一.国内外法规
目前,已经发展成熟的主动安全性装置和技术主要包括车轮防抱死制动系统、牵引力控制系统、主动悬架、四轮转向、四轮驱动、车距雷达报警系统以及汽车全球定位导航系统ITS等。被动安全性是指通过车辆结构的安全设计以及各种保护系统被动安全性装置,当事故发生的时候这些措施能够发挥作用,达到尽可能地减少车上乘员以及车外行人受到伤害的程度。汽车碰撞试验是研究被动安全的主要手段。
通常情况下,对于被动安全也分为两个方面:车内乘员安全和车外行人保护。作为被动安全性研究的主要内容就是如何合理地进行车身结构安全性设计和乘员约束系统设计,利用车身结构件的变形吸收能量以减少对乘员的冲击,同时利用乘员约束系统给予乘员最大限度的保护。对于车外行人,通常采用车身结构安全性设计和车身外表安全装置,在发生碰撞时减少对行人的伤害。
研究和开发汽车被动安全性能的最终目的是在事故发生时,最大限度地减少车内乘员和车外
行人的伤害。汽车事故发生的情况主要有正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和车辆滚翻等。因此,碰撞中人员受到伤害主要情况有:(1) 碰撞时汽车结构变形侵入乘员舱直接伤害乘员;(2) 碰撞时乘员与车内结构发生二次碰撞造成伤害;(3) 碰撞时以及碰撞后乘员身体部分超出车外,受到伤害;(4)碰撞后燃油起火造成伤害;(5)对行人的伤害,包括保险杠对行人腿部造成的伤害和发动机盖对行人头部造成的伤害。因此,汽车被动安全性法规主要是针对以上这几个方面制订的。
目前汽车被动安全法规有两大体系:美国FMVSS(Federal Motor Vehicle Safe Standard)体系和欧洲法规体系(包括联合国欧洲经济委员会标准ECE、欧洲经济共同体EEC)。在这两种法规体系里都规定,为验证车辆安全措施的有效性,对新开发的汽车都必须进行试验样车的碰撞试验和乘员保护装置的冲击试验,并且,上述两个机构都制订了相应的试验方法和评价标准。日本和澳大利亚在参照美国和欧洲法规的基础之上同样也制订和实施了相应的安全法规和标准。我国政府有关部门已于1999年颁布了第一项汽车被动安全技术法规《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》CMVDR294(China Motor Vehicle Design Rule 294),到2003年又在CMVDR 294的基础上稍作修改推出了GB 11551《乘用车正面碰撞的乘员保护》,将实车正面碰撞试验内容列入汽车新产品强制性检验项目中。
今年我国还将推出侧面碰撞试验标准和追尾碰撞试验标准,同时还计划将汽车正面偏置碰撞作为国家推荐标准。
在交通事故中,由于正面和侧面碰撞发生的比率较高而倍受关注。同时,虽然追尾和滚翻事故发生率不高,但也会造成很多的人员伤害以及财产损失,因而也越来越多地受到人们的重视。下面列出了世界上主要国家针对正面碰撞法规、侧面碰撞法规、追尾碰撞法规、动态滚翻法规以及燃油泄漏法规的内容。
1. 实车正面碰撞法规:按照正面碰撞试验法规,正面碰撞试验是指被检验汽车以某一速度与一个刚性或者可变形壁障发生碰撞的试验。其目的是检查保险杠、车厢前部前围板区域所能吸收冲击能量的程度,考验车厢结构强度,借助车内假人的传感器所记录的数据,换算出和法规相对应的伤害指标,判断试验样车的碰撞性能。正面碰撞法规主要有美国的FMVSS 208、欧洲的ECE R94两大体系。我国正面碰撞法规CMVDR 294(GB 11551)和日本、澳大利亚的正面碰撞法规基本上是在美国和欧洲的正碰法规的基础上进行移植和稍加改动形成的。
美国FMVSS208法规规定了车辆正面碰撞试验速度为30mph(48.3Km/h),固定壁障为刚
性表面。正面碰撞试验包括以下两种:(1)约束系统试验:车辆纵向轴线与壁障表面垂直;(2)结构试验:车辆横截面与壁障表面方向成30度角,碰撞时车辆左前端先与壁障接触。此外,对应于系和不系安全带两种情况,要分别进行试验。主要评价指标包括:(1)头部伤害指标≤1 000,胸部持续3ms加速度不大于60g,胸部相对于脊柱的压缩变形量不超过76.2mm,大腿压缩力不超过10kN;(2)碰撞过程门不能撞开;(3)碰撞后,不用工具应能将门打开,并能够正常进出假人。(4)燃油泄漏量≤30g/min。
欧洲在制定正面碰撞法规时,专家们提出该试验方法要尽量真实地反映交通事故情况。联合国欧洲经济委员会(Economic Commission for Europe)在1998年开始生效欧洲正面碰撞乘员保护法规ECE R94,适用于总质量小于等于2 500kg的M1类车。其中,规定车辆正面碰撞试验碰撞速度为56km/h,碰撞形式为 40%偏置变形壁障碰撞,其壁障为蜂窝状铝合金变形壁障。
