轿车碰撞安全性的评价及车身碰撞安全性设计

膝部
○
下肢
○
其它性能要求
试 验 时 假 人 不 被 甩 出 车 安全带不脱 落 ， 假 人 不 损 试 验 后 车 门 可 打 开 ， 安 全 带 锁 除与 ＥＣＥ Ｒ９４．００ 相 同 的 以 外 ，
Fra Baidu bibliotek
外
坏
扣 开 启 力 不 超 过 ６０ Ｎ， 燃 油 泄 还要求假人不损坏； 转向机构
漏不超过 ３０ ｇ ／ｍｉｎ
５５９
５００
吸能部分材质 铝质蜂窝
铝质蜂窝（ 或其它认可材料）
吸能部分材质 规定了静态特性
规定了动态特性及其能量吸收性能
损限 头部 伤值 胸部
ＨＩＣ≤１ ０００ 合成加速度≤６０ ｇ ／（ ３ ｍｓ）
ＨＩＣ≤１ ０００， 合成加速度≤８０ ｇ ／（ ３ ｍｓ） 胸部软组织速度≤１ ｍ ／ｓ， 胸部位移≤４２ ｍｍ（ ５０ ｍｍ）
空车质量＋假人（ １） ＋１００ ｋｇ
质量（ ｋｇ）
１ ３６８
９５０
全长（ ｍｍ）
４ １１５
无规定
轴距（ ｍｍ）
２ ５９１
３ ０００
移 轮距（ ｍｍ）
１ ６００
动 Ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ 障
２ 部分
碍 长度（ ｍｍ）
１ ６７９
壁 离地间隙（ ｍｍ） ２８０
１ ５００ ６ 部分 １ ５００ ３００
宽度（ ｍｍ）
同时达到法规要求的不同车型， 哪一种车更安 全呢， 这就提出一个对安全性评估的问题， 因此就出 现了评估汽车碰撞安全性的机构。目前， 在美国、日 本、欧洲及澳洲都有称为 ＮＣＡＰ 的组织机构， 其中以 欧洲最为全面和严格， 全称为欧洲新车评价程序（ Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｎｅｗ Ｃａｒ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍｍｅ——Ｅｕｒｏ ＮＣＡＰ） ， 它 是 由 政 府 、保 险 公 司 、消 费 者 协 会 、汽 车 俱乐部及汽车媒体等多个机构共同制定的关于汽 车碰撞安全性的评价体系， 是从满足基本要求和达 到的更高目标 ２ 个方面评估汽车碰撞安全性的。其
刚性的乘员舱与前后的吸能区组成， 并注意吸能后
侧面碰撞是将安装有长 １ ５００ ｍｍ， 宽 ５００ ｍｍ
１３
汽车技术
天津汽车
的 碰 撞 台 的 测 试 小 车 ， 以 ５０ ｋｍ ／ｈ 的 速 度 ， 从 正 侧 的结构不象前后 部 ， 有 充 足 的 吸 能 空 间 ， 因 此 其 防
面垂直的撞向静止的被测车辆， 且以驾驶员座椅的 侧面碰撞的重点是放在加强车身刚性和冲击力分
上移 ８０ ｍｍ 以下， 后移 １００ ｍｍ
以下， 翻转 ２５°以下
（ Ｈｙｂｉｒｄ Ⅲ）
（ Ｅｕｒｏ ＳＩＤ－ １）
ａ 正碰测试用假人
ｂ 侧碰测试用假人
图 １ 碰撞测试用假人示意图
正面碰撞开展的时间较长， 有十多年的历史， 所 撞击力的分流， 现在所有新车都已达到法规标准。
以防正面碰撞的车身结构设计已经成熟， 基本上由 ２ 侧面碰撞
Ｈ 点为中心的区域（ 图 ２） 。把测得的数据和碰撞情 流 ２ 个方面。提高骨架刚性及注意刚性控制模式和
况进行分析和评价。Ｅｕｒｏ ＮＣＡＰ 与美、日不同的是还 最佳 布 置 骨 架 位 置 是 提 高 车 身 刚 性 的 普 遍 采 用 的
包括一项参考项目— ——撞柱试验， 其方法是将车辆
以 ２９ ｋｍ ／ｈ 的速度撞击刚性的柱子， 而柱子是用直
由于汽车保有量越来越多， 汽车的安全越来越 受到重视， 各国各地区都加强了对安全法规的制定 工作， 尤其是碰撞安全性更是得到关注， 所以汽车 生产商都积极达到法规要求。但是汽车安全性仅仅 满足法规要求是不够的， 国家制定的法规是对汽车 产品的最低要求， 而社会追求的是更高目标。汽车 厂商为了取得更好的市场影响， 在竞争中占得先 机， 都在努力研发更安全的汽车。
试验条件更严峻， 其测试评价结果向社会公布， 所 以是客观的 、公 正 的 及 权 威 的 ， 成 为 购 车 者 的 重 要 参考资料。因而各汽车厂商对 Ｅｕｒｏ ＮＣＡＰ 的评价比 对待法规更重视， 都是尽最大努力， 争取拿到最好 的分数。
Ｅｕｒｏ ＮＣＡＰ 的测验包括正面碰撞、侧面碰撞、后 面碰撞、翻滚、儿童保护和行人保护 ６ 个方面， 分别 评分后综合评价， 以 １～５ 星 的 星 级 进 行 评 价 ， 星 级 越高， 表示碰撞安全性越好。下面从正面碰撞、侧面 碰 撞 、儿 童 及 行 人 保 护 等 几 个 主 要 方 面 测 评 以 及 应 对的车身结构设计进行综合性分析。 １ 正面碰撞
１２
２００６ 年第 ４ 期
汽车技术
法规号 项目名称 适用车辆
表 １ 各国汽车正面碰撞法规试验方法及评价指标
ＦＭＶＳＳ ２０８（ 美国） 碰撞时的乘员保护
轿车
日本 ＴＲＩＡＳ１１－ ４－ ３０ 正面碰撞的安全标准
轿车
