汽車試驗學劉強

學院專業(yè)年級學號學院專業(yè)年級學號姓名指導教師成績題目實車碰撞試驗工程技術學院車輛工程2012級222012322220273劉強孫玉華2015年6月10日目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要:1\o"CurrentDocument"1引言1\o"CurrentDocument"2碰撞試驗設備1\o"CurrentDocument"2.1固定壁障1\o"CurrentDocument"2.2移動壁障2\o"CurrentDocument"2.3牽引系統(tǒng)2\o"CurrentDocument"3正面碰撞試驗3\o"CurrentDocument"3.1中國正面碰撞法規(guī)3\o"CurrentDocument"3.2試驗方法及要求4\o"CurrentDocument"3.3評價標準5\o"CurrentDocument"4側面碰撞6\o"CurrentDocument"4.1側面碰撞法規(guī)6\o"CurrentDocument"4.2試驗方法與要求8\o"CurrentDocument"4.3評價標準8\o"CurrentDocument"5追尾碰撞試驗9\o"CurrentDocument"5.1追尾試驗法規(guī)9\o"CurrentDocument"5.2試驗方法及要求10\o"CurrentDocument"5.3評價標準10\o"CurrentDocument"6結語11\o"CurrentDocument"參考文獻11實車碰撞試驗劉強西南大學工程技術學院

2012級車輛工程3班摘要:隨著汽車數(shù)量的增加和行駛速度的小斷提高，行車安全越來越重要。而在所有汽車事故當中，與碰撞有關的事故占90%以上。汽車碰撞是不可避免的，世界各國都在研究制定日趨嚴格的碰撞試驗方法和標準。本文將從敘述國內外汽車碰撞試驗的狀況開始，然后詳細介紹各種類的碰撞試驗的試驗方法和考核指標，最后探討汽車碰撞試驗的未來發(fā)展方向和提出關于實車碰撞試驗的建議。關鍵詞：實車碰撞；正面碰撞；側面碰撞；追尾碰撞；實驗方法1引言汽車安全技術分發(fā)生事故之前的預防安全技術和事故發(fā)生之后減輕傷害程度的碰撞安全技術。碰撞安全技術屬于汽車被動安全范疇，它研究如何在事故中最大可能地避免或減輕對車內乘員造成的傷害，以確保乘員生存空間、緩和沖擊、防止火災發(fā)生等為目的。隨著碰撞安全技術研究的深入，人們也開始探討在人車碰撞中對車外行人保護試驗及傷害評價。根據(jù)試驗方法不同，汽車碰撞試驗可分成實車碰撞試驗，滑車模擬碰撞試驗和臺架試驗。實車碰撞試驗與真實的汽車碰撞事故情形最接近，其試驗結果最具說服力，是綜合評價汽車碰撞安全性能的最基本的試驗方法。其他兩類試驗都是以實車碰撞的結果為基礎，模擬碰撞環(huán)境的零部件試驗。與實車碰撞試驗相比，其零部件試驗費用低、試驗條件穩(wěn)定、試驗過程易于控制，適用于汽車安全部件性能的考核及汽車開發(fā)過程中的階段性驗證試驗。2碰撞試驗設備2.1固定壁障正面碰撞試驗區(qū)域設置有固定壁障。按照SAEJ850-2000推薦，固定壁障表面至少寬3m、高1.5m，壁障表面垂直于壁障前的路面，且覆蓋一層19mm厚的膠合板，壁障尺寸和結構應足以限制其表面變形量小于車輛永久變形量的1%。在固定壁前方一般設置有攝影地坑，在地坑內設置照明系統(tǒng)和高速攝影機，從而可以從地坑中實施拍攝，為了增強被攝影零部件的可分辨性，試驗前可對車輛底部的動力總成、散熱器、前縱梁等對碰撞性能影響較大的部件噴涂不同的顏色并貼標志點，以了解碰撞過程中車輛前端結構內部的變形、運動狀態(tài)和接觸狀況。