我国正面碰撞法规CMVDR 294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》主要是参照欧洲法规起草的,但是并没有采用欧洲ECE R94.01中的偏置碰撞试验,而是采用和美国、日本法规一致的100%重叠率、90度刚性固定壁障正面碰撞试验,速度50km/h。该法规自2000年4
月1日起对新生产的M1类车(总质量小于或者等于2 500kg的车辆)实施,自2002年7月1日起,对所有M1类车实施。
2.实车侧面碰撞法规: 统计资料表明,在交通事故的各种汽车碰撞形式中,侧面碰撞所占的比例仅次于正面碰撞,但在侧面碰撞中乘员所受的伤害程度比正面碰撞还要高。尤其是在我国,侧面碰撞导致死亡的比例要高于国外的平均水平。侧面碰撞法规针对汽车侧门强度提出要求,目的是检查车侧支柱、顶/底支柱连接和门连接等结构强度,以尽量降低侧面碰撞事故中伤害乘员的风险。无论是美国FMVSS还是欧洲ECE法规,均规定使用移动变形壁障MDB(Moving De-formable Barrier)以一定的速度,撞击车辆的侧面,在车被撞侧面前后座位上装有侧面碰撞假人,以测定伤害指数。二者的差别主要在于移动变形壁障MDB和使用的假人。我国推出的侧面碰撞试验标准《关于侧面碰撞中乘员保护的规定》,主要采用欧洲ECE R95 法规(包括01系列增补,02系列增补及02系列建议),删除了ECE R95中认证申请、认证程序及认证标志、车型修改、产品一致性、产品非一致性的处理等内容,其原因是由标准体系和法规体系的形式差别所致。
3. 实车追尾碰撞法规:汽车发生碰撞,除了正面、侧面碰撞外,还会发生追尾碰撞事故、
汽车主动安全性滚翻事故和由碰撞、滚翻引发的燃油泄漏、燃烧、爆炸等事故。这类事故具有较高的伤害性,也是在交通事故中导致人员伤亡的重要因素。美国的燃油泄漏法规FMVSS301是最为全面的燃油系统完好检验法规,同样,在欧洲有燃油泄漏法规ECE R34,在日本有日本车辆碰撞燃油泄漏技术标准TRIAS 11-4-14。
对于追尾碰撞中的结构保护,则有美国的FMVSS 223和FMVSS 224,以及欧洲的ECE R32。美国的FMVSS 223和FMVSS224是针对于总重在4536kg以上的挂车和半挂车后部碰撞防护装置;欧洲法规ECE R32则规定车辆后面碰撞时对车厢结构耐撞性的要求,并适用于M1类车。因而这两种法规是针对于不同车辆以及车辆的不同部分。
这里要特别提到卡车后防护装置,它对于保护追卡车尾部的小汽车乘员安全有着极其重要的作用。如果没有卡车后防护装置,小汽车的车顶将和卡车后车厢底部直接碰撞,而小汽车车顶是整个结构中较为薄弱的环节,这将导致卡车后车厢底部直接穿过挡风玻璃侵入小汽车乘员舱,危及车内前排人员生命安全。如果装有卡车后下部防护装置,则该装置会与小汽车车头发生碰撞,小汽车前端的各种缓冲吸能措施也就可以正常地发挥作用,从而保护车内乘员的安全。
4. 动态翻滚试验法规: 对于动态滚翻事故,虽然发生率不是很高,但也会造成很高的事故死亡率,因此,各国也加大力度对滚翻事故进行研究。滚翻试验的再现性比较困难,虽然试验方法有很多种,但是已成文的滚翻法规很少,目前,只有美国的FMVSS208中介绍了试验方法—平台翻车,这种方法易于进行重复性试验。FMVSS208 平台翻车试验主要利用平台车紧急制动的方法让实验车滚翻。它采用一个23度斜角的楔形平面作为滚翻试验样车运载装置,然后以50km/h的速度平移,在不大于915mm的距离内平台从50km/h减速到零,减速度至少为20g,持续时间至少为0.04s。
5. 气囊试验标准:近几年来,与安全气囊有关的质量纠纷明显增多。这里有很多因素,一方面消费者对气囊作用的认识不够科学,对气囊的安全作用的期望值过高,另一方面,对气囊的启爆速度、角度等技术参数,目前还没有统一定义的国际标准、法规。在SAE、ISO标准体系中,主要是一些试验方法、术语定义方面的标准;在FMVSS、ECE法规体系中,主要是针对正面碰撞、侧面碰撞等提出的乘员保护要求。对于气囊系统的匹配,在产品开发过程中都是依据各个企业自己的标准进行的,还没有国际通行的标准、法规来规定气囊的启爆速度等技术参数。但是,如果仔细地研究各个企业的标准我们可以发现,差别很小。
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