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文档简介
1、汽车技术乘员和行人保护相关法规汽车技术乘员和行人保护相关法规 (1)概述(2)正面碰撞法规 (3)侧面碰撞法规 (4)追尾碰撞法规 (5)动态滚翻法规(6)行人碰撞保护法规 f(1)概述被动安全技术被动安全技术碰撞安全技术(事故中)控制安全技术(事故后)自适应乘员安全保护系统,安全气囊,安全带,安全玻璃,吸能车体,吸能转向柱,行人伤害降低系统,倾翻防护系统,儿童安全等。燃油系统切断技术,电源系统切断技术,发动机自动熄火技术,易逃技术(安全带自动脱开、紧急门锁释放),汽车黑匣子(碰撞数据记录),紧急事件自动通报系统。f(1)概述被动安全性被动安全技术车外安全性车内安全性车身变形状况车身外部形状表
2、面光滑车厢强度约束装置车内冲击范围转向系统乘员解救f(1)概述汽车碰撞的主要形式汽车碰撞的主要形式正面碰撞正面碰撞侧面碰撞侧面碰撞后面碰撞后面碰撞车辆翻滚车辆翻滚f(1)概述碰撞区域概率分布碰撞区域概率分布正面碰撞70侧面碰撞16后面碰撞14f(1)概述碰撞中乘员伤害分类碰撞中乘员伤害分类碰撞时汽车结构变形侵入乘员舱直接伤害乘员碰撞时汽车结构变形侵入乘员舱直接伤害乘员碰撞时及碰撞后乘员身体超出车外受到伤害碰撞时及碰撞后乘员身体超出车外受到伤害 碰撞后燃油起火造成伤害碰撞后燃油起火造成伤害 对行人的伤害(保险杠对行人腿部造成的伤害对行人的伤害(保险杠对行人腿部造成的伤害和发动机盖对行人头部造成的
3、伤害和发动机盖对行人头部造成的伤害 碰撞时乘员与车内结构发生二次碰撞造成伤害碰撞时乘员与车内结构发生二次碰撞造成伤害 f(1)概述简明受伤分级(简明受伤分级(AIS)1级轻微级轻微3级较重(一般无生命危险)级较重(一般无生命危险) 4级严重(有生命危险,但可救治)级严重(有生命危险,但可救治) 5级垂危(难以救治)级垂危(难以救治)2级中等级中等6级致死(在级致死(在24小时内发生,无法救治)小时内发生,无法救治)f(1)概述伤害指标伤害指标头部伤害指标头部伤害指标HIC22.5max11( 21)( ) 21ttHICtta t dttt式中:a(t)为头部质心点的合成加速度(g);t2、t
4、1为碰撞中的任意两个时刻(ms)。f(1)概述胸部伤害指标胸部伤害指标胸部3ms准则(g):通常所说的人胸部受伤严重程度的容限水平,是指作用在上胸部重心处的线性加速度超过60g的时间不超过3ms。因此这个准则不是建立在最大值基础上,而是建立在可承受的线性加速度水平上。 胸部压缩量ThpC(mm):胸部压缩量定义了躯干和肋骨之间的最大压缩量,它表明了胸部骨折的情况。 f(1)概述 粘性指标VC(m/s):粘性指标VC(Viscous Criterion)是变形速度v(t)和相对挤压变形量的乘积。变形速度v(t)由变形量D(t)差分计算获得,v(t)dD(t)/d(t);相对挤压变形C(t)定义为
5、D(t)/D,D是躯干的初始厚度,即式中:VC的单位为m/s。尸体实验表明,VCmax与造成伤害的危险性的相关性很好,造成严重伤害的概率为25时,VC的承受水平是VCmax1m/s。 ( )( )()( )d D tD tVCd tDf(1)概述颈部伤害指标颈部伤害指标l向后弯曲力矩(Nm)l向前弯曲力矩(Nm)l轴向拉伸力(N)l轴向压缩力(N)l剪切力(N)f(1)概述腿部伤害指标腿部伤害指标l大腿骨轴向压缩力FPC(N)l小腿骨轴向压缩力TI(N)f(2)正面碰撞法规 正面碰撞试验规定被检汽车以规定速度和刚性或可变形壁障相碰,目的是检查冲击动能被保险杠、车厢前部前围区域吸收的程度及车厢结
