ISOFix兒童座椅知識(shí)培訓(xùn)

兒童座椅培訓(xùn)

兒童座椅綜述兒童座椅的定義兒童座椅的功用兒童座椅的分類布置ISOFIX系統(tǒng)介紹歐美法規(guī)對(duì)兒童座椅的要求下部固定點(diǎn)的布置和要求上部固定點(diǎn)的布置和要求兒童座椅的標(biāo)識(shí)要求試驗(yàn)ECER14FMVSS225

綜述目前所有車輛的被動(dòng)安全設(shè)施，如安全帶、氣囊等都是為成人設(shè)計(jì)的，但是對(duì)于兒童來說，這些是不安全的。針對(duì)兒童的交通安全問題，近些年來各國(guó)均采取了大量的預(yù)防措施。首先力推兒童安全座椅。兒童安全座椅的出現(xiàn)，使得車禍對(duì)兒童的傷害得到最大程度的降低，同時(shí)為兒童的舒適乘坐和家長(zhǎng)的精心照顧提供了便利。根據(jù)美國(guó)NHTSA的報(bào)告，在過去的幾年中，兒童使用汽車安全座椅的比例增加約20％，因?yàn)檐嚨溗劳龅膬和壤陆?5％。同時(shí)在澳大利亞、加拿大、英國(guó)、德國(guó)、日本、新加坡等國(guó)家地區(qū)對(duì)兒童座椅也有了明確的規(guī)定。兒童座椅的在各個(gè)國(guó)家都幾經(jīng)很普遍，在大型商場(chǎng)以及汽車用品專賣店均有出售。而對(duì)于汽車本身來講，就需要具有符合ISOFIX的兒童座椅安裝點(diǎn)，同時(shí)還要符合ISOFIX的標(biāo)記。車用兒童座椅的定義

兒童座椅（ChildSeat），通常稱為兒童約束系統(tǒng)（ChildRestraintSystem，簡(jiǎn)稱CRS），兒童約束系統(tǒng)與安全帶等一起配合使用以減少汽車在發(fā)生碰撞安全事故等緊急情況出現(xiàn)時(shí)給兒童帶來的傷害。

車用兒童座椅的功用

根據(jù)測(cè)試，當(dāng)汽車在40km/h行駛時(shí)突然緊急剎車，5.5kg的嬰兒相當(dāng)于110kg，在這種情況下，如果把孩子放在普通座位上或者懷抱中，家長(zhǎng)無力保護(hù)孩子。因此在發(fā)生事故時(shí)，孩子將會(huì)是最先的受害者，即使不發(fā)生事故，激烈的搖晃也會(huì)影響孩子大腦的發(fā)育，同時(shí)不正確的坐姿會(huì)影響孩子的正常呼吸。有的父母認(rèn)為，稍大點(diǎn)的孩子可以使用成人的座椅和安全帶，這也是一個(gè)錯(cuò)誤和危險(xiǎn)的概念。權(quán)威機(jī)構(gòu)的碰撞測(cè)試表明，如果孩子使用成人的安全帶和座椅，在車禍發(fā)生時(shí)，可導(dǎo)致致命的腰部擠傷，過高的安全帶會(huì)勒傷孩子的脖子和臉頰，甚至?xí)鹬舷⒑退劳?。許多父母會(huì)低估車速引起的危險(xiǎn)性。其實(shí)，即使在車速極低的情況下，發(fā)生碰撞時(shí)孩子也會(huì)從車內(nèi)飛起，從而引起重傷。根據(jù)NHTSA的統(tǒng)計(jì)報(bào)告：使用兒童安全座椅的可以將沖撞意外事故中的孩子的死亡率降低71％。

車用兒童座椅的分類

兒童約束系統(tǒng)的劃分

在歐洲法規(guī)ECER44.03及美國(guó)法規(guī)FMVSS225中都有相關(guān)規(guī)定，按照兒童的體重將兒童約束系統(tǒng)分為5個(gè)組：

0組：用于體重小于10kg的兒童，出生6~9個(gè)月嬰兒。0+組：用于體重小于13kg的兒童，出生12~15個(gè)月嬰兒。Ⅰ組：用于體重9kg~18kg的兒童，出生9個(gè)月~4年的兒童。Ⅱ組：用于體重15kg~25kg的兒童，出生4~6年的兒童。Ⅲ組：用于體重22kg~36kg的兒童，出生6~11年的兒童。

