汽车研发：汽车安全带设计解读

很多老司机看到下面这样漂亮又性感的小姐姐都比较激动，开车的时候都忘了看路，话说安全第一哟！说到安全呀，安全对对于汽车来说是十分重要的！

今天带你一起来看看安全带设计解读

一定义

安全带是具有织带、带扣、调节件以及将其固定在车内的附件，用于在车辆骤然减速或撞车时通过限制佩戴者身体的运动以减轻其伤害程度的总成，该总成一般称为安全带总成，它包括吸能或卷收织带的装置。

二安全带的基本结构和功能

对于开发来说，基本机构和功能很重要，下面来仔细看一下！

1安全带的基本结构

轿车安全带一般由织带、安装固定件和卷收器等部件组成，具体结构见下图（三点紧急锁止式）。

2各结构主要功能

1）织带

织带是构成安全带的主体，多用尼龙、聚脂、维尼纶等合成纤维原丝纺编织层宽约50毫米，厚约1.5毫米的带子。织带应保证作用在佩带者身体上的压力沿其全部宽度尽可能均匀分布，而且在负荷下不发生扭曲。织带的主要性能指标有抗拉强度、伸长率、能量吸收性、宽度、厚度、耐磨性、耐高温性、耐低温性、抗水性、耐磨色劳度、耐水色劳度、耐光色劳度、横向刚度、纵向刚度、燃烧性、气味性等。织带的抗拉强度要求如下表所示。

织带的宽度在拉伸载荷为9810N的拉力时，织带宽度不小于46mm。织带伸长率在拉伸载荷达到196N状态下，在式样中间部位向两端各100mm处标明初始点，测定拉伸载荷为11100N时两端点之间的距离。伸长率不得大于下表要求。

2）安装固定件

安装固定件是与车体或座椅构件相连接的耳片、插件和螺栓等，它们的安装位置和牢固性，直接影响到安全带的保护效果和乘员的舒适感。特别注意的是，与织带直接接触的金属件应当经过适当的工艺处理消除锐边，可在锐边喷涂塑料，也可增加金属或塑料制的保护垫。

3）卷收器

织带卷收机构一般由卷带筒和卷簧组件组成。卷带筒是用于收卷和储存织带的零件。它可以由金属冲压件组合而成，也可用铝合金压铸件。还有仅用于收卷作用的注塑件卷带筒。为了使卷带筒在卷绕织带时均衡，其中心缠绕织带的部分截面最好设计成螺旋曲线，其截面螺旋曲线的螺距应等于或略大于缠绕织带的厚度。

4）导向件

导向件是用来改变织带方向的零件，便于安全带卷收器的布置，使安全带能紧贴乘员身体，有效地约束乘员身体运动，提高乘员佩带安全带的舒适性。但由于织带在通过导向件时弯曲变形并产生滑动阻力，要求导向件表面光滑、摩擦系数小、圆弧面曲率适中、减小织带在滑动时的变形和阻力。

导向件的织带滑动表面通常有光滑的镀铬表面、包涂尼龙层表面、镶嵌式光滑金属环表面及包塑成型表面等。由于镶嵌金属环和包塑成型的导向件与织带接触的圆弧面大，因此织带拉出和回卷时阻力小。但在制造包塑成型的表面时，应使合模棱角处平滑，有时合模分型面处设计成凹陷状，以减小织带拉动时的阻力，避免拉毛织带。

5）锁扣

锁扣是既能把乘员约束在安全带内，又能快速释放的连接装置。

按按钮位置可分为两种：一是侧按式，二是顶按式。

侧按式结构简单，但因按钮在锁体的外侧，易于接触异物而造成误开锁，一般开启力较大。

顶按式结构复杂，但强度较高，其开启性能稳定，而且在锁体内易于安装安全开关或警告灯开关，强制驾驶员使用安全带，若驾驶员不使用安全带，则车辆无法启动或警告灯告警。按连接方式可分为两种：刚性连接式和柔性连接式。柔性连接式又分为钢丝杆连接式和柔性织带连接式。

刚性型锁扣：一般用于前座椅带扣。有时为了保护座椅，在与座椅面料接触处贴上保护塑料垫，或在刚性支架外面包塑料管或热塑管。

钢丝型锁扣：钢丝外套塑料管或热塑管，一般用于后座连接较短的锁扣。

织带型锁扣：一般用于后座的锁扣，当连接部分搁在座垫上不使用时，也便于将锁头移至合适的地方。由于带扣锁系统在动态碰撞时，受力非常大，因此当柔性织带与任何金属体连接时，要避免与金属锐边接触，可在锐边喷涂塑料，也可增加金属或塑料制的保护垫。

锁舌分类及特点

锁舌可分为两类：平板型锁舌和折湾型锁舌。平板型锁舌在闭锁时锁扣受力情况较好，在受力时不产生侧向力矩，且制造简单。折湾型锁舌在闭锁时按钮处空间增大，因此在快速解脱时操作方便。

锁扣的设计应能排除任何不正确使用的可能性，例如后排中主座与边坐安全带锁舌应能防止误插，同时要特别保证锁扣不能处于部分啮合的位置，因此在带扣闭锁或打开的过程中感觉必须明确。锁扣与佩带者身体接触的区域其接触面积应不小于20cm2，宽度不小于46mm，以保证发生事故时不伤害乘客。在锁头按钮设计时，对于包围式锁扣按钮，其外露表面面积不小于4.5cm2，宽度不小于15mm；对于非包围式锁扣按钮，其外露面积不小于2.5cm2，宽度不小于10mm。按钮的表面应为红色，以示醒目警示。