6、构强度,利用车内假人的传感器记录的数据,换算出和标准相对应的指标,检验正碰对人体的伤害程度,判断试验样车的碰撞性能。正面碰撞试验正面碰撞试验f(2)正面碰撞法规美国正面碰撞法规美国正面碰撞法规FMVSS 208 约束系统试验约束系统试验 车辆纵向行驶轴线与壁障表面垂直,即100正面碰撞试验 结构试验结构试验 车辆横截面与壁障表面逆时针或顺时针方向成30度角碰撞 f(2)正面碰撞法规 这两种正面碰撞试验主要检验车内乘员在巨大冲击惯性力作用下,头部、胸部以及大腿受到的伤害。主要目的是检测利用安全带和安全气囊保护碰撞中的驾驶员和乘员的效果。 f(2)正面碰撞法规100重叠正面碰撞f(2)正面碰撞法规
7、伤害指标伤害指标1 所有测试假人的所有部分在车内2 头部伤害指标HIC15700(t2-t115ms)3 胸部合成加速度60g(持续时间3ms)4 胸部压缩变形量63mm5 轴向传递到大腿的力1020kg6 颈部伤害指标:Nij:Fz为拉力时,Fzc6806N;Fz为压力时,Fzc6160N;Mocy为弯曲力矩时,Mcy310Nm;Mocy为拉伸力矩时,Mcy135 Nm;据此算出的4个Nij值均需1.0 颈部峰值拉力Fzmax4170N 颈部峰值压力Fzmax4000N f(2)正面碰撞法规300角倾斜壁障碰撞f(2)正面碰撞法规使用第使用第5百分位成年女性假人伤害指标百分位成年女性假人伤害
8、指标1 所有测试假人的所有部分在车内2 头部伤害指标HIC15700(t2-t115ms)3 胸部合成加速度60g(持续时间3ms)4 胸部压缩变形量52mm5 轴向传递到大腿的力6805N6 颈部伤害指标:Nij:Fz为拉力时,Fzc4287N;Fz为压力时,Fzc3880N; Mocy为弯曲力矩时,Mcy155Nm;Mocy为拉伸力矩时,Mcy67 Nm;据此算出的4个Nij值均需1.0 颈部峰值拉力Fzmax2620N 颈部峰值压力Fzmax2520N f(2)正面碰撞法规使用使用12个月大婴儿假人伤害指标个月大婴儿假人伤害指标1假人的所有部分和儿童约束装置均包含在车内;2 头部伤害指标
9、HIC015390(t2-t115ms);3 胸部合成加速度50g(持续时间3ms);4颈部伤害指标:Nij:Fz为拉力时,Fzc1460N;Fz为压力时,Fzc1460N; Mocy为弯曲力矩时,Mcy43Nm;Mocy为拉伸力矩时,Mcy17Nm;据此算出的4个Nij值均需1.0; 颈部峰值拉力Fzmax780N; 颈部峰值压力Fzmax960N; f(2)正面碰撞法规使用使用3岁儿童假人伤害指标岁儿童假人伤害指标1假人的所有部分在车内2 头部伤害指标HIC015570(t2-t115ms)3 胸部合成加速度55g(持续时间3ms)4 胸部压缩变形量34mm;5 颈部伤害指标:Nij:Fz
10、为拉力时,Fzc2120N;Fz为压力时,Fzc2120N; Mocy为弯曲力矩时,Mcy68Nm;Mocy为拉伸力矩时,Mcy27Nm;据此算出的4个Nij值均需1.0; 颈部峰值拉力Fzmax1130N; 颈部峰值压力Fzmax1380N。 f(2)正面碰撞法规使用使用6岁儿童假人伤害指标岁儿童假人伤害指标1假人的所有部分在车内2 头部伤害指标HIC015700(t2-t115ms)3 胸部合成加速度60g(持续时间3ms)4 胸部压缩变形量40mm;5 颈部伤害指标:Nij:Fz为拉力时,Fzc2800N;Fz为压力时,Fzc2800N; Mocy为弯曲力矩时,Mcy93Nm;Mocy为
