低速碰撞相關標準發展現狀分析

宋 碩，田國紅

Song Shuo，Tian Guohong

（遼寧工業大學 汽車與交通工程學院，遼寧 錦州 121001）

0 引 言

汽車碰撞試驗最初是在戰爭時期為了研究特種車輛性能而開展，不僅試驗范圍小，而且試驗手段多且不統一。20世紀70年代，美國國家公路安全局建立了一個第三方碰撞檢測機構，制定了統一的碰撞檢測標準，通過檢測可以降低車禍發生概率，這一方法很快被日本和歐洲各國采用。其中，低速碰撞是指車速低于15 km/h 時發生車輛碰撞。由于車速較低，撞擊對駕駛員和乘客損害較小，所以多數國家并沒有制定強制性低速碰撞標準。每年保險公司會花費大量資金為受損車輛進行維修，通常保險公司會參照低速碰撞的評估結果調整各款車型的保險費用，利用保費價格優勢引導消費者選擇具有較高防撞性能和較低維修成本的車輛。同時，汽車廠商通過優化汽車結構，改善低速時碰撞穩定性，降低車輛碰撞后的維修成本，提高整車的性價比。

1 低速碰撞相關標準

目前，FMVSS（Federal Motor Vehicle Safety Standards，美國聯邦機動車安全標準）PART 581保險杠試驗標準、ECE（Economic Commission of Europe，聯合國歐洲經濟委員會）R42汽車前、后端保護裝置標準、IIHS（Insurance Institute for Highway Safety，美國高速公路安全保險協會）保險杠測試相關標準以及RCAR （Research Council for Automobile Repairs，國際汽車維修研究理事會）保險杠低速碰撞測試相關標準是世界上應用較為廣泛的車輛低速碰撞評估系統[1]。其中，FMVSS PART 581 為美國強制性標準，適用于轎車；ECE R42 為非強制性標準，測試結果為各成員國提供參考，適用于Ml類車輛（座位數不超過9 座的客車）；IIHS、RCAR 測試由第三方機構實施，測試結果直接影響車輛維修、保險等方面，對消費者購車具有一定參考價值。FMVSS PART 581 和ECE R42 是較早制定的低速碰撞標準，其他標準大都在二者基礎上進行借鑒或改進而成[2]。加拿大強制性標準CFVSS 215 保險杠低速碰撞標準參考FMVSS PART 581 制定，但對被測車輛的安全性能提出了更高要求。我國參考ECE R42 制定了低速碰撞評價標準GB 17354—1998《汽車前、后端保護裝置》。

1.1 FMVSS

在FMVSS PART 581 評價體系中，低速碰撞試驗要求如下：車輛在水平剛性路面停穩，保持前輪回正，換擋桿處于空擋，松開駐車制動器，輪胎壓力為輪胎生產廠商規定值；此外，安裝有氣壓、水壓、液壓等懸掛裝置的車輛，測試中需保持汽車生產廠商要求的正常狀態；試驗車需去除拖車鉤、牌照及前照燈墊圈，以及與保險杠相連的牌照燈、霧燈及其他可取下的配件。試驗采用擺錘沖擊測試車輛，試驗規程包括縱向碰撞和車角碰撞[3]。

縱向碰撞包括4 個測試工況：對被測車輛前、后兩端各進行兩次碰撞測試，碰撞速度均為4 km/h，前一次撞擊線高度為508 mm，后一次撞擊線高度為406.4～508 mm。進行碰撞試驗時，碰撞器垂直于地面，撞擊線中點與前一次撞擊線中點間隔305 mm 以上，否則重新布置測試設備。每一次撞擊測試前，測試車輛對準并接觸測試設備，但不移動撞擊器的位置，保持車輛的縱向平面與擺錘撞擊面及其延伸面垂直。每次碰撞測試至少相隔30 min。

車角碰撞中，當撞擊線高度為508 mm時，碰撞器分別在車體前、后兩個車角各撞擊一次；當撞擊線高度為406.4～508 mm時，碰撞器撞擊車體前、后另外兩個車角，碰撞速度均為2.5 km/h。試驗中碰撞器垂直于地面，測試車輛的縱向平面與擺錘撞擊面成60 °夾角[4]。每次碰撞測試至少相隔30 min。

碰撞試驗完成后，要求試驗車的燈光和信號設備仍能正常工作，尾門、發動機罩及前后車門均可正常開閉，車輛散熱和燃料供給系統仍能正常運轉，冷卻管路和燃油管路的密封性保持完好，排氣系統正常工作。汽車底盤的制動系統、懸掛系統、轉向系統和動力傳輸系統均保持完好并正常運行。除前保險杠及其固定裝置外，其他零件表面不應脫落或變形（碰撞30 min 后進行檢測）。除與測試車輛有關的部分之外，其他緊固件和連接件應無損壞或松動。此外，壁障除碰撞頭之外，其他部分不能與測試車輛有接觸。

1.2 ECE汽車標準

歐洲經濟委員會自20世紀60年代末開始制定汽車碰撞安全標準，目前已經建立起一套比較完善的碰撞安全標準。ECE汽車標準已經被大部分歐盟成員國認可，并納入各自的標準體系中，此外，很多國家在制定低速碰撞標準時也會參照ECE相關標準。ECE R42低速碰撞評價體系對于測試車輛和碰撞結果的要求與FMVSS標準類似：車輛在水平剛性路面停穩，保持前輪回正，換擋桿處于空擋，松開駐車制動器，輪胎壓力為廠商規定值；此外，安裝有氣壓、水壓、液壓等懸掛裝置的車輛，測試中需保持汽車生產廠商要求的正常狀態[5]。

