碰撞試驗中側氣囊對假人頭胸部的保護效果

李曉明 楊絮 張向磊

（中國汽車技術研究中心）

2006年我國頒布了GB 20071—2006《汽車側面碰撞的乘員保護》強制性標準。同一年開始實施的C-NCAP 評價試驗也將側面碰撞納入評價范圍，C-NCAP 評價試驗將汽車的側面安全氣簾的配置納入C-NCAP 加分項，以提高汽車的安全性[1]。側面碰撞事故中，側面氣囊和氣簾可以在10 ms 左右的時間內迅速充氣，避免乘員與汽車部件發生二次碰撞，并在乘員和側面氣囊和氣簾接觸的過程中，通過排氣孔將氣囊中的氣體排出，緩沖碰撞對乘員造成的沖擊力。側面氣囊和氣簾還可以在汽車發生翻滾等危險情況下對乘員的頭頸部提供保護。

1 側面氣囊及相關碰撞試驗

側面氣囊系統包括氣囊模塊、側面碰撞傳感器及ECU 控制器等。側面氣囊按照保護對象可分為側面胸部氣囊、頭部氣簾和側面頭胸部氣囊等。不過現在大部分車型基本都采用側面胸部氣囊和頭部氣簾的形式，側面頭胸部氣囊并不多見。一般來講，在側面碰撞試驗中，當側面碰撞速度超過20 km/h 時，汽車側面氣囊和側氣簾就會展開，但具體的碰撞速度目前還沒有強制的規定，都是各汽車生產企業根據自身的安全設計自行決定。側面安全氣囊和氣簾側面碰撞試驗的展開圖，如圖1～3 所示。目前側面碰撞試驗形式主要參考GB 20071—2006、美標FMVSS214、歐標ECE R95 以及各國的NCAP 側面碰撞試驗標準。

GB 20071—2006 中的側面碰撞試驗，按照圖4 所示進行。試驗時，汽車靜止不動，由1 輛碰撞臺車對汽車側面，以49～51 km/h 的速度進行撞擊[2]。在碰撞臺車前端安裝可變形蜂窩鋁，碰撞臺車的行駛方向與試驗汽車垂直，碰撞臺車中心線對準試驗汽車R 點碰撞臺車，與碰撞中心點的偏移量應在±25 mm 內。在駕駛員位置放置1 個ES-1 或ES-2 型假人，用來測量駕駛員受傷害情況。GB 20071—2006 對假人各部位的傷害指標，如表1 所示。

表1 GB 20071—2006 對假人傷害指標要求

2 側面碰撞頭胸部傷害分析

對國家轎車質量監督檢驗中心進行的近幾百次側面碰撞試驗進行分析發現，企業生產的同一款車型在安全配置上都有高配和低配的車型，很少有同一款車型在全系都配備安全氣囊和氣簾。一般都是低配車型沒有配備側面安全氣囊，而高配車型配備了側面安全氣囊和氣簾。因此選取2013年國家轎車質量監督檢驗中心，依據GB 20071—2006 進行的10 個車型的側面碰撞試驗，將其試驗數據進行分析。這10 個車型包括轎車和SUV，每個車型都有低配和高配，分別進行了沒有側面安全氣囊以及有側面安全氣囊和氣簾的側面碰撞試驗，每個車型中的2 輛車除了側面安全氣簾配置不同外，車身結構和其他安全配置都相同。試驗速度都在49～51 km/h。碰撞臺車與碰撞中心點的偏移量都在±25 mm 內。駕駛員位置放置各國普遍使用的ES-2 型假人，并記錄這20 個試驗的假人頭部傷害指標HIC 值和胸部肋骨變形量。

假人頭部傷害指標的測量結果，如圖5 所示。側面碰撞法規要求HIC≤1 000，在所有的樣本車型中，HIC都滿足法規要求，20 次試驗中HIC 最大值為452，最小值為20。其中未配備側面安全氣簾車型的HIC 平均值為195；配備側面安全氣簾的車型的HIC 平均值為32。可見配備側面安全氣簾車型的HIC 的表現遠遠好于未配備側面安全氣簾的車型。

假人胸部肋骨變形量的測量結果，如圖6～8所示。

側面碰撞法規要求假人肋骨變形≤42 mm，這20 個試驗車的假人肋骨變形均符合國標要求。1）從圖6 可以看出，配備側面氣囊和氣簾的車型對假人上部肋骨的保護效果比未配備側面氣囊的車型好。其中9 個車型的上部肋骨變形的試驗結果都顯示高配車型比低配車型能提供更好的保護。另外一個車型的試驗結果比較接近，但數值都比較小；說明該車型的車身側面碰撞性能比較好，可以對側面碰撞提供比較好的保護效果。2）從圖7 可以看出，配備側面氣囊和氣簾的車型對假人中部肋骨的保護效果和未配備側面氣囊的保護效果差不多。可見側面氣囊和氣簾對假人中部肋骨變形，沒有提供更好的保護效果。3）從圖8 可以看出，配備側面氣囊和氣簾的車型對假人下部肋骨的保護效果，反而比未配備側面氣囊的車型更差。通過比較圖6～8 可以看出，側面碰撞試驗中假人上肋骨變形總體比中肋骨和下肋骨的變形大；從假人傷害的角度講，上部肋骨在側面碰撞試驗中更容易受到傷害，而側面氣囊和氣簾也對上部肋骨提供了更好的保護。

3 結論

通過對不同配置的10 個車型、20 個側面碰撞試驗的試驗結果進行分析，可得出如下結論：

1）在依據GB 20071—2006 的側面碰撞試驗中，配備側面安全氣囊和氣簾的汽車對假人頭部的傷害值要明顯好于未配備側面安全氣簾的汽車。對同一生產廠家的同一車型，在車身和其他安全配置相同的情況下，配備側面氣囊和氣簾的車型能對假人頭部提供更好的保護。

2）上部肋骨在側面碰撞試驗中更容易受到傷害，而側面側面氣囊和氣簾也能對上部肋骨提供更好的保護，但對中部和下部肋骨的保護效果一般，但從總體看，側面氣囊和氣簾能在側面碰撞中對乘員的胸部提供更好的保護。