安全带在汽车行驶中的保护作用浅析-21819815195

2007年度优秀论文申报表论文题目作者单位联系电话安全带在汽车行驶中的保护作用浅析王怀玲平职学院机电系13592176486刊物名称及发表时间《农业装备与车辆工程》2008年第10期刊号：ISSN1673-3142CN37-1433/TH是否核心期刊非内容简介本文分析了汽车安全带的功用、汽车发生碰撞事故时司乘人员受到撞击伤害的情况，分析了安全带的被动安全作用和保护效果，介绍了安全带的基本维护知识。单位意见公章年月日集团公司评审意见安全带在汽车行驶中的保护作用浅析平顶山工业职业技术学院王怀玲任伟内容提要：本文分析了汽车安全带的功用、汽车发生碰撞事故时司乘人员受到撞击伤害的情况，分析了安全带的被动安全作用和保护效果，介绍了安全带的基本维护知识。关键词：汽车碰撞安全事故安全带保护随着人类文明的发展，汽车已经越来越成为人们日常生活的必需品。然而，汽车带来的安全事故也越来越成为当今看不见的杀手，严重威胁人类的生命健康。为了保护司乘人员的安全，如今的汽车已经装上了安全带。一、安全带的功用及结构汽车安全带由高强度聚酯纤维制成，制造一条安全带需要200根到300根聚酯线，一般安全带的宽度为47毫米，可承受2.8吨的重量。绝大部分安全带都是“三点式”，即两点固定在汽车侧门，一点固定在锁扣上，具有安全性能和舒适性能。很多乘客在车祸中死伤都是由于没有系安全带。安全带的主要功用是：当事故发生时，限制驾乘人员的位移，避免发生驾乘人员与车体的碰撞伤害，降低事故对人员的伤害程度。当汽车发生碰撞或遇到意外紧急制动时，巨大的惯性作用力会使驾乘人员与车内的方向盘、挡风玻璃、座椅靠背等物体发生二次碰撞，甚至将驾乘者抛离座位或车外，造成严重伤害。此时安全带则能将驾乘人员牢牢固定在座位上，防止二次碰撞。安全带的缓冲作用能吸收大量动能，减轻驾乘人员的伤害程度。据有关资料统计，在美国每年有超过1万名驾驶者因使用安全带而保住性命。而忽视安全带的功能发生惨剧的事情亦不胜枚举。德国汽车专家朱尔根·海克指出，安全带的保护作用是安全气囊的3至4倍。在发生碰撞事故时，安全带起到的保护作用是90%，加上安全气囊后是95%，而如果没有安全带的帮助，安全气囊的这5%功效都很难说。有关资料分析，当一辆轿车在时速为50km的时候，其碰撞后产生的惯性至少也有几百千克的力。近年来先进的安全带带有自锁功能的卷收器，采用对驾乘人员的肩部和腰部同时实现约束的三点式设计。系上安全带后，卷收器自动将其拉紧，当车辆万一出现紧急制动、正面碰撞或发生翻滚时，乘员会使安全带受到快速而猛烈的拉伸，此刻卷收器的自锁功能可在瞬间卡住安全带，使乘员紧贴座椅，避免摔出车外或碰撞受伤。在所有可能致命的车祸中，如果正确使用安全带，可以挽救约45％的生命。如今安全带的设计更有先进的预收紧装置和拉力限制器。当事故发生时，为避免驾乘人员在巨大冲击惯性力作用下向前碰撞，安全带在预收紧装置的作用下及时收紧，把人“束”在座椅上。受力峰值过去后，安全带在拉力限制器的作用下张紧力度马上降低，避免由于安全带束力过大产生的对人胸部及颈椎的伤害，实现安全带的拉力限制功能。二、汽车碰撞事故分布情况简析图1右侧通行的轿车碰撞事故类型分布如图1所示是轿车碰撞事故中碰撞类型分布图。表1列出了右侧通行的轿车碰撞事故类型分布比例。表1右侧通行的轿车碰撞事故类型分布碰撞类型分布比例前部碰撞左前方碰撞32%64%右前方碰撞16%正面碰撞16%侧部碰撞20%追尾相撞6%倾覆10%累计100%对事故分析表明，大客车的后部被撞比例高于轿车，大客车的右后角更容易被碰撞。