1
2022/9/5
汽车安全性设计
2
概 述
安全带作用原理：
当碰撞事故发生时，安全带起作用，锁
止机构开始工作，安全带被锁紧，而不能
自由地从卷收器中抽出，从而将乘员“束
缚”在座椅上，力求使乘员的头部、胸部
不至于向前撞到转向盘、仪表板及挡风玻
璃上，减少乘员发生二次碰撞的危险，同
时避免乘员在车辆发生滚翻等危险情况下
被抛离座椅。
2022/9/5
3
2022/9/5
V1代表车的速度，V2代表乘员速度，ΔV代表二次碰撞速度
4
安全带的应用：
1. 1907年，2点式安全带获得专利
2. 1963年，瑞典注册了布莲（Nils Bohlin）发明的
“V”字形三点式安全带。
3. 1967年，布莲在美国发表了《28,000宗意外报告》，
扭转了美国对安全带认识的转变。
4. 1971年，澳洲的维多利亚省强制佩戴安全带
5. 1975年，瑞典强制实施
6. 1993年7月，中国对小型客车的驾驶员和前排乘员
强制佩戴安全带
7. 美国现仍有部分州没有强制实施
2022/9/5
5
防护效率统计（Evans）：
安全气囊+安全带：(± )%，
只有安全带：(±)%
2022/9/5
6
2022/9/5
安全带对人体不同部位的保护效果
a） b）
7
2022/9/5
1——未系安全带驾驶员
2——系安全带驾驶员
3——未系安全带乘员
4——系安全带乘员
8
分类与结构组成
2022/9/5
按照安全带使用的主动性，可以分为主动
型安全带及被动型安全带两类；
按照安全带的固定安装方式，大致可分为
三类：两点式安全带、三点式安全带和全
背式安全带。
9
2022/9/5
a） b） c） d）
安全带的种类
a）两点式腰带 b）两点式肩带 c）三点式 d）全背式
10
2022/9/5
安全带的基本结构：
由织带、卷收器、带扣、上导向器、长
度调整机构、预紧器和锁紧装置等
结构组成
11
织带特点：
1. 主要材料是聚酯，宽度一般在48mm左右，
厚度一般为～；
2. 织带的经线编织用的纱及单丝数值为
1260d/96f、1260d/108f和1500d/108f
3. 织带的纬线编织采用的纱及单丝数值多为
500d/96f、630d/72f和630d/96f。
2022/9/5
12
4. 一般织带伸长率可在5％～23％范围内变
化
5. 织带边缘的形状为日本、欧洲多采用
“3”形状，而美国产的一些织带为“]”
形状。
2022/9/5
13
织带性能要求：
有高的强度，一定的延伸性，良好的
能量吸收性。另外，为提高带织物的耐久
性，带织物应具有良好的耐磨损性、耐气
候性（寒、热、水、光、腐蚀）及色牢度。
此外，带织物应外观平整、手感柔软舒适。
2022/9/5
14
GB11549—1989基本性能要求
2022/9/5
15
卷收器功能：
1. 在正常情况下，将织带放长或收短，以适应使
用者身材的大小肥瘦，一旦使用者将安全带扣
好以后，卷收器可以将过长的织带收回，让织
带以适当的收卷力将使用者拉控住；
2. 当汽车发生事故时，卷收器可以在瞬间将织带
锁起来而不让它伸展，从而可以拉控固定使用
者不致前冲；
3. 调整织带长度。
2022/9/5
16
卷收器分类：
无锁式卷收器
自锁式卷收器
紧急锁止式卷收器
2022/9/5
17
紧急锁止式卷收器又可分为：
1. 织带拉出加速度敏感式（又称织带敏感式）
2. 汽车加速度敏感式（又称车体敏感式）
3. 对上述两者均敏感的复合敏感式
卷收器锁止的基本工作原理分两类：
1. 外缘锁止式
2. 中心锁止式机构
2022/9/5
18
2022/9/5
织带拉扯加速度敏感式锁止机构
1－棘轮止动杆 2－棘轮 3－接合齿圈
4－感应弹簧 5－心轴 6－锁止臂
19
2022/9/5
图6-8 车体加速度敏感式锁止机构
1－止动爪 2－棘轮止动杆 3－棘轮
4－接合齿圈 5－感应弹簧 6－惯性块
7－心轴 8－锁止臂 9－同步齿轮
10－导向臂 11－驱动杠杆 12－重块
20
带扣的特点：
带扣是既能把乘员约束在安全带内，
又能快速解脱的连接装置，其功用是用以
接合或脱开安全带。
2022/9/5
21
上导向件：
功用为使之带能够方便的拉出和回收
到卷收器中。
2022/9/5
22
长度调整机构特点：
长度调整机构是指为了适应乘员的体
形调整织带长度的机构。
2022/9/5
23
设计原理
2022/9/5
24
2022/9/5
25
2022/9/5
26
2022/9/5
27
2022/9/5
28
2022/9/5
29
性能试验
我国GB14166—1993《汽车安全带性能
要求和试验方法》强制标准中规定了汽车
安全带的性能指标，并提出了检测安全带
性能的试验方法。
2022/9/5
30
安全带模块环境试验：热、湿、粉尘等
性能试验：
静态试验
拉伸强力试验机上测试，（220±20）mm的夹
具，预加200N的初始裁荷。
动态试验
在碰撞试验台上进行，对三点紧急锁止式汽
车安全带进行总成性能试验时，要分别对腰带加
载22300N，对肩带加载13300N，对腰肩带并用加
载26700N，每次测量滚轮移动量。
2022/9/5
31
虚拟实验：
1. 利用MADYMO,LS-DYNA等软件模拟安全
带的静态实验和动态实验；
2. 关键参数为：安全带物理特性参数、卷收
器特性、安装点位置、上导向件特性等。
3. 可分多刚体的弹性体模拟拉带，也可以利
用有限元模拟拉带。
2022/9/5
32
2022/9/5
MADYMO环境
中的安全带模型
33
安全带模型分析
安全带伸长量与拉力关系曲线：
2022/9/5
安全带的不同等级值:
34
安全带模型分析结论
只有安全带作用的情况下，安全带的肩带和腹带对乘
员损伤有显著的影响
随着肩带刚度的增加，乘员的HIC值变小，颈部弯矩
增加。而对其他乘员损伤参数的影响不明显
随着腹带的增加，乘员的HIC值变大，而颈部弯矩等
其他参数变化不明显。
高刚度肩带和低刚度腹带能有效的降低头部HIC值。
低刚度肩带和低刚度腹带能有效的降低颈部损伤
2022/9/5
35
发展趋势
汽车座椅安全带的发展方向是：
1 更好的初始约束特性；
2 更好的吸能特性；
3 舒适性和方便性。
2022/9/5
36
安全带的技术发展:
1. 预拉紧器；
2. 限荷器；
3. 腰带部分折叠；
4. 卷收器张力减小装置；
5. 高度调节器；
6. 自动紧急锁止装置；
7. 动佩戴安全带；
8. 充气式安全带。
2022/9/5
37
2022/9/5
烟
火
式
预
张
紧
力
机
构
38
2022/9/5
腰带部分折叠
39
2022/9/5
卷收器张力减小装置
40
2022/9/5
41
2022/9/5
高度调节器
42
2022/9/5
自动佩戴安全带
43
2022/9/5