11、拉伸力矩时,Mcy37Nm;据此算出的4个Nij值均需1.0; 颈部峰值拉力Fzmax1490N; 颈部峰值压力Fzmax1820N。 f(2)正面碰撞法规欧洲正面碰撞法规欧洲正面碰撞法规ECE R94 欧洲的正面碰撞试验仅40正面偏置碰撞一种,这是由于欧洲通过实际的交通事故统计分析认为,在汽车正面碰撞中,碰撞区域主要集中在驾驶员侧居多,因此用车宽的40长度作碰撞试验,这更能反应出交通事故的真实情况。 f(2)正面碰撞法规40%正面偏置碰撞f(2)正面碰撞法规伤害指标伤害指标a. 头部性能指标(HPC36)1000,对超过3ms的头部加速度a80g;b. 颈部伤害指标(NIC):颈部张力指标:
12、0ms时3.3KN;35ms时2.9KN;60ms时1.1KN;颈部剪力指标:0ms时3.1KN;2535ms时1.5KN;45ms时1.1KN;颈部y轴方向的弯矩57Nm。c. 胸部性能指标(ThPC)50mm(ThPC胸部变形的绝对值) 胸部粘性指标(FFC)1.0m/s。f(2)正面碰撞法规d. 大腿性能指标(FPC): FPC轴向传递到假人每条大腿的压力)0ms时9.07KN;10ms时7.58KN。e. 小腿压力指标(TCFC)8KN;小腿指数TI:小腿上部的TI1;小腿下部的TI3。f. 可移动膝盖节点的位移15mmg. 残余转向轮位移(在转向轮轮毂重心位置测量):向上垂直方向位移
13、80mm;向后水平方向位移100mm。h. 若燃油泄漏,平均泄漏速度不超过30g/mini. 碰撞时车门不得开启,前门锁止机构不锁止;j. 碰撞后,至少有一个门能打开,能完好地取出假人;如果假人在其约束系统中被锁止,应能用最大不超过60N的力将假人释放出来。f(2)正面碰撞法规可变形壁障可变形壁障 欧洲ECE正面碰撞法规中关于壁障的要求是在固定壁前加装一个能变形吸能的蜂窝铝块,变形壁障的刚度是按照欧洲车辆的平均刚度设定的,代表“平均车型”的前端刚度,其材料一般用铝AL 3003,密度为83.6kg/m3 f(2)正面碰撞法规f(2)正面碰撞法规中国正面碰撞标准中国正面碰撞标准GB 115512
14、003 中国虽然是参照欧洲ECE法规制定的正面碰撞标准,但是并没有采用欧洲的40偏置碰撞试验,而是采用了和美国相同的100正面碰撞试验。 f(2)正面碰撞法规100重叠正面碰撞f(2)正面碰撞法规伤害指标伤害指标a.头部性能指标(HPC36)1000b. 胸部性能指标(ThPC)75mm(ThPC胸部变形的绝对值)c. 大腿性能指标(FPC)10KN。(FPC轴向传递到假人每条大腿的压力)d. 若燃油泄漏,则碰撞后的前5min平均泄漏速度不超过30g/mine碰撞时车门不得开启,前门锁止机构不锁止;f. 碰撞后,至少有一个门能打开,能完好地取出假人;如果假人在其约束系统中被锁止,应能用最大不超
15、过60N的力将假人释放出来。f(2)正面碰撞法规小小 结结通过以上几个正面碰撞法规标准的对比可以看出:通过以上几个正面碰撞法规标准的对比可以看出: 美国在碰撞方面制定的法规对试验的要求和具体条件规定的美国在碰撞方面制定的法规对试验的要求和具体条件规定的较为全面,其整个评价体系比较完整且全面,对整个假人系较为全面,其整个评价体系比较完整且全面,对整个假人系列都进行了试验且规定了伤害指标;列都进行了试验且规定了伤害指标; 欧洲采用欧洲采用4040偏置正面碰撞,其碰撞时测量要求更加严格。偏置正面碰撞,其碰撞时测量要求更加严格。由于由于4040偏置碰撞试验侧重于考核车身安全,这种碰撞试验偏置碰撞试验侧
16、重于考核车身安全,这种碰撞试验中车身变形大,乘员室严重侵入会造成车内乘员伤害。因此中车身变形大,乘员室严重侵入会造成车内乘员伤害。因此可以说,可以说,4040偏置碰撞试验比偏置碰撞试验比100100正面碰撞更为合理、全面。正面碰撞更为合理、全面。f(3)侧面碰撞法规 侧面碰撞试验法规对汽车侧门强度提出了要求,规定用一个移动变形壁障以规定速度,撞击车辆侧面,目的是检查车侧支柱、顶部或底部支柱连接等结构强度,以尽量降低侧面碰撞事故中伤害乘员的风险,通过车上的侧面碰撞假人,以测定伤害指标。侧面碰撞试验侧面碰撞试验f(3)侧面碰撞法规美国侧面碰撞法规美国侧面碰撞法规FMVSS 214 1990年,美国
