車輛側面碰撞移動變形壁障系統研制

尹綏玉,陳育榮,伍 星

(1湖北汽車工業學院機械工程系,湖北 十堰 442002;2襄樊偉世通工業控制技術有限公司,湖北 襄樊 441004)

1 車輛側面碰撞概述

側面碰撞法規檢查車門連接、車門支柱、頂/底支架連接等強度,減少側面碰撞事故和傷害乘員的風險[1].碰撞試驗使用移動變形壁障(Moving Deformable Barrier,MDB)以一定速度撞擊車的側面,在車內前后座上裝有側面碰撞假人,來測定人員傷害指數,圖1分別為美國和歐洲的側面碰撞簡圖.

圖1 側面碰撞簡圖

1.1 國際上側面碰撞法規試驗內容比較

70年美國等國家已開始研究側碰試驗技術.1990年10月,美國在聯邦法規FMVSS214車門靜強度試驗方法中增加了實車側面碰撞試驗內容.1995年10月,歐洲也把側碰正式納入法規中,并頒布了ECE R95.

1.2 試驗內容

1)美國、歐洲 美國的側碰假人SID側碰車移動壁障設計成27°,質量為1356 kg,移碰速度為54 km/h,并且試驗車要垂直于變形壁障.移動壁障左邊距車軸中心940 mm,車軸距大于2896 mm,距前軸后邊距離508 mm.地面高度279 mm.

歐洲側碰假人EURO-SID變形移動壁障質量為950 kg,并且設計了防二次碰撞的裝置,汽車的中心與移動壁障中心要垂直,碰撞點通過座椅的R點(移動壁障的中心),地面高度300 mm.移動速度為50±1 km/h.

2)移動變形壁障簡圖 美國與歐洲的移動變形壁障簡圖見圖2.

圖2 移動變形壁障簡圖

3)碰撞假人 歐、美側碰試驗都是用可變形移動壁障從側面撞碰靜止的試驗車.在側面碰撞試驗中都是用假人進行指標評定,且有一定不同.歐、美、日等國以及相應的國際組織已研發了新一代的側碰所用假人,2005年正式采用了統一的側碰假人標準進行裝車側碰試驗(圖3,圖4).

圖3 美國側碰假人SID

圖4 歐洲側碰假人EUROSID

1.3 中國側碰法規現狀

1998年我國汽車側碰事故發生率占整個交通事故的31.65%,受傷人數占30.15%,指標都超過了正面碰撞事故率[2].可見側碰事故在我國的事故率還是很高的.因此,我國政府和汽車廠家都非常重視汽車側碰事故.

我國汽車相關行業標準目前參照歐洲的標準,而相關車輛正面碰撞法規CMVDR 294參照了歐洲ECE R94法規,我國現實行的側面碰撞法規是參照歐洲法規制訂的,即CMVDR 295《汽車側面碰撞的乘員保護》.

2 移動變形壁障結構設計

2.1 車輛側碰試驗簡圖

車輛側碰試驗如圖5所示.

圖5 車輛側碰試驗圖

2.2 移動車設計

1)移動車結構如圖6所示[3].

圖6 符合美國214標準的側碰試驗車簡圖

符合ECE R95標準的側面碰撞試驗車如圖7所示.

2)碰撞面部件設計,如圖8所示.

3)通風板部件設計,如圖9所示.

5)其它主要部件設計包括:①車架部件.由75×45×4的方管焊接,再進行人工時效處理,消除焊接應力及變形,后由機加工工序完成,再進行涂裝處理;②重心調節裝置,采用了絲杠及滑塊調整,調整精度高,互換性好且制造簡單.重心調節配件設計成系列配重標準塊;③數據測量,用32通道數采設備采集各速度和加速度傳感器的實時數據,用高速攝像機拍照2000幀時間軸運動;④制動設計.利用壓敏傳感器在碰撞瞬間觸發氣液制動系統來實現移動車的制動;⑤報警器設計,啟動移動車前,打開報警器裝置,碰撞發生時觸發壓敏傳感器自動關閉報警器.

3 結論

移動車是車輛側碰撞試驗中的重要設備,作為移動的碰撞障礙壁障,其力學和運動學特性有嚴格要求,在汽車安全性能試驗方面我國研究起步較晚,此類設備主要靠進口,本文作者所作的設計及研究,在我國車輛側面碰撞試驗中得到了很好的應用,填補了此類設備依靠進口的歷史.

[1]中華人民共和國國家標準CM VDR 295.汽車側面碰撞的乘員保護[M].北京:標準出版社,2007.

[2]李向榮,龍海靖.側面柱碰試驗與一般側面碰撞試驗的對比研究[J].汽車技術,2005(2):187-190.

[3]美國國家公路交通安全管理局第214號標準.側面碰撞防護[S].