試驗規程包括縱向撞擊和車角撞擊。試驗采用擺錘沖擊，擺錘基準高度為445 mm，擺錘質量為測試車輛的整備質量。縱向碰撞包括4個碰撞工況：兩個正前方和兩個正后方，速度均為4 km/h，在每個方向的兩次碰撞中，一次是在車輛整備質量條件下進行，另一次是在加載試驗條件下進行，并且第一次碰撞未限制碰撞設備的位置，但第二次碰撞要求碰撞器中心面距離第一次碰撞中心位置應大于300 mm。車角碰撞包括對一個前車角和一個后車角各進行兩次碰撞，速度均為4 km/h，其中一次是在車輛空載狀態進行，另一次是在車輛加載試驗狀態進行。

1.3 IIHS低速碰撞標準

IIHS 是美國著名的車輛安全性能評估機構，是一家由美國汽車保險協會發起成立的非營利性研究機構。IIHS 主要關注如何預防汽車碰撞事故和降低汽車在事故中對人的傷害。IIHS 每年收集大量車輛碰撞事故數據進行科學分析，其試驗方法很獨特，每年對歐洲和美洲市場上車輛進行系統性碰撞測試，據此評估車輛安全性等級，激勵汽車廠商重視汽車安全方面的研究。

碰撞測試要求傳動裝置處于空擋位置，松開駐車制動器，輪胎壓力為廠商規定值，所有盛裝液體的容器應至少滿足容器制造商規定的最低容量，并將車牌號及前、后兩端固定架取下，將拖車掛鉤取下，除日間行車燈外，所有車燈、空調及音響設備均關閉，車窗打開，發動機罩、尾門和各車門均關閉但不鎖止，所有后座座位保持原位[6]。

IIHS低速碰撞評估系統共有4個測試工況：（1）測試車輛的縱向中心線與壁障垂直,車輛前保險杠以8 km/h速度撞擊壁障；（2）測試車輛的縱向中心線與壁障垂直，車輛后保險杠以8 km/h速度撞擊壁障；（3）壁障與測試車輛縱向中心線的角度為60 °，車輛右前部以8 km/h速度撞擊壁障；（4）壁障柱子與測試車輛后保險杠呈90 °角，車輛以8 km/h速度撞擊柱子[7]。前3個工況中壁障為鋼性墻，撞擊時壁障保持不動；第4個工況中壁障為立柱，立柱長122 cm、直徑18 cm、屈服應力為345 MPa。IIHS會將試驗結果發布在其官方網站上。

1.4 RCAR低速碰撞標準

RCAR 創立于1972 年，通過與各大汽車廠商對話和合作，對車輛設計產生積極影響，從而提高車輛的安全性，降低車輛易損性和維修費用，幫助保險公司有效地控制成本[8-9]。RCAR保險杠碰撞測試分為靜態、動態兩種，其中靜態測試包括對前、后保險杠的幾何尺寸進行測量，動態測試包括100%正面全寬碰撞、100%追尾全寬碰撞、正面40%偏置碰撞、尾部40%偏置碰撞4種工況[10]。

動態測試要求測試車輛換擋桿處于空擋位置，松開駐車制動器，車門窗關閉，轉向盤若能調節則調至中央位置，腳踏板處于標準位置，若可調節則置于中間位置，可調節頭枕置于最高位置，點火開關處于開狀態，但不啟動發動機，車輛質量為整備質量加上1個75 kg駕駛員假人。

正面40%偏置碰撞所用壁障為固定的剛性壁障，且高于車頭，測試車輛以15 km/h速度撞擊壁障，碰撞位置為駕駛員側40%處。尾部40%偏置碰撞所用壁障為質量（1 400±5）kg臺車，其前部撞擊頭為剛性，測試車輛與臺車縱向呈10 °角，臺車以15 km/h速度撞擊車輛，碰撞位置為乘員側尾部40%處。100%正面全寬碰撞和100%追尾全寬碰撞所用壁障均為固定的保險杠壁障，其離地高度為（455±3）mm，壁障中心線與測試車輛中心線保持一致，車輛以10 km/h速度撞擊壁障[11]。

1.5 我國低速碰撞標準

GB 17354—1998參照ECE R42制定，其試驗規程和ECE R42 基本一致，包括縱向碰撞4 個工況和車角碰撞4個工況[12]。

碰撞測試時，車輛在水平剛性路面停穩，保持前輪回正，換擋桿處于空擋，松開駐車制動器，輪胎壓力為廠商規定值；此外，安裝有氣壓、水壓、液壓等懸掛裝置的車輛，測試中需保持汽車生產廠商要求的正常狀態。

碰撞后，測試車輛需滿足以下要求：照明及信號設備仍正常工作，或經過常規調整后符合規定要求；發動機罩、尾門和各車門均能夠正確開啟或關閉；碰撞過程中，汽車各門不能自動打開；燃油及冷卻系統不能出現任何泄漏或堵塞；汽車動力、排氣、懸掛、轉向、制動系統應保持良好狀態或經過調整后能夠正常工作。

2 結束語

隨著汽車低速碰撞標準的不斷完善，汽車廠商不斷優化汽車安全技術，同時保險公司通過為每輛新車建立量化評估體系使保費更加精細化。通過借鑒國際上汽車可修復性、安全性、保險業等方面的先進知識和經驗，既促進了我國汽車產業發展，又為我國消費者提升認知和促進汽車保險業發展提供指導。