汽車正面小重疊碰撞研究與測(cè)試成績(jī)分析

王麗萍，王海軍

（1.西南林業(yè)大學(xué)機(jī)械與交通工程學(xué)院，云南 昆明 650224；2. 西南林業(yè)大學(xué)研究生處，云南 昆明 650224）

汽車正面小重疊碰撞研究與測(cè)試成績(jī)分析

王麗萍1，王海軍2

（1.西南林業(yè)大學(xué)機(jī)械與交通工程學(xué)院，云南 昆明 650224；2. 西南林業(yè)大學(xué)研究生處，云南 昆明 650224）

由于汽車正面小重疊碰撞在交通事故中所占比例較高，本文依據(jù)2012年8月14日，美國(guó)高速公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì) ( Insurance Institute for Highway Safety，IIHS)實(shí)施的25%正面小重疊碰撞試驗(yàn)，分析汽車正面小重疊碰撞試驗(yàn)的內(nèi)容及其必要性，并對(duì)IIHS 公布的25%正面小重疊碰撞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究，給與消費(fèi)者購(gòu)車指導(dǎo)。

汽車；IIHS；正面小重疊碰撞

CLC NO.: U461.91 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2014)10-67-03

引言

2012年8月14日，美國(guó)高速公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)( Insurance Institute for Highway Safety，IIHS)為了進(jìn)一步提升現(xiàn)實(shí)中正面碰撞的保護(hù)性能，頒布了汽車25%正面小重疊碰撞試驗(yàn)，并制訂了其方法及評(píng)價(jià)規(guī)程。目前，世界上對(duì)車型安全性能試驗(yàn)有正面100%剛性壁障碰撞、40 % 正面偏置可變形壁障碰撞、側(cè)面可變形移動(dòng)壁障碰撞，以及行人保護(hù)和后面碰撞等。但在現(xiàn)實(shí)發(fā)生的重大汽車碰撞事故中，正面小重疊碰撞有著較高的發(fā)生概率，占所有正面碰撞形式的24%，而且其致死率很高，正面碰撞死亡事故的1/4就是由正面小重疊碰撞造成的。而現(xiàn)在此類碰撞工況試驗(yàn)并未被包含在國(guó)家汽車碰撞安全法規(guī)和新車安全評(píng)估系統(tǒng)中[1]。所以進(jìn)一步研究與探討汽車的正面小重疊碰撞具有重要的意義。

1、25%正面小重疊碰撞簡(jiǎn)介

正面小重疊碰撞試驗(yàn)是指車輛以64km/h的速度撞向一個(gè)固定的物體，并且與該固定物體的重疊面積只相當(dāng)于車身寬度的25%，在這里要說(shuō)明一點(diǎn)：現(xiàn)有的正面碰撞測(cè)試的最小重疊面積為車寬的40%[2]。由于大大減小了碰撞的面積，所以就對(duì)車輛的安全性能有了很高的要求。IIHS規(guī)定碰撞的成績(jī)分為 “good(優(yōu)秀)、Acceptable(良好)、Marginal(達(dá)標(biāo))、Poor(不及格)”四個(gè)等級(jí)[3]。

2、25%正面小重疊碰撞試驗(yàn)的意義

在前方遇到緊急情況時(shí)，人的自然反應(yīng)之一就是打方向，幸運(yùn)的話，這能讓人逃過(guò)一劫，但若不幸依然撞上障礙物，此舉便會(huì)使碰撞點(diǎn)偏離汽車的中心線，碰撞面積也大大減少。過(guò)去很多碰撞測(cè)試模擬的40%重疊正面碰撞其實(shí)就是為了模擬這種情況。而按照IIHS的數(shù)據(jù)，大約有1/4的汽車前排成

員重傷或者死亡事故，都是發(fā)生在此類重疊面低于25%的碰撞中。目前，大部分汽車設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)對(duì)這種碰撞沒(méi)有很好的保護(hù)能力。

3、25%正面小重疊碰撞試驗(yàn)要求

3.1 試驗(yàn)的IIHS法規(guī)

