論GB26512-2011與GB26512-2020之間的差異

韓江宸

摘 要：GB26512商用車駕駛室乘員保護(hù)是我國(guó)制定的對(duì)于商用車駕駛室的一個(gè)強(qiáng)制性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，本文主要對(duì)比分析了我國(guó)關(guān)于商用車駕駛室強(qiáng)度試驗(yàn)要求的法規(guī)GB26512-2011和其修訂案GB26512-2020之間試驗(yàn)項(xiàng)目的不同，針對(duì)我國(guó)采用的現(xiàn)行法規(guī)GB26512-2011中商用車正面擺錘撞擊試驗(yàn)及商用車頂部靜壓試驗(yàn)與實(shí)際車輛碰撞事故不符之處解析了現(xiàn)行GB26512-2011與GB26512-2020的差異，并進(jìn)一步研究分析了修訂案GB26512-2020中新增加的正面A柱撞擊試驗(yàn)、駕駛室側(cè)頂部20°撞擊試驗(yàn)（動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)）。

關(guān)鍵詞：商用車 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 生存空間 安全設(shè)計(jì)

On the Difference between GB26512-2011 and GB26512-2020

Han Jiangchen

Abstract：GB26512 commercial vehicle cab occupant protection is a compulsory inspection standard for commercial vehicle cabs formulated by China. This article mainly compares and analyzes China's regulations on commercial vehicle cab strength test requirements GB26512-2011 and its amendment GB26512-2020. Through the analysis of the difference between the frontal pendulum impact test of commercial vehicles and the static pressure test on the top of commercial vehicles and the actual vehicle collision accidents in the current regulations adopted in China GB26512-2011， the current difference between GB26512-2011 and GB26512-2020 and the further research and analysis of the new frontal A-pillar impact test and the 20° impact test on the top of the cab side （dynamic preload test） in the revised GB26512-2020 were further studied.

Key words：commercial vehicle， structural strength， living space， safety design

1 引言

眾所周知，汽車分為乘用車和商用車，商用車一般承擔(dān)貨物運(yùn)輸?shù)墓δ?。近些年?lái)，由于我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)和汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，商用汽車對(duì)于社會(huì)的作用也越來(lái)越重要。由于商用汽車主要承擔(dān)道路運(yùn)輸工作，其質(zhì)量和尺寸都很大，相應(yīng)的商用車操控穩(wěn)定性也比乘用車差。一旦發(fā)生事故，造成的破壞也是十分巨大。不僅僅會(huì)對(duì)人員造成傷害，同樣也會(huì)對(duì)道路公共設(shè)施造成極大的破壞。因此，商用車安全性能問(wèn)題也變得十分重要。

2 相關(guān)法規(guī)及試驗(yàn)方法

目前我國(guó)檢驗(yàn)商用車駕駛室安全性能的標(biāo)準(zhǔn)是GB26512-2011商用車駕駛室乘員保護(hù)，此法規(guī)對(duì)新定型產(chǎn)品自2011年7月1日實(shí)施。GB26512-2011規(guī)定了商用車駕駛室乘員保護(hù)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，目的是盡可能的減少碰撞對(duì)乘員的傷害，保證碰撞過(guò)后乘員的生存空間。我國(guó)商用車駕駛室乘員保護(hù)GB26512-2011法規(guī)的制訂則借鑒了歐洲商用車法規(guī)ECER29-02。歐洲法規(guī)ECER29-02對(duì)駕駛室強(qiáng)度試驗(yàn)要求與我國(guó)法規(guī)不同之處是其后圍靜壓試驗(yàn)為選做項(xiàng)，而我國(guó)為必做項(xiàng)。[1]GB26512-2020標(biāo)準(zhǔn)則借鑒于歐洲商用車法規(guī)ECER29-03。在ECER29-03中，取消了駕駛室后圍強(qiáng)度試驗(yàn)，而GB26512-2020則沒(méi)有取消。主要原因是歐洲有貨箱貨物捆綁標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致貨物前沖侵入到駕駛室的情況微乎其微。而中國(guó)則沒(méi)有相應(yīng)的貨物捆綁標(biāo)準(zhǔn)并且商用車追尾碰撞事故較嚴(yán)重，故要求后圍強(qiáng)度必須檢驗(yàn)。[1]

