王 健， 朱廣棟， 鄧勝強(qiáng)， 王小朋

(山東通盛汽車科技有限公司，山東 聊城 252000)

根據(jù)GB 7258—2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》要求，我國(guó)凡是從事客運(yùn)經(jīng)營(yíng)的客車應(yīng)全部配置和使用汽車安全帶。良好的座椅安全帶應(yīng)具備使用輕便、佩戴舒適、織帶回位順暢等特性，但目前多數(shù)座椅安全帶普遍存在織帶抽拉力大，佩戴有束縛感，織帶易自鎖、回收不順暢等問題。可見，設(shè)計(jì)一款能有效解決織帶抽拉力大、易自鎖問題的安全帶很有必要。

1 安全帶類型及安裝方式

目前，行業(yè)內(nèi)兩點(diǎn)式安全帶按照卷收器形式一般分為自鎖式和緊急鎖止式兩類。其使用特點(diǎn)如下：

1) 自鎖式卷收器。可根據(jù)所需長(zhǎng)度自由拉出織帶，在帶扣扣緊時(shí)，可根據(jù)佩戴者的體型自動(dòng)調(diào)整織帶長(zhǎng)度，佩戴者如果不有意解鎖，織帶不能進(jìn)一步拉出。此類型安全帶因限制佩戴者活動(dòng)自由而易讓佩戴者誤以為卷收器損壞，且隨著佩戴者活動(dòng)，織帶進(jìn)一步鎖緊，影響佩戴的舒適性。

2) 緊急鎖止式卷收器。這種卷收器有長(zhǎng)度調(diào)節(jié)原件，可根據(jù)佩戴者的體型自動(dòng)調(diào)整織帶長(zhǎng)度。在正常行駛情況下，不限制安全帶佩戴者活動(dòng)自由，佩戴者如果不有意解鎖，織帶也可進(jìn)一步拉出，有良好的佩戴舒適性。

座椅安全帶卷收器目前主要有水平放置和豎直放置兩種安裝方式，其裝配特點(diǎn)如下：

1) 水平放置安裝方式。如圖1(a)所示，將每個(gè)座椅的安全帶卷收器水平放置在對(duì)應(yīng)座椅底架卷收器固定板上，導(dǎo)向套及織節(jié)出口為水平方向。裝配時(shí)先將卷收器與底架用螺栓固定，然后將安全帶織帶與導(dǎo)向套再向上翻轉(zhuǎn)約90°，并使鎖舌露出座墊上方。雙人椅座墊之間只有5～10 mm間隙，通過座墊就能限制導(dǎo)向套的位移。該安裝方式的特點(diǎn)：座椅底部無突出物，節(jié)省座椅底部空間；卷收器不易受外力磕碰而損壞；織帶與座墊、角鐵、織帶出口等多處摩擦，織帶抽拉力大；織帶與導(dǎo)向套需折彎約90°安裝，導(dǎo)向套易損壞；由于佩戴時(shí)安全帶織帶的抽拉方向與導(dǎo)向套的方向不一致，織帶易出現(xiàn)打折現(xiàn)象，且不易調(diào)整抽拉角度。

2) 豎直放置安裝方式。如圖1(b)所示，將每個(gè)座椅的安全帶卷收器逆時(shí)針向上旋轉(zhuǎn)90°豎直安裝在座椅底架卷收器固定板上，導(dǎo)向套及織節(jié)出口為垂直向上方向。如果是雙人座椅，兩卷收器共用一個(gè)固定板。單螺栓固定，鎖舌與導(dǎo)向套豎直向上。該安裝方式的特點(diǎn)：安裝方便；織帶在佩戴過程中與卷收器織帶出口方向一致，無與之產(chǎn)生摩擦的部件，抽拉阻力??；導(dǎo)向套無彎折，使用壽命長(zhǎng)；同樣由于佩戴安全帶織帶時(shí)的抽拉方向與導(dǎo)向套的方向不一致，織帶易出現(xiàn)打折現(xiàn)象,但易調(diào)整抽拉角度。