2.2移動壁障側面碰撞和追尾碰撞是采用移動壁障對停放在碰撞區(qū)域中的試驗車輛實施碰撞，由碰撞塊和移動車組成。移動壁障的質量、碰撞表面結構按照不同的試驗要求是不同的。在FMVSS208標準中，定義了用于追尾、側面碰撞的移動壁障，即質量為1814.4kg、碰撞面為剛性平面的移動壁，該移動壁障也用于FMVSS301中側面、追尾碰撞后的燃油泄漏試驗。此外，F(xiàn)MVSS301中還定義了一種剛性仿形壁障。FMVSS214和ECER95中規(guī)定的側面碰撞試驗法規(guī)中的移動壁障代表一輛“平均的標準車”，移動壁的質量代表該地區(qū)使用車輛的平均質量；移動前壁前端是由蜂窩狀鋁材制成的吸能壁障，用于模擬該地區(qū)使用的車輛前端碰撞時的平均剛度。FMVSS214中規(guī)定的移動壁障重1366kg，ECER95中規(guī)定的移動壁障重950kg。2.3牽引系統(tǒng)牽引系統(tǒng)是將試驗車輛或移動壁障由靜止加速到所定的碰撞初速度的裝置。用于實車碰撞試驗的牽引系統(tǒng)應滿足以下幾方面的要求：1）準確的速度控制，以滿足試驗法規(guī)中規(guī)定的碰撞速度要求。2）對放置有假人的試驗車輛，在牽引過程中，為防止加速過程中假人姿勢發(fā)生變化，加速度不能過大。FMVSS208的試驗程序和日本TRIAS11-4-30中規(guī)定的牽引加速度不大于0.5g，歐、美、日等國家的實車碰撞試驗設施的牽引系統(tǒng)一般都將最大牽引加速度限制在0.2g-0.25g之間。3）具有導向和脫鉤裝置，導向裝置確保試驗車沿著預定的軌道運動。在FMVSS208和日本TRIAS11-4-30及歐洲ECER94.00中規(guī)定，正面碰撞試驗車牽引過程中對設定中心線的偏離量不能超過（150±75）1^。脫鉤裝置用于實現(xiàn)牽引系統(tǒng)與碰撞車輛脫離，以便保證碰撞車輛處于自由狀態(tài)下發(fā)生碰撞。

3正面碰撞試驗3.1中國正面碰撞法規(guī)我國汽車安全法規(guī)主要參考歐洲ECE法規(guī)制定，具有ECE法規(guī)的嚴謹全面的特征，同時又結合了我國實際國情以及道路和車輛的實際情況。我國正面碰撞法規(guī)GB11551——2003《乘用車正面碰撞的乘員保護》正是參照歐洲法規(guī)制定的，但是并沒有采用歐洲的40%偏置碰撞，而是采用了美國100%重疊正面碰撞。碰撞車輛行駛路線與壁障夾角為0°,HybridIII50百分位男性假人放置在前排駕駛位及其外側位置，HybridI5百分位女性假人放置在駕駛員座位之后的后排座位的左側位置，P系列兒童假人放置在后排座位最右側，車輛行駛速度為50km/h。適用池國Mi適用池國Mi炎機動車婭壁障與被試車輛與正面偏置曲擁.車輛％壁障的重登系數(shù)為40%I碰撞速度I碰撞速度但人類聃假人艱置試驗*質量安全帶制動系統(tǒng)變速器檔位門窗狀態(tài)56kni/h5成成人男了HybridU1*S前排座位2個，后排座位1個一空車質量+假人十36屈｛測試系統(tǒng)等）并年制動松開門窗規(guī)定的碰撞傷害指標如下：1）頭部性能指標HPCW1000；2）胸部性能指標THPCW75mm；3）大腿性能指標FPCW10kN；4）試驗過程中，車門不得開啟，前門鎖止系統(tǒng)不得鎖止，碰撞試驗后，不用工具應該能打開車門，并且保證假人的正常進出；5）實驗過程中，不允許發(fā)生燃油供給系統(tǒng)的泄露，碰撞試驗后若有燃油供給系統(tǒng)發(fā)生液體連續(xù)泄露，則在碰撞后前5min平均泄露速率不得超過30g/min?！