汽車正面小重疊碰撞研究與測試成績分析

王麗萍，王海軍

（1.西南林業大學機械與交通工程學院，云南 昆明 650224；2. 西南林業大學研究生處，云南 昆明 650224）

汽車正面小重疊碰撞研究與測試成績分析

王麗萍1，王海軍2

（1.西南林業大學機械與交通工程學院，云南 昆明 650224；2. 西南林業大學研究生處，云南 昆明 650224）

由于汽車正面小重疊碰撞在交通事故中所占比例較高，本文依據2012年8月14日，美國高速公路安全保險協會 ( Insurance Institute for Highway Safety，IIHS)實施的25%正面小重疊碰撞試驗，分析汽車正面小重疊碰撞試驗的內容及其必要性，并對IIHS 公布的25%正面小重疊碰撞試驗結果進行研究，給與消費者購車指導。

汽車；IIHS；正面小重疊碰撞

CLC NO.: U461.91 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2014)10-67-03

引言

2012年8月14日，美國高速公路安全保險協會( Insurance Institute for Highway Safety，IIHS)為了進一步提升現實中正面碰撞的保護性能，頒布了汽車25%正面小重疊碰撞試驗，并制訂了其方法及評價規程。目前，世界上對車型安全性能試驗有正面100%剛性壁障碰撞、40 % 正面偏置可變形壁障碰撞、側面可變形移動壁障碰撞，以及行人保護和后面碰撞等。但在現實發生的重大汽車碰撞事故中，正面小重疊碰撞有著較高的發生概率，占所有正面碰撞形式的24%，而且其致死率很高，正面碰撞死亡事故的1/4就是由正面小重疊碰撞造成的。而現在此類碰撞工況試驗并未被包含在國家汽車碰撞安全法規和新車安全評估系統中[1]。所以進一步研究與探討汽車的正面小重疊碰撞具有重要的意義。

1、25%正面小重疊碰撞簡介

正面小重疊碰撞試驗是指車輛以64km/h的速度撞向一個固定的物體，并且與該固定物體的重疊面積只相當于車身寬度的25%，在這里要說明一點：現有的正面碰撞測試的最小重疊面積為車寬的40%[2]。由于大大減小了碰撞的面積，所以就對車輛的安全性能有了很高的要求。IIHS規定碰撞的成績分為 “good(優秀)、Acceptable(良好)、Marginal(達標)、Poor(不及格)”四個等級[3]。

2、25%正面小重疊碰撞試驗的意義

在前方遇到緊急情況時，人的自然反應之一就是打方向，幸運的話，這能讓人逃過一劫，但若不幸依然撞上障礙物，此舉便會使碰撞點偏離汽車的中心線，碰撞面積也大大減少。過去很多碰撞測試模擬的40%重疊正面碰撞其實就是為了模擬這種情況。而按照IIHS的數據，大約有1/4的汽車前排成

員重傷或者死亡事故，都是發生在此類重疊面低于25%的碰撞中。目前，大部分汽車設計的結構對這種碰撞沒有很好的保護能力。

3、25%正面小重疊碰撞試驗要求

3.1 試驗的IIHS法規

現有的汽車安全法規可分為汽車安全技術法規和汽車安全星級評定標準兩類。國家頒布的汽車安全技術法規，是每一輛被出售的汽車所必須滿足的規定，例如有美國的FMVSS(Federal Motor Vehicle Safety Standards)；汽車安全星級評定標準是向客戶提供車輛安全水平等級，如新車評估組織NCAP(New Car Assessment Program)的評定標準。而IIHS表示雖然25%最小重疊正面碰撞試驗對車輛有很高的要求，但40%重疊面碰撞不會被取代，并且在2013年的車輛評價中25%正面小重疊碰撞也并未納入IIHS的評價體系中，而是作為參考項目。

3.2 試驗的基本設定

在實際交通事故中，車輛與障礙物發生最小重疊正面碰撞時，往往會避開了車輛的縱梁，車輛縱梁未變形，也就無法吸收碰撞的能量，所以保險杠、懸掛、車輪等結構首先受到損壞，隨即就會破壞車門和乘員艙，嚴重的此類碰撞事故會導致車輪和懸掛被撞到乘員艙里。從而造成碰撞側的車身嚴重受損，最極端的情況可以連同司機的左邊肢體被撕開。此時的A柱更容易會發生變形，變得離司機的頭部更近，給乘員造成嚴重的傷害。因此進行25%正面小重疊碰撞會成為汽車碰撞安全性發展的新方向。因而IIHS明確地對25%正面小重疊碰撞進行了基本設定[2]，如表1所示。

表1 試驗基本設定

3.3 試驗的評價體系

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經過試驗，要對其結果進行車體結構、約束系統/假人運動學、假人傷害值三方面的評價，然后加權三部分的評價結果得出最終的結果，最后評出被測車輛的等級。具體評價規則如表2 所示。