現(xiàn)有的汽車安全法規(guī)可分為汽車安全技術(shù)法規(guī)和汽車安全星級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)兩類。國(guó)家頒布的汽車安全技術(shù)法規(guī)，是每一輛被出售的汽車所必須滿足的規(guī)定，例如有美國(guó)的FMVSS(Federal Motor Vehicle Safety Standards)；汽車安全星級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是向客戶提供車輛安全水平等級(jí)，如新車評(píng)估組織NCAP(New Car Assessment Program)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。而IIHS表示雖然25%最小重疊正面碰撞試驗(yàn)對(duì)車輛有很高的要求，但40%重疊面碰撞不會(huì)被取代，并且在2013年的車輛評(píng)價(jià)中25%正面小重疊碰撞也并未納入IIHS的評(píng)價(jià)體系中，而是作為參考項(xiàng)目。

3.2 試驗(yàn)的基本設(shè)定

在實(shí)際交通事故中，車輛與障礙物發(fā)生最小重疊正面碰撞時(shí)，往往會(huì)避開了車輛的縱梁，車輛縱梁未變形，也就無(wú)法吸收碰撞的能量，所以保險(xiǎn)杠、懸掛、車輪等結(jié)構(gòu)首先受到損壞，隨即就會(huì)破壞車門和乘員艙，嚴(yán)重的此類碰撞事故會(huì)導(dǎo)致車輪和懸掛被撞到乘員艙里。從而造成碰撞側(cè)的車身嚴(yán)重受損，最極端的情況可以連同司機(jī)的左邊肢體被撕開。此時(shí)的A柱更容易會(huì)發(fā)生變形，變得離司機(jī)的頭部更近，給乘員造成嚴(yán)重的傷害。因此進(jìn)行25%正面小重疊碰撞會(huì)成為汽車碰撞安全性發(fā)展的新方向。因而IIHS明確地對(duì)25%正面小重疊碰撞進(jìn)行了基本設(shè)定[2]，如表1所示。

表1 試驗(yàn)基本設(shè)定

3.3 試驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系

?

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，要對(duì)其結(jié)果進(jìn)行車體結(jié)構(gòu)、約束系統(tǒng)/假人運(yùn)動(dòng)學(xué)、假人傷害值三方面的評(píng)價(jià)，然后加權(quán)三部分的評(píng)價(jià)結(jié)果得出最終的結(jié)果，最后評(píng)出被測(cè)車輛的等級(jí)。具體評(píng)價(jià)規(guī)則如表2 所示。

4、測(cè)試成績(jī)分析

自美國(guó)1979 年最早采用NCAP新車評(píng)價(jià)規(guī)范以來(lái)，汽車安全性逐漸被廣大的汽車消費(fèi)者所了解。三十多年來(lái)，世界各國(guó)家和地區(qū)都相繼開展了NCAP評(píng)價(jià)。其評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：正面100%重疊剛性壁障碰撞試驗(yàn)、正面40%重疊可變形壁障碰撞試驗(yàn)、可變形移動(dòng)壁障側(cè)面碰撞試驗(yàn)和低速后碰撞頸部保護(hù)試驗(yàn)(鞭打試驗(yàn))。所以本文將分析各測(cè)試車輛的各項(xiàng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。如下表3為IIHS的綜合碰撞成績(jī)。從表中可以看出：這7款車型在其它測(cè)試工況評(píng)價(jià)下都獲得優(yōu)秀的評(píng)級(jí)，但在25% 重疊碰撞中的測(cè)試結(jié)果卻相差甚遠(yuǎn)[4]，只有謳歌TL和沃爾沃S60這2款車獲得了優(yōu)秀評(píng)級(jí)，英菲尼迪獲得良，而市場(chǎng)上暢銷的兩款車型奧迪A4和雷克薩斯ES350竟獲得了差的評(píng)級(jí)。對(duì)此我們選擇一款全優(yōu)車型謳歌TL與一款其它測(cè)試項(xiàng)為優(yōu)而25%重疊正碰評(píng)價(jià)為差的車型奧迪A4進(jìn)行分析。

表3 IIHS 的綜合碰撞成績(jī)

