成人及儿童安全带质量特性及处理后强力比较

乔丹

（上海纺织集团检测标准有限公司，上海200082）

0 引言

随着汽车产业的优化与普及，人们在21世纪提升的不仅是速度，更是出行的自由与相互间距离的拉进。然而，屡屡被报道的因不系安全带而引发的驾驶事故足以让人们警惕。安全带不仅是危难时刻的救命带，更是约束人们驾车、坐车规范的捆绑带。《中华人民共和国道路交通安全法》明确要求：4岁以下的儿童必须使用儿童安全座椅，12岁以下的儿童不可坐副驾驶，更是将儿童约束系统的重要性在我国全面普及。因此，成人与儿童安全带作为关键时刻维护生命安全的系带产品在交通安全中有着举足轻重的地位。

1 汽车安全带

汽车安全带是驾驶员以及乘客在发生碰撞时的保护装置，大多数由聚酯、尼龙等化学纤维织造而成，具有较好的抗断裂、抗冲击、阻燃等性能。当汽车在行驶的过程中发生碰撞或紧急制动时，由于车内人员会因惯性而向前冲，此时身上的安全带就会在卷收器的锁死下阻止织带继续被拉出，即可约束住乘客，制止其向前冲，防止人与车内部件发生相撞，从而可以避免或减轻车内人员受到的伤害。鉴于安全带拥有的特性直接影响人的安全性和舒适性，因此对于汽车安全带的质量指标考核显得尤其重要。

2 安全带的质量特性—强力性能

由于织带具有吸收能量和释放能量的特性，其在初始状态的强力与经过各种环境老化后的强力决定安全带是否能够对车内人员进行有效的保护作用。在研究各个国家与区域制定的许多安全带的标准后，本文主要针对我国成人的GB 14166—2013《机动车乘员用安全带、约束系统、儿童约束系统和ISOFIX儿童约束系统》（以下简称GB 14166）和欧洲在2008年2月4日发布的、针对儿童的ECE R44《儿童约束系统》（以下简称ECE R44）两个标准根据不同的试验条件进行比较分析。

2.1 安全带的处理方式

2.1.1 温湿态处理

为了消除温湿度对于汽车安全带强力的影响，测试前需预先将织带置于规定的温湿度环境下（见表1）进行平衡，随后立即取出进行强力测试试验。若不是即刻取出，则需要放在密封容器中进行保存。

2.1.2 光照处理

按表2的光照处理条件对织带进行氙灯光照试验后置于表1要求的处理环境中进行平衡，达到规定时间后取出，在5 min内测试样品的断裂强度。

2.1.3 低温处理

先将织带按规定要求置于表1要求的大气环境中进行温湿平衡，然后置于表3的低温处理环境中放置所需的时间，取出后应在5 min内测试样品的断裂强度。

2.1.4 高温处理

将织带按规定要求置于表4规定的处理环境中进行平衡处理，达到规定时间后取出，在5 min内测试样品的断裂强度。

表1 温湿态处理条件

表2 光照处理条件

表3 低温处理条件

表4 高温处理条件

2.1.5 浸水处理

将织带按规定要求置于表5规定的蒸馏水中进行浸渍，达到规定时间后取出，在10 min内测试样品的断裂强度。

2.1.6 磨损处理

先将织带按规定要求置于表1要求的大气环境中进行温湿平衡，然后按表6或表7的磨损程序进行磨损试验，试验环境温度应在15～30℃。

2.2 耐光及磨损处理对安全带强力性能影响

在上述对于织带的模拟环境老化试验及后续拉伸试验中，耐光与磨损处理对安全带的性能均易造成显著的影响，且在磨损处理中频繁测试用的方法是针对实际应用中使用的锁舌（程序2）磨损试验，因此，对耐光和磨损两种状态下的织带强力进行试验和数据汇总分析。

