汽车碰撞安全分析研究报告

1.绪论

从世界第一辆汽车诞生开始，汽车对促进社会进步，提高大众的物质生活水平，改变人们的精神生活都起了非常重要的作用。但随着世界汽车工业的不断发展，汽车保有量迅速增加，随之带来的汽车安全事故、环境污染及能量消耗，特别是汽车的安全问题，已经构成严重的社会公害，因此从20世纪50年代开始，世界许多国家，特别是工业发达国家相继对汽车产品进行立法，实施法制化管理，并制定各类汽车技术法规，对汽车安全等技术性能加以控制，从而一定程度地控制了汽车对人类社会和环境造成的危害。

随着我国经济的发展，汽车保有量也在大幅度地增加，随之而来的交通事故的各项指标均持续增长，交通安全状况日益恶化，自2001年交通事故死亡人数就超过10万人，而且还在不断十升，对于影响交通事故的“人、车、路、环境”等因素中，汽车本身是一个非常重要的影响因素，因此完善我国汽车安全性标准法规体系，提高汽车本身的安全性能，减少交通事故及减轻事故过程中对乘员及行人的伤害，从而提高交通安全性有着非常重要的意义。

在此针对汽车事故中的正面碰撞安全性做一分析研究

2.汽车正面碰撞安全性法规对比

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2.1我国的正面碰撞安全法规

我国最早实施的是CMVDR294《乘用车正面碰撞乘员保护》，2003年批准发布GB11551－2003《乘用车正面碰撞乘员保护》强制性国家标准，这标志着我国安全技术法规进入了一个重要的发展时期。正面碰撞实施后，根据我国的道路交通实际情况，参照ECE法规制定完成了《汽车侧面碰撞的乘员保护》《乘用车后碰撞燃油系统安全要求》，这两项标准将于2006年7月1日起开始实施。

另一项《偏置可吸能壁障正面碰撞试验方法》，暂以推荐性国家标准的形式，碰撞工作组正在研究、制定中。

2.2国外正面碰撞安全法规简介

美国、欧洲和日本都制定了相关的乘员碰撞保护安全法规。例如美国国家公路交通安全管理局颁布的《乘员碰撞保护》法规、欧盟重新修订的《正面碰撞乘员保护》法规、日本运输省颁布的《正面碰撞的安全基准》法规等。这些安全法规仅是这些国家或区域国家政府管理部门对汽车产品安全性的最低要求。

2.3国外企业现行的规则

现在国外企业追求的是行业上公认的NCAP（New Car Assessment Program，新车评估计划）。它规定的实车碰撞速度往往比政府法规要高，从而在更严重的碰撞环境下评价车内乘员的伤害程度，根据头部、胸部、腿部等主要部位的伤害程度将试验车的安全性进行分级。

欧洲、美国和日本等国都制定了相关的NCAP。其中欧洲的NCAP最具影响力和代表性。它由欧洲各国汽车联合会、政府机关、消费者权益组织、汽车俱乐部等组织组成，由国际汽车联合会牵头。欧洲NCAP不依附于任何汽车生产企业，所需经费由欧盟提供，不定期对已上市的新车和进口车进行碰撞试验，每年都会组织几次。

2.4我国现行正面碰撞规则与国外的比较

“双碰”标准执行后，虽然从数量上中国的相关法规更加完善，但评判标准仍和欧洲

标准以及NCAP标准有很大差距。以正面碰撞标准为例，最明显的区别就是碰撞测试的速度，欧洲的法规标准是56km／h，我国是50km／h，而NCAP的测试标准速度为64km ／h。

此外，我国的碰撞试验使用的是刚性的水泥墙，其上覆盖的20cm的木板并不存在变形吸能的作用，只是为了保护仪器，反而是欧洲的重叠碰撞试验中测试车辆并不是直接撞向刚性墙壁，而是与一个蜂窝结构的吸能块发生重叠碰撞，用这个吸能块来模仿对面来车。

另外，关于碰撞角度问题，单纯从动能角度来讲，中国的100％正面碰撞与欧洲的40％重叠碰撞的要求强度不见得谁高谁低，100％正面碰撞对人体的伤害更严重，但是欧洲选择40％重叠碰撞是通过事故统计选择的一种出现概率较高的试验情况，而且在重叠碰撞时，车辆的一侧变形会比较大，车辆转向机构等零部件对乘员造成伤害的可能性也会更大。

3.汽车正面碰撞的实验方法和设备

3.1汽车正面碰撞试验概述

随着汽车正面碰撞安全性研究的深入，对于正面碰撞安全性目标进行评价、获得理论研究所需的相关数据以及对新型汽车进行认证都离不开汽车正面碰撞安全性试验。汽车正面碰撞实验包括实车碰撞试验、台车碰撞试验和零部件台架试验三个主要部分。

实车碰撞试验是评价汽车安全性最直接和最有说服力的方法，是新产品开发必须进行的试验。但试验费用昂贵，难以进行多次重复试验，通常只在新产品试制和认证时进行。

台车碰撞试验是指利用台车来模拟实车碰撞特性的试验。在台车与刚性墙之间安装有缓冲装置，台车通过缓冲装置与刚性墙发生碰撞。通过调整缓冲装置的力学特性来模拟标准要求的减速度波形或模拟实车碰撞的减速度波形。通过台车碰撞实验可以评价安装在汽车上的各种安全附件的碰撞安全性能。

零部件台架试验可分为动态台架试验和静态台架试验。动态台架试验主要用于评价零部件在承受碰撞冲击载荷作用下的性能；静态台架试验则是评价对速度不敏感的零部件在静态载荷作用下的安全性能。

如上所述，实车及台车碰撞试验是对汽车安全性进行评价必不可少的试验。实车及台车碰撞试验需要有足够长的加速跑道，要有给实车或台车加速的动力装置，要有符合标准的碰撞墩和碰撞表面以及各种测量仪器设备等。在此先对国内外的实车及台车碰撞试验装置按牵引装置、牵引台车和导向方式三部分进行简要介绍。

1.牵引装置（驱动装置）

1）液体或气体发射型如美国Bendix公司生产的HYGE试验装置，其动力部分由高压压缩机、氮气储气筒和气液缸组成。该装置对要求的碰撞加速度模拟准确，调整方便，但价格较为昂贵。

2）机械式使用最广泛的机械式驱动方式为橡胶绳驱动。清华大学国家安全与节能重点试验室、长春汽车研究所汽车碰撞试验室都是采用这种驱动方式。荷兰国家技术研究院（TNO）的一个小尺寸模拟碰撞试验装置则是用卷扬机和钢索拉台车压缩两组螺旋弹簧，再由弹簧推台车向前冲实现碰撞。

3）电动机牵引式该系统利用大功率电动机直接驱动卷筒缠绕钢丝绳牵引实车或台车实现碰撞。日本NSK公司的小尺寸模拟碰撞装置、天津汽车技术中心、北京通县交通部汽车试验场等就是使用这种驱动形式。

2.牵引小车或台车

牵引小车主要用于牵引实车加速，并在加速过程中起到导向作用；当试验实车达