车辆安全带卷收器的棘轮锁止机构
字数 1170 2025-12-03 23:59:44
车辆安全带卷收器的棘轮锁止机构
第一步:基础定义与功能定位
车辆安全带卷收器的棘轮锁止机构,是紧急锁止式卷收器(ELR)内实现织带锁止的核心机械部件。其核心功能是,当车辆达到预设的锁止条件(如紧急减速或织带猛拉)时,该机构能将卷收器内部的卷轴(织带缠绕的轴心)瞬间机械锁定,防止其继续转动放出织带,从而将乘员有效地约束在座椅上。
第二步:核心组成部件解析
该机构主要由几个关键零件组成:
- 棘轮:一个带有精密齿槽的金属圆盘或扇形齿轮,通常与卷轴刚性连接,随卷轴一同旋转。
- 棘爪:一个由高强度钢材制成的杠杆状卡销,其一端为可与棘轮齿槽啮合的钩状头部,另一端连接触发机构。它是直接的锁止执行件。
- 棘爪复位弹簧:一个较小的弹簧,通常使棘爪在非锁止状态下与棘轮齿保持轻微的分离或接触,但不啮合,确保织带收放自如。
- 触发联动机构:这是一个将锁止传感器(如钢球-斜面式加速度传感器或织带拉出加速度传感器)的动作传递给棘爪的中间装置。常见形式包括一个可摆动的框架或连杆,棘爪安装其上。
第三步:基本工作原理(非触发状态)
在车辆正常行驶、平稳制动或乘员缓慢移动时,锁止传感器未被触发。此时,棘爪在复位弹簧的作用下,其头部与高速旋转的棘轮齿保持非啮合状态。棘轮随卷轴自由旋转,织带可被平顺地拉出或由卷收弹簧自动收回,不对乘员造成束缚感。
第四步:锁止触发与啮合过程
当发生以下两种情况之一时,机构被触发:
- 车辆敏感锁止:车辆发生紧急减速(如碰撞),加速度传感器内的钢球因惯性力移动,释放一个挡块或直接推动联动机构。
- 织带敏感锁止:乘员因惯性猛力前冲,快速拉出织带,使织带轴加速旋转,其内部的离心式离合器被甩开,推动联动机构。
联动机构(如摆动框架)在收到上述任一触发信号后,会迅速朝一个方向摆动或移动。 这个动作直接带动安装在其上的棘爪,克服复位弹簧的微小弹力,使棘爪的钩状头部径向嵌入正在旋转的棘轮齿槽中。
第五步:刚性锁止与载荷保持
一旦棘爪与棘轮齿完成啮合,它们之间便形成了纯粹的机械干涉。由于棘轮与卷轴是一体的,卷轴即被锁死,无法继续朝织带拉出方向旋转。此时,织带被牢固卡住,将乘员施加的冲击力通过织带、卷轴、棘轮、啮合的棘齿与棘爪,最终传递到卷收器壳体和安全带固定点上。这种纯机械锁止方式具有极高的可靠性和瞬时性,是安全带约束功能的根本保障。
第六步:复位与解锁机制
冲击事件结束后,乘员身体回位或外力消失,织带上拉力减小。此时,只需将织带稍微松回一点(通常几毫米即可),织带的回缩力会使卷轴产生一个微小的反向旋转趋势。这个趋势使棘轮齿的受力面脱离与棘爪的硬性顶住状态,棘爪在复位弹簧的作用下自动弹回,脱离与棘轮的啮合。机构恢复到第一步所述的自由状态,织带又可正常收放。这个过程无需任何手动操作,实现了自动复位。