GB26512-2011中檢測(cè)駕駛室安全性能有三個(gè)項(xiàng)目：

（1）駕駛室正面撞擊試驗(yàn);（2）駕駛室頂部抗壓試驗(yàn);（3）駕駛室后圍抗壓試驗(yàn)。

其中試驗(yàn)1，即駕駛室正面撞擊試驗(yàn)，只在平頭車上進(jìn)行而且必須通過(guò)采用實(shí)車試驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)（用整車來(lái)進(jìn)行）。對(duì)于試驗(yàn)2和試驗(yàn)3，不要求駕駛室必須安裝在車輛上，可把駕駛室安裝在車架上進(jìn)行試驗(yàn)。如果制造廠能通過(guò)對(duì)駕駛室部件的強(qiáng)度計(jì)算或者其他方法證明駕駛室車頂或者后圍能夠在試驗(yàn)2和試驗(yàn)3條件下不發(fā)生危及乘員的變形，可不進(jìn)行試驗(yàn)2和試驗(yàn)3。制造廠可以選擇進(jìn)行全部試驗(yàn)或者只進(jìn)行試驗(yàn)1。

GB26512-2020修訂案中檢測(cè)駕駛室安全性能有四個(gè)項(xiàng)目：

（1）駕駛室正面撞擊試驗(yàn);（2）駕駛室頂部抗壓試驗(yàn)（分為兩個(gè)階段：動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)、頂部靜壓試驗(yàn)）;（3）駕駛室后圍抗壓試驗(yàn);（4）駕駛室雙A柱撞擊試驗(yàn)（新增項(xiàng)）。

其中對(duì)于試驗(yàn)1，只在平頭車上進(jìn)行而且必須通過(guò)采用實(shí)車試驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)（用整車來(lái)進(jìn)行）。對(duì)于試驗(yàn)2，試驗(yàn)3和試驗(yàn)4，制造廠可以自行選擇駕駛室安裝在整車上或者車架上。試驗(yàn)2的兩個(gè)階段必須在同一個(gè)駕駛室上進(jìn)行。如果車輛制造廠能夠按照標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)條件對(duì)駕駛室各個(gè)部件強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，或者通過(guò)其它的方式證明，駕駛室在經(jīng)受所有試驗(yàn)項(xiàng)目的條件下能保證乘員的生存空間，則可以不進(jìn)行1、2、3、4所有試驗(yàn)項(xiàng)目。

2.1 駕駛室正面撞擊試驗(yàn)

在GB26512-2011中，正面撞擊試驗(yàn)的試驗(yàn)方法是用一個(gè)鋼制擺錘固定在擺臂上，擺臂則懸掛固定在一定高度的平臺(tái)上。使用機(jī)器將擺錘提升至相應(yīng)高度（對(duì)應(yīng)能量），然后釋放擺錘，讓擺錘僅靠自身重力下落撞擊駕駛室前部。其中撞擊器質(zhì)量應(yīng)為1250-1750kg。撞擊器的撞擊面應(yīng)為平整的矩形，寬2500mm，高800mm。撞擊器的重心應(yīng)低于駕駛員座椅“R”點(diǎn)50mm。撞擊器質(zhì)量應(yīng)均勻分布。對(duì)于總質(zhì)量小于7噸的N類車其正面撞擊能量不小于29.4KJ，對(duì)于總質(zhì)量大于7噸的N類車其正面撞擊能量不小于44.1KJ。

