大家好，我是中汽中心碰撞試驗(yàn)研究部的朱海濤，在C-NCAP 2021版評價規(guī)程修訂中，負(fù)責(zé)乘員保護(hù)部分的制修訂工作。大家知道，C-NCAP2021版增加了車身和零部件碰撞安全性能風(fēng)險評價要求，本次介紹膝部風(fēng)險評價。

膝部風(fēng)險評價主要用來評價車輛碰撞過程中是否會對不同體位乘員膝部造成相應(yīng)的損傷，主要是在膝部可能接觸的區(qū)域內(nèi)檢查是否存在集中載荷和可變區(qū)域接觸風(fēng)險的情況。

首先，將整車100%FRB碰撞試驗(yàn)后假人膝部接觸儀表板的位置作為劃分基準(zhǔn)，確定不同體位假人膝部可能接觸的空間，這個空間我們稱為膝部評估區(qū)域。評價區(qū)域內(nèi)分為儀表板表面和向里20mm的深度區(qū)域。

其次，在評價區(qū)域內(nèi)檢查是否有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)或部件，會造成膝部集中載荷和可變區(qū)域接觸風(fēng)險。集中載荷與硬點(diǎn)相關(guān)，如果存在硬點(diǎn)，確認(rèn)是否存在傳遞介質(zhì)和路徑，能夠?qū)⒓休d荷進(jìn)行分散。判定方法是確定在硬點(diǎn)和碰撞面之間是否存在夾層結(jié)構(gòu)（如泡沫墊），其最小間距為10mm；碰撞中泡沫墊不應(yīng)移位，否則認(rèn)為填充不充分；同時不應(yīng)出現(xiàn)斷裂的情況。另一方面，即使在不存在硬點(diǎn)的情況下，較硬的儀表板和突兀的結(jié)構(gòu)造型，也會增加膝部損傷風(fēng)險，這就是所謂存在可變區(qū)域接觸風(fēng)險。是否存在集中載荷或可變區(qū)域接觸風(fēng)險最終判定是通過KNEE-MAPPING（下面簡稱KM）試驗(yàn)來確定。具體講，集中載荷修正通過KM試驗(yàn)中假人大腿載荷力是否達(dá)到3.8KN來確定；可變區(qū)域接觸修正通過大腿載荷力是否達(dá)到3.8KN或位移量是否達(dá)到6mm來確定。

最后還有一種情況是，在評估區(qū)域外，如果存在阻礙小腿運(yùn)動、造成膝部位移超出6mm的結(jié)構(gòu)，也需要進(jìn)行可變區(qū)域接觸罰分。



膝部風(fēng)險評價主要包括四個步驟。一是評價區(qū)域劃分；二是評價區(qū)域內(nèi)風(fēng)險點(diǎn)選擇；三是臺車驗(yàn)證試驗(yàn)；四是KM試驗(yàn)與罰分確認(rèn)。


下面介紹一下具體評價流程，對于無膝部氣囊的車輛：

若膝部與儀表板有接觸的情況下

按照膝部接觸印跡劃出評估區(qū)域。對于假人的每條腿部，在評估區(qū)域內(nèi)分別進(jìn)行集中載荷與可變區(qū)域接觸風(fēng)險點(diǎn)檢查。

1）集中載荷

檢查是否存在這樣的硬點(diǎn)或結(jié)構(gòu)，并確認(rèn)是否有將碰撞載荷進(jìn)行分散或傳遞的措施。若無集中載荷風(fēng)險點(diǎn)，對于駕駛員位置，將評價區(qū)域分為轉(zhuǎn)向管柱中心兩側(cè)60mm的區(qū)域和其它區(qū)域。

2）可變區(qū)域接觸

檢查是否存在目標(biāo)風(fēng)險點(diǎn)。若存在，當(dāng)整車碰撞試驗(yàn)中（正面100%&MPDB）大腿力大于3.8KN或者膝部位移大于6mm時，該罰分不能通過KM試驗(yàn)進(jìn)行消除，直接生效。

若膝部與儀表板無接觸的情況下

對于假人膝部有可能接觸不到儀表板的情況，在進(jìn)行100%FRB碰撞試驗(yàn)前，企業(yè)需提供相關(guān)信息，試驗(yàn)前需在儀表板上粘貼花泥，根據(jù)接觸位置來進(jìn)行評價區(qū)域劃分，這種情況下，不需要進(jìn)行滑臺驗(yàn)證試驗(yàn)。

1）粘貼花泥進(jìn)行試驗(yàn)后，假人膝部接觸花泥，按照接觸深度進(jìn)行評價區(qū)域劃分。

2）粘貼花泥進(jìn)行試驗(yàn)后，假人膝部未接觸到花泥，不再進(jìn)行評價區(qū)域劃分，也不再進(jìn)行膝部風(fēng)險評估。

3）未粘貼花泥進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)中也未接觸儀表板。需要通過單獨(dú)假人腿型進(jìn)行評估區(qū)域劃分。



