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汽車試驗(yàn)：汽車正面碰撞的乘員保護(hù)試驗(yàn)方法

2021-10-15 20:19:49·  來源：汽車測試網(wǎng)  
　
汽車安全是一個(gè)永恒的話題。每年全世界約有120萬人死于車禍，而在交通事故中受傷和致殘者更是高達(dá)數(shù)百萬人。圖1所示為交通事故統(tǒng)計(jì)分析獲得的事故車不同碰撞重疊
汽車安全是一個(gè)永恒的話題。每年全世界約有120萬人死于車禍，而在交通事故中受傷和致殘者更是高達(dá)數(shù)百萬人。圖1所示為交通事故統(tǒng)計(jì)分析獲得的事故車不同碰撞重疊率的乘員傷亡分布圖。從圖1中可見，傷亡率較高的集中在重疊率30%～40%和重疊90%～100%這兩個(gè)區(qū)域。其中重疊率為30%～40%的事故中嚴(yán)重受傷率最高，重疊率為90%～100%的事故中死亡率最高。100%剛性壁障形式的正面碰撞試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好地模擬90%～100%重疊率的交通事故，而40%正面偏置碰撞試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好地模擬重疊率為30%～40%的交通事故。

圖1 不同碰撞重疊率的乘員傷亡分布圖
乘用車正面碰撞的乘員保護(hù)法規(guī)GB 11551-2014 2015年1月開始實(shí)施，推動了中國汽車工業(yè)在汽車碰撞安全技術(shù)方面的進(jìn)步和發(fā)展。新版法規(guī)主要增加了頭部3ms合成加速度、頸部NIC傷害指標(biāo)、頸部伸張彎矩和胸部粘性指標(biāo)等新要求，更加完整地考核正碰中前排假人的傷害情況，對車輛的正碰乘員保護(hù)性能提出了更高的要求。
汽車正面碰撞的乘員保護(hù) 試驗(yàn)方法
一、設(shè)施及車輛準(zhǔn)備
1、試驗(yàn)場地：試驗(yàn)場地應(yīng)足夠大，以容納跑道、壁障和試驗(yàn)必需的技術(shù)設(shè)施。在壁障前至少5m的跑道應(yīng)水平、平坦和光滑。
2、壁障：壁障由鋼筋混凝土制成，前部寬度不小于3m，高度不小于1.5m。壁障厚度應(yīng)保證其質(zhì)量不低于7×10*kg。壁障前表面應(yīng)鉛垂，其法線應(yīng)與車輛直線行駛方向成0°夾角，且壁障表面應(yīng)覆以20mm±1mm厚、狀態(tài)良好的膠合板(見圖2)。如果有必要，應(yīng)使用輔助定位裝置將壁障固定在地面上，以限制其位移。
壁障的定位：壁障的方位應(yīng)使碰撞角為0°。

圖2帶膠合板的0°壁障
4、車輛狀況
一般要求：試驗(yàn)車輛應(yīng)能反映出該系列產(chǎn)品的特征，應(yīng)包括正常安裝的所有裝備，并應(yīng)處于能夠正常運(yùn)行的狀態(tài)。一些零部件可以被等質(zhì)量代替物代替，但要求這種替換不應(yīng)對5.6的測量結(jié)果有影響。
車輛質(zhì)量：對于M類車輛，提交試驗(yàn)的車輛質(zhì)量應(yīng)是整備質(zhì)量。對于N.類車輛，提交試驗(yàn)的車輛質(zhì)量應(yīng)是整備質(zhì)量加上136kg或其額定載貨量的質(zhì)量(取其中較小的)作為配重，配重應(yīng)牢固地安裝在其載貨區(qū)域內(nèi)。
燃油箱應(yīng)注人水，水的質(zhì)量為制造廠規(guī)定的燃油箱滿容量時(shí)燃油質(zhì)量的90%，偏差±1%。
所有其他系統(tǒng)(制動系、冷卻系等)應(yīng)排空，排出液體的質(zhì)量應(yīng)予以補(bǔ)償。
如果車載測量裝置的質(zhì)量超過25kg，可以通過減少一些對5.6的測量結(jié)果無明顯影響的零件來進(jìn)行補(bǔ)償。
車載測量裝置使各軸軸荷的變化不大于5%，每軸變化不超過20kg。
規(guī)定的車輛質(zhì)量應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中標(biāo)明。
乘員艙的調(diào)整
- 轉(zhuǎn)向盤位置：若轉(zhuǎn)向盤可調(diào)，則應(yīng)調(diào)節(jié)到制造廠規(guī)定的位置，如果制造廠沒有規(guī)定，則應(yīng)調(diào)節(jié)到可調(diào)范圍的中間位置。在加速過程結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)向盤應(yīng)處于自由狀態(tài)，且處于制造廠規(guī)定的車輛直線行駛時(shí)的位置。
- 玻璃：車輛上的活動玻璃應(yīng)處于關(guān)閉位置。為便于試驗(yàn)測量，經(jīng)制造廠同意，可以放下活動玻璃，只要此時(shí)操縱手柄的位置相當(dāng)于玻璃關(guān)閉時(shí)所處的位置。
- 變速桿：變速桿應(yīng)處于空擋位置。
- 踏板：踏板應(yīng)處于正常的位置。若踏板可調(diào)，應(yīng)放于中間位置，除非制造廠對該位置有特殊要求。
- 車門：車門應(yīng)關(guān)閉但不鎖止。
- 活動車頂：如果安裝有活動車頂或可拆式車頂，它應(yīng)處于應(yīng)有位置并關(guān)閉。為便于試驗(yàn)測量，經(jīng)制造廠同意，可以打開。
- 遮陽板：遮陽板應(yīng)處于收起位置。
- 后視鏡：內(nèi)后視鏡應(yīng)處于正常的使用位置。
- 扶手：前后座椅扶手若可移動，則應(yīng)處于放下位置，除非受到車內(nèi)假人的限制。
- 頭枕：高度可調(diào)節(jié)的頭枕應(yīng)處于最高位置。
- 前排座椅位置：對于縱向可調(diào)節(jié)的座椅，應(yīng)使H點(diǎn)位于行程的中間位置或最接近于中間位置的鎖止位置，并處于制造廠規(guī)定的高度位置(假如高度可以單獨(dú)調(diào)節(jié))。對于長條座椅，應(yīng)以駕駛員位置的H點(diǎn)為基準(zhǔn)。當(dāng)假人不能正確安放并且駕駛員座椅或前排乘客座椅的設(shè)計(jì)H點(diǎn)(r1：z))符合式(1)(即該點(diǎn)落在圖3直線A的左側(cè)區(qū)域內(nèi))時(shí)：允許對該座椅進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，直到假人可以正確安放為止,以便使該設(shè)計(jì)H點(diǎn)位于圖3中平面坐標(biāo)系直線A的右側(cè)且盡可能地接近直線A。

式中:
X———通過加速踏板表面設(shè)計(jì)中心并且垂直于車輛縱向中央平面的水平直線與設(shè)計(jì)H點(diǎn)間在前后方向上的水平距離,單位為毫米(mm)。
Z———通過加速踏板表面設(shè)計(jì)中心并且垂直于車輛縱向中央平面的水平直線與設(shè)計(jì)H點(diǎn)間在上下方向上的垂直距離,單位為毫米(mm)。

圖3H點(diǎn)相對位置圖
- 前排座椅靠背位置：如果可調(diào)，座椅靠背應(yīng)調(diào)節(jié)到使假人軀干傾角盡量接近制造廠規(guī)定的正常使用角度，若制造廠沒有規(guī)定，則應(yīng)調(diào)節(jié)到從鉛垂面向后傾斜25*角的位置。
- 后排座椅：如果可調(diào)，后排座椅或后排長條座椅應(yīng)處于最后位置。
二、假人
在每個(gè)前排外側(cè)座椅上，安放一個(gè)符合要求的假人，假人應(yīng)符合50%HybridⅢ假人技術(shù)要求及相應(yīng)調(diào)整要求。為記錄必要的數(shù)據(jù)以便確定性能指標(biāo)， 假人應(yīng)配備符合技術(shù)要求的測量系統(tǒng)。
三、車輛的驅(qū)動
車輛不應(yīng)靠自身動力驅(qū)動。
在碰撞瞬間，車輛應(yīng)不再承受任何附加轉(zhuǎn)向或驅(qū)動裝置的作用。
車輛到達(dá)壁障的路線在橫向任一方向偏離理論軌跡均不應(yīng)超過150mm。
四、試驗(yàn)速度
在碰撞瞬間，車輛速度應(yīng)為50-2km/h。如果試驗(yàn)在更高的碰撞速度下進(jìn)行并且車輛符合要求，也認(rèn)為試驗(yàn)合格。
五、對前排座椅假人的測量
1、為確定性能指標(biāo)必需的所有測量，均應(yīng)采用符合要求的測量系統(tǒng)。
2、不同的參數(shù)應(yīng)通過具備下列CFC(通道的頻率等級) 的獨(dú)立數(shù)據(jù)通道來記錄。
3、對假人頭部的測量：重心處的加速度(a) 由加速度的三維分量計(jì)算得出。加速度分量測量時(shí)， CFC為1000。
4、對假人頸部的測量
- 在頭頸連接處測量的軸向張力和前后剪切力， CFC為1000。
- 在頭頸連接處測量的對Y軸的彎矩， CFC為600。
- 對假人胸部的測量胸部變形測量時(shí)， CFC為180。
- 對假人大腿的測量軸向壓縮力測量時(shí)， CFC為600。
六、在車輛上所進(jìn)行的測量
1、進(jìn)行簡化試驗(yàn)時(shí)，車身結(jié)構(gòu)減速度時(shí)間歷程應(yīng)以車輛左側(cè)“B“柱下端的縱向加速度傳感器的讀數(shù)為基礎(chǔ)確定， 采用符合要求且CFC為180的數(shù)據(jù)通道。
2、規(guī)定的簡化試驗(yàn)程序中所使用的速度時(shí)間曲線應(yīng)從車輛左側(cè)“B”柱下端的縱向加速度傳感器獲得。 
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