汽车安全带产品质量现状的分析研究

曹建骁，于 婧，张立雄，顾海明

(中国汽车技术研究中心 天津300300)

汽车安全带产品质量现状的分析研究

曹建骁，于 婧，张立雄，顾海明

(中国汽车技术研究中心 天津300300)

随着汽车碰撞安全性能要求的不断提高，整个社会对安全带产品的质量和性能日益重视。阐述了国内安全带产品的市场情况，以两次安全带国家抽查的试验结果为依据，对各检测项目的试验数据分别进行统计分析，并与现行国家标准进行对比，查找并研究目前安全带产品存在的共性问题。结果显示，除两批次产品不合格外，市场上的安全带产品总体质量较好，且某些检测项目的试验数据要远优于标准限值，此研究对分析安全带产品的质量状况具有现实意义。

安全带 产品质量 数据分析

汽车乘员约束系统包括安全带、安全气囊、座椅、转向盘、吸能管柱等，其中最重要的部件是安全带。[1]在汽车发生碰撞事故时，安全带可将乘员约束在座椅上，防止乘员身体冲出与转向盘、仪表板发生二次碰撞，并且将乘员的胸部加速度和胸部压缩量控制到最低限值。

随着汽车碰撞安全性能要求的不断提高，整个社会对安全带产品的质量和性能也日益重视。国家于2003年发布了安全带新标准 GB 14166-2003《道路车辆成年乘员用安全带和约束系统》，并于同年对安全带公告新产品实施新标准。[2]鉴于汽车安全带产品的重要性及其国内生产企业实际情况，《全国重点产品质量安全监管指南(2010年版)》将其列为重点监管产品。国家质检总局于 2011年、2012年对汽车安全带产品质量进行了国家监督抽查，其中国家轿车质量监督检验中心共承接了 49批产品的抽查试验。本文对此 49批安全带产品的试验结果进行了统计分析，汇总试验数据与标准限值的差值，进而分析了当今市场上安全带产品的质量现状。

1 国内安全带市场情况分析

我国汽车安全带生产和使用始于 1990年，目前全国汽车安全带生产企业共有约 57家，分布在全国19个省市，主要集中在天津、北京、上海、吉林、江苏、浙江、湖北、广东等8个地区，约占全国生产企业数量的70%。

经过 20多年的发展，安全带企业不断提高产品质量，如今生产企业基本能保证产品的生产一致性。经过多年的市场竞争，企业优胜劣汰，几乎不再有过去小作坊式的生产企业。但国内生产规模较大的汽车安全带企业多为外资企业，借助国外的先进技术和雄厚的资金，占据高端市场，利润高、产销量大、生产检测设备精良、产品性能优越。规模小的企业多为有限责任公司或私营企业(含个体)，生产检测设备较简易，产品质量较差。[3]

2 安全带抽查试验方案

安全带产品国家抽查试验的标准依据主要为GB 14166-2003《机动车成年乘员用安全带和约束系统》与 GB 8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》。其中，《机动车成年乘员用安全带和约束系统》对安全带产品尺寸和物理性能的限值进行了规定；《汽车内饰材料的燃烧特性》规定了汽车内饰材料水平燃烧特性的技术要求和试验方法，以减少汽车发生起火事故时，内饰材料燃烧对乘员的损伤。[4]

试验前，先由抽样人员去安全带工厂抽取4套安全带总成及安全带织带 10,m，其中 2套为检验用样品，2套为备样。根据上述 2个强制性国家标准，选取检验项目 10项，具体检验项目如表 1所示。其中带扣尺寸和带扣强度是对带扣特性的考察，卷收器车感、卷收器带感、卷收器倾斜角度及卷收力检测是对卷收器物理特性的考察，织带宽度、织带载荷与织带燃烧特性是对织带特性的检验，这些检验包含了安全带各部件的主要性能。

其中，极重要质量项目(A类项目)是指直接涉及人体健康、使用安全的指标；重要质量项目(B类项目)是指产品涉及环保、能效、关键性能或特征值的指标。所检项目全部合格，判定被抽查产品合格。检验项目中任一项或一项以上不合格，判定被抽查产品不合格。当产品存在A类项目不合格时，属于严重不合格；当产品仅存在B类项目不合格时，属于一般不合格。