兒童座椅的種類：由于0組與0+組中規(guī)定的體重比較相近，在實(shí)際劃分兒童座椅的時(shí)候可以歸為一組。因此對(duì)于實(shí)際的兒童座椅，可以分為4類：第一類=0與0+組；第二類=Ⅰ組；第三類=Ⅱ組；第四類=Ⅲ組。

車用兒童座椅的分類車用兒童座椅的分類第一類Rearward-FacingBabySeat這類座椅適用于上述0與0+組所規(guī)定的兒童。可放置于前排與后排座椅，放在后排比放在前排更為安全；如果前面乘員側(cè)裝有氣囊，則不能放置在乘員側(cè)座椅上。后朝向的嬰兒座椅對(duì)比前朝向的兒童座椅能更好的保護(hù)嬰兒的頭、脖子與頸椎，因此如果嬰兒的體重不超過座椅的體重限制或嬰兒坐在座椅上頭部不高出座椅背的高度，盡可能使用前朝向的座椅。這類座椅用車上的成年安全帶進(jìn)行固定，兒童在座椅上用兒童座椅自身的安全帶進(jìn)行固定，這樣可以輕松固定及取出座椅。車用兒童座椅的分類車用兒童座椅的分類第二類Frontward-FacingBabySeat這類座椅適用于Ⅰ組規(guī)定的兒童。同第一類座椅一樣，這類座椅可以放置于前面座椅和后排座椅上，但是放在后排座椅比放在前面安全性更高一些，如果在乘員側(cè)裝有安全氣囊，則這類兒童座椅最好不要安裝在乘員側(cè)座椅上，同樣如果嬰兒的體重不超過座椅的體重限制或嬰兒坐在座椅上頭部不高出座椅背的高度，盡可能使用該類座椅。車用兒童座椅的分類車用兒童座椅的分類第三類BoosterSeat

這類座椅適用于Ⅱ組規(guī)定的兒童。同樣BoosterSeat前后排座椅上都可以安裝，但是放在后排的安全性高于放在前面，尤其是前面乘員側(cè)裝有安全氣囊的話，不能安裝在乘員側(cè)座椅上，這類兒童座椅用車上成年安全帶將兒童跟座椅一起固定在座椅上。這類座椅還有一個(gè)特點(diǎn)，就是坐墊跟靠背通常是可以分離的，如果取掉靠背的話，則變成第四類作用BoosterCushion。

車用兒童座椅的分類車用兒童座椅的分類第四類BoosterCushion這類座椅適用于Ⅲ組規(guī)定的兒童。同樣BoosterCushion前后排座椅上都可以安裝，但是放在后排的安全性高于放在前面，尤其是前面乘員側(cè)裝有安全氣囊的話，不能安裝在乘員側(cè)座椅上。這類兒童座椅用車上成年安全帶將兒童跟座椅一起固定在座椅上。車用兒童座椅的分類車用兒童座椅的分類注意事項(xiàng)BoosterSeat和BoosterCushion因?yàn)槎純H僅有車上安全帶對(duì)兒童進(jìn)行限制，兒童座椅本身不像前兩種兒童座椅有5點(diǎn)式安全帶固定兒童，所以安全帶就非常重要。下面幾點(diǎn)是在兒童座椅使用時(shí)必須要注意的：

安全帶要保證能將兒童固定在座椅上；安全帶系上后腿部部分應(yīng)該位于兒童的盆骨區(qū)域，而不能位于胃部區(qū)域；安全帶的肩部部分應(yīng)該繞過肩膀，而不能貼著脖子。布置ISOFIX系統(tǒng)介紹ISOFIX是用來固定兒童座椅的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，ISOFIX系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)一是給兒童座椅提供了個(gè)一個(gè)規(guī)范而簡(jiǎn)單的安裝方式，同一個(gè)兒童座椅可以安裝于不同的車上，安裝方式簡(jiǎn)單，給使用者提供了便利，相比用車上安全帶固定更便于安裝和拆卸；二是在兒童座椅與車身地板間建立了一個(gè)剛性的連接，減小了兒童座椅安裝后松脫的風(fēng)險(xiǎn)，提高了兒童座椅的動(dòng)態(tài)性能。

ISOFIX系統(tǒng)介紹ISOFIX系統(tǒng)的組成主要由兩個(gè)下部固定點(diǎn)（LowerAnchoragePoint）與一個(gè)上部固定點(diǎn)（TopTetherAnchoragePoint）組成。如下圖所示：ISOFIX系統(tǒng)介紹

