商用車駕駛室乘員保護ECE R29_02與ECE R29_03對比分析

馬群　李學強　韓鵬　胡友波

摘 要：對比分析了聯合國歐洲經濟委員會ECE R29_02系列版本與03系列版本的區別。通過對兩個版本法規的詳細比對，明確新法規的試驗方法和性能要求。

關鍵詞：商用車駕駛室；ECE R29_02， ECE R29_03；生存空間

中圖分類號：U461.91 文獻標識碼：A 文章編號：1005-2550（2017）06-0050-04

Abstract： This article compared the ECE R29 02 series and 03 series of amendments in detail to show the newest requirements of the test methods and performance of commercial vehicle cab.

Key Words： the cab of a commercial vehicle； ECE R29_02， ECE R29_03； survival space

1 前言

聯合國歐洲經濟委員會法規《關于對商用車駕駛室乘員保護方面車輛認證的統一規定》（ECE R29）2011年1月30日實施了03系列版本。此法規描述了商用車碰撞中駕駛室內乘員保護方面的要求，主要是為了驗證各種撞擊工況下乘員的生存空間，從而有效地保護乘員。本文詳細對比了02系列版本和03系列版本的試驗要求，描述了03系列版本法規對于商用車駕駛室的要求，為商用車駕駛室設計人員在結構、強度等的設計方面提供參考，為主機廠能夠順利通過歐盟認證提供初步驗證信息。

2 法規要求

ECE R29 02與ECE R29 03有比較大的不同，試驗分類方面：

02系列中，試驗A：正面沖擊試驗，試驗B：頂部強度試驗，試驗C：后圍強度試驗；

03系列中，試驗A：正面沖擊試驗，試驗B：正面圓柱沖擊試驗，試驗C：頂部強度試驗。

3 正面沖擊試驗

駕駛室應安裝在整車上，如下圖1所示。所有錨點和繩索、鏈子應是鋼制，承載能力10t以上。車架縱梁在整個寬度方向和長度方向不少于150mm的木塊支撐。木塊前邊界不能超過駕駛室最后點，后邊界不能超過車輛軸距中點。縱向連接：后向運動通過連接在底盤上的鏈或繩索A來限制，鏈或繩索相對中軸線對稱，連接點相距不小于600mm。繩索拉緊后，與水平面成角不超過25°，繩索所在的垂面與縱向垂面之間的夾角不超過10°。繩索可交叉，側向連接：側向運動通過連接在底盤上的鏈或繩索B來限制，鏈或繩索相對中軸線對稱。底盤上的連接點距離車輛前端不小于3m且不大于5m。繩索拉緊后，與水平面成角不超過20°，繩索所在垂面與縱向垂面夾角不小于25°且不大于45°。繩索或鏈的張緊及后部連接：繩索C初始張緊力1kN，然后拉緊繩索A與B，使得繩索C張緊力不小于10kN。繩索C與水平面夾角不超過15°。D處底盤與地面之間作用力不小于500N。

擺錘應是鋼制，質量均勻分布，撞擊表面應為長2500mm寬800mm高的矩形平面。擺錘邊緣應倒角，倒角尺寸要求如下表。擺錘總成應是剛性結構。由兩根剛性連接著擺錘的擺臂自由懸掛，擺臂相間至少1000mm。擺臂從懸掛點到擺錘幾何中心不小于3500mm。擺錘按從前向后的方向撞擊駕駛室的最前部，撞擊方向水平且平行于車輛縱向中心平面。撞擊的瞬間，擺錘應垂直，重心在車輛R點以下 50+5-0mm，擺錘表面接觸車輛對的最前端。

4 頂部強度試驗

頂部強度試驗和A柱撞擊試驗可以選擇駕駛室安裝在整車上試驗或安裝在夾具上試驗。

駕駛室安裝在整車上：為了保證試驗中車輛不滑動，可以拉緊手剎，變速器處于掛擋狀態，前輪楔住。應用堅硬的部件防止彈性零部件（彈簧、輪胎等）的變形。如駕駛室安裝在夾具上：應保證試驗中駕駛室不滑動。

02系列要求：駕駛室頂部應能承受前軸最大允許質量相對應的力，不超過10t。應用合適的剛性構件均勻加載。

03系列要求：動態預加載試驗：擺錘應是剛性，質量均勻分布，不小于1500kg。撞擊表面應是矩形平面，尺寸足夠大以保證如圖3（P1）布置時，駕駛室與擺錘無接觸。撞擊瞬間：撞擊表面與駕駛室縱向中心平面夾角20°，可以是駕駛室傾斜，也可以是擺錘傾斜。撞擊表面要能覆蓋駕駛室上部的整個長度方向。擺錘的縱向中線是水平且平行于駕駛室的縱向中心平面的。撞擊方向應垂直于擺錘表面，且垂直于駕駛室的縱向中心線。只要保證相對位置要求，可以是擺錘移動，也可以是駕駛室移動。撞擊能量要求為17.6kJ。

