乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)解讀

王頌　孫海洋

摘 要：本文對(duì)乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳盡的解讀。以GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》為例，介紹了側(cè)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)方法。通過(guò)對(duì)比我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》、美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 214-2007和海灣阿拉伯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GSO 38/40-2005，總結(jié)歸納三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在對(duì)樣品的要求和判定條件等方面的不同，為國(guó)產(chǎn)車(chē)輛出口北美和中東地區(qū)提供了支持。

關(guān)鍵詞：側(cè)門(mén)強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn)解讀 試驗(yàn)方法

The Standards Interpretation of Side Doors Strength for Passenger Cars

Wang Song Sun HaiYang

Abstract：In this paper， the standards of side doors strength for passenger cars is analyzed in detail. Taking GB 15743-1995 as an example， this paper introduces the strength test methods of side doors. By comparing the standards of side doors for passenger cars， GB 15743-1995， FMVSS 214-2007 and GSO 38/40-2005， this paper summarizes the differences of the three standards in terms of sample requirements and criterions， which provides support for the export of domestic vehicles to North America and the Middle East.

Key words：Side Doors Strength; Standards Interpretation; Test Methods

1 前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)的汽車(chē)保有量的迅速增長(zhǎng)，交通事故的發(fā)生數(shù)量也在急劇增加。而在各類(lèi)交通事故之中，汽車(chē)側(cè)面碰撞無(wú)疑處于一個(gè)顯著的位置。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，側(cè)面碰撞是我國(guó)發(fā)生頻次最高，造成人員傷亡最多的交通事故。在所有的碰撞形式中，汽車(chē)側(cè)面碰撞事故約占事故總數(shù)的32%，已經(jīng)超過(guò)了正面碰撞，而在造成死亡和重傷的事故中，側(cè)碰事故約占35%。我國(guó)的城市道路交通路口的特點(diǎn)是以平面交叉形式為主，側(cè)面碰撞事故發(fā)生概率最高，其致死致傷率同樣位居第一位[1]。因此，汽車(chē)側(cè)碰安全性設(shè)計(jì)有著舉足輕重的意義，研究和提高汽車(chē)側(cè)面碰撞的安全性也具有重大的實(shí)用價(jià)值。

由于汽車(chē)乘員艙側(cè)面車(chē)身強(qiáng)度相對(duì)于其他區(qū)域較弱，乘員和車(chē)門(mén)內(nèi)飾之間的距離較小，側(cè)圍缺少有效的吸收碰撞能量的裝置，乘員在同樣速度的碰撞過(guò)程中受到的傷害也比正碰、后碰要嚴(yán)重得多。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》[2]、美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 214-2007[3，4]和海灣阿拉伯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GSO 38/40-2005[5，6]都給出了剛性圓柱體擠壓車(chē)門(mén)的靜態(tài)試驗(yàn)方法，用于考察車(chē)輛側(cè)面車(chē)身強(qiáng)度，并對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中車(chē)門(mén)的受力特性做了相關(guān)規(guī)定。

隨著國(guó)家一帶一路戰(zhàn)略的提出和不斷發(fā)展，海灣國(guó)家已成為國(guó)內(nèi)車(chē)企重要出口目的地，GSO 38/40-2005是GCC認(rèn)證的試驗(yàn)項(xiàng)目之一。為此，本文對(duì)不同地區(qū)采用的乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的解讀和分析，幫助企業(yè)更好理解各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證試驗(yàn)之間的差異，助力國(guó)家汽車(chē)出口市場(chǎng)發(fā)展。

2 乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)方法

如圖1所示，乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)將車(chē)輛固定在水平地面上，使用一個(gè)直徑為305 mm，圓角半徑為13mm的剛性圓柱體或半圓柱體加載裝置，對(duì)車(chē)輛側(cè)門(mén)進(jìn)行擠壓，根據(jù)擠壓過(guò)程中擠壓力值，判斷車(chē)輛側(cè)門(mén)強(qiáng)度能否滿(mǎn)足要求。按照GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》標(biāo)準(zhǔn)，乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)方法如下：

