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1 引言
在汽车中设置安全带是一种安全性的必要装置,能够在汽车发生交通意外碰撞或是在行驶过程的急转中约束乘员尽可能保持原有的位置,不因大幅度移动而损伤,所以安全带成为了汽车必不可少的配备。对于三点式汽车安全带布置固定和校核,需要满足国家的相关法规,还要符合相应的装配性能要求,确保结构匹配,并给予驾驶员较高的舒适度。所以汽车安全带布置以及对有效固定点法规的分析非常重要。
2 三点式汽车安全带布置形式
根据三点式安全带安装固定点位置的不同,我们可以将三点式汽车安全带布置的形式分为两种。第一种是三点都布置在座椅上,这种布置方式确保安全带与车身不会有直接的连接,在乘车人员系好安全带以后,可以根据自身的舒适情况调整座椅位置,而这个过程能确保安全带佩戴的形态不发生改变。另外,这种布
置的形式也不会受到座椅滑轨行程的限制,只要保证设计的H 点位置与相关的法规相符,那么整个行程中都将满足相关要求与标准[1]。总之,这种布置形式对于座椅的骨架强度有着非常高的要求,要求骨架必须具备很强抗冲击能力,才能确保紧急事故中更好地对乘车人员起到保护的作用,所以在成本上也比较高,更多的会应用在较为豪华的跑车或轿车上[2]。第二种是一点布
三点式汽车安全带布置形式及其有效固定点法规分析
周喜格 王昆
上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007
摘 要: 本文结合笔者多年在上汽通用五菱汽车股份有限公司的工作实践经验,简单探讨三点式汽车安全带布置的形
式,从导向环、卷收器、织带以及插锁等多个方面对三点式汽车安全带布置方法进行阐述,再从上下固定点以及周边间隙等方面分析三点式安全带校核的方法,结合法规探讨改进方式。
关键词:三点式汽车安全带;布置形式;有效固定点;法规
置座椅,两点布置侧围上。这种安全带因为两点布置侧围的关系,确保了座椅在发生向前或向后的滑移
时,固定点与人体H 点有相对的位移量,所以有可能会滑到另外的位置,导致安全带有效固定超出了法规的区域,也会使得乘车人员出现不舒适的情况。另外,这种布置形式有一部分的强度被转移到了侧围上,那么在座椅骨架的强度要求就会相应减少,这能降低座椅开发以及试验工作的成本。这种布置的安全带更多的应用在中小型车上,当前使用非常广泛。
3 三点式汽车安全带的布置
3.1 布置条件
在进行布置前要输入相关的数据,包括R 点、B 柱钣金、座椅骨架、座椅滑轨轨迹线以及假人躯干线。
3.2 三点式安全带的布置
布置三点式安全带最主要的是确定安全带安装侧围钣金与座椅位置。
首先是卷收器的布置,需要遵循以下的原则:(1)以B 柱角度为准,确定卷收器安装的角度。(2)布置卷收器到B 柱下端位置,要求其中心线与B 柱中心线接近,结合B 柱的实际强度,保证卷收器两侧钣金不能太窄,另外还要充分考虑卷收器的安装空间,并确保其与钣金之间最小的间隙为5mm 。(3)制作卷收器中心点和中心线。其次是导向环的布置。如图1所示。
以两点制作织带中心示意线,其中一点
是锁舌和织带相交的中心点,另一点就是导向环有效固定点,此点作为参考,对导向环的位置进行调整,确保织带佩戴的位置与使用者的要求和舒适度相符。还要确认导向环所有的位置,包括安装位置、导向环使用位置、极限位置等,最终确认导向环有效固定点[3]。
再者是安全带插锁高度布置与织带长度的确认。比如儿童约束固定模块CRS 布置,如图2所示,要将GB1416602013的CRA 模型布置到前排右侧的座椅上,遵循两点原则:(1)CRS 后侧和座椅靠背干涉量控制在10mm ;(2)CRS 模块下侧和座椅坐垫干涉量为10mm 。随后要确定安全带插锁的高度,沿着CRS 布置好腰带,确保织带与CRS 完全贴合,从而确定安全带插锁具体的高度。(3)确认安全带织带的长度。沿着CRS 布置好肩带,确保织带与CRS 完全贴合,并测量处织
图1 导向环位置
安装位置
极限位置
使用位置
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带的具体长度值,增加100mm 的设计余量,这个量值是为安全带织带长度所预备设计[4]
。具体图分别见图3。
上述的方法与步骤,能够确定卷收器、插锁和导向环的具体安装位置,以及织带的长度,这些确定的位置及数据一旦确定,就完成了三点式汽车安全带布置的流程。
4 三点式汽车安全带有效固定点的法规分析
4.1 安全带固定点法规与试验简述在GB14167-2013中,针对三点式汽车安
全带配置、形式以及试验方法都做了如下的规定:(1)车内座椅采用的必须是三点式安全带,并且在同一个座椅中,其安全带固定的三个点都要经过试验确保安全;(2)安全带与座椅和人体模块,沿着平行车辆纵向中心平面和水平线必须保证向上10°±5°方向有固定点施加的(13500±200)N 的载荷;(3)如果安全带的固定点有一个或者是多个座椅,那么必须保证同时在座椅质心高度加上与座椅总成质量约20倍的水平前向载荷。上述的要求以下图4表示。
图4 安全带试验加载示意图