對(duì)于兒童下部的固定方式除了上圖所示的剛性支架連接外，另外一種是柔性織帶連接，如下圖所示：這兩種連接方式對(duì)于ISOFIX系統(tǒng)來說要求是一樣的歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求

針對(duì)不同車型以及座椅型式的不同，對(duì)于ISOFIX系統(tǒng)需求數(shù)量在歐洲法規(guī)ECER14.065.3.8，美國(guó)法規(guī)FMVSS225S4里面有詳細(xì)規(guī)定。下頁(yè)表格中給出了法規(guī)規(guī)定不同車型對(duì)ISOFIX系統(tǒng)需求的要求：歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求1、2類代表了運(yùn)動(dòng)型及常規(guī)的卡車車型，在ECER14中規(guī)定僅有一排座椅的汽車，前面不允許布置兒童座椅，F(xiàn)MVSS225則規(guī)定前面乘員側(cè)座椅需有完整的ISOFIX系統(tǒng)，如有中間座椅，則需有上固定點(diǎn)要求，并且特別強(qiáng)調(diào)如果前面裝有側(cè)安全氣囊，則必須有ON-OFF按鈕，否則不允許配置兒童座椅。（按FMVSS208規(guī)定，在2012年9月1日以后將廢除這種開關(guān)的形式，在此之前需通過先進(jìn)的氣囊技術(shù)來逐步取代手動(dòng)的開關(guān)）歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求3、4類代表有兩排座椅的轎車，ECER14規(guī)定盡量將兒童座椅布置于后排座椅上，前面乘員側(cè)座椅不做要求。FMVSS225則規(guī)定前面乘員側(cè)座椅需有完整的ISOFIX系統(tǒng)，后排需3個(gè)上固定點(diǎn)，后排最少需要兩組下部固定點(diǎn)，如空間足夠，可布置3組下部固定點(diǎn)。歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求5類代表了2排座椅的卡車車型，其要求同3、4類。6、7代表了擁有3排座椅的MPV類車型，對(duì)于前兩排的規(guī)定同3、4類車型，第3排在ECE及FMVSS中都規(guī)定只需布置上部固定點(diǎn)，超過3排的車型，第3排起的座椅同6、7類車型。歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求此外，對(duì)于3、4、5、6、7類車型的后排座椅。為了避免試驗(yàn)中失效，因此要求兩個(gè)相鄰的下部固定點(diǎn)之間的距離“D”大于410mm或者是小于390mm，因?yàn)樵囼?yàn)要求：如果相鄰的兩個(gè)兒童座椅的下部固定點(diǎn)之間的距離小于400mm，則不需要同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)；如果相鄰的兩個(gè)兒童座椅的下部固定點(diǎn)之間的距離大于400，則需要同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)；設(shè)計(jì)的時(shí)候就需要考慮到這點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)于兒童座椅試驗(yàn)裝置來說可能是兩倍甚至是三倍的受力，很容易失效。歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求ChildRestraintFixture（CRF）

為了便于布置兒童座椅，把兒童座椅簡(jiǎn)化為一個(gè)模型，即CRF（ChildRestraintFixture）。

下頁(yè)圖別給出了ECE和FMVSS兩個(gè)法規(guī)里規(guī)定的CRF模型尺寸。歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求歐美法規(guī)對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的要求

根據(jù)上面圖中給出的尺寸，可以建立一個(gè)3D模型下部固定點(diǎn)的布置和要求

下部固定點(diǎn)（LowerAnchorage

）：每個(gè)單獨(dú)的兒童座椅固定系統(tǒng)包括兩個(gè)下部固定點(diǎn)，與一個(gè)上部固定點(diǎn)組成，下部主要靠?jī)蓚€(gè)固定支架來安裝兒童座椅。CRFFloorPanel下部固定點(diǎn)的布置和要求下部固定支架為一段斷面直徑為D的圓柱形剛性支架，D為支架經(jīng)過油漆或拋光后的直徑。該支架可以是焊接在車身上，也可以焊接在座椅骨架上。藍(lán)色區(qū)域?yàn)楣潭ㄖЪ艿挠行Ч潭▍^(qū)域段A，長(zhǎng)度為L(zhǎng)1。