頂部強度試驗：加載裝置應是鋼制，質量均勻分布。加載表面應是矩形平面。尺寸足夠大以保證如圖3（P2）布置時，駕駛室與裝置邊緣無接觸。試驗中，加載裝置應平行于底盤的X-Y平面，移動方向平行于底盤垂向軸線，加載面覆蓋整個駕駛室頂部。靜態加載力應為前軸最大允許質量相對應的力，不超過98kN。

5 正面圓柱沖擊試驗

ECE R29_02系列中沒有此項要求，03版本中增加了此項試驗。

駕駛室安裝在整車上：為了保證試驗中車輛不滑動，可以拉緊手剎，變速器處于掛擋狀態，前輪楔住。如果駕駛室安裝在夾具上：應保證試驗中駕駛室不滑動。

擺錘應是鋼制，質量分布均勻，質量不小于1000kg。擺錘應為圓柱體，直徑600±50mm，長度不小于2500mm，邊緣倒角不小于1.5mm。擺錘總成應為剛性結構。由兩根剛性連接著擺錘的擺臂自由懸掛，擺臂相間至少1000mm。擺臂從懸掛軸線到擺錘幾何中心長度不小于3500mm。擺錘表面接觸駕駛室的最前端，撞擊時刻，方向水平且平行于車輛縱向中心平面。撞擊的瞬間，擺錘應垂直，重心在車輛擋風玻璃框架上下兩點的中間，也在駕駛室縱向中心平面內。長度方向在車輛的寬度方向上均勻分布，覆蓋兩個A柱的寬度。撞擊方向水平向后，撞擊能量為29.4kJ。endprint

6 后圍強度試驗

駕駛室安裝在整車上：為了保證試驗中車輛不滑動，可以拉緊手剎，變速器處于掛擋狀態，前輪楔住。如果駕駛室安裝在夾具上：應保證試驗中駕駛室不滑動。

02系列中中靜態加載力為200kgf*車輛允許的最大加載噸數，加載方向為縱向中心線，加載面為剛性壁，壁面應至少覆蓋整個駕駛室在車架上的后圍。03系列中刪去了此試驗項目。

7 人體模型對比

02系列中為50%男性假人，材料為聚苯乙烯，密度為0.0169 g/cm3，質量為4.54kg；

03系列中對假人的大腿有了側向旋轉角度的要求。

如下左圖為02系列法規對假人的要求，右圖為03系列法規對假人的要求

03系列法規型式認證要求：

N1類車和總重不超過7.5t的N2類車需要做正面撞擊試驗和頂部強度試驗，通過R33或R94可豁免正面撞擊試驗；N3類車和總重超過7.5t的N2類車需要做正面撞擊試驗、A柱撞擊試驗和頂部強度試驗。正面撞擊試驗只適用于平頭車。在技術服務機構確認的情況下，所有試驗都能用電腦仿真和計算法替代，這樣，能夠為制造商節省很多費用。

03系列法規試驗后生存空間的要求：

完成試驗后，駕駛室應能夠確保能容下座椅上放置上述假人模型，座椅在中間位置，應保證假人與肖氏硬度50及以上的硬性部件沒有接觸。能用小于100N的力在沒有其他任何工具幫助下移走。為方便布置，假人可以拆解狀態放入駕駛室，然后在駕駛室內組裝。座椅可以調整到最后位置，假人組裝完成后放置在座椅上使得其H點與座椅R點相對應。然后，再向前調整座椅到中間位置來評價乘員生存空間。R94中描述對的50%混合II或III型假人可以替代上述假人模型。

8 結束語

近年來，我國整車出口有所下滑，但是商用車還是占比很大；整車出口一個重要的環節就是試驗認證，企業只有獲得了目標市場國家的許可，方能在其市場上銷售。目前試驗認證的主流標準是ECE法規，通過詳細比對ECE R29_02系列與03系列法規，對于現行有效的03系列法規作了比較清晰的描述，希望對從事相關工作的人員有所幫助。

參考文獻：

[1]ECE Regulation No. 29. Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to the protection of the occupants of the cab of a commercial vehicle， 2011.

[2]李三紅， 郭孔輝等. 商用車擺錘正面撞擊試驗和仿真 [J].中國機械工程， 2005，16（23）：2153-2156.endprint