（1）試驗(yàn)車(chē)輛準(zhǔn)備。試驗(yàn)需要在白車(chē)身或拆除車(chē)輪的整車(chē)上進(jìn)行[7]。根據(jù)企業(yè)要求，可以選擇是否拆除座椅;

（2）確定車(chē)門(mén)擠壓位置。將待測(cè)試的車(chē)身門(mén)檻梁放置于兩根工字鋼上，使門(mén)檻梁處于水平狀態(tài)。由待測(cè)車(chē)門(mén)最下點(diǎn)向上127mm處，沿車(chē)門(mén)外表面做一水平線(xiàn)段，再在此水平線(xiàn)段的中點(diǎn)處沿一鉛垂線(xiàn)在車(chē)門(mén)外表面的投影做一直線(xiàn)，該直線(xiàn)即為試驗(yàn)過(guò)程中加載裝置需要對(duì)準(zhǔn)的位置，如圖2所示;

（3）調(diào)節(jié)車(chē)身及設(shè)備位置。調(diào)節(jié)車(chē)身位置使其與設(shè)備平行，并使（2）中的豎直方向直線(xiàn)與加載裝置中心線(xiàn)重合。調(diào)節(jié)加載裝置垂直方向高度，使其下邊緣與車(chē)門(mén)最下點(diǎn)向上127mm處的水平線(xiàn)段重合;

（4）固定車(chē)身。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程中，沿加載方向，最大可產(chǎn)生100kN左右的側(cè)向力，同時(shí)車(chē)輛會(huì)產(chǎn)生側(cè)向翻滾的趨勢(shì)，為控制車(chē)身剛體位移，保證試驗(yàn)成功，車(chē)身固定方案如下：

a.在車(chē)輛加載側(cè)和非加載側(cè)各安裝兩個(gè)縱梁側(cè)擋，用于抵抗試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的側(cè)向擠壓力，側(cè)擋位置分別位于車(chē)輛前輪中心線(xiàn)處或中心線(xiàn)之前和后輪中心線(xiàn)處或中心線(xiàn)之后;

b.在車(chē)輛前機(jī)蓋和后備箱下方縱梁處安裝鋼絲張緊裝置，將車(chē)身與地面拉緊，防止車(chē)身在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)翻滾情況;

c.在車(chē)身非加載側(cè)加載裝置相對(duì)的位置，放置一個(gè)堅(jiān)固的剛性鉛錘平面。

（5）進(jìn)行試驗(yàn)，獲得試驗(yàn)結(jié)果。上述準(zhǔn)備工作完成后，可正式進(jìn)行試驗(yàn)。加載裝置以不大于12.7mm/s的速度側(cè)向擠壓車(chē)門(mén)，試驗(yàn)必須在120s內(nèi)完成。連續(xù)記錄載荷及相應(yīng)的加載裝置位移，或以不大于25mm或不大于890N的增值記錄試驗(yàn)結(jié)果。

3 不同側(cè)門(mén)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

目前國(guó)際上常見(jiàn)的乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)主要有我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》、美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 214-2007和海灣阿拉伯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GSO 38/40-2005三項(xiàng)。這三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在大體試驗(yàn)方法上基本一致，但在具體要求和限值范圍上則各不相同，本章將對(duì)三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不同之處進(jìn)行對(duì)比。

3.1 適用范圍

三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍有所不同，GB 17354-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》標(biāo)準(zhǔn)適用于轎車(chē)。由于此標(biāo)準(zhǔn)頒布時(shí)間較早，標(biāo)準(zhǔn)適用范圍的表述與我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)并不一致，通常來(lái)說(shuō)，M類(lèi)車(chē)輛都可以借鑒該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行側(cè)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)。FMVSS 214-2007標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為最大總質(zhì)量不超過(guò)4536 kg的乘用車(chē)、多功能乘用車(chē)、卡車(chē)和客車(chē)，步入式貨車(chē)和其他有特殊規(guī)定的車(chē)輛不適用。GSO 38/40-2005標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為最大總質(zhì)量不超過(guò)4500kg的乘用車(chē)、多功能乘用車(chē)、卡車(chē)和客車(chē)，步入式貨車(chē)不適用。