3 安全带产品物理性能分析

两次国家抽查的安全带产品均为三点紧急锁止式汽车安全带。这 49批安全带的卷收器除一种为具有较高响应极限值的紧急锁止式卷收器(4,N型)外，其余产品均配备为紧急锁止式卷收器(4型)，可见紧急锁止式卷收器为市场上安全带的主流配置。分析抽查试验结果发现，2011年国家轿车质量监督检验中心抽取安全带产品共 22批，有 2个批次的产品不合格，合格率为 90.9%，主要涉及到的质量问题为连接件强度不合格、卷收器带感不合格；2012年抽取安全带产品共 27批，所检各项目均符合国家标准，合格率为 100%。可见国家抽查试验可以促进安全带产品质量的提高。以下将对各检测项目的试验数据分别进行统计分析，查找并分析目前安全带产品存在的共性问题。

3.1 带扣性能

封闭环式带扣按钮是指用直径 40,mm的球体不可能使带扣开锁的带扣按钮，而非封闭环式带扣按钮是指用直径 40,mm的球体能够使带扣开锁的带扣按钮。《机动车成年乘员用安全带和约束系统》规定，对于封闭式带扣，开启面面积应≥450,mm2，宽度≥15,mm；对于非封闭式带扣，开启面面积应≥250,mm2，宽度≥10,mm。[5]两次抽查的 49批安全带产品所配备的均为封闭环式带扣按钮，可见封闭环式带扣按钮为当前三点式安全带的主流配置。对所抽安全带的带扣检测结果进行数据分析，得出两组试验数据的平均值、极值及标准差，如表 2所示。其中标准差在概率统计中常作为统计分布程度上的测量，它反映组内个体间的离散程度。一个较大的标准差，代表大部分数值和其平均值之间差异较大。标准差的计算公式如下：

式中：σ为均方差，N为数据的个数，xi代表数据组中的某个数值， 为数据的平均值。

表2 带扣检测数据分析Tab.2 Test data of belt buckles

分析实验数据可知，49批安全带均符合国家标准。其中开启面面积的平均值为 652.89,mm，远大于标准限值，但标准差较大，表示各安全带产品带扣开启面面积相差较大。带扣宽度测试中，标准差为1.21，数值较小，表明各产品的带扣宽度在 16.69,mm左右浮动。

带扣强度试验为对带扣施加 9,800,N时，带扣不得断裂、严重变形或自行开启，若带扣为两套安全带共用时，该载荷为 14,700,N。在该项实验中，所有批次安全带均符合标准规定强度，可见市场上安全带带扣在强度方面表现较好。

3.2 卷收器性能

卷收器是用于收卷、贮存部分或全部织带，起特定锁止功能的装置，是安全带系统中最重要的部件，也是最复杂的机械构件，占安全带成本的 60%～95%，故安全带的产品质量很大程度取决于卷收器的质量。

对于紧急锁止式卷收器，国标中涉及卷收器性能的试验项目包括卷收力、卷收器倾斜角度、卷收器车感与卷收器带感。卷收器车感考察紧急锁止式卷收器在车辆减速时的锁止性能，国标规定卷收器减速度为0.45,g(4,N型为0.85,g)时，50,mm内必须锁止。卷收器带感考察织带被乘员拉出来时卷收器的锁止性能，国标规定若敏感性与织带拉出有关，应保证织带拉出加速度不小于2.0,g时，50,mm内必须锁止。

汇总各批次安全带产品的试验结果，并对4项试验项目的数据进行统计分析，如表3所示。

表3 卷收器检测数据分析Tab.3 Test data of retractors

由表 3可以看出，卷收力、倾斜角度与卷收器车感试验数值均符合国家标准，且卷收器车感平均值为24.46,mm，远小于标准值。虽然有一种安全带样品卷收器带感检测不合格，但其余 97个安全带样品卷收器带感试验的平均值为22.52,mm，远小于标准限值，可见大部分安全带产品在“卷收器带感”检测中质量较好。

3.3 织带性能

织带性能主要包括织带宽度和织带抗拉载荷两项测试，这两项测试应同时进行。试验前织带应在温度为 20±5,℃，相对湿度为 65%±5%的环境中至少保存24,h，抗拉载荷应在织带从处理环境中或从容器中取出后5,min内测量。每条织带应夹在拉力试验机夹具之间。加载速度大约为 100,mm/min，当载荷达到 9,800,N时，不停机测量织带的宽度。继续增加载荷值，直到织带拉断，测量拉断载荷值。

汇总 98条安全带样品的国抽试验数据，并进行数据分析，如表 4所示。织带宽度的平均值为47.73,mm，标准差为 0.48，说明所抽查的安全带产品织带宽度分布在 47.73,mm左右，均略大于标准限值，这样既满足标准的要求，又可以满足佩戴的舒适性，且能节约安全带的生产成本。

