汽車(chē)安全帶布置及設(shè)計(jì)方法

何有增　孫俊杰　朱小嬌

摘 要：本文主要結(jié)合在上汽通用五菱的多年項(xiàng)目研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)某MPV車(chē)型的第一排，二排及三排的外側(cè)座椅的三點(diǎn)式安全帶進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，考慮其性能要求，確保安全帶與車(chē)身鈑金及座椅結(jié)構(gòu)匹配，計(jì)算出有效區(qū)域并進(jìn)行調(diào)整，得出滿足法規(guī)又滿足乘客舒適性的位置。下文詳細(xì)介紹安全帶約束系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，總體布置，再通過(guò)GB14167確定安全帶的布置滿足國(guó)標(biāo)要求。

關(guān)鍵詞：安全帶 有效固定點(diǎn) 法規(guī)

1 引言

汽車(chē)是人們?nèi)粘３鲂惺褂妙l率很高的交通工具。安全帶影響到行車(chē)安全性，它是汽車(chē)緊急制動(dòng)或碰撞時(shí)，防止或減輕乘員所受二次碰撞所造成傷害的結(jié)構(gòu)安全裝置，它的緩沖作用能吸收大量動(dòng)能，減輕駕乘成員的傷害程度。安全帶座位汽車(chē)約束系統(tǒng)的一部分，隨車(chē)現(xiàn)代生活品質(zhì)的提高，顧客對(duì)汽車(chē)安全性更為重視。安全帶的設(shè)計(jì)需要考慮法規(guī)，使用方便性以及與周邊零件的布置等。

本文通過(guò)結(jié)合某MPV整車(chē)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，詳細(xì)闡述了安全帶的結(jié)構(gòu)及布置設(shè)計(jì)。

2 安全帶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

中國(guó)：GB 14167-2013汽車(chē)安全帶安裝固定點(diǎn)、ISOFIX固定點(diǎn)系統(tǒng)及上拉帶固定點(diǎn)

3 安全帶布置及設(shè)計(jì)相關(guān)要求

3.1 安全帶系統(tǒng)的組成

該MPV車(chē)型的安全帶由上拉帶固定點(diǎn)、織帶、卷收器、非帶扣側(cè)下拉帶固定點(diǎn)（下固定端片）、帶扣組成。如下圖1所示。

3.2 安全帶系統(tǒng)的布置要求

3.2.1 卷收器本體

安全帶本體與側(cè)圍內(nèi)板安裝口邊緣的最小間隙≥5mm，與側(cè)圍外板的最小距離≥10mm；該卷收器為單點(diǎn)固定，限位機(jī)構(gòu)與側(cè)圍鈑金的間隙處于0～0.5mm之間。如下圖2所示。

3.2.2 導(dǎo)向環(huán)及下固定端片

導(dǎo)向環(huán)與側(cè)圍的最小距離≤5mm。下固定端片安裝在前地板旁側(cè)板上，該端片有裝飾蓋遮擋，下固定端片與側(cè)板距離≥7mm。如圖3所示。

3.2.3 帶扣

帶扣鎖頭與座椅坐墊海綿的距離1～6mm；高出最高/最低位置座椅的坐墊。帶扣的設(shè)計(jì)與水平面處于55°～70°之間；帶扣能在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不能與座椅塑料件干涉。如圖4所示。

3.2.4 帶扣

內(nèi)板織帶出口寬度4～6mm之間，長(zhǎng)度設(shè)計(jì)60～70mm之間。如圖5所示。

3.3 安全帶的法規(guī)設(shè)計(jì)

3.3.1 下固定點(diǎn)設(shè)計(jì)要求

安全帶下有效固定點(diǎn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于確定安全帶有效固定點(diǎn)的限制區(qū)間，且滿足L1、L2大于120mm的要求。

L1、L2之間的Y向距離不得小于350mm，后排中間乘坐位置，則上述距離不可小于240mm。L1點(diǎn)和L2點(diǎn)到座椅的縱向中心平面距離至少為120mm。如圖6所示。

在所有正常乘坐位置，根據(jù)座椅調(diào)節(jié)范圍，前后排下安全帶有效固定點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范需

符合下列要求：

（a）前排座椅安全帶下有效固定點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范，按下列要求：

固定點(diǎn)不隨著座椅移動(dòng)時(shí)，在前排座椅可移動(dòng)的所有位置范圍上，均要符合30°≤α1≤80°和45°≤α2≤80°的要求；至少有一個(gè)固定點(diǎn)隨座椅移動(dòng)時(shí)，在前排座椅可移動(dòng)的所有位置范圍上，均要符合該固定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的α1或α2為60°±10°的要求。見(jiàn)圖7所示。

（b）后排座椅安全帶下有效固定點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范，30°≤α1≤80°，30≤α2≤80°。如果座椅可調(diào)，則在所有座椅行程上，固定點(diǎn)均要符合以上要求，適用于第二排、第三排座椅安全帶下有效固定點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范。見(jiàn)圖8所示。

（c）前后排座椅安全帶下有效固定點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范示意圖，如圖9所示。

