车辆侧面碰撞移动变形壁障系统研制

尹绥玉,陈育荣,伍 星

(1湖北汽车工业学院机械工程系,湖北 十堰 442002;2襄樊伟世通工业控制技术有限公司,湖北 襄樊 441004)

1 车辆侧面碰撞概述

侧面碰撞法规检查车门连接、车门支柱、顶/底支架连接等强度,减少侧面碰撞事故和伤害乘员的风险[1].碰撞试验使用移动变形壁障(Moving Deformable Barrier,MDB)以一定速度撞击车的侧面,在车内前后座上装有侧面碰撞假人,来测定人员伤害指数,图1分别为美国和欧洲的侧面碰撞简图.

图1 侧面碰撞简图

1.1 国际上侧面碰撞法规试验内容比较

70年美国等国家已开始研究侧碰试验技术.1990年10月,美国在联邦法规FMVSS214车门静强度试验方法中增加了实车侧面碰撞试验内容.1995年10月,欧洲也把侧碰正式纳入法规中,并颁布了ECE R95.

1.2 试验内容

1)美国、欧洲 美国的侧碰假人SID侧碰车移动壁障设计成27°,质量为1356 kg,移碰速度为54 km/h,并且试验车要垂直于变形壁障.移动壁障左边距车轴中心940 mm,车轴距大于2896 mm,距前轴后边距离508 mm.地面高度279 mm.

欧洲侧碰假人EURO-SID变形移动壁障质量为950 kg,并且设计了防二次碰撞的装置,汽车的中心与移动壁障中心要垂直,碰撞点通过座椅的R点(移动壁障的中心),地面高度300 mm.移动速度为50±1 km/h.

2)移动变形壁障简图 美国与欧洲的移动变形壁障简图见图2.

图2 移动变形壁障简图

3)碰撞假人 欧、美侧碰试验都是用可变形移动壁障从侧面撞碰静止的试验车.在侧面碰撞试验中都是用假人进行指标评定,且有一定不同.欧、美、日等国以及相应的国际组织已研发了新一代的侧碰所用假人,2005年正式采用了统一的侧碰假人标准进行装车侧碰试验(图3,图4).

图3 美国侧碰假人SID

图4 欧洲侧碰假人EUROSID

1.3 中国侧碰法规现状

1998年我国汽车侧碰事故发生率占整个交通事故的31.65%,受伤人数占30.15%,指标都超过了正面碰撞事故率[2].可见侧碰事故在我国的事故率还是很高的.因此,我国政府和汽车厂家都非常重视汽车侧碰事故.

我国汽车相关行业标准目前参照欧洲的标准,而相关车辆正面碰撞法规CMVDR 294参照了欧洲ECE R94法规,我国现实行的侧面碰撞法规是参照欧洲法规制订的,即CMVDR 295《汽车侧面碰撞的乘员保护》.

2 移动变形壁障结构设计

2.1 车辆侧碰试验简图

车辆侧碰试验如图5所示.

图5 车辆侧碰试验图

2.2 移动车设计

1)移动车结构如图6所示[3].

图6 符合美国214标准的侧碰试验车简图

符合ECE R95标准的侧面碰撞试验车如图7所示.

2)碰撞面部件设计,如图8所示.

3)通风板部件设计,如图9所示.

5)其它主要部件设计包括:①车架部件.由75×45×4的方管焊接,再进行人工时效处理,消除焊接应力及变形,后由机加工工序完成,再进行涂装处理;②重心调节装置,采用了丝杠及滑块调整,调整精度高,互换性好且制造简单.重心调节配件设计成系列配重标准块;③数据测量,用32通道数采设备采集各速度和加速度传感器的实时数据,用高速摄像机拍照2000帧时间轴运动;④制动设计.利用压敏传感器在碰撞瞬间触发气液制动系统来实现移动车的制动;⑤报警器设计,启动移动车前,打开报警器装置,碰撞发生时触发压敏传感器自动关闭报警器.

3 结论

移动车是车辆侧碰撞试验中的重要设备,作为移动的碰撞障碍壁障,其力学和运动学特性有严格要求,在汽车安全性能试验方面我国研究起步较晚,此类设备主要靠进口,本文作者所作的设计及研究,在我国车辆侧面碰撞试验中得到了很好的应用,填补了此类设备依靠进口的历史.

[1]中华人民共和国国家标准CM VDR 295.汽车侧面碰撞的乘员保护[M].北京:标准出版社,2007.

[2]李向荣,龙海靖.侧面柱碰试验与一般侧面碰撞试验的对比研究[J].汽车技术,2005(2):187-190.

[3]美国国家公路交通安全管理局第214号标准.侧面碰撞防护[S].