细说乘用车碰撞试验 2005 世界汽车

随着汽车数量的增加和行驶速度的不断提高，行车安全越来越重要。■在所有汽车事故5中，与碰撞有关的事故090％ H上。汽车碰撞是不可避免的，那2如何减少碰撞时对人自的伤害7世界喜国都在研究制定日趋严格的碰撞试验方法和标准。 相信太；牲的读者部避有见过车辆的碰撞试验，叶国内目前采用车所做的碰撞试验种熹以覆试验万法也缺乏7解．为T能 让太末奎i、细盟、直观地T解关于采用车碰撞试验万自的知识，笔者深凡碰撞试验的第一线，在国家轿车质量监督检验中心 硅撞实验室回事的帮助下，将日前国内所做的所有柬甩车碰撞试验总{旨整理出来，与大享典赏． “采用车正自碰撞的i保护”是目前国内在汽车碰撞方自惟一＆制安施的标准，所有车辆都皿颊通过此项试验。自2006 年7月1日开始又有自啊碰撞标准将实施，分别是：“汽车侧自碰撞的隶i保护”和“采用车e碰撞燃油}统安全要求”．另外， 还有一项推荐性标准是“采用车正自偏置碰撞的采自保护”，j、5年后很可能也喜被纳八国标；中。除此之，r，还有口啊碰撞 试验偶尔也会做，不过都是厂万的行为，主要是作为安奎带和安全气囊的口配试验和车辆研发阶段的性能试验。 对于H上八自碰撞试验，本文部将肌国内外情况试验方法和考核指标三方自进行详细地介≈。 雨疏氢磊面磊广——一 美国和日本部比较注重100％重叠刚性固定壁障的碰撞试 验美国的碰撞速度是56km／h日本的碰撞速度是55kmlln两 者相差不多并且都采用了40％的偏置碰撞作为补充。我国目 前惟施行的强制性检验项目便是1。。％重叠剧性周定壁障的碰 撞试验试验速度为48～50km，n。欧洲在碰撞试验万面比较注 重对事故形意的模拟而完全发生正面1oo％重叠的碰撞事故并 不多见所以欧洲并没有强制实旌100％重叠的正面碰撞试验 相反对40％重叠的偏置碰撞要求相当严格． 试验方法看起来比较简单只要保证试验车辆以一定的速 34世界汽车Aug2005 度撞击壁障便可以了(厂方可以要求以高于国标的速度撞击只 要检测指标满足要求同样认为该车台格厂方也可以要求以 更低的速度撞击 不过只能作为安全带和安全气囊的匹配试 万方数据 验)不过对试验场地和设施的要求非常 严格试验车辆的准备工作也非常严谨 复杂首先试验场地应足够大以容纳 跑道壁障等试验设施并且必须保证壁 障前至少5m的跑道水平光滑。奠发作 为主要试验设施的刚性碰撞壁障其实 就是个钢筋混凝土制成的水泥墩子 其长宽高和总质量都有明确规定前 部宽度不小于3m高度不小于15m厚 度应保证其质量不低于70吨。刚性壁障 的前表面必须平整 并且与地面垂直 就像一面墙样 并要覆以2cm厚的 胶台扳，其它设施 如灯光高速摄像 机等也有相当严格 的要求， 车辆准备是一 项非常细腻并且十 分重要的工作首 先试验车辆应能反 映出该系列产品的 特征应包括正常 {手摇式车窗)，变速杆应处于空挡位置 踏板应处于正常的放松位置车门应关闭 但不锁止，如果装有活动车顶或可拆卸车 顶应处于关闭状态为方便测量经制 造厂同意可以打开．遮阳板应处于收起状 态．后视镜应处于正常使用位置．前后扶 手应处于放下的状态高度可调的头枕应 处于最高位置．座椅必颊按照规定进行调 节。 车辆准备工作做好后便开始放置假 进行测量。 这项碰撞试验的考核指标主耍有 一假人头部性能指标(HPc)应小于或 等于10。o：胸部性能指标cThPc)应小 于或等于75mm大腿性能指标cFPc)应 小于或等于10kN， ■在试验过程中车门不得开启． ■在试验过程中 前门的锁止系统不 得发生锁止 ■碰撺试验后不使用工具对于前排 安装的所有装备并处于正常运行状态 一些零部件可以被等质量代替但不得 对测量结果造成影响。