汽车碰撞试验

细说乘用车碰撞试验

文/图景升

随着汽车数量的增加和行驶速度的不断提高，行车安全越来越重要。

而在所有汽车事故当中，与碰撞有关的事故占90％以上。汽车碰撞是不

可避免的，那么如何减少碰撞时对人员的伤害？世界各国都在研究制定

日趋严格的碰撞试验方法和标准。

相信大多数的读者都没有见过车辆的碰撞试验，对国内目前乘用车

所做的碰撞试验种类以及试验方法也缺乏了解。为了能让大家全面、细

致、直观地了解关于乘用车碰撞试验方面的知识，笔者深入碰撞试验的

第一线，在国家轿车质量监督检验中心碰撞实验室同事的帮助下，将目

前国内所做的所有乘用车碰撞试验总结整理出来，与大家共赏。

“乘用车正面碰撞的乘员保护”是目前国内在汽车碰撞方面惟一强制实施的标准，所有车辆都必须通过此项试验。自2006年7月1日开始又有两项碰撞标准将实施，分别是：“汽车侧面碰撞的乘员保护”和“乘用车后碰撞燃油系统安全要求”。另外，还有一项推荐性标准是“乘用车正面偏置碰撞的乘员保护”，3、5年后很可能也会被纳入国标当中。除此之外，还有四项碰撞试验偶尔也会做，不过都是厂方的行为，主要是作为安全带和安全气囊的匹配试验和车辆研发阶段的性能试验。

对于以上八项碰撞试验，本文都将从国内外情况、试验方法和考核指标三方面进行详细地介绍。100％重叠正面碰撞

美国和日本都比较注重100％重叠刚性固定壁障的碰撞试验，美国的碰撞速度是56km/h，日本的碰撞速度是55km/h，两者相差不多，并且都采用了40％的偏置碰撞作为补充。我国目前惟一施行的强制性检验项目便是100％重叠刚性固定壁障的碰撞试验，试验速度为48～50km/h。欧洲在碰撞试验方面比较注重对事故形态的模拟，而完全发生正面100％重叠的碰撞事故并不多见，所以欧洲并没有强制实施100％重叠的正面碰撞试验，相反，对40％重叠的偏置碰撞要求相当严格。

试验方法看起来比较简单，只要保证试验车辆以一定的速度撞击壁障便可以了（厂方可以要求以高于国标的速度撞击，只要检测指标满足要求，同样认为该车合格；厂方也可以要求以更低的速度撞击，不过只能作为安全带和安全气囊的匹配试验），不过对试验场地和设施的要求非常严格，试验车辆的准备工作也非常严谨复杂。首先，试验场地应足够大，以容纳跑道、壁障等试验设施，并且必须保证壁障前至少5m 的跑道水平光滑。其次，作为主要试验设施的刚性碰撞壁障，其实就是一个钢筋混凝土制成的水泥墩子，其长、宽、高和总质量都有明确规定：前部宽度不小于3m，高度不小于1.5m，厚度应保证其质量不低于70吨。刚性壁障的前表面必须平整并且与地面垂直，就像一面墙一样，

并要覆以2cm厚的胶合板。其它设施如灯光、高速摄像机等也有相当

严格的要求。

车辆准备是一项非常细腻并且十分重要的工作，首先试验车辆应

能反映出该系列产品的特征，应包括正常安装的所有装备，并处于正

常运行状态，一些零部件可以被等质量代替，但不得对测量结果造成

影响。其次，试验车辆质量应是整备质量，燃油箱应注入90％油箱容

积的水，所有其它系统（制动系、冷却系等）应排空，排除液体的质量应予以补偿。最后，对乘员舱进行相当严格的调整：转向盘应处于中间位置，在加速过程结束时，转向盘处于自由状态，且处于制造厂规定的车辆直线行驶时的位置；车窗玻璃应处于关闭位置，为便于测量，经厂商同意，车窗玻璃也可以打开，

但是必须保证操控手柄处于车窗关闭时的位置（手摇式车窗）；变速杆应处于空挡位置；踏板应处于正常的放松位置；车门应关闭但不锁止；如果装有活动车顶或可拆卸车顶，应处于关闭状态，为方便测量，经制造厂同意可以打开；遮阳板应处于收起状态；后视镜应处于正常使用位置；前后扶手应处于放下的状态；高度可调的头枕应处于最高位置；座椅必须按照规定进行调节。

