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            座椅安全帶固定點強度試驗(ECE R14)解析
            瀏覽次數:1795發布日期:2023-05-23

            了確保安全帶的舒適性和保護效果,法規對安全帶固定點的數量、布置和強度分別進行了規定。

            固定點強度的校核是汽車座椅強度驗證中優先級非常高的項目。本文以《GB14167-2013 汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統及上拉帶固定點》(EC14中文版)為基礎,介紹安全帶固定點強度的測試方法和評價基準。

            針對M1類前向三點式安全帶,國標對其固定點強度的大致要求是:

            用13.5kN的力,沿著水平向上10°朝正前方向,分別拉肩部和腰部安全帶。同時用20倍座椅重力的力,水平朝正拉座椅。座椅至少能保持200ms,下有效固定的距離和上有效固定點位移應滿足法規對布置的要求。

            1 適用對象

            本文僅涉及總質量不大于2.5t的M1類車的三點式安全帶固定點的強度測試。

            2 試驗設備

            安全帶固定點強度試驗一般有專門的測試平臺。該平臺主要由臺架、橫梁、伺服缸、移動裝置、數據采集處理系統等組成。

            9個伺服缸分別安裝在臺架上的三排橫梁上,每排橫梁3個伺服缸。每個伺服缸的橫向和高度位置均可以調節,以滿足加載位置和方向的要求。采用伺服控制器控制伺服缸的載荷大小和速度,能夠保證9個缸同步加載。

            3 座椅準備

            將座椅固定到車身框架或者整車上,車身的固定不得影響安全帶固定點強度,建議將構架固定在接近車輪軸線或懸架連接點的支承物上。

            如果僅為了驗證座椅上的安全帶固定點強度,可以將座椅直接固定在與車身匹配的剛性夾具上。

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            關于座椅調整,法規要求座椅應在對于強度最為不利的使用位置,常見的位置有最后最和最前最高這兩個位置(Homework, Why?)。靠背調整到設計位置。頭枕調整到最高使用位置。

            長條座椅的所有位置應該同時進行該試驗。


            4 工裝準備

            測試載荷并不是直接加載到固定點上,而是用液壓缸拉兩個剛性人體模塊,再通過套在模塊上的安全帶將載荷傳遞到固定點上。

            上、下模塊分別代表乘員的軀干和骨盆輪廓,在此基礎上加以改進,以方便施加載荷和力的傳遞。模塊的詳細圖紙可咨詢138-177-60416。

            需要注意的是骨盆模塊有大小兩種類型,實驗時默認使用寬度為406mm的大尺寸模塊。小尺寸模塊寬度254mm,主要用在后排中間位置座椅上。

            試驗前,首先將骨盆模塊放置在坐墊上,盡量往后推至靠背,安全帶向后拉緊。然后將軀干模塊放置到骨盆模塊上方位置,安全帶置于模塊上拉緊,無需預加載。

            因為主要是考察安全帶固定點而非織帶的強度,因此一般采用“模擬安全帶"替代原裝安全帶。安全帶的導向件、導向環、帶扣均可用工裝替代原裝產品,但卷收器需要保留。

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            如果座椅上布置有安全帶固定點,則還應在座椅上增加20倍自身重力的載荷。

            至于如何加載,法規并沒有明確規定。如果是骨架,可以將剛性橫梁焊接在座椅重心位置,一般在靠背調角器附近,然后給橫梁的兩端施加載荷。如果是整椅,可以將特制工裝綁在座椅上,然后給工裝施加載荷。

            對于后排座椅,如果靠背總成上有卷收器,并且是直接固定在車身上的,那么在計算重量和重心高度的時候,不需要考慮坐盆總成,只需要考慮帶有卷收器的那部分靠背總成。

            5 加載方法

            人體模塊加載

            加載方向:平行車身縱向中心平面,水平線向上10°±5°。

            加載大小:首先加載10%的預加載(允許誤差±30%),然后加載到13.5±0.2kN。

            加載時間:60s內加載到規定值,如果制造商有要求也可在4s內加載到規定值,然后保持至少200ms。

            20倍重力加載

            加載方向:平行車身縱向中心平面,水平向前。

            加載大小:最大載荷20倍座椅總成重力。

            加載時間:與人體模塊保持同步。

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            制造商在固定點結構設計時,往往會在國標的基礎上加10%、20%甚至55%的余量,因此最大載荷也可能達到110%-155%。

            6 評價基準

            1. 最大載荷能保持200ms以上,允許固定點周圍區域有變形,包括部分斷裂、或產生裂紋;

            2. 試驗過程中下有效固定點之間的距離和上有效固定點的位移需要滿足下圖要求;

            3. 卸載后保證所有座位上的乘員手動操作位移裝置和鎖止裝置即可撤離車輛;(比如座椅靠背仍可以往前調節)

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            這個試驗的難點主要有兩個方面:

            首先,加載到規定載荷后,座椅能保持至少200ms,不會出現機構件,尤其是滑軌的解鎖或拉脫,不會出現骨架、螺栓斷裂或分離等失效。

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            另外一個就是當上有效固定點在座椅上時(前排比較少,多出現在后排中間位置),座椅骨架的主要框架需要有足夠的強度以抵抗前傾的變形,保證上固定點位移位移量不會超出范圍。與此同時還要兼顧座椅與車身的連接件強度極限,以及車身地板的承受能力。

            至于下固定點位距離,由于骨盆模塊本身寬度就有406mm,一般不會出問題。

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