其发试验车辆质 量应是整备质量燃油箱应注八90％油 箱窖积的水所有其它系统{制动系冷 却系等)应排空排除液体的质量应予以 补偿最后对乘员舱进行相当严格的调 垫转向盘应处于中间位置在加速过程 结束时转向盘处于自由状态且处于制 造厂规定的车辆直线行驶时的位置车 窗玻璃应处于关剐立置为便于测量经 厂商同意车窗玻璃也可以打开但是必 须保证操控手柄处于车窗关珊时的位置 人及相应的信号采集设备， 切准备就 绪便可以发车。对车辆的行驶状卷也有 明确规定车辆不得靠自身动力驱动在 碰撞瞬间车辆不应再受到任何附加转向 或驱动装置的作用车辆到达壁障的路线 在横向任一方向偏离理论轨迹均不得超过 15cm。现在国内一般采用电机驱动由钢 丝绳带动车辆加速在碰撞前脱钩车辆 自由撞击壁障脱钩时的速度即为撞击速 度保证48～50km／h。当然如果厂家要 求在更高的速度下撞击并且碰撞结果满 足要求也认为试验台格。撞击结束后僵 开始对前排座椅假人进行测量以及对车辆 座位若有门至少有个门能铬打开， 必要时改变座椅靠背位置使得所有乘 员撤离．将假人从约束系统中解脱如果 发生了锁止通过在松脱装置上施加不 超过60N的压力该约束系统应能被打 开．从车辆中完好地取出假人。 在碰撞过程中 燃油供给系统不得 发生泄漏．若存在液体连续泄漏那么 泄j苗速率不得超过309／mIn．如果来自燃 油供给系统韵液体与来自其它系统的液 体混台且不同的液体不窖易分离和辨 认那么在评定连续泄漏时收集到的所 有液体部应计^． Aug2005世界汽车35 万方数据 强潮：瑚暖 目前国际上侧面碰撞法规还没有统 一主要有美国FMvss214和欧洲EcE R95两种侧面碰撞方式。美国是最早执 行汽车侧面碰撞保护法规的国家 1990年10月FMvss214在美国颁布实 施，之后在1995年10月欧洲也制定 了相应的汽车侧面碰撞法规EcER95 到1998年10月1日侧面碰撞的欧洲指 令96／27／Ec强制执行：日本的侧面碰 撞法规采用了与欧洲相同的碰撞方式 1 998年将侧面碰撞法规正式纳八日本 保安基准。目前美国欧洲侧面碰撞试 验方法存在较多的不同之处表现在 碰撞形态不同．移动壁障的台车质量 尺寸以厦吸能块尺寸 形状和性能不 同．试验用侧碰假人不同．碰撞速度不 同．碰撞基准点的位置不同；乘员伤害 指标不同。目前侧面碰撞法规统一的协 调化工作的重点是先统侧面碰撞假人 和伤害评价指标。欧洲EcERg5提出的 02号修订草案中建议采用EurosJD一1 的改进型Es2假人Es2假人已经在欧 洲日本的NcAP安全性评价中被采用。 另外一个侧面碰撞假人wordslD也已 经通过评价这是目前惟一一个侧面碰 撞生物保真性能满足『sO标准要求的侧 面碰撞假人。将来全世界统一的侧面 碰撞假人应该是worldslD。 侧面碰撞的试验形式如图所示试 验车辆静止移动变形壁障以定的速 度垂直撞击车身侧面我国规定的速度 为50±1km／h。其中对场地的要求以夏 试验车辆的准备与1。o％正面碰撞基本相 同。移动变形壁障由碰撞块和移动车组 威总质量为950岫重心位置有非常严 格的要求。碰撞块由6个独立的蜂窝状铝 块两个前铝面板和一个后铝面板组成 蜂窝状铝块已经经过处理随着变形的 增大力的大小逐渐增加能够真实地模 拟出车辆前端的平均刚度使该试验能 够形象反应出两车相撞时的状态。碰撞 块的形状尺寸以及重心位置等参数都 有明确严格的要求。