3.3.2 上固定點(diǎn)設(shè)計(jì)要求

確定距H點(diǎn)Y向140mm的截面的限制區(qū)域。以座椅R點(diǎn)為起點(diǎn)，沿著軀干線向上做一長(zhǎng)度為140mm的線段，此線段的終點(diǎn)為B點(diǎn)；沿著R點(diǎn)正上方做一長(zhǎng)度為450mm的線段，此線段的終點(diǎn)為C點(diǎn)；沿著軀干線向上做一長(zhǎng)度為675mm的線段，此線段的終點(diǎn)為D點(diǎn)；過(guò)B點(diǎn)做一與軀干線成120°角的直線，此直線為前限制線；過(guò)D點(diǎn)，前排做一與軀干線成65°角、后排做一與軀干線成60°角的直線，此直線為上限制線；過(guò)C點(diǎn)做一水平直線，此直線為下限制線；前限制線、上限制線、下限制線所圍成的區(qū)域即為此截面的限制區(qū)域，見(jiàn)圖10。

確定距H點(diǎn)Y向200mm的截面的限制區(qū)域。以R點(diǎn)為起點(diǎn)。沿著軀干線向上做一長(zhǎng)度為460mm的線段，此線段的終點(diǎn)為B點(diǎn)；沿R點(diǎn)正上方做一長(zhǎng)度為450的線段，此線段的終點(diǎn)為C點(diǎn)；沿軀干線向上做一長(zhǎng)度為675mm的線段，此線段的終點(diǎn)為D點(diǎn)；過(guò)B點(diǎn)做一與軀干線成120°角的直線，此直線為前限制線；過(guò)D點(diǎn)，前排做一與軀干線成65°角、后排做一與軀干線成60°角的直線，此直線為上限制線；過(guò)C點(diǎn)做一水平直線，此直線為下限制線；前限制線、上限制線、下限制線所圍成的區(qū)域即為此截面的限制區(qū)域，見(jiàn)圖11。

確定距H點(diǎn)Y向280mm的截面的限制區(qū)域。以R點(diǎn)為起點(diǎn)，沿著軀干線向上做一長(zhǎng)度為484mm的線段，此線段的終點(diǎn)為B1點(diǎn)，沿著軀干線向上做一長(zhǎng)度為540mm的線段，此線段的終點(diǎn)為B2點(diǎn)；沿著R點(diǎn)正上方做一長(zhǎng)度為500mm的線段，此線段的終點(diǎn)為C1點(diǎn)；沿著R點(diǎn)正上方做一長(zhǎng)度為450mm的線段，此線段的終點(diǎn)為C2；沿著軀干線向上做一長(zhǎng)度為819mm的線段，此線段的終點(diǎn)為D點(diǎn)；分別過(guò)B1、B2點(diǎn)做一與軀干線成120角的直線，這兩條直線分別為前限制線1、前限制線2；過(guò)D點(diǎn)，前排做一與軀干線成65°角、后排做一與軀干線成60°角的直線，此直線為上限制線；分別過(guò)C1、C2點(diǎn)做一水平直線，這兩條直線分別為下限制線1、下限制線2；前限制線1、上限制線、下限制線1所圍成的區(qū)域，以及前限制線2、上限制線、下限制線2所圍成的區(qū)域即為此截面的限制區(qū)域，見(jiàn)圖12。

確定距H點(diǎn)Y向300mm的截面的限制區(qū)域。以R點(diǎn)為起點(diǎn)，沿著軀干線向上做一長(zhǎng)度為500mm的線段，此線段的終點(diǎn)為B點(diǎn)；沿著R點(diǎn)正上方做一長(zhǎng)度為500mm的線段，此線段的終點(diǎn)為C點(diǎn)；沿著軀干線向上做一長(zhǎng)度為855mm的線段，此線段的終點(diǎn)為D點(diǎn)；過(guò)B點(diǎn)做一與軀干線成120°角的直線，此直線為前限制線；過(guò)D點(diǎn)，前排做一與軀干線成65°角、后排做一與軀干線成60°角的直線，此直線為上限制線；過(guò)C點(diǎn)做一水平直線，此直線為下限制線；前限制線、上限制線、下限制線所圍成的區(qū)域即為此截面的限制區(qū)域。如圖13所示。

分別連接點(diǎn)a和點(diǎn)b、點(diǎn)b和點(diǎn)c、點(diǎn)d和點(diǎn)e、點(diǎn)f和點(diǎn)g、點(diǎn)g和點(diǎn)h、點(diǎn)i和點(diǎn)j、點(diǎn)k和點(diǎn)l、點(diǎn)l和點(diǎn)m、點(diǎn)m和點(diǎn)n、點(diǎn)o和點(diǎn)p、點(diǎn)p和點(diǎn)q、點(diǎn)r和點(diǎn)s可得線框，將此線框生成體。由線框生成體后，裁去該體H點(diǎn)前方的區(qū)域，即可得到安全帶上有效固定點(diǎn)設(shè)計(jì)區(qū)域。見(jiàn)圖14。

4 結(jié)語(yǔ)

本文緊密結(jié)合多年的汽車(chē)行業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，闡述了某車(chē)型的安全帶的布置思路，安全帶機(jī)構(gòu)，固定點(diǎn)法規(guī)以及校核，并在新車(chē)型開(kāi)發(fā)過(guò)程中得到驗(yàn)證，具有較高的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]周喜格.三點(diǎn)式汽車(chē)安全帶布置形式及其有效固定點(diǎn)法規(guī)分析，時(shí)代汽車(chē)，2017，第012期.