在GB26512-2020中，其試驗(yàn)方法與GB26512-2011相同，試驗(yàn)中規(guī)定對(duì)于總質(zhì)量小于7.5噸的N類車其正面撞擊能量不小于29.4KJ，對(duì)于總質(zhì)量大于7.5噸的N類車其正面撞擊能量不小于55KJ。

2.2 駕駛室頂部抗壓試驗(yàn)

在GB26512-2011中，使用能夠覆蓋頂部且平整的鋼制壓板對(duì)駕駛室施加最大不超過(guò)98KN的車輛最大總質(zhì)量下前軸及多跟前軸總軸荷的靜態(tài)加載力，且駕駛室或乘員艙頂部結(jié)構(gòu)中所有的承載部件都能均勻的承受此壓力。在GB26512-2020中，對(duì)于總質(zhì)量小于7.5噸的N類車其試驗(yàn)方法與GB26512-2011相同。對(duì)于總質(zhì)量大于7.5噸的N類車則增加了動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)的撞擊器應(yīng)是剛性的，質(zhì)量均勻分布，且應(yīng)不小于1500kg。撞擊位置和車頂呈20°夾角。撞擊能量不小于17.6KJ。

2.3 駕駛室后圍抗壓試驗(yàn)

對(duì)駕駛室后圍施加車輛最大載貨質(zhì)量每噸1.96KN的靜態(tài)加載力，此靜態(tài)加載力應(yīng)通過(guò)一個(gè)足夠大的能覆蓋駕駛室后圍的平整剛性壓板來(lái)進(jìn)行加載，剛性壓板應(yīng)平行于車輛的后圍基準(zhǔn)面，且在施加載荷的過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)從車尾到車頭且垂直于車輛的后圍基準(zhǔn)面。在此試驗(yàn)中，GB26512-2011與GB26512-2020無(wú)區(qū)別。

2.4 駕駛室雙A柱撞擊試驗(yàn)

此試驗(yàn)為GB26512-2020上新增的試驗(yàn)項(xiàng)目，GB26512-2011無(wú)此試驗(yàn)。在GB26512-2020中，雙A柱撞擊試驗(yàn)的試驗(yàn)方法和駕駛室正面撞擊試驗(yàn)方法一樣，撞擊器應(yīng)為質(zhì)量均勻分布的剛性物體。撞擊器質(zhì)量應(yīng)不小于1000kg。撞擊器應(yīng)是圓柱形的，圓柱直徑為600mm±50mm，長(zhǎng)度為2500mm。其邊緣的圓角半徑應(yīng)不小于1.5mm。撞擊器固定在兩根剛性擺臂上，擺臂間距不小于1000mm。擺臂則固定在框架上。擺臂的長(zhǎng)度，從框架固定點(diǎn)到撞擊器的幾何中心不小于3500mm。撞擊器的撞擊面與駕駛室的最前部相接觸;撞擊器的縱向中心線水平，并垂直于駕駛室的縱向中心平面，沿風(fēng)窗玻璃和駕駛室的縱向中心平面進(jìn)行測(cè)量，撞擊器重心的高度應(yīng)位于風(fēng)窗玻璃上下邊框的中間。撞擊器的重心應(yīng)位于駕駛室縱向中心平面內(nèi);撞擊器的長(zhǎng)度應(yīng)沿著車輛的寬度均勻分布，并覆蓋兩個(gè)A柱之間的全部寬度。撞擊器應(yīng)以從車頭向車尾的方向撞擊駕駛室的前部。撞擊方向應(yīng)為水平方向且垂直于車輛的橫向中心面。撞擊能量不小于29.4kJ。此試驗(yàn)僅針對(duì)總質(zhì)量大于7.5噸的N類車，總質(zhì)量小于7.5噸的N類車不要求做此試驗(yàn)。

