佟炳勇， 陳恒林

(濰柴動(dòng)力股份有限公司 上海研發(fā)中心客車所, 上海 201114)

安全是汽車設(shè)計(jì)關(guān)注的首要問題，安全帶是汽車發(fā)生碰撞時(shí)最重要的保護(hù)裝置[1]，在汽車被動(dòng)安全方面，安全帶是首選[2]。我國(guó)已明確規(guī)定了營(yíng)運(yùn)客車上三點(diǎn)式安全帶的使用部位和要求[3-4]。某輕型客車將三點(diǎn)式安全帶作為全車乘員座的標(biāo)準(zhǔn)配置，但在布置過程中遇到一些問題。通過對(duì)問題的解決，本文總結(jié)了輕型客車乘員座三點(diǎn)式安全帶布置的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)。

1 某輕型客車布置方案

1.1 常用三點(diǎn)式安全帶布置

輕型客車中三點(diǎn)式安全帶常見的布置方式見表1和圖1。

表1 固定點(diǎn)及卷收器位置說明

1) 圖1a方式，安全帶上下固定點(diǎn)和卷收器在車身側(cè)圍上有相應(yīng)的固定點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：布置簡(jiǎn)單，工作狀態(tài)穩(wěn)定，占用空間小。缺點(diǎn)：受側(cè)圍上的安裝點(diǎn)影響，對(duì)車身依賴較大。

2) 圖1b方式與a方式相近，將a方式的上下固定點(diǎn)移至座椅上。優(yōu)點(diǎn)：安全帶布置在座椅上，便于座椅的排布。缺點(diǎn)：對(duì)座椅骨架強(qiáng)度要求高，卷收器的布置、織帶走向等受限制較多。

3) 圖1c方式，將卷收器布置在座椅靠背上部，下固定點(diǎn)固定在座椅上。優(yōu)點(diǎn)：安全帶全部布置在座椅上，操縱方便并便于座椅的排布。缺點(diǎn)：對(duì)座椅骨架強(qiáng)度要求高，卷收器布置受限制。對(duì)座椅造型有影響。

4) 圖1d方式與c方式近似，卷收器布置在座椅靠背后下部，織帶自座椅后方穿過座椅靠背從正面引出。優(yōu)點(diǎn)：便于座椅的布置，靠背的調(diào)節(jié)對(duì)安全帶使用影響小，卷收器布置方便。缺點(diǎn)：對(duì)座椅骨架要求高，織帶走向轉(zhuǎn)折較多，靠背的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

1.2 輕型客車安全帶的布置

某輕型客車長(zhǎng)7.085 m，座位數(shù)10～19個(gè)。借用已有成品的乘員座椅進(jìn)行三點(diǎn)式安全帶布置。要求控制成本，滿足整車法規(guī)要求和使用要求。

1) 方案選擇。輕型客車的同一款車身會(huì)配置不同的座位數(shù)，很難將座椅的位置恰好地布置在車身立柱附近；因側(cè)窗的面積較大，考慮整車內(nèi)部的美觀性和實(shí)用性，不宜將上固定點(diǎn)放在側(cè)圍上較高的地方，所以將三點(diǎn)式安全帶布置在座椅上是首選方案。該車型的布置要求座椅借用現(xiàn)有部件，應(yīng)盡量減少座椅變動(dòng)，所以b方式為優(yōu)選。

2) 方案設(shè)計(jì)及驗(yàn)證。按GB 14167—2013的要求，對(duì)安全帶的固定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算、選取[5]。輕型客車的乘員座椅按乘坐人數(shù)分為單人座、雙人座、三人座和四人座，要考慮不同座椅上安全帶布置結(jié)構(gòu)的通用性。經(jīng)反復(fù)討論評(píng)審，形成了如圖2所示的三點(diǎn)式安全帶布置結(jié)構(gòu)。通過CAE分析，對(duì)座椅模態(tài)、固定點(diǎn)強(qiáng)度、座椅骨架強(qiáng)度等進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。解決了安全帶使用拉力過大、安全帶使用后織帶不收回、乘員座調(diào)節(jié)過程中安全帶上固定點(diǎn)與內(nèi)飾干涉等問題，最終使得安全帶的布置滿足法規(guī)和使用要求。

圖2 某輕型客車三點(diǎn)式安全帶布置示意圖

2 注意事項(xiàng)

座椅扶手、座椅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、靠背造型、座墊造型都有可能影響安全帶的使用，布置過程中應(yīng)加以注意。特殊位置的座椅受輪包、立柱、行李艙等結(jié)構(gòu)的影響，為保證結(jié)構(gòu)通用性，需校核其使用的可行性。通過解決設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程中出現(xiàn)的問題，并與表1中不同布置方式進(jìn)行對(duì)比，輕型客車乘員座三點(diǎn)式安全帶布置的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)如下：