移动车的形状和大 小也有规定尽量与真实车辆相当其前 后轮距为15。Omm轴距为3000mm。另 外还有点比较重要移动车必须要有 自己的制动装置一旦发生碰撞通过传 感器启动该制动装置，让移动壁障尽快 停止避免与试验车发生二坎碰撞。该项 试验撞击点的位置有明确严格的要求 撞击偏差控制得也比较严格 般应控 制在25mm之内。撞击速度为50±1km，h 并且该速度至少在碰撞前O5m内保持 稳定。 露 万方数据 侧面碰撞试验的考核指标主要有： ■头部性能指标(HPc)应小于或等于 10。0．当没有发生头部接触时则不珏测 量或计算HPc值只记录无头部接触“。 ●胸部性能指标肋骨变形指标(RDc) 应小干或等于42mm；粘性指标{Vc)应 小于或等于10m／s。 一骨盆性能指标耻骨结台点力峰值 {PsPF)应小于或等于6kN。 ■腹部性能指标腹部力峰值(A口F}应 小于或等于25kN的内力忖目当于45kN 的外力}。 ■在试验过程中车门不得开启。 一碰撞试验后不使用工具应能打开 足够数量的车门使乘员能正常进出．必 要时可倾斜座椅靠背或座椅 以保证所 有乘员能够撤离．将假人从约束系统中 解脱出来．将假人从车辆中移出。 ■所有内部构件在脱落时均不得产生 锋利的凸出物或锯齿边 以防止增加伤 害乘员的可能性。 ■在不增加乘员受伤危险的情况下 允许出现困永久变形产生的脱落。 ■在碰撞试验后如果燃油供给系统 出现液体连续泄漏其泄漏速度不得超 过309／mIn；如果燃油供给系统泄漏的液 体与其它系统泄漏的液体混台且不同 的液体不容易分离和辨认则在评定连 续泄漏的泄露速度时记人所有收集到的 液体。 最近 美国出台了 项新的 FMvss201法规将后撞速度从目前的时 速4B公里逐渐提高到时速80公里。这个 新规定在20。5年起步2。。9年全面实施 要求汽车厂商采用更结实的油箱使汽 车在高速下撞车时更好地避免渗漏避 免起火爆炸。而日本保安基准^1—414 在采用EcER34法规时在后碰撞规定中 将碰撞速度也提高到{5。±2)km／h从 总的发展趋势看国外法规都在提高碰 撞速度 以使车辆对车内乘员提供更有 效的保护．我国最近也制定了《乘用车后 碰撞燃油系统安全要求》．将碰撞速度由 35～38)km／h提高为C50±2)km巾 标准将从2000年7月1日开始实施。 尾部碰撞的试验方法与侧面碰撞差 不多我国要求的碰撞速度为(50±2) km／h碰撞形式如图所示。尾部碰撞对场 地的要求以及试验车辆的准备与侧面碰 撞基本一样．两项试验最大的差别除了 撞击点的位置不同外移动壁障的形态 也完全不样一个是刚性壁障 个是 塑性壁障。尾部碰撞采用的是钢制结构 的刚性壁障表面装有2cm厚的胶台板 撞击表面宽度不小于25m高度不小于 0 8m．碰撞角度应垂直由于壁障宽度超 过试验车的宽度所以碰撞点的位置要 求相对比较宽松。对移动车的要求两项 试验完全相同 不过移动壁障的总质量 尾部碰撞要高出侧面碰撞150如。试验车 辆应装备计八车辆整备质量中的所有正 常安装的部件和设备并且应装备涉及 防火性能的部件和设备。向燃)自箱加注 至少满容量gO％的燃料或其密度和粘度 与正常使用燃油相近的非可燃液体其 他系统如制动液罐散热器等可以排空。 变速器可不处于空挡位置驻车制动器 可处于制动状态。 