冻擞密囌媾鲎驳某藛T保護》同樣對汽車的結構、整備質量、乘員艙的空間尺寸、汽車制造工藝及材料等各個方面都做了嚴格規(guī)定，同時也規(guī)定了安全帶的安裝使用規(guī)則和安全氣囊在身材矮小乘員及婦女兒童身上的使用規(guī)則。3.2試驗方法及要求我國目前惟一施行的強制性檢驗項目便是100%重疊剛性固定壁障的碰撞試驗，試驗速度為48?50km/h。試驗方法看起來比較簡單，只要保證試驗車輛以一定的速度撞擊壁障便可以了（廠方可以要求以高于國標的速度撞擊，只要檢測指標滿足要求，同樣認為該車合格；廠方也可以要求以更低的速度撞擊，不過只能作為安全帶和安全氣囊的匹配試驗），不過對試驗場地和設施的要求非常嚴格，試驗車輛的準備工作也非常嚴謹復雜。首先，試驗場地應足夠大，以容納跑道、壁障等試驗設施，并且必須保證壁障前至少5m的跑道水平光滑。其次，作為主要試驗設施的剛性碰撞壁障，其實就是一個鋼筋混凝土制成的水泥墩子，其長、寬、高和總質量都有明確規(guī)定：前部寬度不小于3m，高度不小于1.5m，厚度應保證其質量不低于70噸。剛性壁障的前表面必須平整并且與地面垂直，就像一面墻一樣，并要覆以2cm厚的膠合板。其它設施如燈光、高速攝像機等也有相當嚴格的要求。4-膠合極正面樓■在常有奩直成磐5Ckm./h車輛準備是一項非常細膩并且十分重要的工作，首先試驗車輛應能反映出該系列產品的特征，應包括正常安裝的所有裝備，并處于正常運行狀態(tài)，一些零部件可以被等質量代替，但不得對測量結果造成影響。其次，試驗車輛質量應是整備質量，燃油箱應注入90%油箱容積的水，所有其它系統(tǒng)（制動系、冷卻系等）應排空，排除液體的質量應予以補償。最后，對乘員艙進行相當嚴格的調整：轉向盤應處于中間位置，在加速過程結束時，轉向盤處于自由狀態(tài)，且處于制造廠規(guī)定的車輛直線行駛時的位置；車窗玻璃應處于關閉位置，為便于測量，經廠商同意，車窗玻璃也可以打開，4-膠合極正面樓■在常有奩直成磐5Ckm./h但是必須保證操控手柄處于車窗關閉時的位置（手搖式車窗）；變速桿應處于空擋位置；踏板應處于正常的放松位置；車門應關閉但不鎖止；如果裝有活動車頂或可拆卸車頂，應處于關閉狀態(tài)，為方便測量，經制造廠同意可以打開；遮陽板應處于收起狀態(tài)；后視鏡應處于正常使用位置；前后扶手應處于放下的狀態(tài)；高度可調的頭枕應處于最高位置；座椅必須按照規(guī)定進行調節(jié)。車輛準備工作做好后，便開始放置假人及相應的信號采集設備。一切準備就緒，便可以發(fā)車。對車輛的行駛狀態(tài)也有明確規(guī)定：車輛不得靠自身動力驅動，在碰撞瞬間，車輛不應再受到任何附加轉向或驅動裝置的作用，車輛到達壁障的路線在橫向任一方向偏離理論軌跡均不得超過15cm?，F(xiàn)在國內一般采用電機驅動，由鋼絲繩帶動車輛加速，在碰撞前脫鉤，車輛自由撞擊壁障，脫鉤時的速度即為撞擊速度，保證48?50km/h。當然，如果廠家要求在更高的速度下撞擊，并且碰撞結果滿足要求，也認為試驗合格。撞擊結束后，便開始對前排座椅假人進行測量以及對車輛進行測量。3.3評價標準■假人頭部性能指標（HPC）應小于或等于1000；胸部性能指標（ThPC）應小于或等于75mm；大腿性能指標（FPC）應小于或等于10kN?！鲈谠囼炦^程中，車門不得開啟。■在試驗過程中，前門的鎖止系統(tǒng)不得發(fā)生鎖止。