从撞车速度来看，前面撞车速度高于侧向撞车和后部相随撞车速度。有一半以上的前面撞车事故的速度高于60km/h，而90％的后部相随撞车事故的速度低于30km/h。三、汽车碰撞事故中司乘人员的伤害形成过程分析分析表明，碰撞事故中对司乘人员致死伤害的主要是头、胸、下腹和脊椎等部分。1、汽车碰撞事故中驾驶员的伤害形成过程分析如图2所示为纵向撞车事故中驾驶员的伤害形成过程。图2撞车事故中驾驶员受伤过程2、汽车碰撞事故中前排乘客的伤害形成过程分析如图3所示，描述了某轿车的乘客身体伤害部位分布情况。图3汽车碰撞事故中前排乘客受伤过程3、汽车碰撞事故中轿车乘客身体受伤部位分布，如图4所示。图4事故中轿车乘客身体受伤部位分布1-头；2-面部；3-颈；4-胸部；5-上肢；6-腹部7-下肢四、安全带的被动安全作用研究表明，事故中人体内伤和脑损伤与汽车减速度有关，人体骨折与作用力有关，组织损伤与剪切应力有关。所以从汽车车厢内部被动安全性方面考虑，应考虑采取措施降低人体的减速度以保护成员安全。这就产生了限制成员位置移动的装置。在限位装置中，最简单有效的是安全带（图5)。轿车驾驶员和前排乘客多采用三点式安全带（图c），后排乘客或载货汽车、大客车乘员也有用腰部安全带的。赛车上则用四点式安全带（图d)。安全带有惯性式锁紧装置，只要拉伸速度超过设计速度，惯性锁紧装置就可以把安全带紧固。安全带的腰部固定点承载能力不应低于22.7kN；肩部固定点则应高于22.9kN。在正常行驶时，安全带可以随意伸长而不妨碍驾驶员的操作和乘员的基本活动。图5安全带的形式五、安全带的效果图6所示为无安全带和使用安全带之后汽车交通事故中乘员的受伤害情况分布。从图6分析表明，无安全带时的死亡事故在使用了安全带以后可以转化为重伤或轻伤。有关专家曾做过50km/h撞墙试验时乘员头部的减速度如图7所示，可以看出三点式安全带可以使头部减速度降低一半。图6安全带的效果图以50km/h撞墙实验时汽车与乘员减速度变化情况为了避免在严重事故时乘员过分前移，在安全带上增设了收紧器。如图8所示。在碰撞时，收紧器被触发，收紧作用的时间约为5ms，乘员最大前移距离约lcm，因而减小了汽车和乘员间的速度差。图8乘员前部防护1-安全带收紧器；2-前排乘员气囊；3-驾驶员气囊；4-传感器和备用电源六、使用座椅安全带时注意事项1、车主要经常检查座椅上安全带的状况，发现损坏应及时更换。座椅旁边地板上固定座椅安全带的螺栓都应拧紧，螺栓周围应涂上密封胶。2、驾乘人员要正确佩戴安全带。三点式腰部安全带应系得尽可能低些，系在髋部，不要系在腰部；肩部安全带不要放在胳膊下面，应斜挂胸前。副安全带只能一个人使用，严禁多人共用。驾乘人员使用安全带时切勿扭曲安全带。3、车用安全带需要注意进行保养，要经常检查它是否能够牢固地插入锁扣，应避免使用酸类清洗剂清洗安全带，同时要避免安全带接触锐利硬物，如，衣服里的眼镜、钢笔和钥匙等，以免损坏安全带。4、不要让座椅靠背过于倾斜，否则安全带将不能正常伸长和收卷；座椅上无人时，请将安全带送回卷收器中。5、出了车祸后应及时更换新安全带。作者简介：王怀玲，女，1968年7月出生，河南南召县人，工程师，讲师，硕士学位，主要从事汽车制造与维修等方面的教学与研究，已发表论文数十篇。通讯地址：平顶山市水库路3号院平顶山工业职业技术学院机电工程系邮编：467001电话：135921764860375-3978176，0375-7197067，任伟：平顶山工业职业技术学院机电工程系教师Email:[e-mail]@tom.com