尾部碰撞试验的考核指标主要有 ■在碰撞过程中燃油装置不应发生寇 体泄漏 ■碰撞试验后燃油装置若有液体连续 泄漏则在碰撞后前5分钟平均泄漏速率 不应大于309／mn如果从燃油装置中泄 漏的液体与从其它系统泄漏的液体混淆 且这几种液体不容易 分开和辨认则应根 据收集到的所有液体 评价连续泄漏量 ■不应引起燃料的 燃烧 ■在碰撞过程中和 碰撞试验后蓄电池 应由保护装置保持自 己的位置 Aug2005世界汽车37 万方数据 目前欧洲澳大利亚的正面碰撞法 规中采用的是56km／h的40％ODB碰撞试 验方法。欧洲和澳大利亚的NcAP中的正 面碰撞试验为64km／h的40％偏置可吸 能壁障碰撞试验万法。日本的J NcAP中 从2。。0年起正面碰撞试验采用5卧m／h的 100％刚性固定壁障碰撞和6“m／h的40％ 偏置可吸能壁障碰撞两项试验综合评 价汽车的正面碰撞安全性。美国的保险 公司为了全面了解汽车碰撞的安全性能 除了政府推行的56km／h的100％刚性固 定壁障碰撞试验外由lHs(InSu『anceln stltuteforHghwaysafety}开展64km／h 的40％偏置可吸能壁障碰撞试验碰撞 试验结果用于汽车保险中估损。1o。％刚 性固定壁障和40％偏置可吸能壁障两种 碰撞试验方式乘员的伤害机理不同对 安全车身和乘员约束系统考核的侧重面 也不同两者无法互相代替只有同时采 用才能较全面的评价车辆的正面碰撞安 全性能。目前我国的科研机构已经将 《偏置可吸能壁障正面碰撞》推荐至国家 作为推荐标准桕信很快便会成为我国 惟一强制施行的48～50km／h的1。0％重 叠率的刚性固定壁障碰撞试验的补充。 40％偏置碰撞的试验方法与1。0％重 叠正面碰撞基本相同试验场地的要求 求控制在±20mm范围内。撞击速度与欧 洲标准致为56km／h。 众多试验表明由于采用刚性壁障 100％重叠碰撞试验的碰撞强度要大干 与车辆准备两项试验也基本一致其具 体试验方式如图所示。40％和100％两项 试验最大的区别在于壁障的选择40％偏 置碰撞要求在固定壁障前装设块变形 吸能的蜂窝铝块变形壁障的刚度是按 照欧洲车辆的平均刚度设定的代表平 均车型“的前端刚度。撞击时试验车辆只 有车身侧的40％面积与壁障撞击试 验车的跑偏量对试验结果影响较大要 40％偏置碰撞试验车身加速度乘员头 部伤害和胸部伤害1O0％都要大干 40％也就是说在这几个方面100％重 叠碰撞标准的要求要高于40％偏置碰撞 的碰撞标准。而在车身变形方面40％偏 置碰撞试验的驾驶室的绝对侵人量要大 干1。0％重叠碰撞试验尤其对平头车来 说由于前端车身的吸能变形区很小其 驾驶室局部变形很大方向盘位移也容 羼 万方数据 易超标也容易造成驾驶员侧车门试验 后难以打开影响假人的取出。而且由于 驾驶室变形较大也造成了乘员大腿载 荷远远大于1。。％重叠碰撞试验的情况。 由此可以看出40％偏置碰撞的碰撞标 准相对来说更侧重于对车身结构方面的 考核。40％偏置碰撞的考核指标主要有 ■假人头部性能指标{HPc)应小于或 等于10。o大于809的合成加速度持续不 应超过3ms．胸部性能指标{ThPc)应小 于或等于5。mm粘性指标fVc)应小于 或等于1Ⅱn，s。颈部张力指标弯矩不超 过57N⋯ ■小腿压缩力不超过8kN ■膝部位移不超过15mm 一转向盘竖直向上不超过80mm向后 不超过100m⋯ ■其它要求与100％重叠正面碰撞的要 求基本相同 f国霹毓l羹 对十倾角碰撞美国和加拿大的要求 比鞍尸格一直作为标准在施行欧洲日 Ⅲ和澳大利亚包括我目在内也互在 做这Ⅱ面试验但都没有作为标准要求 ■■■■■_ 般都是厂家的行为。 我国进行倾角碰撺试验的角度为∞ 一般为左倾碰撞速度在00—50kmh之 间选择碰撞形式如图所示。