FMVSS 214-2007標(biāo)準(zhǔn)中還對(duì)步入式貨車(chē)進(jìn)行了定義：步入式貨車(chē)是指只有一個(gè)指定座位的特殊貨物/郵件遞送車(chē)輛。指定的座位必須朝前，且只能由駕駛員使用。車(chē)輛通常有一個(gè)薄而輕的滑動(dòng)（或折疊）側(cè)門(mén)，便于操作，車(chē)頂間隙較高，中等身材的人可以以直立姿勢(shì)進(jìn)入乘員艙區(qū)域。

3.2 試驗(yàn)前樣品狀態(tài)

GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》、FMVSS 214-2007和GSO 38/40-2005三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)前樣品狀態(tài)的要求是一致的，即：側(cè)窗玻璃位于最高位置，所有車(chē)門(mén)為閉鎖狀態(tài)。受試驗(yàn)一側(cè)對(duì)面的車(chē)身裙部應(yīng)靠在一個(gè)堅(jiān)固的剛性鉛錘平面上。用緊固裝置將車(chē)?yán)喂潭ㄎ?，緊固裝置安裝在前輪中心線(xiàn)處或中心線(xiàn)之前和后輪中心線(xiàn)處或中心線(xiàn)之后。

3.3 加載裝置位置

GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》標(biāo)準(zhǔn)要求：加載裝置軸線(xiàn)鉛垂，同時(shí)要對(duì)準(zhǔn)車(chē)門(mén)最低點(diǎn)之上127mm沿車(chē)門(mén)外表面所做的水平線(xiàn)段的中點(diǎn)，其底部與該水平線(xiàn)在同一水平面上。此外，標(biāo)準(zhǔn)還要求加載裝置長(zhǎng)度應(yīng)能使其上端面高出窗口下邊緣至少13mm，但在試驗(yàn)時(shí)不能碰到窗口下邊緣之上的任何構(gòu)件，F(xiàn)MVSS 214-2007和GSO 38/40-2005兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此也有同樣的要求。但除此之外，這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加載裝置位置還有其他要求：

（1）測(cè)量車(chē)門(mén)最低點(diǎn)之上127mm水平線(xiàn)段長(zhǎng)度時(shí)，需要移除車(chē)門(mén)上起保護(hù)和裝飾作用的構(gòu)件;

（2）對(duì)于部分寬度較窄的車(chē)門(mén)，車(chē)門(mén)最低點(diǎn)之上127mm水平線(xiàn)段長(zhǎng)度不足559mm時(shí)，將該線(xiàn)段上移，直至其長(zhǎng)度為559mm，此時(shí)加載裝置底部應(yīng)該與上移后的水平線(xiàn)在同一水平面上;

（3）對(duì)于后側(cè)門(mén)沒(méi)有玻璃的車(chē)輛，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該調(diào)節(jié)加載裝置高度，使其上端面高度與在同一車(chē)輛前門(mén)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)加載裝置上端面高度相同。

3.4 判定條件

側(cè)門(mén)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)將加載過(guò)程分為了三個(gè)階段，以三個(gè)階段的平均或最大載荷作為判定依據(jù)。當(dāng)試驗(yàn)車(chē)身側(cè)門(mén)的擠壓載荷在每個(gè)階段都超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的限值時(shí)，即可判定該車(chē)身的側(cè)門(mén)強(qiáng)度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

以GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》標(biāo)準(zhǔn)為例，標(biāo)準(zhǔn)定義了初始耐擠壓力、中間耐擠壓力和最大耐擠壓力三項(xiàng)指標(biāo)。其中初始耐擠壓力定義為加載裝置位移在0至152mm擠壓距離上使車(chē)門(mén)變形的平均力，中間耐擠壓力定義為加載裝置位移在0至305mm擠壓距離上使車(chē)門(mén)變形的平均力，最大耐擠壓力定義為加載裝置位移在整個(gè)457mm擠壓距離上記錄到的最大力。

