座椅安全带控制系统

第十一章 座椅安全带控制系统（STTS）烟台职业学院 YH 第一节 汽车安全带一、安全带的重要性典型的安全带由一个围在骨盆处的安全腰带和一个跨过胸部的肩带组成。这两段安全带紧紧固定在汽车框架上，以便将乘客保持在座椅上。据美国公路交通安全局(NHTSA)的一份研究报告显示，在美国，安全带平均每年可挽救13000个生命。同时，NHTSA还估计，如果系好安全带，7000遇难者本可以幸免于难。虽然某些情况下安全带确实也会造成严重伤害或死亡，但几乎所有安全专家都认为系好安全带可显著增加您在事故中的生存机会。据 NHTSA估计，安全带可将前排乘客的死亡风险降低50%。 二、安全带的形式最简单的安全带（某些过山车就使用了这种安全带）由通过螺栓固定在车身上的一条长带子组成。这种安全带会始终将您紧紧绑在座椅上，这会很安全，但并不是特别舒适。汽车的安全带能够拉伸和收回当安全带拉紧时，人的身体可以轻松地前倾。但是在撞击中，安全带会突然收紧并将驾乘人员紧紧固定好。 三、安全带的结构在典型的安全带系统中，安全带与一个卷收器相连，卷收器中的核心元件是卷轴，它与安全带的一端相连。在卷收器内部，一个弹簧为卷轴提供旋转作用力（或扭矩）。它会旋转卷轴，以便卷起任何松弛的安全带。当拉出安全带时，卷轴将逆时针旋转，并使相连的弹簧也沿相同方向旋转。这样，旋转的卷轴就反扭了弹簧。因为弹簧想要恢复到原状，因此它会抗拒这一扭转运动。如果松开安全带，弹簧将收紧，并顺时针旋转卷轴，直至使安全带张 紧。 第一种系统在汽车迅速减速（例如，当汽车撞上某物体）时锁定卷轴。这种机构中的核心元件是一个加重摆锤。当汽车突然停止时，惯性会导致摆锤向前摆动。摆锤另一端的棘爪会抓住固定在卷轴上的一个带齿棘轮。由于棘爪卡住了其中一个轮齿，因而齿轮便无法逆时针旋转，从而使与之相连的卷轴也无法旋转。四、安全带的锁止卷收器有一个锁定机构，可在汽车发生碰撞时停止卷轴的旋转。当撞击后再次松开安全带时，齿轮会顺时针旋转，并与棘轮分开。 第二种系统在猛拉安全带时锁定卷轴。多数设计利用卷轴旋转的速度作为激活动力。这种设计的核心元件是一个离心式离合器，一种安装在旋转卷轴上的加重摆杆。当卷轴缓慢旋转时，摆杆并不摆动。一个弹簧使它保持在原来的位置。但当猛拉安全带时，卷轴将快速旋转，离心力驱使摆杆的加重端向外摆动。伸长的摆杆会推动卷收器壳上的凸轮。凸轮通过滑动销与一个枢转棘爪相连。当凸轮移到左侧时，滑动销会沿棘爪的槽口移动。这会将棘爪拖入与卷轴相连的旋转棘轮。棘爪锁入轮齿中，禁止逆时针旋转。 第二节 安全带张紧控制系统 上述安全带锁止机构只能锁定安全带，不能进一步收紧安全带，现在在某些新型安全带系统中，还会使用预紧器来收紧安全带。 即：安全带张紧控制系统(Seat-Belt Tensioner Roll Bar Triggering System)简称STTS作用：在汽车遭受碰撞时，迅速收紧安全带，缩短驾驶员和乘员身体向前移动的距离，防止身体受到伤害。基本原理：在发生碰撞时收紧安全带的任何松弛部分。 卷收器的传统锁定机构使安全带无法进一步拉伸，而预紧器的作用则是拉回安全带。 这种拉回 力可将乘客移到座位中的最佳撞击位置。 预紧器通常与传统锁定机构一起使用，而不是代替它们。 一、安全带张紧控制系统的结构特点座椅安全带控制系统是在安全气囊系统的基础上，增设防护传感器和左、右座椅安全带收紧器组成。其中，前碰撞传感器、电控单元SRS ECU与安全气囊系统公用。安全带收紧器为座椅安全带控制系统的执行机构，防护传感器设在SRS ECU内部， 用于接通安全带收紧器的电源电路。 二、安全带收紧器 又称为安全带紧急张紧收缩器，安装在前排座椅左、右两侧或前左、右车门立柱旁边。 安全带收紧器由导管(又称为气缸)、活塞、钢丝绳、气体发生器和安全带收缩棘轮组成。 气体发生器的结构原理与安全气囊系统的气体发生器基本相同。活塞直径约20mm，安装在导管(气缸)内。活塞上焊接有一根钢丝绳，钢丝绳的另一端固定在棘轮机构的一个棘爪上。棘轮机构设在安全带伸缩卷筒的一端，由三个棘爪、一个外齿圈和时钟弹簧组成。当钢丝绳不动时，棘爪在时钟弹簧作用下处于松弛状态，外齿圈可随安全带卷筒沿顺时针或逆时针方向转动；当拉动钢丝绳时，拉力力矩克服时钟弹簧弹力力矩使棘爪抱紧在外齿圈上，并带动安全带伸缩卷筒转动，从而便可使安全带收紧。 三、安全带控制系统的控制过程 当汽车遭受碰撞时，防护传感器将安全带点火器的电源电路接通，前碰撞传感器信号输入SRS ECU后，SRS ECU将立即接通点火器的电路，引爆引药，安全带收紧，并在碰撞后8 ms内将安全带收紧10-15cm。 ECU向安全带收紧器点火器发出点火指令的同时，还要向气囊点火器发出点火指令，引爆气囊点火器。因为气囊要在碰撞约40 ms后，才能完全充气到体积最大，所以在座椅安全带收紧后，驾驶席气囊和乘员席气囊才同时膨开，吸收碰撞产生的能量，从而达到保护驾驶员的目的。