场地要求和 车辆准备与100％重叠正面碰撞的要求基 本相同碰撞壁障为刚性。 倾角碰撞的考核指标澧有具体要求 试验参数的采集和测量与100％重叠正面 碰撞基本致。 目前国内的倾角 碰撞一般作为安 全气囊和安全带 的匹配试验撞 击时采集碰撞时 的能景以及车身 变形信号厂万 会据此编写安全 气囊的电子控制 系统Ecu作为 气囊起爆的控制 依据 A“目2005世界汽车39 万方数据 对于正面柱碰试验欧洲和美国擐 早施行。其他国家包括我国在内也一直 在做主要还是厂家的委托试验大多数 都是为了匹配安全气囊和安全带从未 做为执行标准。 正面柱碰的场地要求 和车辆准备与100％重叠 正面碰撞基本相同。碰撞 物体由壁障改为柱子．柱 子的直径为10英寸碰撞 速度为28～50|(m／h．碰撞 位置有严格要求碰撞形 式如图所示。 正面柱碰的考核指标 没有具体要求试验参数 的采集和测量与100％重 叠正面碰撞基本一致。目 前国内的正面柱碰般是作为厂方开发 新车型的研发试验有时也会作为车辆 安全气囊和安全带的匹配试验撞击时 采集碰撞时的能量以及车身变形信号 会对研发人员改善车身安全性能提供很 好的帮助厂方也会据此编写安全气囊 的电子控制系统Ecu丰富安全气囊起爆 的控制依据． 在众多的变通事故中选尾事故占 据相当大的比倒。欧洲在碰撞试验方面 直比较注重对实际事故形态的模拟 所以追尾试验施行得也比较早不过没 有作为强制性标准。其它各个国家也部 在做这项碰撞试验不过要求各不相同。 追尾碰撞试验的场地要求和车辆准 备与100％重叠正面碰撞基本相同。碰撞 物体是固定在壁障上的模拟卡车尾部的 40世界汽车Augz005 支架试验 车以50km／h 的速度撞击。 追尾碰 撞的考核指 标各国都不 相同国外 对撞击后乘 员伤害和车 身状况都进 行考核我 国目前主要 考核电液的 泄漏情况， 詹 万方数据 侧i柱碰所产±的车 身侧面变形根g大该 项试验在欧Ⅻ的NcAP 中扮演相g重要的角 色。试验方法E可以以 车撞柱又可以以柱撞 车我国一般以台车驱 动试验车辆撞击柱子 由于接 触面积小 侧面柱碰的 撞击强度比 较大对车 辆的要求也 相对严格。 欧洲和澳大利亚的NcAP中将侧面柱碰列为项非常重要 的内容。美国日本等其他国家对这项试验也都在做．不 过都没有强制要求。我国倒面柱碰试验做得也比较多不 过都是厂家委托的试验国家并未作强制要求。 侧面柱碰试验的场地要求和车辆准备与100％重叠正 厩碰撞基本相同。侧面柱碰的试验方法是将试验车辆放到 台车上台车以29km／h的速度将试验车辆的侧面撞向柱 子撞击点有严格的要求，柱子直径为10英寸碰撞形式 如图所示。 侧面柱碰的考核指标与侧面碰撞的考核指标基本相同。 每一璜碰撞试验都有其测量的重自，对车型的改进与 发展也都起到T推进的作用。特剐是国家强制执行的试验 标准．从一定程度上甚i能够决定车辆的形状与配置。我 国在强制执行“采用车正自碰撞的采女保护”标准之前，平 头的微自几乎遍地都是，^执行谊标准之后，微自}列的 车型几乎都不约■同地长女T一截“鼻子”，并且大部分都 配置7驾驶女安奎气盘。明年7月1日以后，我国将强制央——施“汽车侧自碰撞的柬A保护1和 “采用车后碰撞燃油系统安全要求。 两哺标准，相信那时稂，车辆就不 得不砝着加强自0的车门、甚至考 虑安装侧自安全气囊}，至于∞箱 的结实程度，各个r家也皿须下一 番苦功。 车辆本身安奎性能的提高并不 能从根本上减少事故的垃生，R能 一定程度上减少事故的损失，要想 确保行车安全，蕾额每个骘驶自认 真遵守交通规则，工明驾驶。 万方数据