在进行试验时,要应用一辆合格的车身,切除车子的前舱部分,用以做加载的试验,通过前后悬架以及前门与后门的门槛将车身固定在地面上。保证固定的位置与被测安全
带的固定位置定点距离必须超过500mm ,而后方的距离必须超过300mm ,另外还要满足固定点与周围部件起到加强作用的法规要求。将座椅设计好并固定在车的身上,安全带也根据国际标准要求和螺栓的要求固定在车身的安全带安装位置上,在对其施加压力前先进行10%预加载,在4s 内加载到国际标准值,同时继续保持0.2s 。试验的过程中,条件允许下安全带固定点或是周围区域有塑性变形,比如产生了裂纹或部分断裂,但所有安全带固定点均要保证不失效。另外,对安全带固定点位于靠背座椅的情况还要求有效固定点前向位移的程度不会超过RC 平面。
4.2 安全带下部安装固定点位置校核法规要求
三点式汽车车辆前排座椅所有可以
正常移动的位置的非带扣一侧角度要在30°~80°的范围中,而带扣的一侧角度则要在45°~80°的范围内。其他的乘坐位置,前两者中必须有一个是恒定值,比如固定点在座椅上的,对应值则为60°±10°,如果是带有调节机构的一些可调座椅,如果靠背角在20°以内,那么上述前者的角度就可以比规定的最小值30°要低,但是,在任何正常使用的位置都不能低于20°。
针对一些关键尺寸的校对,可设置在同一安全带中两个下固定点,确保两个点与车辆纵向中心平面的垂直平面距离大于350mm 。针对三点式汽车车辆后排的乘客座位,如果中间座椅和其他座椅无法进行交换,那么上述中提到的距离则必须超过240mm ,而座椅纵向中心平面则在两个设置点之间,保持超过120mm 的距离。
在周边件间隙的校核中,安全带和周边部件间隙也有如下的法规要求,具体要求见下表1。
总之,针对三点式汽车安全带校核工作,除了要紧密联系相关的法规要求意外,还要充分考虑到对其进行安装与使用的便捷性,比如对生产现场电动使用空间以及固定方式要求操作简单方便等等。
5 结语
综上所述,本文紧密结合笔者多年的工作经验,对三点式汽车安全带布置形式进行
图3 CRS布置原则及安全带的布置
图2 CRS布置
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作者简介
周喜格: (1983—),女,硕士研究生,工程师,
现工作于上汽通用五菱汽车股份有限公
司,主要从事总布置方面的工作。
探讨,主要介绍其布置、固定点法规以及校核,
当前所应用的校核方式已经在上汽通用五菱
汽车上得到了验证,进一步证实这种应用方
法的可行性。尽管本文介绍的方法和形式不
多,但是三点式汽车的安全带布置步骤以及
校核方法在很多情况下都是相同的,且都需
符合相关的固定点法规,其他的布置形式三
点式安全带都可以借以参照,进而发挥本文
所提供的借鉴作用。
参考文献:
[1]徐从昌,方向东.基于安全带固定点新法
规的座椅结构布置与改进[J].汽车工程,
2017,39(2):138-144.
[2]曹奇,成艾国.汽车座椅安全带固定点强
度试验仿真模型改进[J].中国机械工程,
2012,23(14):1707-1708.
表1 安全带与周边部件间隙要求
汽车安全带[3]卢建志.汽车座椅结构的轻量化设计[J].机
械工程与自动化,2011,11(1):72-74.
[4]黄启海,牛彦雷.汽车前排三点式安全带
布置及校核方法的研究[J].研究与开发,
2014,18(10):48-49.
作者简介
普兴昌: (1989—),男,本科,甘肃张掖人,
现工作于上汽通用五菱汽车股份有限公
司重庆分公司,主要从事汽车内外饰质
量问题解决方面的工作。
序员工先拧紧前端定位孔螺栓,后工序员工
再拧紧后端过孔螺栓,但因同一条生产线,
这就导致装配该车型后排座椅螺栓时,前工
序员工先拧紧前端过孔螺栓,后工序员工再
拧紧定位孔螺栓时违反了定位原则,出现挡
孔问题。
5 针对各种类型挡孔问题的解决措施
从上面分析可以看出,前、中排座椅挡
孔问题是因座椅在设计开发阶段没有考虑定
位原理,座椅孔没有带定位特征,在座椅装
配时因无法按照定位基准和装配基准的要求
进行装配,产生的挡孔问题。
后排座椅虽然在设计开发阶段考虑了定
位原理,但是却没有考虑同平台车型选择基
准时要统一的原则,这样在实际生产中,因
生产工艺已稳定,基准不统一,操作人员也
很难按照装配基准的要求进行装配。
针对前、中排座椅挡孔问题的解决措施
是更改座椅孔位,增加定位基准孔,由原来
的无定位孔变更为前端基准孔和长孔,同时
生产线培训员工按照先预紧再打紧的装配顺
序进行装配。后排座椅挡孔问题的解决措施
是调整定位孔位置,按照基准统一原则,将
定位孔调整到前端,拧紧座椅螺栓时按照定
位原理的正确装配顺序进行装配。
6 结语
通过上述措施的制定,对该车型座椅挡
孔问题进行跟踪验证一个月,确认生产线已
无座椅挡孔问题。
同时通过利用定位原理对该车型座椅挡
孔问题的分析处理,积累了一定的经验,在
新车型设计阶段,对于多螺栓孔紧固的零件
需要充分考虑定位原理和基准统一,零件孔
要有定为特征,避免出现本文因不符合定位
原理和基准不统一造成的各类挡孔问题。
(上接第84页)
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