試時，通過模擬太陽光，對安全帶進行加速老化。耐光測試條件按照表2對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，使用氙燈日曬老化儀，并預(yù)先設(shè)置好相關(guān)參數(shù)。為滿足后續(xù)強力測試夾頭距離要求，剪取長度大于150cm的織帶，折疊織帶使織帶光照部位的長度為（200±20）mm，并且確保光照位置在織帶正中間。由于所用光照時間是使藍(lán)色羊毛7級褪色至灰色樣卡4級所需的時間，因而需要將織帶與藍(lán)色羊毛一起放入箱體進行光照，且每隔一段時間開箱檢查藍(lán)色羊毛的灰卡等級。

當(dāng)耐光老化試驗完成后，將織帶置于表1規(guī)定的處理環(huán)境中進行調(diào)溫調(diào)濕，達到規(guī)定時間后取出，5 min內(nèi)進行斷裂強度測試。需要注意，光照后要求織帶強力保持率≥75%（耐光后強力與原始強力的比值）才可以進行后續(xù)強力測試。

2.2.2 鎖舌耐磨試驗

先將織帶置于表1規(guī)定的處理環(huán)境中進行調(diào)溫調(diào)濕平衡，達到規(guī)定時間后取出，5 min內(nèi)進行鎖舌耐磨試驗。在進行鎖舌耐磨試驗時應(yīng)按以下步驟進行：

（1）先啟動設(shè)備，安裝鎖舌。接通電源，待轉(zhuǎn)軸運行幾次，且無異常后，在其到達最高點時按停止鍵，以確認(rèn)砝碼運行到達的位置。隨后調(diào)節(jié)測試板位置，使其水平方向與轉(zhuǎn)軸最高點切線盡量在同一直線上，然后安裝鎖舌，鎖舌反面朝上。

（2）安裝織帶，設(shè)置程序。鎖舌耐磨（程序2）所需的織帶長度為3種程序耐磨試驗中最長的，織帶長度需要大于220 cm。若織帶長度不足，需要在轉(zhuǎn)軸安裝織帶的地方對織帶進行無破壞性的縫補，加長織帶。當(dāng)鎖舌耐磨試驗機裝配完成后，應(yīng)確認(rèn)各螺絲是否安裝到位，確認(rèn)無誤后調(diào)節(jié)具體參數(shù)，按表6和表7程序進行設(shè)置，隨后點擊啟動鍵進行試驗。

表5 浸水處理條件

表6 GB14166 5.4.1.6磨損程序

表7 ECE R448.2.5.2.6磨損程序

（3）取下織帶，卸下鎖舌。需要注意，在取下耐磨后的織帶過程中，先松開砝碼上的螺絲，后松開轉(zhuǎn)軸上的螺絲，兩邊織帶先放下，最后再把鎖舌拆卸下。

2.2.3 強力測試及分析

安全帶取下后應(yīng)立即進行強力測試。本文選取了成人織帶與兒童織帶的各6組測試數(shù)據(jù)匯總分析，且所取數(shù)據(jù)來源自3根或2根織帶所測數(shù)據(jù)的平均值，并已排除存在個別離散性較大的數(shù)據(jù)。依照GB 14166和ECE R44測試的鎖舌與耐光強力測試結(jié)果詳見表8和表9。

表8 GB 14166鎖舌與耐光后強力數(shù)據(jù)匯總

表9 ECE R44鎖舌與耐光后強力數(shù)據(jù)匯總

由表8和表9可知：國標(biāo)GB 14166和歐標(biāo)ECE R44兩個標(biāo)準(zhǔn)在耐水、耐高溫和耐低溫處理試驗的測試條件均相同，僅在織帶調(diào)濕調(diào)溫上存有較大的區(qū)別，這可能與所在地區(qū)環(huán)境的差異有關(guān)；由于GB 14166主要是針對成人安全帶制定的性能要求，而ECE R44主要針對兒童安全帶頒布的法規(guī)，在進行磨損處理試驗時，GB 14166的磨損程序設(shè)定的負(fù)載更大，磨損次數(shù)需求也更多，且成人織帶的初始強力也比兒童織帶要高，并隨寬度的變化而發(fā)生改變；按兩個標(biāo)準(zhǔn)要求測試，織帶經(jīng)耐光和鎖舌耐磨試驗后的強力均有所下降，且耐光后的強力保持率均低于鎖舌耐磨后的強力保持率，但強力保持率均≥75%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求；耐光后織帶的強力保持率較低，可能與安全帶自身的顏色、所用原材料及測試環(huán)境有關(guān)。但隨著兒童乘員安全法規(guī)的日益完善，人們對于乘車安全性和舒適性的要求與日俱增，安全帶的功能性開發(fā)必將成為可能。

3 結(jié)論

（1）依據(jù)織帶的強力指標(biāo)不能充分判斷織帶性能的優(yōu)劣。強力保持率是直觀地反映織帶經(jīng)過特殊條件處理后是否維持良好性能的重要參數(shù)。

（2）依據(jù)GB 14166和ECER 44方法標(biāo)準(zhǔn)試驗，所得耐光和鎖舌耐磨后的強力保持率均≥75%，均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，且耐光后的強力保持率均低于鎖舌耐磨后的強力保持率。

（3）為了賦予織帶更可靠的安全性，還需不斷改良織帶的加工工藝，或選取強力更好的纖維原料，使其在各方面都滿足安全與舒適性并存的需求，才能更好地為自己，也為下一代的行車安全保駕護航。