1) 安全帶固定點(diǎn)布置在座椅上對(duì)座椅骨架的強(qiáng)度要求高[6]。座椅骨架強(qiáng)度及座椅固定點(diǎn)強(qiáng)度、安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度等需經(jīng)CAE分析和試驗(yàn)驗(yàn)證。應(yīng)滿足國(guó)標(biāo)GB 15083—2006[7]和GB 13057—2014[8]的規(guī)定。

2) 安全帶上固定點(diǎn)的選取應(yīng)滿足法規(guī)要求[5]，同時(shí)應(yīng)兼顧使用舒適性。要滿足不同身高的人佩戴舒服，使用中不能從肩部滑脫，更不能勒住乘員的脖子[9]。通常上固定點(diǎn)在滿足位置要求的前提下會(huì)選擇較低位置[10-11]，需綜合考慮其織帶長(zhǎng)度、座椅骨架強(qiáng)度的影響。

3) 經(jīng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)織帶使用時(shí)拉力在15～25 N較為合適[12-14]。在不使用的狀態(tài)下，解鎖安全帶鎖扣，織帶能自動(dòng)被卷收器回收[15]。

4) 安全帶上固定點(diǎn)與織帶配合常用環(huán)狀結(jié)構(gòu)作為連接部件。為減少織帶使用阻力可增加活動(dòng)軸套，但應(yīng)注意軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)不能卷夾織帶如圖3所示。

5) 織帶的轉(zhuǎn)折、走向變化會(huì)影響織帶使用拉力。織帶在安全帶上固定點(diǎn)變換方向時(shí)注意進(jìn)出的走向，避免出現(xiàn)支叉和疊加現(xiàn)象，如圖4所示。

圖3 上固定點(diǎn) 圖4 織帶走向

6) 織帶與座椅靠背、座墊的干涉或摩擦影響安全帶使用拉力。必要時(shí)可將安全帶上固定點(diǎn)向座椅外側(cè)調(diào)節(jié)；對(duì)座墊進(jìn)行切割避讓；對(duì)織帶增加導(dǎo)向護(hù)套[16]。

7) 座椅靠背上部造型影響安全帶上固定點(diǎn)布置。需注意座椅調(diào)節(jié)時(shí)安全帶上固定點(diǎn)是否會(huì)與立柱飾板或另一安全帶上固定點(diǎn)干涉。

8) 安全帶的布置應(yīng)注意避讓座椅扶手、護(hù)罩、座椅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。如無法避讓也應(yīng)保證所有機(jī)構(gòu)的使用性能和操作的便利舒適性。

9) 圖1b方式座椅靠背的角度調(diào)節(jié)可能會(huì)影響織帶從卷收器拉出的角度，需予以試驗(yàn)確認(rèn)，保證安全帶的使用性能。

10) 卷收器的位置不同影響織帶的走向和長(zhǎng)度設(shè)定。如卷收器與其最近的安全帶有效固定點(diǎn)較遠(yuǎn)，需設(shè)計(jì)好定位結(jié)構(gòu)，保證卷收器在座椅上的位置準(zhǔn)確，保證織帶拉出方向的準(zhǔn)確性。

11) 卷收器如按照?qǐng)D1d方式布置，對(duì)座椅下方空間的影響最小，對(duì)座椅靠背的要求也會(huì)降低。如果座椅下方布置行李艙、滅火器、暖風(fēng)機(jī)等零部件，可考慮此方案。

12) 座間距與座位數(shù)影響安全帶布置方式。同等條件下空間大安全帶布置相對(duì)簡(jiǎn)單，所以一般以座位數(shù)較多的狀態(tài)進(jìn)行方案布置。

13) 座椅造型影響安全帶布置?？勘车暮穸却?，造型變化小，便于織帶穿過其內(nèi)部。如靠背厚度足夠，可按圖1c或圖1d方式將卷收器布置在座椅靠背內(nèi)部。

14) 車身內(nèi)部寬度、座椅靠背寬度及造型會(huì)影響座椅上固定點(diǎn)的位置及結(jié)構(gòu)。

綜合上面提到的注意事項(xiàng)，在安全帶布置過程中整車配置設(shè)定、座椅造型、車身結(jié)構(gòu)、內(nèi)飾件、安全帶等互相影響、制約，安全帶的合理布置就是矛盾的平衡和問題的解決。

3 結(jié)束語(yǔ)

因輕型客車的車身結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)定位、用途與乘用車不一致，所以其安全帶布置與乘用車有很大區(qū)別，應(yīng)在造型設(shè)計(jì)、車身設(shè)計(jì)、座椅設(shè)計(jì)的過程中提前考慮到三點(diǎn)式安全帶的布置，以便能達(dá)到更好的使用效果，提高整車的安全性、實(shí)用性、美觀性。