基于整车布置的安全带舒适性分析

基于整车布置的安全带舒适性分析
摘要：安全带越来越受人们的欢迎，它已成为碰撞中保护乘员的最重要部件。

然而，我国安全带的佩戴率仍然不高，其主要原因是安全带佩戴不舒适。

本文具
体阐述了汽车安全带舒适性的研究。

关键词：安全带；舒适性；佩戴
1汽车安全带简介
1.1概述
汽车安全带是一种用于防止乘员碰撞的安全装置，在碰撞发生时避免乘员与
方向盘和仪表盘之间发生两次碰撞，或避免汽车在碰撞时冲出车外造成的死亡和
伤害。

汽车安全带又可称为座椅安全带，是一种乘客约束装置。

同时，汽车安全
带被公认为最便宜和最有效的安全装置。

1.2结构组成
1）织带。

它是一个宽约50mm和厚约1.2mm的带，由尼龙或聚酯合成纤维
编织而成。

根据不同的用途，通过织造和热处理获得所需的强度和伸长率。

它也
是吸收冲突能量的一部分，另外不同的国家对安全带有不同的要求。

2）卷收器。

它是根据乘客的座椅位置和外形调整座椅安全带长度的装置。

3）固定机构。

其
包括带扣、锁舌、固定销和固定座等，其中带扣和锁舌是座椅安全带的系紧和解
开装置。

把织带的一端固定在车体上，称之为固定板，车体固定端称之为固定座，固定用螺栓称之为固定螺栓。

另外，肩带销的位置对座椅安全带的方便性有很大
影响。

所以为了适应各种乘员，一般采用可调固定机构来调整肩部安全带的位置。

2安全带舒适性研究
2.1安全带锁舌和锁扣的接近性
乘客在应用安全带时，首先接触的零件是锁舌，其类型和在安全带收回情况
下的停留位置影响着锁舌的接近性。

北美洲的FMVSS208规定中，锁舌位置需在
座椅最前位置上的50百分位人体的手臂可接触到的区域。

该条例中规定了内、
外手臂模拟人的绳索定位和长度。

考虑到我国人体尺寸的差异，其位置应尽量靠
近乘客。

并且在规定中，还要求座椅和内饰板之间的间隙可让模拟臂块没有阻碍
地进出。

一般情况下，锁舌位置可放在车门扶手的高度，而且不能比车窗高。

2.2安全带拉出性能
安全带的拉出性能是指其拉出是否通畅或拉出力的大小。

对市场上一些热销
车后排座椅安全带的拉出性能进行了主观调查和实验研究，其结果表明，受访者
抱怨较多的是当安全带拔出400毫米和800毫米时。

当拉伸力小于400mm时小
于9N，800mm小于12N时，满意率会大于90%。

不同车型间的区别主要是由于
卷收器自身的拉出力、安全带的方向和系统的摩擦力，而减少张力的最有效方法
是减少系统的摩擦力。

2.3锁扣的接近性和插入力
锁舌需要插入锁扣内，所以锁扣同样要考虑接近性。

接近性好的锁扣需要有
一定刚性支撑和相对坐垫的合适角度，见图l。

这种锁扣在受力条件下不容易弯曲，在人插入锁舌时提供好的支撑，从而便于插入。

锁扣同样要留出与周边零件
足够的间隙，有较大锁舌导向角度的锁扣更容易插八，这种设计可以把导向角度
从传统的1O°以下提高到40°以上，见图2。

同时还要考虑锁扣的位置，这也影响
到乘坐时的舒适性，这一点在后面会详细解释。

锁扣的插八力在各国的标；隹和
法规中并没有规定，主要整车企业对锁舌插八锁扣的力般有5-25N的要求。

2.4锁扣的接近性和插入力
锁舌应插入锁扣内，因此锁扣也应考虑接近性。

同时，具有良好接近性的锁
扣应有一定的刚性支撑和适当的坐垫角度。

此种锁扣不容易在压力下弯曲，并在
插入时提供良好的支撑，进而易于插入。

锁扣还必须与周围零件保持足够的间隙，有更大的舌向锁定按钮更容易插入，这种设计将导向角度从以往的1O°以下提升
到40°以上。

另外，还应考虑其位置，它也会影响到乘坐舒适性。

2.5安全带经过人体的位置
对三点式安全带而言，织带通过人身体的位置取决于安全带固定点位置。