D、L1的尺寸定義在后面CheckList中給出歐標(biāo)與美標(biāo)的不同定義。L1D下部固定點(diǎn)的布置和要求兩個(gè)固定支架的有效固定區(qū)域必須是同軸，且軸線B必須平行于Y軸，如圖所示。從后座椅的設(shè)計(jì)H點(diǎn)（SgRP）到通過固定支架軸線A且平行于YOZ平面的平面C的X方向距離為L(zhǎng)2。從CRF的Z點(diǎn)到平面B的距離為L(zhǎng)3。下部固定點(diǎn)的布置和要求兩個(gè)固定支架在Y方向的相對(duì)尺寸如圖20所示，兩支架有效固定段內(nèi)部間距為L(zhǎng)4，外部間距為L(zhǎng)6，中心面間距為L(zhǎng)5。兩個(gè)固定支架的中心面必須對(duì)稱與過座椅SgRP的縱向中心面。下部固定點(diǎn)的布置和要求下部固定點(diǎn)布置尺寸檢查清單序號(hào)名稱ECER14（mm）FMVSS225（mm）備注1D6±0.16±0.1包括油漆或拋光處理2L1≥2525≤L1≤40為保證最佳性能，該值應(yīng)≤303L2≥120≥123推薦值不小于1304L3/≤705L4255Max/6L5280±1280±17L6305Min/上部固定點(diǎn)的布置和要求

上部固定點(diǎn)（TopTetherAnchorage

）上部固定點(diǎn)同樣采用一個(gè)類似下部固定點(diǎn)的剛性支架來固定兒童座椅的上部安裝掛鉤（TopTetherHook），其尺寸定義可參考下部固定支架。TopTetherHook的形狀尺寸在ECER14附錄9中有詳細(xì)定義，為了方便做兒童座椅上部固定點(diǎn)的布置，可根據(jù)尺寸定義建立掛鉤的3D模型。上部固定點(diǎn)的布置和要求上部固定點(diǎn)的布置和要求上部固定點(diǎn)區(qū)域的定義：上部固定點(diǎn)的區(qū)域在ECER14附錄9中有詳細(xì)規(guī)定，同樣在美標(biāo)FMVSS225的中有詳細(xì)規(guī)定。兩法規(guī)對(duì)兒童座椅上部固定點(diǎn)區(qū)域的規(guī)定是完全相同的。理論上只要上部固定點(diǎn)位于該區(qū)域內(nèi)都是滿足法規(guī)要求的。按照要求，分別建立R點(diǎn)，W點(diǎn)，V點(diǎn)。上部固定點(diǎn)的布置和要求參照歐標(biāo)，區(qū)域?yàn)?0°參照美標(biāo)，區(qū)域?yàn)?5°兒童座椅的標(biāo)識(shí)要求

在ECE及FMVSS中對(duì)ISOFIX系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)做了詳細(xì)規(guī)定ECER14FMVSS下部固定點(diǎn)標(biāo)識(shí)A）直徑為13mm的圓形圖案（見圖17），圖案中間兒童座椅的標(biāo)識(shí)的顏色必須與外面的圓的顏色對(duì)比鮮明。該標(biāo)識(shí)必須在下部固定點(diǎn)附近。

直徑不大于13mm的圓形圖案，圖案中間兒童座椅的標(biāo)識(shí)的顏色必須與外面的圓的顏色對(duì)比鮮明。標(biāo)識(shí)的位置應(yīng)位于座椅靠背上，且在通過每個(gè)下部固定支架中心的縱向平面上，到支架的距離為≥50mm且≤70mmB）或者為一個(gè)印有“ISOFIX”大寫字母的標(biāo)識(shí)，字母高度6mm。上部固定點(diǎn)標(biāo)識(shí)A）在上部固定點(diǎn)之架的護(hù)蓋上必須印有圖18所示圖案，圖案必須清晰且與護(hù)蓋顏色對(duì)比鮮明。圖案高度20mm/B）或者護(hù)蓋上圖案采用浮雕形式。兒童座椅的標(biāo)識(shí)要求兒童座椅的標(biāo)識(shí)要求ISOFIX系統(tǒng)標(biāo)識(shí)的幾個(gè)實(shí)例：兒童座椅的標(biāo)識(shí)要求兒童座椅安裝在乘客座位上有安全氣囊的時(shí)候：紅色象征性文字黑色的座椅、兒童座椅、以及安全氣囊的輪廓線寫上白色的AIRBAG如下圖所示：ISOFIX系統(tǒng)的試驗(yàn)