带扣体、锁止部件、锁舌等受力部件一般都采用高强度钢板，不能使用脆性材料，热处理后的金相组织是强度高、韧性大的金相组织；外罩及按钮多采用热塑性树脂，如ABS塑料、聚丙烯等；内部功能部件多用聚甲醛等。

3安全带的配置定义和结构选择

1）产品的配置定义

依据有关规定，针对不同车型和座椅在整车中的位置，选择相应的安全带。

在新车型开发的时候，对竞争车型进行分析，结合车子的价位和销售对象，以及销售区域合理的确定产品的配置和产品定义。

2）安全带的结构选择

尽量在现有的产品结构中选择需要的产品。比如：卷收器、锁舌、锁扣、导向件、高度调节器、紧固件（螺栓、螺母、螺钉、调整滚子）。其他紧固件用垫圈、螺钉等尽量采用标准件。特别注意的是，同一个零件布置不同的供应商时一定要保证产品的互换性。

3）安装固定点螺孔尺寸

按照GB14167-93的要求：安装固定点螺孔尺寸为7/16″-20UNF2A或2B。一般情况：螺栓7/16″-20UNF2A8.8级，螺母7/16″-20UNF2B8级要求螺栓和螺母的头部能用17方的套筒或扳手紧固。

注：按美国ANSIB1.1-1982《统一螺纹》标准规定，该尺寸表示螺纹规格为7/16英寸，细牙，每英寸内20牙，2A或2B级精度。

4开发周期

设计周期：1~3个月

手工样件：15天

工装样件：3个月

与安全气囊的匹配试验：3~5个月

5产品成本

一套普通安全带（5个安全带总成）350元左右，两根限力式安全带总成约200元左右，两根预张紧安全带总成大约450元左右。

6加工工艺

主要是产品组装。关键件（卷收器、插锁）采用进口件。连接件、导向件、固定片等金属件采用冲压成型。特别注意的是，与织带直接接触的金属件应当经过适当的工艺处理消除锐边，可采用精冲工艺，也可在锐边喷涂塑料以及增加金属或塑料制的保护垫等。护盖等装饰件（塑料件）采用注塑成型。螺栓采用冷镦、滚压和锉丝成型。

7产品的3C认证

产品用于新车型，安全带需要做3C认证，需要安全带供应商提供在国家检测中心做的符合GB14166和GB8410的试验报告原件，以及相关的3C认证证书的副本复印件及包含该产品的清单。主机厂需要提供所有安全带固定点的三维数据，主机厂需要按GB14167做白车身的强度试验。座椅厂需要按照GB14167做座椅的强度试验（若安全带有固定点在座椅上），主机厂提供安全带总成给座椅厂进行相关的试验。

8安全带开发中需要注意的问题

1）安全带设计时应满足不同市场的法规要求

2）安全带装配及布置应注意的问题

固定点包括高度调节器固定点、安全带上下固定点、锁扣固定点和卷收器固定点。

A. 凸焊螺母尺寸规格为7/16″，钣金孔径应在φ12.5mm~φ13mm之间；

B. 螺栓尺寸规格为7/16″，调整滚子内径应在φ12mm~φ12.5mm之间，调整滚子外径在φ18.5mm~φ19mm之间，护板孔径φ21mm~φ22mm之间，螺栓台阶直径应在φ12.5mm~φ13mm之间；

C. 导向环孔径应在φ13mm~φ13.5mm之间；

D. 在螺栓打紧的情况下，调整滚子应高出立柱护板1.5mm~2mm，螺栓台阶长度应大于导向环端片厚度2mm~3mm，以保证导向环不与立柱护板干涉。

高度调节器装配空间

A. 高度调节器与立柱护板间隙≥5mm；

B. 高度调节器与钣金间隙≥3mm。

导向环

A. 导向环纵向与护板间隙在2mm~4mm之间；

B. 导向环横向与护板间隙在2mm~4mm之间。

导向环包角

导向环包角应能保证安全带在导向环内不被卡死，最小半径应不小1.3mm。

织带与护板、座椅间隙

A. 织带不与立柱上下护板干涉，间隙应在2mm~5mm之间；

B. 织带与座椅不干涉，间隙应大于10mm。

导向片

A. 导向片固定螺钉直径应小于导向件孔径，导向片有一孔应为腰形孔，便于安装；

B. 导向片固定螺钉一般应采用Q2714816，钣金孔径为3.2mm。

锁扣与座椅之间应该保持间隙≥5mm。

卷收器限位装置

钣金上应有限位爪与卷收器上限位孔配合，这样可以保证安全带的工作角度。

A. 卷收器在水平剖切面上与外钣金最小距离大于10mm，保证装配空间；

B. 卷收器在水平剖切面上与内钣金最小距离大于10mm，保证装配空间；

C. 卷收器在水平剖切面上与D柱下护板间隙大于10mm；

D. 卷收器在横向剖切面上与内钣金距离大于10mm，保证装配空间；

E. 卷收器横在向剖切面上与外钣金距离大于5mm，保证装配空间；

F. 如果受结构限制，卷收器与周边部件间隙可以小于10mm，但应大于5mm。

卷收器安装角度

A. 卷收器安装平面与XY面之间测量的夹角为Z→Y角；

B. 卷收器安装平面与ZY面之间测量的夹角为X→Y角；

C. 卷收器侧面与XY面之间测量的夹角为Z→X角；

D. 卷收器布置时应该尽量保证Z→Y角为90°，Z→X角、X→Y角可以为任意角度。

安全带很重要，不仅要好开发，而且开车的时候，也一定要带好，这是对自己和家人负责哟！

写在最后
我用持续不断的

努力写作与分享

希望换来你

持续不断的成长

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就是对我的肯定与支持

十分感谢

！！！

来源：汽车人联盟