2.5 試驗(yàn)完畢后駕駛室安全符合性判定

試驗(yàn)完畢后，駕駛室應(yīng)在座椅上容納相應(yīng)人體模型來(lái)判定生存空間（相應(yīng)人體模型及尺寸見(jiàn)圖1、圖2）。且當(dāng)座椅處于中間位置時(shí)，相應(yīng)人體模型不應(yīng)與車輛上邵氏硬度不小于50的非彈性部件發(fā)生接觸。使用小于100N的力，且不使用任何工具就可以從人體模型處移走的非彈性部件不予考慮。為了便于安裝，可以將人體模型解體后放入駕駛室內(nèi)組裝，允許將座椅調(diào)整到最后位置，人體模型組裝完整后，應(yīng)使其“H” 點(diǎn)與座椅“R” 點(diǎn)重合。最后將座椅前移至中間位置以評(píng)定生存空間。[2]人體模型也可以使用帶或不帶測(cè)量?jī)x器的Hybrid III男性假人替代。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比分析得出結(jié)論，GB26512-2020中駕駛室結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)1，2，3，4均可通過(guò)模擬計(jì)算的方式來(lái)證明，而GB26512-2011中試驗(yàn)1只能用整車進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)證明。GB26512-2020相對(duì)于GB26512-2011在商用車駕駛室正面擺錘撞擊試驗(yàn)中，提升了撞擊能量，擺錘的撞擊能量更大，對(duì)于平頭車而言，由于發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室下方其前端沒(méi)有足夠的碰撞緩解區(qū)緩解碰撞能量，因此擺錘撞擊力直接作用在車輛前懸架上，大概率會(huì)導(dǎo)致車輛前懸架發(fā)生斷裂。如果懸架發(fā)生斷裂，擺錘撞擊力將會(huì)傳遞到駕駛室上，使駕駛室發(fā)生相對(duì)較大的變形，從而威脅到乘員的生存空間。GB26512-2020中的新增的A柱撞擊試驗(yàn)則是模擬車輛發(fā)生90°側(cè)翻撞擊到樹(shù)和防護(hù)欄桿等圓柱物導(dǎo)致A柱變形的強(qiáng)度試驗(yàn)。擺錘撞擊力的傳遞路徑為頂部前橫梁、風(fēng)窗上橫梁、A柱、車門(mén)上橫梁。當(dāng)受到撞擊后駕駛室的這些部件結(jié)構(gòu)會(huì)有不同程度的變形從而影響乘員生存空間。頂部抗壓試驗(yàn)則是考慮到車輛翻滾時(shí)車輛從90°側(cè)翻到180°時(shí)車輛達(dá)到了勢(shì)能峰值。理論上若在90°側(cè)翻計(jì)算的動(dòng)能大于質(zhì)心升高到峰值所獲得的能量時(shí)，車輛將翻滾至180°。這種翻滾先經(jīng)歷90°側(cè)翻隨后是180°情況的車頂垂直潰壓變形。GB26512-2020新增的動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)則是考慮了這種真實(shí)的事故情況，故試驗(yàn)分兩個(gè)階段，先進(jìn)行20°動(dòng)態(tài)擺錘預(yù)加載撞擊試驗(yàn)后進(jìn)行頂部靜壓試驗(yàn)。GB26512-2020對(duì)于商用車駕駛室結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求更嚴(yán)苛，其新增的雙A柱撞擊試驗(yàn)對(duì)于駕駛室A柱強(qiáng)度要求更高，其模擬的碰撞工況也更貼近現(xiàn)實(shí)，動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)則是更加真實(shí)的模擬了車輛翻滾的工況，對(duì)于駕駛室頂部，車輛懸架的要求也更加嚴(yán)格。

參考文獻(xiàn)：

[1]王登峰，劉麗亞，蘇玉萍，仲崇紅，唐洪斌.《商用車駕駛室強(qiáng)度試驗(yàn)要求研究與分析》.

[2]劉麗亞（導(dǎo)師：王登峰）.《商用車駕駛室乘員安全性仿真分析與試驗(yàn)研究》.