4、測試成績分析

自美國1979 年最早采用NCAP新車評價規范以來，汽車安全性逐漸被廣大的汽車消費者所了解。三十多年來，世界各國家和地區都相繼開展了NCAP評價。其評價內容包括：正面100%重疊剛性壁障碰撞試驗、正面40%重疊可變形壁障碰撞試驗、可變形移動壁障側面碰撞試驗和低速后碰撞頸部保護試驗(鞭打試驗)。所以本文將分析各測試車輛的各項等級標準。如下表3為IIHS的綜合碰撞成績。從表中可以看出：這7款車型在其它測試工況評價下都獲得優秀的評級，但在25% 重疊碰撞中的測試結果卻相差甚遠[4]，只有謳歌TL和沃爾沃S60這2款車獲得了優秀評級，英菲尼迪獲得良，而市場上暢銷的兩款車型奧迪A4和雷克薩斯ES350竟獲得了差的評級。對此我們選擇一款全優車型謳歌TL與一款其它測試項為優而25%重疊正碰評價為差的車型奧迪A4進行分析。

表3 IIHS 的綜合碰撞成績

4.1 全優車型謳歌TL25%正面小重疊碰撞分析

謳歌TL25%正面小重疊碰撞的各項測試指標均在合理值的范圍內，在碰撞完成后謳歌TL能保持良好的駕駛員生存空間，如圖3所示，其左前輪在碰撞瞬間受到剛性故障壁的反作用力而向外側移動，從而使駕駛室受到的擠壓大大降低。在碰撞中，駕駛艙上部和下部入侵小，門框略有變形，給駕駛員留出良好的生存空間，如圖1所示。雖然小腿與儀表臺有所接觸腿部空間略有壓縮，但都在合理的范圍內。如圖2所示氣囊和側氣簾順利彈出，阻擋了假人頭部向左前方沖撞，準確的保護了頭部和胸部。所以綜合加權評價分析，謳歌TL的25%重疊正碰等級為優，其具體成績如表4。

表4 謳歌TL 25%正面小重疊碰撞成績

4.2 差評車型奧迪A4 25%正面小重疊碰撞分析

在測試中，奧迪A4的三項評價指標均得到差的評級。碰撞中，車輛A柱變形嚴重，如圖4所示，車輛擠壓駕駛室，嚴重影響駕駛員的生存空間。儀表臺擠壓著腿部，腳部也已經陷入踏板處，致使駕駛員無法將腳拔出，受到非常嚴重的傷害，如圖5所示。雖然氣囊和氣簾都順利彈開，但由于轉向柱大的偏移，導致假人的頭部偏移至氣囊與氣簾的接縫處，進而使頭部撞向A柱，使駕駛員的頭部受到嚴重損害，如圖6。綜上所述，奧迪A4 最終得到了差的評級，其綜合評分表如表5。

5、結論

通過對汽車25%正面小重疊碰撞意義及其評價方法的分析與研究，表明25%正面小重疊碰撞具有其現實意義，它為各種車型的安全性能提供了更高的依據。對 IIHS 公布的25%正面小重疊碰撞試驗結果進行分析，選取了其中2款車型，知道了不同車型下其評價等級相差甚多，并且由于消費者經常行車的道路條件和交通情況不同，汽車發生碰撞時的車速各異。所以消費者可以參照已有的評價體系和IIHS 公布的25%正面小重疊碰撞試驗結果來選擇自己的愛車。

[1]劉珍海，喬磊磊，岳國輝，陳現嶺，張凱. 正面小重疊碰撞工況模擬研究與實車優化分析[J].汽車安全與節能學報，2012，3(4).

[2]鄭祖丹，吳斌，于峰，林佳盛. IIHS正面小重疊率碰撞評價方法研究[J]. 汽車安全與節能學報，2013.11.

[3]Insurance Institute for Highway Safety (IIHS). IIHS Small Overlap Test，IIHS secretary [S]. Jan，2012.

[4]陳可明. 車輛小偏置正面碰撞分析 [C]// 第15 屆汽車安全技術學術會議, 安徽, 2 012: 178 -182 .

[5]Insurance Institute for Highway Safety (IIHS). Small Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation Rating Protocol (Version I ), IIHS secretary [S]. Oct, 2012.

Study and discussion for small overlap frontal crash test of a car

Wang Liping1, Wang Haijun2
(1．College of Machinery and Communication，Southwest Forestry University. Yunnan Kunming 6250224；2．Graduate Department，Southwest Forestry University, Yunnan Kunming 6250224)

because of the small overlap frontal crashworthiness of a car account for high proportion in the traffic accident, so on the basis of small overlap frontal crashworthiness test, which is implemented by IIHS On August 14, 2012, Analysis the content and necessity of small overlap frontal crashworthiness test, and study the results of small overlap frontal crashworthiness test that IIHS released. As a result it gives consumers a shopping guide.

car；IIHS；small overlap frontal crash

U 461.91

A

1671-7988(2014)10-67-03

王麗萍，西南林業大學機械與交通學院在讀碩士研究生，研究方向載運工具運用工程。