■碰撞試驗后，不使用工具，對于前排座位，若有門，至少有一個門能夠打開；必要時，改變座椅靠背位置使得所有乘員撤離；將假人從約束系統(tǒng)中解脫，如果發(fā)生了鎖止，通過在松脫裝置上施加不超過60N的壓力，該約束系統(tǒng)應能被打開；從車輛中完好地取出假人。在碰撞過程中，燃油供給系統(tǒng)不得發(fā)生泄漏，若存在液體連續(xù)泄漏，那么，泄漏速率不得超過30g/min；如果來自燃油供給系統(tǒng)的液體與來自其它系統(tǒng)的液體混合，且不同的液體不容易分離和辨認，那么在評定連續(xù)泄漏時，收集到的所有液體都應計入。4側面碰撞4.1側面碰撞法規(guī)目前國際上側面碰撞法規(guī)還沒有統(tǒng)一，主要有美國FMVSS214和歐洲ECER95兩種側面碰撞方式。美國是最早執(zhí)行汽車側面碰撞保護法規(guī)的國家，1990年10月FMVSS214在美國頒布實施；之后在1995年10月，歐洲也制定了相應的汽車側面碰撞法規(guī)ECER95，到1998年10月1日側面碰撞的歐洲指令96/27/EC強制執(zhí)行；日本的側面碰撞法規(guī)采用了與歐洲相同的碰撞方式，1998年將側面碰撞法規(guī)正式納入日本保安基準。目前美國、歐洲側面碰撞試驗方法存在較多的不同之處，表現(xiàn)在：碰撞形態(tài)不同；移動壁障的臺車質量、尺寸以及吸能塊尺寸、形狀和性能不同；試驗用側碰假人不同；碰撞速度不同；碰撞基準點的位置不同；乘員傷害指標不同。目前側面碰撞法規(guī)統(tǒng)一的協(xié)調化工作的重點是先統(tǒng)一側面碰撞假人和傷害評價指標。歐洲ECER95提出的02號修訂草案中建議采用EuroSID-1的改進型ES2假人，ES2假人已經在歐洲、日本的NCAP安全性評價中被采用。另外一個側面碰撞假人WorldSID也已經通過評價，這是目前惟一一個側面碰撞生物保真性能滿足ISO標準要求的側面碰撞假人。

埴用于鞘車，使用美國刪而琲撞假人sin,可變形蔣動壁障.質折為13部踞.速度33.5“甲1|I53.叭WhL移動壁障以誠冀27"碰插試血車輛，變形壁障垂直接觸甬容試驗車輛一：,變形移動壁障左邊緣距離輔埴用于鞘車，使用美國刪而琲撞假人sin,可變形蔣動壁障.質折為13部踞.速度33.5“甲1|I53.叭WhL移動壁障以誠冀27"碰插試血車輛，變形壁障垂直接觸甬容試驗車輛一：,變形移動壁障左邊緣距離輔距中心點37in（W（hm匚若車軸距大TI14in12846nun）?則為前軸后而20inISOStnni）離地間隙tlir>（279mm）-i.適用于mi和m類車輛使用歐洲惻而碰撞假人F.rR（?-sn>.可變形移動壁障，質量95（）Kg,有避免二次就撞的裝置,移動壁障中心線與汽車的中心線重直,碰撞點為R點砌揄速度50Km/hrt2碰抑點:移動壁障的中心通過座椅的R加3.碰僮速度為Ikru/h伽面碰撞法規(guī)對照美國FMVSS214歐洲ECF.R45中國側而俺上法規(guī)（待勰布）動態(tài)碰撞試驗要求俺人胸部傷害指數(shù)M85gt4門轎牟）；WW『2門轎車）骨盆峰值橫向加速度^l30g_燃油泄漏無:要求被撞擊側而車門不應與車完全脫開?；"l在駕駛員側試愉頭部傷害指標胸部變形措故W42mni粘性指數(shù)W1」皿他部牲能指數(shù)0.5牌上碰撞過斥門不能撞升3.碰撞后，不用T具應能將門打升.并慌夠正常拉出體人4,燃油旃瞞量回mm法規(guī)名稱尺國刪而碰撞岐人sinV=50Km/h歐洲惻而碰撞假人E[IR"NDH4IAllAA側面碰撞的試驗，試驗車輛靜止，移動變形壁障以一定的速度垂直撞擊車身側面，我國規(guī)定的速度為50±1km/h。其中對場地的要求以及試驗車輛的準備與100%正面碰撞基本相同。