ＥＣＥ Ｒ９４．００ 正面碰撞乘员保护（ １９９５ 年）
轿车
ＥＣＥ Ｒ９４．０１ 正面碰撞乘员保护（ １９９８ 年）
门窗状态
关闭， 不锁止
关闭， 不锁止
关闭， 不锁止
关闭， 不锁止
头部 ＨＩＣ
ＨＩＣ≤１ ０００ （ ３６ ｍｓ 间 隔 ＨＩＣ≤１ ０００ （ ３６ ｍｓ 间 隔 ＨＩＣ≤１ ０００（ ３６ ｍｓ 间隔以内） ＨＩＣ≤１ ０００ （ １５ｍｓ 间 隔 以 内 ）
以内）
以内）
合成加速度≤８０ ｇ ／（ ３ ｍｓ）
人（２ 个）
（ ３６ ｋｇ）
安全带
佩带与不佩带 ２ 种
佩带
佩带
佩带
测试假人
Ｈｙｂｉｒｄ ＩＩＩ（ ５０％）
Ｈｙｂｉｒｄ ＩＩＩ（ ５０％）
Ｈｙｂｉｒｄ ＩＩＩ（ ５０％）
Ｈｙｂｉｒｄ ＩＩＩ（ ５０％）
假人数量及乘坐位置
前排 ２ 个
前排 ２ 个
前排 ２ 个， 驾驶员座后排 １ 个 前排 ２ 个， 驾驶员座后排 １ 个
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ Ｓａｆｅｔｙ ｏｆ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｃａｒ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃａｒ Ｂｏｄｙ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｉｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｎｄ ｄｒａｗｉｎｇ ｕｐ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｌｅｇｉｓｌａｔｉｏｎｓ ａｌｌ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ａｒｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ ｃａｌｌｅｄ ＮＣＡＰ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｖｅｈｉｃｌｅ ｍｏｄｅｌｓ ｉｎ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｊａｐａｎ， Ｅｕｒｏｐｅ ａｎｄ Ａｕｓｔｒａｌｉａ． Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｆｒｏｎｔａｌ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ， ｓｉｄｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ， ｃｈｉｌｄｒｅｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ． Ｖｅｈｉｃｌｅ ｂｏｄｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ ｆｒｏｎｔａｌ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｅｒｆｅｃｔ． Ｉｔ ｉｓ ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ｒｉｇｉｄ ｏｃｃｕｐａｎｔ’ｓ ｃａｂｉｎ ａｎｄ ｆｒｏｎｔ ａｎｄ ｒｅａｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｇｉｏｎ， ａｎｄ ａｔｔｅｎｄ ｄｉｆｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｒａｓｈ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙC Ｖｅｈｉｃｌｅ ｂｏｄｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ ｓｉｄｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｐｅｒｆｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｍｐｈａｓｅｓ ａｒｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｏｄｙ ｒｉｇｉｄ ａｎｄ ｄｉｆｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｒａｓｈ ｐｏｗｅｒD Ｔｏ ａｂｉｄｅ ｂｙ ｔｈｅ ｌｅｇｉｓｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ， ｃａｒ ｓｔｙｌｉｎｇ ａｎｄ ｆｒｏｎｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｒｅ ｍａｄｅ ｇｒｅａｔ ｃｈａｎｇｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ Ｆｒ ｏｎｔａｌ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｓｉｄｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｃｈｉｌｄｒ ｅｎ ｐｒ ｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｐｅｄｅｓｔｒ ｉａｎ ｐｒ ｏｔｅｃｔｉｏｎ
径为 ２５４ ｍｍ 的刚性球来模拟的， 由于作用到车身
侧面是一个非常集中的力， 所以对车身的考验是很
严峻的。美国与欧洲的侧面碰撞测试的比较见表 ２。
侧面碰撞测试近几年已经普遍开展起来， 防侧
面碰撞的车身结构设计也正趋完善。轿车车身侧面
图 ２ 侧面碰撞实例
表 ２ 美国与欧洲侧面碰撞法规的试验方法及评价指标
转向盘变形量
垂直方向≤８０ ｍｍ， 水平方向≤１００ ｍｍ
其它性能要求
被撞击一侧试验车门不得打开。未被撞击一侧车 试验过程中车门不得打开。碰撞试验后， 不借助任何工具可以将门打
门处于不锁止状态， 可以拉门把手而将门打开 开。乘员不能甩离座位， 试验后假人能够移出。燃油泄漏量≤３０ ｇ ／ｍｉｎ
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２００６ 年第 ４ 期
轿车
碰撞型式
正面碰撞
正面碰撞
驾 驶 员 侧 与 ３０°楔 形 障 碍 壁 碰 撞， 并带防侧滑装置
偏置 ４０％正面碰撞
斜 ３０°正面碰撞（ 左 ／右）
碰撞速度（ ｋｍ ／ｈ）
４８．３
５０
５０
５６
斜 ３０°， ４０．３
车辆质量
空车质量＋行李质量＋假
空车质量＋假人
空车质量＋假人（ ２～３ 个）
空车质量＋假人＋测试系统
损 胸部 ａ３ ｍｓ 伤 大腿轴向压力（ ｋＮ） 评 价 胸部压缩量（ ｍｍ） 指 标
颈部
ａ３ ｍｓ≤６０ ｇ ≤１０ ≤７６．２
○
ａ３ ｍｓ≤６０ ｇ ≤１０ ≤７５
ａ３ ｍｓ≤６０ ｇ ≤１０ ≤７５
ａ３ ｍｓ≤６０ ｇ ≤９
配 备 自 动 安 全 带 的 车 辆 ≤５０； 气 囊 加 普 通 安 全 带 的 车 辆≤６５ ○
汽车技术
天津汽车
轿车碰撞安全性的评价
及
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
车身碰撞安全性设计
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
郑福荣 刘燕霞 吕浩 王柏龄 闫文亮
（ 天津一汽夏利汽车股份有限公司产品开发中心）
摘要 汽车的安全越来越受到重视， 各国各地区都加强了对安全法规的制定工作， 尤其是碰撞安全性更是得到关 注。目前， 在美国、日本、欧洲及澳洲都有称为 ＮＣＡＰ 的组织机构， 对不同车型进行汽车碰撞安全性评估。汽车碰撞 安全性评估主要包括正面碰撞、侧面碰撞、儿童保护和行人保护 ４ 个方面。防正面碰撞的车身结构设计已经成熟， 由刚性的乘员舱与前后的吸能区组成， 并注意吸能后撞击力的分流； 防侧面碰撞的车身结构设计也正趋完善， 重点 是放在加强车身刚性和冲击力分流 ２ 个方面； 为满足保护行人法规要求， 整车的造型和汽车前部结构发生了很大 的变化。 关键词 碰撞安全性 正面碰撞 侧面碰撞 儿童保护 行人保护
正面碰撞的规定是把被测试车辆加速至 ５６ ｋｍ／ｈ， 以 ４０％的车头偏位撞击长 １ ０００ ｍｍ， 宽 ５４０ ｍｍ 的 固定障碍物 ， 检 测 其 车 身 变 形 状 况 、对 乘 员 的 伤 害 程 度 、座 椅 安 全 带 及 安 全 气 囊 对 乘 员 保 护 情 况 并 进 行 评 价 ， 日 本 、美 国 与 欧 洲 ＮＣＡＰ 检 测 项 目 的 对 比 见表 １ 所示。图 １ 为测试用假人示意图。
法规号 项目名称 碰撞形式
ＦＭＶＳＳ ２１４（ 美国）
ＴＲＳＮＳ ／ＳＣＩ ／ＷＰ ２９ ／Ｒ６４０（ 欧洲）
侧碰撞乘员保护
ＥＣＥ 侧碰撞乘员保护（ 草案）
台车纵轴线与被试车辆垂直， 但台车运动方 向 与 台车运动方向、台车纵轴线与被试车辆垂直
台车纵轴线成 ２７°
ｋｍ ／ｈ
试验车质量
空车质量＋假人＋工具
方法。一般要求在碰撞区域达到刚度的均衡分配， 避免出现局部过强或者过弱的现象。比较突出的有 Ｍａｚｄａ 的“３Ｈ”结构、Ｖｏｌｖｏ 的“３ 环型”结构及“笼型” 等等， 这些主要是指受力最大的骨架布置。车门以 前是非常注意轻量化的部件， 现在， 除保证本身功 能外， 在提高刚性的基础上， 还增加了横向防撞梁。 在冲击力分流方面， 一个是要把车门所受的力， 能 够传到车身骨架上去； 另一方面是使冲击力能够向 四面八方流动。 ３ 儿童保护测试