客車座椅碰撞安全試驗方法研究

摘 要：通過對國內(nèi)外座椅安全相關法規(guī)中靜態(tài)試驗方法和動態(tài)試驗方法的對比分析，并結合客車碰撞事故中座椅系統(tǒng)受力分析，提出座椅及其車輛固定件強度靜態(tài)試驗方法和動態(tài)試驗方法的提升建議，為GB130572014標準升級提供參考。

關鍵詞：客車座椅；車輛固定件；強度分析；標準對比

座椅系統(tǒng)作為十分重要的約束部件，在各種碰撞事故中對乘員起到保護作用，避免發(fā)生劇烈的二次碰撞[1，2]?？蛙囉捎诔休d人數(shù)眾多，座椅系統(tǒng)一旦發(fā)生失效，極可能帶來群死群傷的嚴重后果。因此，客車座椅系統(tǒng)碰撞安全性研究尤為重要。

為保證客車座椅系統(tǒng)安全性，世界主流國家和地區(qū)均對客車座椅及其固定件強度制定相關法規(guī)標準。本文從座椅系統(tǒng)受力機理出發(fā)，對比歐標、美標、澳標及國標對座椅及其固定件強度相關試驗方法和評價標準，為后續(xù)我國座椅及其固定件強度標準升級提供技術參考。

1 客車座椅碰撞安全分析

車輛碰撞過程中，座椅系統(tǒng)（包括安全帶、靠背、椅腿及車身固定件）對乘員進行約束和保護。

客車座椅受力示意圖

碰撞過程中，座椅受力示意圖如上圖所示。座椅所受載荷除了自身慣性載荷和乘員施加在安全帶上的載荷以外，還可能收到受到后排未系安全帶的乘客碰撞載荷。因此，座椅自身及其與車身的連接強度必須安全可靠。一旦座椅與車身連接失效，乘員生存空間將會受到侵入，致使乘員受到擠壓傷害，比如“8.10陜西安康特大交通事故”。相反，如果座椅系統(tǒng)結構強度過大，安全帶約束不合理，則乘員動能得不到有效耗散，乘員也可能受到嚴重的約束或撞擊損傷。因此，必須優(yōu)化匹配座椅系統(tǒng)的強度和剛度，有效保護乘員安全。

2 國內(nèi)外相關法規(guī)對比分析

2.1 國內(nèi)外客車座椅安全法規(guī)介紹

目前，國內(nèi)外針對客車座椅的安全法規(guī)主要包括中國GB 13057《客車座椅及其車輛固定件的強度》[3]、歐洲ECE R80《大型客車座椅認證及座椅強度和固定件強度有關的車輛認證的統(tǒng)一規(guī)定》，[4]美國FMVSS 207《座椅系統(tǒng)》[5]和澳大利亞ADR 68/00《客車座椅乘員防護》。[6]其對比關系如表1所示。中國現(xiàn)行標準基本都是引用歐標，相對ECE R80，GB 13057主要取消了靜態(tài)試驗方法。在歐標ECE R80、澳標ADR 68中的靜態(tài)、動態(tài)被認為是等效的，可相互替換。

2.2 靜態(tài)試驗方法

靜態(tài)試驗方法是通過靜態(tài)拉力試驗臺，對座椅或者代表座椅的剛性結構件進行加載試驗。國內(nèi)外座椅安全標準靜態(tài)試驗方法如表2所示。國標GB13057 采用靜態(tài)試驗方法僅驗證車輛固定件強度，試驗對象可以是座椅，也可以是代表座椅的剛性結構件。歐標 ECE R80、美標FMVSS 207和澳標ADR 6800同時驗證座椅及車輛固定件強度。其中，歐標ECE R80 上模塊和下模塊施加載荷分別約為1333.3N和4000N，遠遠小于美標FMVSS 207和澳標ADR 6800施加載荷。

2.3 動態(tài)試驗方法

動態(tài)試驗方法采用加速（減速）臺車形式，以一定速度進行試車碰撞模擬的方法，更接近實際情況。其中，美標FMVSS207沒有動態(tài)試驗方法，國標GB 13057和歐標ECER80試驗方法一致，澳標ADR6800最嚴格，對比如表3所示。ADR6800碰撞速度不低于不低于49 km/h，加速度不低于20g且持續(xù)時間不低于20ms，碰撞強度遠高于其他標準。同時，考核工況為前排乘客系安全帶，后排乘客不系安全帶，即座椅不僅承受前排假人慣性力還承受后排乘客撞擊力。

3 國內(nèi)法規(guī)提升建議

乘客座椅是客車上的重要總成件，直接涉及到車輛行駛過程中乘客的人身安全。國家安監(jiān)局關于“8.10事故”調(diào)查報告中明確提出需要研究提升客車座椅與車輛固定件強度，提升GB13057對靜態(tài)試驗方法和動態(tài)試驗方法的要求。結合上述分析，提出提升建議如下：

（1）靜態(tài)試驗方法：建議參照美標FMVSS207加載力要求，對代表座椅的剛性結構進行加載，主要考核座椅和車輛的連接強度，解決在交通事故中，座椅和車輛脫開的問題。

（2）靜態(tài)試驗方法：建議參照澳標ADR6800澳標ADR 6800的動態(tài)試驗方法和評價標準進行升級，能夠更加真實的反映出客車發(fā)生碰撞事故時座椅及其車輛固定件的連接強度及乘員身體的傷害程度。

參考文獻：

[1]邱少波.汽車座椅系統(tǒng)的安全性要求及評價.汽車技術，1996（7）：1219.

[2]王剛，張金換，黃世霖，等.澳大利亞客車座椅動態(tài)試驗與分析.公路交通科技，2003，20（1）：151154.

[3]GB 130572014.客車座椅及其車輛固定件的強度[S].北京：中國標準出版社，2014.

[4]ECE R80 Uniform Provisions Concerning the Approval of Seats of Large Passenger Vehicles and of these Vehicles with Regard to the Strength of the Seats and their Anchorages （Revision 1）25 October，2011.

[5]美國CFR.運輸?shù)?71 部分：聯(lián)邦機動車輛安全標準第571.207節(jié)：207 號標準：座椅系統(tǒng)：CFR 49571.2071998[S].1998：5.

[6]Circular 68/0021.Selection of Test Vehicles for Demonstration of Compliance with ADR 68/00[S].Motor Vehicle Standards Act.Australian.

項目：鄭州市科技計劃支撐項目（客車安全關鍵技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化）（編號141PZDGG115）資助

作者簡介：司俊德（1982），男，漢族，河南鄭州人，博士，研究方向：客車安全技術研究。