隨著全球道路安全意識(shí)的不斷提高，汽車對(duì)行人保護(hù)的技術(shù)要求也日益嚴(yán)格。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在車輛與行人正面碰撞中，除了下肢損傷外，頭部傷害是致命或致殘的重要原因。根據(jù)《GB 24550-2024 汽車對(duì)行人的碰撞保護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)，車頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須盡量降低行人頭部傷害的風(fēng)險(xiǎn)。本文將結(jié)合該標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)闡述車頭結(jié)構(gòu)對(duì)行人頭部安全的影響機(jī)理及相關(guān)試驗(yàn)評(píng)價(jià)要求。

1. 行人頭部傷害機(jī)理與防護(hù)目標(biāo)

在行人被車輛保險(xiǎn)杠擊中下肢后，身體會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，頭部隨后與發(fā)動(dòng)機(jī)罩或前風(fēng)窗玻璃發(fā)生二次碰撞。此時(shí)，由于頭部質(zhì)量大、加速度高，容易出現(xiàn)：

? 顱腦骨折? 腦組織挫傷或彌散性軸索損傷? 頸椎損傷

這些往往導(dǎo)致極為嚴(yán)重的二次傷害，甚至死亡。因此汽車車頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能提供：

2. 車頭結(jié)構(gòu)對(duì)頭部保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)中要求車頭前端，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)罩及前風(fēng)窗下緣，應(yīng)滿足以下核心思路：

這些措施的目的是控制頭部在碰撞時(shí)的加速度指標(biāo)（HIC），從而降低腦損傷概率。

3. 試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)與要求

GB 24550-2024對(duì)行人頭部保護(hù)提出了嚴(yán)格的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要通過(guò)頭型沖擊試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。具體包括：

• 質(zhì)量：4.5 kg

• 球形，直徑165mm

• 表面覆蓋14mm厚合成皮膚

• 沖擊速度：9.7 ±0.2 m/s

• 質(zhì)量：3.5 kg

• 球形，直徑165mm

• 表面同樣覆蓋14mm合成皮膚

• 沖擊速度：9.7 ±0.2 m/s

評(píng)價(jià)核心是計(jì)算 HIC（頭部傷害指數(shù)），其值需滿足：

HIC的計(jì)算公式在標(biāo)準(zhǔn)中定義為：

4. 試驗(yàn)程序與區(qū)域劃分

行人頭部沖擊試驗(yàn)分為發(fā)動(dòng)機(jī)罩試驗(yàn)區(qū)域與前風(fēng)窗試驗(yàn)區(qū)域，標(biāo)準(zhǔn)中明確界定：

• WAD 1000 至 WAD 1700（或發(fā)動(dòng)機(jī)罩后沿前移82.5mm）

• WAD 1700 至 WAD 2300（或發(fā)動(dòng)機(jī)罩后沿）

• 不透光區(qū)域邊界后移100mm至WAD 2300

其中 WAD （Wrap Around Distance）為地面基準(zhǔn)點(diǎn)到車頭外表面軟尺測(cè)量的包絡(luò)距離，詳細(xì)解釋可參考GB 24550-2024第3章定義。

試驗(yàn)流程包括：

5. 關(guān)鍵示意圖 

HIC 1000 區(qū)域和HIC 1700 區(qū)域的示意圖

6. 車頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化的趨勢(shì)

隨著行人保護(hù)要求的不斷提高，汽車制造商在車頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化上呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：

? 主動(dòng)彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩：提供可變形空間，避免與硬質(zhì)部件直接接觸? 發(fā)動(dòng)機(jī)下移布置：留出緩沖行程? 柔性鎖扣鉸鏈：在碰撞時(shí)可局部讓位? A柱吸能材料：分散風(fēng)窗區(qū)域沖擊? 精細(xì)化有限元仿真：精準(zhǔn)預(yù)測(cè)HIC分布并優(yōu)化車頭外形

這些措施與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)體系共同構(gòu)成了未來(lái)車頭對(duì)行人友好化的技術(shù)方向。

結(jié)語(yǔ)

行人頭部在碰撞事故中面臨極大風(fēng)險(xiǎn)，車頭結(jié)構(gòu)保護(hù)水平直接影響傷害程度。通過(guò)《GB 24550-2024》所定義的試驗(yàn)程序與HIC控制目標(biāo)，汽車研發(fā)可在設(shè)計(jì)階段更有針對(duì)性地減少行人頭部的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)道路安全向更高水平發(fā)展。