(a) 卷收器水平放置安裝方式

2 改進(jìn)措施與效果

2.1 改進(jìn)措施

自鎖式卷收器較緊急鎖止式佩戴舒適性差，且因功能限制不易通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)達(dá)到緊急鎖止式同等舒適水平；水平安裝與豎直安裝目前均存在抽拉力大、易自鎖的問題，且水平安裝受結(jié)構(gòu)限制，抽拉力大與自鎖的問題不易解決，改進(jìn)成本高。綜合考慮安全帶的使用要求，本文提出設(shè)計(jì)客車座椅安全帶時(shí)優(yōu)先采用緊急鎖止式卷收器及豎直安裝方式。針對(duì)目前這種結(jié)構(gòu)狀態(tài)存在的問題，提出以下改進(jìn)措施：

1) 針對(duì)安全帶抽拉力大的問題，減小安全帶的卷收力，由7 N減小到4.5 N，既減小了抽拉力，又能保證織帶的正?；厥铡?/p>

2) 針對(duì)織帶回收時(shí)易打折、抽拉不順暢的問題，織帶導(dǎo)向套出口有兩種改進(jìn)方案，如圖2(b)和(c)所示。改進(jìn)方案1以增加加強(qiáng)筋方式減小出口尺寸，雖可避免織帶易打折的問題，仍不能完全杜絕，還是有個(gè)別織帶出現(xiàn)打折的情況。改進(jìn)方案2整體減小出口尺寸，則完全避免了織帶打折的現(xiàn)象。

(a)原狀態(tài) (b) 方案1 (c) 方案2

3) 針對(duì)織帶抽拉角度與導(dǎo)向套安裝角度不一致的問題，將織帶導(dǎo)向套在原豎直狀態(tài)下向前轉(zhuǎn)動(dòng)10°，如圖3(a)所示，使其與安全帶佩戴時(shí)織帶的抽拉角度基本保持一致。為方便卷收器的定位安裝，在卷收器固定板上增加定位軸，并在卷收器支架上增加安裝該定位軸的定位孔，如圖3(b)所示。

(a) 角度優(yōu)化

4) 針對(duì)卷收器易自鎖的問題，在導(dǎo)向套端部織帶處增加“緩沖折”的結(jié)構(gòu)，如圖4所示。乘客解鎖帶扣后織帶快速回收，當(dāng)帶扣與導(dǎo)向套接觸時(shí)的織帶加速度值大于0.8時(shí)，織帶自鎖。通過“緩沖折”的壓縮變形，達(dá)到降低織帶感應(yīng)減速度的目的，從而避免卷收器發(fā)生自鎖現(xiàn)象。

(a) 無緩沖折

2.2 改進(jìn)效果

采取以上改進(jìn)措施，選用卷收力為4.5 N的緊急鎖止式安全帶，導(dǎo)向套有效出口寬度為3 mm，導(dǎo)向套端部織帶處增加“緩沖折”，兩卷收器限位孔安裝在定位軸上，使織帶的出口角度較豎直狀態(tài)向前轉(zhuǎn)動(dòng)10°，用螺栓將兩卷收器固定牢固。

對(duì)水平安裝、改進(jìn)前豎直安裝與改進(jìn)后豎直安裝方式的卷收力、抽拉力進(jìn)行測(cè)試，其對(duì)比值見表1。

表1 改進(jìn)前后的卷收力與抽拉力參數(shù)對(duì)比 N

由表1可知，改進(jìn)后的卷收力和抽拉力有了明顯下降，驗(yàn)證過程中織帶抽拉輕便，無卡滯現(xiàn)象，回收順暢，無自鎖現(xiàn)象。

對(duì)水平安裝、改進(jìn)前豎直安裝與改進(jìn)后豎直安裝方式的主觀佩戴舒適性進(jìn)行測(cè)試，其舒適性分值(滿分10分)對(duì)比值見表2。

表2 改進(jìn)前后的主觀舒適性分值對(duì)比

由表2可知，改進(jìn)后的安全帶佩戴舒適性有明顯提升。

3 結(jié)束語

通過實(shí)踐證明，該兩點(diǎn)式卷收安全帶豎直安裝的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案不僅通用性好，工藝優(yōu)化費(fèi)用低，有效解決了安全帶織帶抽拉力大、易打折、自鎖的問題，而且提升了安全帶佩戴的舒適性。