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汽车试验：汽车正面碰撞的乘员保护试验方法
2021-10-15 20:19:49· 来源：汽车测试网
汽车安全是一个永恒的话题。每年全世界约有120万人死于车祸，而在交通事故中受伤和致残者更是高达数百万人。图1所示为交通事故统计分析获得的事故车不同碰撞重叠
汽车安全是一个永恒的话题。每年全世界约有120万人死于车祸，而在交通事故中受伤和致残者更是高达数百万人。图1所示为交通事故统计分析获得的事故车不同碰撞重叠率的乘员伤亡分布图。从图1中可见，伤亡率较高的集中在重叠率30%～40%和重叠90%～100%这两个区域。其中重叠率为30%～40%的事故中严重受伤率最高，重叠率为90%～100%的事故中死亡率最高。100%刚性壁障形式的正面碰撞试验能够较好地模拟90%～100%重叠率的交通事故，而40%正面偏置碰撞试验能够较好地模拟重叠率为30%～40%的交通事故。
图1 不同碰撞重叠率的乘员伤亡分布图
乘用车正面碰撞的乘员保护法规GB 11551-2014 2015年1月开始实施，推动了中国汽车工业在汽车碰撞安全技术方面的进步和发展。新版法规主要增加了头部3ms合成加速度、颈部NIC伤害指标、颈部伸张弯矩和胸部粘性指标等新要求，更加完整地考核正碰中前排假人的伤害情况，对车辆的正碰乘员保护性能提出了更高的要求。
汽车正面碰撞的乘员保护 试验方法
一、设施及车辆准备
1、试验场地：试验场地应足够大，以容纳跑道、壁障和试验必需的技术设施。在壁障前至少5m的跑道应水平、平坦和光滑。
2、壁障：壁障由钢筋混凝土制成，前部宽度不小于3m，高度不小于1.5m。壁障厚度应保证其质量不低于7×10*kg。壁障前表面应铅垂，其法线应与车辆直线行驶方向成0°夹角，且壁障表面应覆以20mm±1mm厚、状态良好的胶合板(见图2)。如果有必要，应使用辅助定位装置将壁障固定在地面上，以限制其位移。
壁障的定位：壁障的方位应使碰撞角为0°。
图2带胶合板的0°壁障
4、车辆状况
一般要求：试验车辆应能反映出该系列产品的特征，应包括正常安装的所有装备，并应处于能够正常运行的状态。一些零部件可以被等质量代替物代替，但要求这种替换不应对5.6的测量结果有影响。
车辆质量：对于M类车辆，提交试验的车辆质量应是整备质量。对于N.类车辆，提交试验的车辆质量应是整备质量加上136kg或其额定载货量的质量(取其中较小的)作为配重，配重应牢固地安装在其载货区域内。
燃油箱应注人水，水的质量为制造厂规定的燃油箱满容量时燃油质量的90%，偏差±1%。
所有其他系统(制动系、冷却系等)应排空，排出液体的质量应予以补偿。
如果车载测量装置的质量超过25kg，可以通过减少一些对5.6的测量结果无明显影响的零件来进行补偿。
车载测量装置使各轴轴荷的变化不大于5%，每轴变化不超过20kg。
规定的车辆质量应在试验报告中标明。
乘员舱的调整
- 转向盘位置：若转向盘可调，则应调节到制造厂规定的位置，如果制造厂没有规定，则应调节到可调范围的中间位置。在加速过程结束时，转向盘应处于自由状态，且处于制造厂规定的车辆直线行驶时的位置。
- 玻璃：车辆上的活动玻璃应处于关闭位置。为便于试验测量，经制造厂同意，可以放下活动玻璃，只要此时操纵手柄的位置相当于玻璃关闭时所处的位置。
- 变速杆：变速杆应处于空挡位置。
- 踏板：踏板应处于正常的位置。若踏板可调，应放于中间位置，除非制造厂对该位置有特殊要求。
- 车门：车门应关闭但不锁止。
- 活动车顶：如果安装有活动车顶或可拆式车顶，它应处于应有位置并关闭。为便于试验测量，经制造厂同意，可以打开。
- 遮阳板：遮阳板应处于收起位置。
- 后视镜：内后视镜应处于正常的使用位置。
- 扶手：前后座椅扶手若可移动，则应处于放下位置，除非受到车内假人的限制。
- 头枕：高度可调节的头枕应处于最高位置。
- 前排座椅位置：对于纵向可调节的座椅，应使H点位于行程的中间位置或最接近于中间位置的锁止位置，并处于制造厂规定的高度位置(假如高度可以单独调节)。对于长条座椅，应以驾驶员位置的H点为基准。当假人不能正确安放并且驾驶员座椅或前排乘客座椅的设计H点(r1：z))符合式(1)(即该点落在图3直线A的左侧区域内)时：允许对该座椅进行适当的调节，直到假人可以正确安放为止,以便使该设计H点位于图3中平面坐标系直线A的右侧且尽可能地接近直线A。
式中:
X———通过加速踏板表面设计中心并且垂直于车辆纵向中央平面的水平直线与设计H点间在前后方向上的水平距离,单位为毫米(mm)。
Z———通过加速踏板表面设计中心并且垂直于车辆纵向中央平面的水平直线与设计H点间在上下方向上的垂直距离,单位为毫米(mm)。
图3H点相对位置图
- 前排座椅靠背位置：如果可调，座椅靠背应调节到使假人躯干倾角尽量接近制造厂规定的正常使用角度，若制造厂没有规定，则应调节到从铅垂面向后倾斜25*角的位置。
- 后排座椅：如果可调，后排座椅或后排长条座椅应处于最后位置。
二、假人
在每个前排外侧座椅上，安放一个符合要求的假人，假人应符合50%HybridⅢ假人技术要求及相应调整要求。为记录必要的数据以便确定性能指标， 假人应配备符合技术要求的测量系统。
三、车辆的驱动
车辆不应靠自身动力驱动。
在碰撞瞬间，车辆应不再承受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应超过150mm。
四、试验速度
在碰撞瞬间，车辆速度应为50-2km/h。如果试验在更高的碰撞速度下进行并且车辆符合要求，也认为试验合格。
五、对前排座椅假人的测量
1、为确定性能指标必需的所有测量，均应采用符合要求的测量系统。
2、不同的参数应通过具备下列CFC(通道的频率等级) 的独立数据通道来记录。
3、对假人头部的测量：重心处的加速度(a) 由加速度的三维分量计算得出。加速度分量测量时， CFC为1000。
4、对假人颈部的测量
- 在头颈连接处测量的轴向张力和前后剪切力， CFC为1000。
- 在头颈连接处测量的对Y轴的弯矩， CFC为600。
- 对假人胸部的测量胸部变形测量时， CFC为180。
- 对假人大腿的测量轴向压缩力测量时， CFC为600。
六、在车辆上所进行的测量
1、进行简化试验时，车身结构减速度时间历程应以车辆左侧“B“柱下端的纵向加速度传感器的读数为基础确定， 采用符合要求且CFC为180的数据通道。
2、规定的简化试验程序中所使用的速度时间曲线应从车辆左侧“B”柱下端的纵向加速度传感器获得。
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