StaticForceApplicationDevice(SFAD)：用來驗(yàn)證ISOFIX系統(tǒng)及與其相關(guān)汽車或座椅結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度的一種試驗(yàn)裝置。這種裝置在ECER14附錄9以及FMVSS225中做了形狀及尺寸的定義。在ECER14中給出的SFAD的定義與FMVSS225中SFAD2的定義是一致的，在美標(biāo)中還給出了一種SFAD1的定義，SFAD1與SFAD2的區(qū)別在于SFAD1用于沒有ISOFIX系統(tǒng)的測(cè)試，SFAD2用于有ISOFIX系統(tǒng)的測(cè)試（FMVSS225S6.3.4），下圖為SFAD的尺寸定義，根據(jù)定義可建立模型，用于CAE。ISOFIX系統(tǒng)的試驗(yàn)

ISOFIX系統(tǒng)的試驗(yàn)

靜態(tài)試驗(yàn)的概要

ECER14試驗(yàn)的前提條件在ECER14中6.6.1~6.6.3中給出了要求，需要注意的幾點(diǎn)是：所有與ISOFIX相關(guān)的車身部件與座椅部件必須齊全；如果在同一排座椅上有多個(gè)ISOFIX系統(tǒng)，且可以同時(shí)使用，那么應(yīng)該對(duì)這些系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)；如果座椅與座椅頭枕是可調(diào)節(jié)的，應(yīng)該將座椅及頭枕調(diào)整到設(shè)計(jì)位置。ECER14載荷加載方向首先對(duì)SFAD的前下橫梁的中間部位施加一個(gè)水平力以調(diào)整SFAD的前后位置，保證SFAD與安裝支架緊密接觸，該預(yù)緊力大小為135N±15N。

加載的方向及大小見下表（角度為力與XOZ平面的夾角）正向力的施加方向與水平面夾角10±5°，斜向力的施加方向與水平面夾角0±5°.在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，需對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置施加一個(gè)作用點(diǎn)在X點(diǎn)，作用力需在少于2秒的時(shí)間內(nèi)全部施加，并持續(xù)不少于0.2秒。正向0°±5°8kN±0.25kN斜向75°±5°(兩面，或狀態(tài)差的一邊，或如兩邊是對(duì)稱的，則加載一邊)5kN±0.25kNECER14

下固定點(diǎn)系統(tǒng)的測(cè)試正向加載測(cè)試SFAD的X點(diǎn)在8kN±0.25kN的載荷（預(yù)載荷后）下，水平縱向的位移不能大于125mm。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，固定的載荷下，ISOFIX下部固定點(diǎn)系統(tǒng)或周邊環(huán)境發(fā)生破裂或損壞等永久變形可接受。斜向加載測(cè)試SFAD的X點(diǎn)在5kN±0.25kN的載荷（預(yù)載荷后）下，沿作用力方向的位移不能大于125mm。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，固定的載荷下，ISOFIX下部固定點(diǎn)系統(tǒng)或周邊環(huán)境發(fā)生破裂或損壞等永久變形可接受。ECER14

下部固定點(diǎn)與上部固定點(diǎn)的測(cè)試在SFAD與上部固定點(diǎn)間作用50N±5N的預(yù)緊力，SFAD的X點(diǎn)在8kN±0.25kN的載荷下，水平縱向的位移不能大于125mm。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，固定的載荷下，ISOFIX下部固定點(diǎn)系統(tǒng)、上部固定點(diǎn)或周邊環(huán)境發(fā)生破裂或損壞等永久變形可接受。ECER14CAE分析結(jié)果水平加載模型

ECER14分析用車身地板和兒童約束系統(tǒng)板件材料：B170P1屈服應(yīng)力：200MPa極限應(yīng)力：357MPa計(jì)算最大應(yīng)力：322.1MPa水平加載應(yīng)力分布圖

ECER14加載點(diǎn)位移幅值：17.96mmECER14標(biāo)準(zhǔn)：不超過125mm水平加載點(diǎn)位移圖

ECER14斜向加載模型

方向一方向二ECER14分析用車身地板和兒童約束系統(tǒng)板件材料：B170P1

屈服應(yīng)力：200MPa極限應(yīng)力：357MPa計(jì)算最大應(yīng)力：方向一211.5MPa，方向二257.3MPa方向一方向二斜向加載應(yīng)力分布圖

ECER14加載點(diǎn)位移幅值：方向一15.65mm，方向二16.87mmECER14標(biāo)準(zhǔn)：不超過125mm方向一方向二斜向加載點(diǎn)位移圖

FMVSS225CA