安
全带固定点的位置标准在各国的法律法规中都有规定，符合法规能提供一定的舒
适性，然而其区域较为宽泛。

在20世纪70年代至90年代，加拿大交通研究表明，安全带的不适当佩戴会造成身体损伤，进而开发了安全带佩戴检查装置。

佩
戴可通过BTD检查的安全带，可减少安全带引起的严重软组织和器官损伤的风险。

检查标准是安全带相对于锁骨、胸骨和腰部的接触和定位。

肩带的位置对身体的舒适性影响最重要，通常人们抱怨最多的为卡脖子。

但
肩带又不应远离颈部，这可能会导致肩部滑脱的安全风险。

如图1所示，其肩带
在颈部、锁骨和肩峰三角区域内具有良好的舒适性。

若与主观评价相结合，EBTD
软件还能对安全带位置舒适性的影响进行评价。

图1
经有关研究表明，上固定点在高度方向上的位置对舒适度有显著影响。

一般
来说，身材矮小的人常常抱怨佩戴安全带会卡脖子，其主要原因是由于上固定点
的位置在高度方向上较高。

要满足不同百分位数人的需求较困难，一般来说，当
考虑人体的50百分位时，应尽量向下安排固定点。

2.6安全带上的织带对人的压迫力
当乘客佩戴安全带时，因卷收器可收紧力通过织带在胸口产生压迫而导致不适。

虽然ECER16和CB14166规定了卷收器的最大卷绕力应小于7 N，但这并不可直接反映乘客感知的压缩力。

FMVSS208中规定了安全带对胸部的压缩力要求小
于3.1N，并给出了其详细的测量方法。

除卷收器的回收力外，上固定点的位置与座椅角度也会影响压缩力。

经客观
测量胸带压力和安全带的主观舒适度表明，前后、左右固定点的位置对胸部压力
有很大影响。

上固定点离人越近，压力越小，而中心位置在左右方向上最小，其
高度方向不受影响。

为降低乘客对胸部压迫的不满，座椅安全带供应商可根据卷收器卷簧系统的
设计要求切换回收力大小。

当乘客在佩戴安全带时，单个卷簧起作用，其回收力
较小。

当乘客在打开锁扣时，双卷簧开始工作，此时回收力大，从而确保锁舌织
带迅速回收。

能减少安全带力的几种产品如弹簧连接件、弹簧安全带等，可以在腰带上提
供一定程度的松动量，提升佩戴的舒适性。

然而却在碰撞中，增大了人的前移量，其安全性的使用需要全面考虑。

2.7锁扣对人的压迫
锁扣位置靠近人体髋关节会引起压力，并引起人们的抱怨。

ECER14、
GB14167和FMVSS209规定中要求两个下固定点之间的距离大于350mm。

一般来说，后座的中间座椅位置在座椅两侧较小，规定中也允许小于350mm，但需大于240mm，许多小型车通过固定点的交叉点满足其需求。

对于一个50百分位的人
而言，锁扣与人的中心距离应大于150mm，这样才不会引起人们的抱怨。

2.8安全带的恢复性能
缓慢恢复和快速恢复均会引起顾客的投诉。

缓慢恢复会导致锁舌留在人身上并引起抱怨。

当手用来帮助回收安全带时，它可能停留在门柱上，进而当门关闭时锁舌断裂。

而恢复速度太快，撞击板和复卷机会意外锁定。

对市场上一些热销车后排座椅安全带的拉力性能进行了主观调查和实验研究，其结果表明，100mm 座椅安全带的恢复力较小，且投诉次数较多；当恢复力为50mm＞0.5 N时，满意率将超过90%。

虽然法律规定了可恢复力在1.7 N之间，然而不同车型将选择不同的恢复区域。

同时，其走向和系统的摩擦力对恢复力有较大的影响。

结语：随着人们生活水平的提高和法律法规的完善，人们对乘坐舒适性和安全性的要求越来越高。

同时，安全带是保证车辆和乘员安全的重要设备，它能有效减少车辆碰撞时对乘客和车辆的伤害。

参考文献：
[1]CBl4167.汽车安全带固定点[S]．
[2]华伟.汽车安全带舒适性研究[J].汽车科技，2014.。