客車座椅安全帶安裝結構的改進設計

王 健， 朱廣棟， 鄧勝強， 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《機動車運行安全技術條件》要求，我國凡是從事客運經(jīng)營的客車應全部配置和使用汽車安全帶。良好的座椅安全帶應具備使用輕便、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，設計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。其使用特點如下：

1) 自鎖式卷收器?？筛鶕?jù)所需長度自由拉出織帶，在帶扣扣緊時，可根據(jù)佩戴者的體型自動調(diào)整織帶長度，佩戴者如果不有意解鎖，織帶不能進一步拉出。此類型安全帶因限制佩戴者活動自由而易讓佩戴者誤以為卷收器損壞，且隨著佩戴者活動，織帶進一步鎖緊，影響佩戴的舒適性。

2) 緊急鎖止式卷收器。這種卷收器有長度調(diào)節(jié)原件，可根據(jù)佩戴者的體型自動調(diào)整織帶長度。在正常行駛情況下，不限制安全帶佩戴者活動自由，佩戴者如果不有意解鎖，織帶也可進一步拉出，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，其裝配特點如下：

1) 水平放置安裝方式。如圖1(a)所示，將每個座椅的安全帶卷收器水平放置在對應座椅底架卷收器固定板上，導向套及織節(jié)出口為水平方向。裝配時先將卷收器與底架用螺栓固定，然后將安全帶織帶與導向套再向上翻轉約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向套的位移。該安裝方式的特點：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；織帶與導向套需折彎約90°安裝，導向套易損壞；由于佩戴時安全帶織帶的抽拉方向與導向套的方向不一致，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，將每個座椅的安全帶卷收器逆時針向上旋轉90°豎直安裝在座椅底架卷收器固定板上，導向套及織節(jié)出口為垂直向上方向。如果是雙人座椅，兩卷收器共用一個固定板。單螺栓固定，鎖舌與導向套豎直向上。該安裝方式的特點：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??；導向套無彎折，使用壽命長；同樣由于佩戴安全帶織帶時的抽拉方向與導向套的方向不一致，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 改進措施與效果

2.1 改進措施

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構改進達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，且水平安裝受結構限制，抽拉力大與自鎖的問題不易解決，改進成本高。綜合考慮安全帶的使用要求，本文提出設計客車座椅安全帶時優(yōu)先采用緊急鎖止式卷收器及豎直安裝方式。針對目前這種結構狀態(tài)存在的問題，提出以下改進措施：

1) 針對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?。

2) 針對織帶回收時易打折、抽拉不順暢的問題，織帶導向套出口有兩種改進方案，如圖2(b)和(c)所示。改進方案1以增加加強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，還是有個別織帶出現(xiàn)打折的情況。改進方案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) 針對織帶抽拉角度與導向套安裝角度不一致的問題，將織帶導向套在原豎直狀態(tài)下向前轉動10°，如圖3(a)所示，使其與安全帶佩戴時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) 針對卷收器易自鎖的問題，在導向套端部織帶處增加“緩沖折”的結構，如圖4所示。乘客解鎖帶扣后織帶快速回收，當帶扣與導向套接觸時的織帶加速度值大于0.8時，織帶自鎖。通過“緩沖折”的壓縮變形，達到降低織帶感應減速度的目的，從而避免卷收器發(fā)生自鎖現(xiàn)象。

(a) 無緩沖折

2.2 改進效果

采取以上改進措施，選用卷收力為4.5 N的緊急鎖止式安全帶，導向套有效出口寬度為3 mm，導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)向前轉動10°，用螺栓將兩卷收器固定牢固。

對水平安裝、改進前豎直安裝與改進后豎直安裝方式的卷收力、抽拉力進行測試，其對比值見表1。

表1 改進前后的卷收力與抽拉力參數(shù)對比 N

由表1可知，改進后的卷收力和抽拉力有了明顯下降，驗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。

對水平安裝、改進前豎直安裝與改進后豎直安裝方式的主觀佩戴舒適性進行測試，其舒適性分值(滿分10分)對比值見表2。

表2 改進前后的主觀舒適性分值對比

由表2可知，改進后的安全帶佩戴舒適性有明顯提升。

3 結束語

通過實踐證明，該兩點式卷收安全帶豎直安裝的結構改進方案不僅通用性好，工藝優(yōu)化費用低，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。