车辆准备工作做好后，便开始放置假人及相应的信号采集设备。一切准备就绪，便可以发车。对车辆的行驶状态也有明确规定：车辆不得靠自身动力驱动，在碰撞瞬间，车辆不应再受到任何附加转向或驱动装置的作用，车辆到达壁障的路线在横向任一方向偏离理论轨迹均不得超过15cm。现在国内一般采用电机驱动，由钢丝绳带动车辆加速，在碰撞前脱钩，车辆自由撞击壁障，脱钩时的速度即为撞击速度，保证48～50km/h。当然，如果厂家要求在更高的速度下撞击，并且碰撞结果满足要求，也认为试验合格。撞击结束后，便开始对前排座椅假人进行测量以及对车辆进行测量。

这项碰撞试验的考核指标主要有：

■假人头部性能指标（HPC）应小于或等于1000；胸部性能指标（ThPC）应小于或等于75mm；大腿性能指标（FPC）应小于或等于10kN。

■在试验过程中，车门不得开启。

■在试验过程中，前门的锁止系统不得发生锁止。

■碰撞试验后，不使用工具，对于前排座位，若有门，至少有一个门能够打开；必要时，改变座椅靠背位置使得所有乘员撤离；将假人从约束系统中解脱，如果发生了锁止，通过在松脱装置上施加不超过60N 的压力，该约束系统应能被打开；从车辆中完好地取出假人。

在碰撞过程中，燃油供给系统不得发生泄漏，若存在液体连续泄漏，那么，泄漏速率不得超过30g/min；如果来自燃油供给系统的液体与来自其它系统的液体混合，且不同的液体不容易分离和辨认，那么在评定连续泄漏时，收集到的所有液体都应计入。

侧面碰撞

目前国际上侧面碰撞法规还没有统一，主要有美国FMVSS 214和欧洲

ECE R95两种侧面碰撞方式。美国是最早执行汽车侧面碰撞保护法规的国家，

1990年10月FMVSS 214在美国颁布实施；之后在1995年10月，欧洲也制

定了相应的汽车侧面碰撞法规ECE R95，到1998年10月1日侧面碰撞的欧

洲指令96/27/EC强制执行；日本的侧面碰撞法规采用了与欧洲相同的碰撞

方式，1998年将侧面碰撞法规正式纳入日本保安基准。目前美国、欧洲侧

面碰撞试验方法存在较多的不同之处，表现在：碰撞形态不同；移动壁障的台车质量、尺寸以及吸能块尺寸、形状和性能不同；试验用侧碰假人不同；碰撞速度不同；碰撞基准点的位置不同；乘员伤害指标不同。目前侧面碰撞法规统一的协调化工作的重点是先统一侧面碰撞假人和伤害评价指标。欧洲ECE R95提出的02号修订草案中建议采用EuroSID－1的改进型ES2假人，ES2假人已经在欧洲、日本的NCAP安全性评价中被采用。另外一个侧面碰撞假人WorldSID也已经通过评价，这是目前惟一一个侧面碰撞生物保真性能满足ISO标准要求的侧面碰撞假人。将来全世界统一的侧面碰撞假人应该是WorldSID。

侧面碰撞的试验形式如图所示，试验车辆静止，移动变形壁障以一定的速度垂直撞击车身侧面，我国规定的速度为50±1km/h。其中对场地的要求以及试验车辆的准备与100％正面碰撞基本相同。移动变形壁障由碰撞块和移动车组成，总质量为950kg，重心位置有非常严格的要求。碰撞块由6个独立的蜂窝状铝块、两个前铝面板和一个后铝面板组成，蜂窝状铝块已经经过处理，随着变形的增大，力的大小逐渐增加，能够真实地模拟出车辆前端的平均刚度，使该试验能够形象反应出两车相撞时的状态。碰撞块的形状、尺寸以及重心位置等参数都有明确严格的要求。移动车的形状和大小也有规定，尽量与真实车辆相当，其前后轮距为1500mm，轴距为3000mm。另外，还有一点比较重要：移动车必须要有自己的制动装置，一旦发生碰撞，通过传感器启动该制动装置，让移动壁障尽快停止，避免与试验车发生二次碰撞。该项试验撞击点的位置有明确严格的要求，撞击偏差控制得也比较严格，一般应控制在25mm之内。撞击速度为50±1km/h，并且该速度至少在碰撞前0.5m内保持稳定。