移動變形壁障由碰撞塊和移動車組成，總質量為950kg，重心位置有非常嚴格的要求。碰撞塊由6個獨立的蜂窩狀鋁塊、兩個前鋁面板和一個后鋁面板組成，蜂窩狀鋁塊已經經過處理，隨著變形的增大，力的大小逐漸增加，能夠真實地模擬出車輛前端的平均剛度，使該試驗能夠形象反應出兩車相撞時的狀態(tài)。碰撞塊的形狀、尺寸以及重心位置等參數(shù)都有明確嚴格的要求。移動車的形狀和大小也有規(guī)定，盡量與真實車輛相當，其前后輪距為1500mm，軸距為3000mm。另外，還有一點比較重要：移動車必須要有自己的制動裝置，一旦發(fā)生碰撞，通過傳感器啟動該制動裝置，讓移動壁障盡快停止，避免與試驗車發(fā)生二次碰撞。該項試驗撞擊點的位置有明確嚴格的要求，撞擊偏差控制得也比較嚴格，一般應控制在25mm之內。撞擊速度為50±1km/h，并且該速度至少在碰撞前0.5m內保持穩(wěn)定。4.3評價標準側面碰撞試驗的考核指標主要有:■頭部性能指標（HPC）應小于或等于1000；當沒有發(fā)生頭部接觸時，則不必測量或計算HPC值，只記錄“無頭部接觸”。■胸部性能指標：肋骨變形指標（RDC）應小于或等于42mm；粘性指標（VC）應小于或等于1.0m/s?！龉桥栊阅苤笜耍簮u骨結合點力峰值（PSPF）應小于或等于6kN?！龈共啃阅苤笜耍焊共苛Ψ逯担ˋPF）應小于或等于2.5kN的內力（相當于4.5kN的外力）?！鲈谠囼炦^程中車門不得開啟?！雠鲎苍囼灪?，不使用工具應能打開足夠數(shù)量的車門，使乘員能正常進出；必要時可傾斜座椅靠背或座椅，以保證所有乘員能夠撤離；將假人從約束系統(tǒng)中解脫出來；將假人從車輛中移出。■所有內部構件在脫落時均不得產生鋒利的凸出物或鋸齒邊，以防止增加傷害乘員的可能性?！鲈诓辉黾映藛T受傷危險的情況下，允許出現(xiàn)因永久變形產生的脫落?！鲈谂鲎苍囼灪?，如果燃油供給系統(tǒng)出現(xiàn)液體連續(xù)泄漏，其泄漏速度不得超過30g/min；如果燃油供給系統(tǒng)泄漏的液體與其它系統(tǒng)泄漏的液體混合，且不同的液體不容易分離和辨認，則在評定連續(xù)泄漏的泄露速度時記入所有收集到的液體。5追尾碰撞試驗5.1追尾試驗法規(guī)最近，美國出臺了一項新的FMVSS201法規(guī)，將后撞速度從目前的時速48公里逐漸提高到時速80公里。這個新規(guī)定在2005年起步，2009年全面實施，要求汽車廠商采用更結實的油箱，使汽車在高速下撞車時更好地避免滲漏，避免起火爆炸。而日本保安基準11-4-14在采用ECER34法規(guī)時，在后碰撞規(guī)定中將碰撞速度也提高到（50±2）km/h。從總的發(fā)展趨勢看，國外法規(guī)都在提高碰撞速度，以使車輛對車內乘員提供更有效的保護。我國最近也制定了《乘用車后碰撞燃油系統(tǒng)安全要求》，將碰撞速度由（35?38）km/h提高為（50土2）km/h，標準將從2006年7月1日開始實施。5.2試驗方法及要求尾部碰撞的試驗方法與側面碰撞差不多，我國要求的碰撞速度為(50±2)km/h,碰撞形式如圖所示。尾部碰撞對場地的要求以及試驗車輛的準備與側面碰撞基本一樣。兩項試驗最大的差別除了撞擊點的位置不同外，移動壁障的形態(tài)也完全不一樣：一個是剛性壁障，一個是塑性壁障。尾部碰撞采用的是鋼制結構的剛性壁障，表面裝有2cm厚的膠合板，撞擊表面寬度不小于2.5m，高度不小于0.8m。碰撞角度應垂直，由于壁障寬度超過試驗車的寬度，所以碰撞點的位置要求相對比較寬松。對移動車的要求兩項試驗完全相同，不過移動壁障的總質量尾部碰撞要高出側面