4.1 全優(yōu)車型謳歌TL25%正面小重疊碰撞分析

謳歌TL25%正面小重疊碰撞的各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均在合理值的范圍內(nèi)，在碰撞完成后謳歌TL能保持良好的駕駛員生存空間，如圖3所示，其左前輪在碰撞瞬間受到剛性故障壁的反作用力而向外側(cè)移動(dòng)，從而使駕駛室受到的擠壓大大降低。在碰撞中，駕駛艙上部和下部入侵小，門框略有變形，給駕駛員留出良好的生存空間，如圖1所示。雖然小腿與儀表臺(tái)有所接觸腿部空間略有壓縮，但都在合理的范圍內(nèi)。如圖2所示氣囊和側(cè)氣簾順利彈出，阻擋了假人頭部向左前方?jīng)_撞，準(zhǔn)確的保護(hù)了頭部和胸部。所以綜合加權(quán)評(píng)價(jià)分析，謳歌TL的25%重疊正碰等級(jí)為優(yōu)，其具體成績(jī)?nèi)绫?。

表4 謳歌TL 25%正面小重疊碰撞成績(jī)

4.2 差評(píng)車型奧迪A4 25%正面小重疊碰撞分析

在測(cè)試中，奧迪A4的三項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均得到差的評(píng)級(jí)。碰撞中，車輛A柱變形嚴(yán)重，如圖4所示，車輛擠壓駕駛室，嚴(yán)重影響駕駛員的生存空間。儀表臺(tái)擠壓著腿部，腳部也已經(jīng)陷入踏板處，致使駕駛員無(wú)法將腳拔出，受到非常嚴(yán)重的傷害，如圖5所示。雖然氣囊和氣簾都順利彈開，但由于轉(zhuǎn)向柱大的偏移，導(dǎo)致假人的頭部偏移至氣囊與氣簾的接縫處，進(jìn)而使頭部撞向A柱，使駕駛員的頭部受到嚴(yán)重?fù)p害，如圖6。綜上所述，奧迪A4 最終得到了差的評(píng)級(jí)，其綜合評(píng)分表如表5。

5、結(jié)論

通過(guò)對(duì)汽車25%正面小重疊碰撞意義及其評(píng)價(jià)方法的分析與研究，表明25%正面小重疊碰撞具有其現(xiàn)實(shí)意義，它為各種車型的安全性能提供了更高的依據(jù)。對(duì) IIHS 公布的25%正面小重疊碰撞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，選取了其中2款車型，知道了不同車型下其評(píng)價(jià)等級(jí)相差甚多，并且由于消費(fèi)者經(jīng)常行車的道路條件和交通情況不同，汽車發(fā)生碰撞時(shí)的車速各異。所以消費(fèi)者可以參照已有的評(píng)價(jià)體系和IIHS 公布的25%正面小重疊碰撞試驗(yàn)結(jié)果來(lái)選擇自己的愛車。

[1]劉珍海，喬磊磊，岳國(guó)輝，陳現(xiàn)嶺，張凱. 正面小重疊碰撞工況模擬研究與實(shí)車優(yōu)化分析[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào)，2012，3(4).

[2]鄭祖丹，吳斌，于峰，林佳盛. IIHS正面小重疊率碰撞評(píng)價(jià)方法研究[J]. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào)，2013.11.

[3]Insurance Institute for Highway Safety (IIHS). IIHS Small Overlap Test，IIHS secretary [S]. Jan，2012.

[4]陳可明. 車輛小偏置正面碰撞分析 [C]// 第15 屆汽車安全技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議, 安徽, 2 012: 178 -182 .

[5]Insurance Institute for Highway Safety (IIHS). Small Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation Rating Protocol (Version I ), IIHS secretary [S]. Oct, 2012.

Study and discussion for small overlap frontal crash test of a car

Wang Liping1, Wang Haijun2
(1．College of Machinery and Communication，Southwest Forestry University. Yunnan Kunming 6250224；2．Graduate Department，Southwest Forestry University, Yunnan Kunming 6250224)

because of the small overlap frontal crashworthiness of a car account for high proportion in the traffic accident, so on the basis of small overlap frontal crashworthiness test, which is implemented by IIHS On August 14, 2012, Analysis the content and necessity of small overlap frontal crashworthiness test, and study the results of small overlap frontal crashworthiness test that IIHS released. As a result it gives consumers a shopping guide.

car；IIHS；small overlap frontal crash

U 461.91

A

1671-7988(2014)10-67-03

王麗萍，西南林業(yè)大學(xué)機(jī)械與交通學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向載運(yùn)工具運(yùn)用工程。