标准规定织带的抗拉载荷不得小于14,700,N，两件样品拉断载荷值的差别不得超过较大抗拉载荷值的 10%。所检测的样品均符合标准的要求，根据分析数值可知，织带载荷的平均值为 28,313.4,N，远大于标准限值，最小值为 23,540,N，也比标准限值大8,840,N，可见市场上安全带织带的抗拉载荷远大于现行标准限值。

表4 织带检测数据分析Tab.4 Test data of ribbons

3.4 连接件和高度调节器强度

连接件是将安全带固定到车身的部件，其强度决定了安全带固定的稳固程度。安全带高度调节器结构较为简单，用来调节安全带高度，一般由导轨、滑块、饰盖等配件组成。国标规定，以安全带正确装于车内时所可能出现的最不利的条件施加载荷14,700,N时，不得破裂和脱开。所抽的 49批安全带产品中，除一批安全带样品的连接件在载荷施加到12,400,N时织带被割破断裂外，其他批次安全带产品均合格。分析试验结果发现，在49批产品中仅有5批全带总成配备有高度调节器，可见如今市场上，高度调节器大部分由整车厂配备到车身上，由安全带厂商配套的较少。

4 织带燃烧特性分析

当汽车发生起火事故时，内饰材料的燃烧特性对乘员伤害的影响很大，故织带的燃烧特性也是考察安全带产品质量的重要指标。GB 8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》规定了内饰件材料燃烧特性的评价指标。试验原理为将试样水平地夹持在 U形支架上，在燃烧箱中用规定高度火焰点燃试样的自由端15,s后，确定试样上火焰是否熄灭，或何时熄灭，以及试样燃烧的距离和燃烧该距离所用时间，标准规定内饰材料的燃烧速度不应大于 100,mm/min。试验结果分为A、B、C、D、E 5个等级，A为最优，燃烧特性依次变差。5种级别对应的试验状况如表5所示。

表5 燃烧特性试验结果一览表Tab.5 List of combustion characteristics test results

对49批安全带织带燃烧特性的试验数据进行汇总，并与标准限值进行对比，如表6所示。

表6 织带燃烧特性数据分析Tab.6 Test data of combustion characteristics of ribbons

观察国抽试验结果，各批产品燃烧特性的平均值为 31.67,mm，最大值为 70.9,mm，均远小于标准限值，且试验结果为A的产品有6个，试验结果为C的产品为31个，A和C的产品占产品总数的75.5%，可见所抽查产品的燃烧特性总体较好，远低于标准限值。

5 结 语

两次安全带国抽试验主要涉及到的质量问题为连接件强度不合格、卷收器带感不合格，但每项只涉及到一种产品，可见市场上的安全带产品总体质量较好。对各项试验数据进行分析发现，国抽检测中带扣开启面积、卷收器车感、织带抗拉载荷与织带燃烧特性的试验数据要远优于标准限值。对大量市场流通产品的试验数据进行统计分析，有助于研究此类产品的质量现状，并可为相关政府部门制定国家标准提供依据。

［1］唐波.汽车安全带的性能研究以及相关探讨[J].技术与应用，2011(14)：32-35.

［2］王宁.汽车安全带卷收力试验台的分析与设计[J].机械工业标准化与质量，2011(12)：34-38.

［3］李三红，杨斌，王长江.汽车安全带新老标准差异比较[J].中国标准化，2004(5)：17-20.

［4］Kevin Jost.Teaming for adaptive restraints[J].Automotive Engineering，2007(5)：99-100.

［5］道路车辆成年乘员用安全带和约束系统[S].GB,14166-2003.北京：中国标准出版社，2003.

Current Quality Status of Automotive Safety Belts

CAO Jianxiao，YU Jing，ZHANG Lixiong，GU Haiming
(China Automotive Technology and Research Center，Tianjin 300300，China)

With increasing demands on crash safety performance of automobiles，the public is attaching closer attention on the quality and performance of safety belts.This paper，on the basis of safety belt testing results from two national sampling tests，explored the domestic market of safety belts and carried out statistical analysis on various testing items respectively.Through comparison with the prevailing national standard，co-existing problems in safety belt products were found and studied.The results showed that expect for two batches of products，most of the safety belts in the domestic market were good and the data of some test items far exceeded standard values.This research has an important practical significance on the analysis of safety belt quality.

safety belt；product quality；data analysis

U463.83＋6

A

1006-8945(2014)12-0030-04

2014-11-09