在三項(xiàng)指標(biāo)的定義上，美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 214-2007與我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》標(biāo)準(zhǔn)保持一致，而海灣阿拉伯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GSO 38/40-2005則與兩者有所不同。GSO 38/40-2005標(biāo)準(zhǔn)中，初始耐擠壓力定義為加載裝置位移在0至150±5mm擠壓距離上使車(chē)門(mén)變形的平均力，中間耐擠壓力定義為加載裝置位移在0至300±5mm擠壓距離上使車(chē)門(mén)變形的平均力，最大耐擠壓力定義為加載裝置位移在整個(gè)460±5mm擠壓距離上記錄到的最大力。

在上述三個(gè)指標(biāo)的限值上，不同標(biāo)準(zhǔn)的要求也不盡相同。由于側(cè)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)可以在有座椅和拆除座椅的情況下進(jìn)行，各項(xiàng)限值也與座椅拆除與否相關(guān)。

我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》規(guī)定：

拆除座椅進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)：

a.初始耐擠壓力不得低于10000N;

b.中間耐擠壓力不得低于15560N;

c.最大耐擠壓力不得低于相當(dāng)于整車(chē)整備質(zhì)量2倍的力或31120N二者中較小的值。

不拆除座椅進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)：

a.初始耐擠壓力不得低于10000N;

b.中間耐擠壓力不得低于19450N;

c.最大耐擠壓力不得低于相當(dāng)于整車(chē)整備質(zhì)量3.5倍的力或53340 N二者中較小的值。

美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 214-2007規(guī)定：

拆除座椅進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)：

a.初始耐擠壓力不得低于10000N;

b.中間耐擠壓力不得低于15569N;

c.最大耐擠壓力不得低于相當(dāng)于整車(chē)整備質(zhì)量2倍的力或31138 N二者中較小的值。

不拆除座椅進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)：

a.初始耐擠壓力不得低于10000N;

b.中間耐擠壓力不得低于19460N;

c.最大耐擠壓力不得低于相當(dāng)于整車(chē)整備質(zhì)量3.5倍的力或53378 N二者中較小的值。

海灣阿拉伯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GSO 38/40-2005規(guī)定：

拆除座椅進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)：

a.初始耐擠壓力不得低于1020kg;

b.中間耐擠壓力不得低于1590kg;

c.最大耐擠壓力不得低于整車(chē)整備質(zhì)量2倍或3175kg二者中較小的值。

不拆除座椅進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)：

a.初始耐擠壓力不得低于1020kg;

b.中間耐擠壓力不得低于1985kg;

c.最大耐擠壓力不得低于整車(chē)整備質(zhì)量3.5倍或5445kg二者中較小的值。

上述三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)方法上基本一致，但在細(xì)節(jié)上存在著諸多不同，三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的主要不同之處對(duì)比如表1所示。

4 結(jié)論

我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》、美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 214-2007和海灣阿拉伯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GSO 38/40-2005是目前國(guó)際上常用的乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。由于標(biāo)準(zhǔn)制定修訂時(shí)間、不同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系以及英制與國(guó)際單位換算等問(wèn)題，三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)存在著諸多差異。本文詳細(xì)介紹了我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》、美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 214-2007和海灣阿拉伯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GSO 38/40-2005規(guī)定的乘用車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15743-1995《轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度》與修訂時(shí)間較早，與另外兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)相比，對(duì)試驗(yàn)方法的要求不夠細(xì)致，標(biāo)準(zhǔn)中部分條款也與我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系不相適應(yīng)，應(yīng)盡快開(kāi)展修訂工作。此外，本文對(duì)比并總結(jié)了三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在對(duì)樣品的要求和判定條件等方面的不同，為國(guó)產(chǎn)車(chē)輛出口北美和中東地區(qū)提供了支持。

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