2.2.1 光照处理试验

安全带在使用过程中会受到太阳光的照射，吸收能量发生老化，最终导致强力降低。在本试验测试时，通过模拟太阳光，对安全带进行加速老化。耐光测试条件按照表2对应的标准，使用氙灯日晒老化仪，并预先设置好相关参数。为满足后续强力测试夹头距离要求，剪取长度大于150cm的织带，折叠织带使织带光照部位的长度为（200±20）mm，并且确保光照位置在织带正中间。由于所用光照时间是使蓝色羊毛7级褪色至灰色样卡4级所需的时间，因而需要将织带与蓝色羊毛一起放入箱体进行光照，且每隔一段时间开箱检查蓝色羊毛的灰卡等级。

当耐光老化试验完成后，将织带置于表1规定的处理环境中进行调温调湿，达到规定时间后取出，5 min内进行断裂强度测试。需要注意，光照后要求织带强力保持率≥75%（耐光后强力与原始强力的比值）才可以进行后续强力测试。

2.2.2 锁舌耐磨试验

先将织带置于表1规定的处理环境中进行调温调湿平衡，达到规定时间后取出，5 min内进行锁舌耐磨试验。在进行锁舌耐磨试验时应按以下步骤进行：

（1）先启动设备，安装锁舌。接通电源，待转轴运行几次，且无异常后，在其到达最高点时按停止键，以确认砝码运行到达的位置。随后调节测试板位置，使其水平方向与转轴最高点切线尽量在同一直线上，然后安装锁舌，锁舌反面朝上。

（2）安装织带，设置程序。锁舌耐磨（程序2）所需的织带长度为3种程序耐磨试验中最长的，织带长度需要大于220 cm。若织带长度不足，需要在转轴安装织带的地方对织带进行无破坏性的缝补，加长织带。当锁舌耐磨试验机装配完成后，应确认各螺丝是否安装到位，确认无误后调节具体参数，按表6和表7程序进行设置，随后点击启动键进行试验。

表5 浸水处理条件

表6 GB14166 5.4.1.6磨损程序

表7 ECE R448.2.5.2.6磨损程序

（3）取下织带，卸下锁舌。需要注意，在取下耐磨后的织带过程中，先松开砝码上的螺丝，后松开转轴上的螺丝，两边织带先放下，最后再把锁舌拆卸下。

2.2.3 强力测试及分析

安全带取下后应立即进行强力测试。本文选取了成人织带与儿童织带的各6组测试数据汇总分析，且所取数据来源自3根或2根织带所测数据的平均值，并已排除存在个别离散性较大的数据。依照GB 14166和ECE R44测试的锁舌与耐光强力测试结果详见表8和表9。

表8 GB 14166锁舌与耐光后强力数据汇总

表9 ECE R44锁舌与耐光后强力数据汇总

由表8和表9可知：国标GB 14166和欧标ECE R44两个标准在耐水、耐高温和耐低温处理试验的测试条件均相同，仅在织带调湿调温上存有较大的区别，这可能与所在地区环境的差异有关；由于GB 14166主要是针对成人安全带制定的性能要求，而ECE R44主要针对儿童安全带颁布的法规，在进行磨损处理试验时，GB 14166的磨损程序设定的负载更大，磨损次数需求也更多，且成人织带的初始强力也比儿童织带要高，并随宽度的变化而发生改变；按两个标准要求测试，织带经耐光和锁舌耐磨试验后的强力均有所下降，且耐光后的强力保持率均低于锁舌耐磨后的强力保持率，但强力保持率均≥75%，符合标准要求；耐光后织带的强力保持率较低，可能与安全带自身的颜色、所用原材料及测试环境有关。但随着儿童乘员安全法规的日益完善，人们对于乘车安全性和舒适性的要求与日俱增，安全带的功能性开发必将成为可能。

3 结论

（1）依据织带的强力指标不能充分判断织带性能的优劣。强力保持率是直观地反映织带经过特殊条件处理后是否维持良好性能的重要参数。

（2）依据GB 14166和ECER 44方法标准试验，所得耐光和锁舌耐磨后的强力保持率均≥75%，均符合标准要求，且耐光后的强力保持率均低于锁舌耐磨后的强力保持率。

（3）为了赋予织带更可靠的安全性，还需不断改良织带的加工工艺，或选取强力更好的纤维原料，使其在各方面都满足安全与舒适性并存的需求，才能更好地为自己，也为下一代的行车安全保驾护航。