對于有膝部氣囊的車輛，下面分兩種情況進(jìn)行介紹。

情況一：正面100%FRB碰撞試驗(yàn)中膝部位移大于3mm，靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)后，大腿力指標(biāo)超出3.8KN或膝位移超出6mm的情況。

需要分別放置不同體位的假人，座椅調(diào)整到相應(yīng)的設(shè)計(jì)位置，進(jìn)行膝部氣囊靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)（CAE或滑臺試驗(yàn)），通過假人大腿力和膝位移指標(biāo)來判定是否存在膝部氣囊危險展開的情況。若大腿力超出3.8KN或膝部位移超出6mm，可變區(qū)域扣分，集中載荷找風(fēng)險點(diǎn)，此時不接受KM試驗(yàn)。

情況二：正面100%FRB碰撞試驗(yàn)中膝部位移大于3mm，靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)后，大腿力指標(biāo)未超限值或正面100%FRB碰撞試驗(yàn)中膝部位移小于3mm的情況。

首先需要確定正面100%FRB試驗(yàn)中膝部氣囊是否發(fā)生觸底。判定方法為大腿載荷在 5ms 內(nèi)增加 1kN 且伴隨骨盆加速度的增加。作為參考，通過高速攝像進(jìn)行輔助確認(rèn)。

1）正面100%FRB試驗(yàn)中膝部氣囊發(fā)生“觸底”

若發(fā)生“觸底”，需要增加一個額外的滑臺試驗(yàn)，試驗(yàn)中放置 HIII 50th百分位假人，臺車試驗(yàn)中膝部氣囊點(diǎn)火時間需延遲 10ms。若假人腿部指標(biāo)超限，可變接觸區(qū)域罰分適用；當(dāng)存在集中載荷風(fēng)險點(diǎn)，直接罰分，無需進(jìn)行后面的KM試驗(yàn)；若假人腿部指標(biāo)未超限，按照沒有配置膝部氣囊進(jìn)行后續(xù)可變區(qū)域接觸和集中載荷風(fēng)險檢查以及KM試驗(yàn)。

2）正面100%FRB試驗(yàn)中膝部氣囊未發(fā)生“觸底”

集中載荷罰分不適用，按照沒有膝部氣囊配置，選取可變區(qū)域接觸風(fēng)險點(diǎn)，并進(jìn)行KM試驗(yàn)。



首先進(jìn)行評價區(qū)域坐標(biāo)軸定義。X向?yàn)檐囕v的碰撞方向，Y為車輛寬度方向，Z向?yàn)檐囕v高度方向。

在劃分評估區(qū)域前，需要將車身調(diào)整到試驗(yàn)前的姿態(tài)。

評價區(qū)域的X方向是以膝部印記接觸最低位置點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，向儀表板內(nèi)部延伸 20 mm 形成的區(qū)域。

Y方向，對于駕駛員位置，檢查員（50百分位身材）將左腳放置在腳踏板或地板上最接近試驗(yàn)狀態(tài)時的位置。作為參考，腳跟可以在此位置基礎(chǔ)上向后移動 100mm，向座椅中線方向移動 50 mm，同時膝部盡可能遠(yuǎn)地向左側(cè)移動。右腳放置在加速踏板上，在保持腳部不移動情況下，將膝部盡量向右移動。以確定膝部能夠接觸到的區(qū)域，若有必要，座椅可向后移動至 95 百分位位置。



Z方向?yàn)橄ゲ坑∮浗佑|最高位置點(diǎn)向上、向下各 50 mm 的區(qū)域范圍。


由此，形成的評價區(qū)域?yàn)橐粋€“楔形”的三維空間。


劃分完評估區(qū)域，進(jìn)行風(fēng)險點(diǎn)檢查。首先，進(jìn)行儀表板表面風(fēng)險點(diǎn)檢查；其次進(jìn)行20mm深度內(nèi)風(fēng)險點(diǎn)檢查。最后檢查評估區(qū)域外是否存在阻礙小腿運(yùn)動的結(jié)構(gòu)。


下圖是典型的風(fēng)險點(diǎn)結(jié)構(gòu)。例如，點(diǎn)火開關(guān)按鍵，旋轉(zhuǎn)按鈕，手套箱鎖扣，調(diào)節(jié)按鈕，拐角結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)支架等。一般來講集中載荷罰分適用的區(qū)域，可變區(qū)域接觸罰分也會適合；反之可變區(qū)域罰分適用的區(qū)域不一定存在集中載荷。


在有些車輛的試驗(yàn)中，膝部可能接觸不到儀表板，需要在試驗(yàn)前，在儀表板表面上粘貼花泥來進(jìn)行輔助判定。首先利用假人腿型得到與內(nèi)飾板接觸點(diǎn)的位置后，確定Z向區(qū)間范圍。在區(qū)域范圍內(nèi)，確定內(nèi)飾板最向后的突出位置，確定下圖④中的花泥形狀，進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)。


受篇幅限制，請持續(xù)關(guān)顧我們后續(xù)的解讀。