17、将原来的FMVSS214车门静压强度进行了修订,增加了侧面碰撞试验条款,侧面碰撞试验与正面碰撞试验程序类似,只是在正面碰撞基础上增加了移动壁障的准备。f(3)侧面碰撞法规碰撞形式碰撞形式f(3)侧面碰撞法规移动变形移动变形壁障尺寸壁障尺寸f(3)侧面碰撞法规试验要求试验要求1 向燃油箱注入干洗溶剂到其油箱容积的9294,并使该溶剂充满从燃油箱到发动机进气系统的整个燃油系统;2 门窗关闭但不锁止;3 驻车制动器制动,手动变速器则挂2档,若自动变速器则挂空档;4 碰撞后不用工具打开足够数量的车门,假人可顺利移出;5 碰撞后燃油的泄漏速度不超过30g/min。f(3)侧面碰撞法规欧洲欧洲ECER95
18、法规法规 1991年,欧洲发布了了ECE侧碰撞保护草案,1995年10月,欧洲将侧面碰撞乘员保护正式纳入ECE法规中,颁布了ECER95。f(3)侧面碰撞法规碰撞形式碰撞形式f(3)侧面碰撞法规移动变形移动变形壁障尺寸壁障尺寸铝制蜂窝状物,由6个独立的部分组成。分两层每层各三个部分。所有部分宽度、高度均相同,上层4405mm,下层5005mm f(3)侧面碰撞法规试验要求试验要求1.向燃油箱注入水,水的质量为满容量的燃油质量的90%,其他系统液体排空,排空的液体质量应补偿2.门窗关闭但不锁止3.驻车制动器松开,变速器挂空档4.碰撞后不用工具打开足够数量的车门,假人可顺利移出5.碰撞后燃油的泄露
19、速度不超过30g/min 。f(3)侧面碰撞法规 2006年7月1日,我国正式发布了GB20071-2006汽车侧面碰撞的乘员保护标准,该标准以ECER95蓝本,对于新车,该标准自2006年7月1日起实施,对于在用车从2009年7月1日起实施。中国侧面碰撞标准中国侧面碰撞标准GB 200712006 f(3)侧面碰撞法规与与ECER95的差异的差异 考虑到我国人体参数和车型特点,在附录B.5.5.1座椅调节一节中,参照日本保安基准第18条款内容,本标准增加了相应的调节方法。考虑到我国目前生产M1车型比较混杂的实际情况,本标准同时采用附录正规定的EuroSID I假人和附录F规定的EuroSID
20、 假人,试验和评价允许任选一种假人。由于我国标准体系和欧洲法规体系的形式差别所致,本标准删除了ECE R95中有关认证申请、认证程序及认证标志、车型修改、产品一致性、产品非一致性的处理等内容。 f(3)侧面碰撞法规小结小结1、世界各国的侧碰法规还没有统一,主要是欧美这两大体系,其他国家的技术法规大多是参照上述两种法规体系而制定的。 2、欧美侧面碰撞法规的差异:l 侧碰的碰撞形式不同 l 碰撞速度不同l 移动变形壁障的不同l 侧碰假人的类型与安放位置的不同l 侧面碰撞试验结果评价指标的不同f(4)追尾碰撞法规 目前追尾碰撞标准主要是美国的FMVSS 223后碰撞保护装置、FMVSS 224后碰撞
21、保护以及欧洲的ECE R32汽车后碰撞车辆结构性能法规主要技术要求,美国的后碰撞法规主要是针对挂车和半挂车的,而欧洲的主要是针对M1类车,考察的是车厢结构的耐撞性。 追尾碰撞法规追尾碰撞法规 (4)追尾碰撞法规)追尾碰撞法规FMVSS 223 后碰撞保护装置后碰撞保护装置(4)追尾碰撞法规)追尾碰撞法规FMVSS 224 后碰撞保护后碰撞保护(4)追尾碰撞法规)追尾碰撞法规ECE R32汽车后碰撞车辆结构性能法规主要技术要求汽车后碰撞车辆结构性能法规主要技术要求f(5)动态翻滚法规动态翻滚法规动态翻滚法规 动态滚翻事故发生率不高,但造成的事故死亡率很高,因此,各国都加大力度研究滚翻试验。但是由
22、于滚翻试验的再现性比较困难,而且假人的伤害指标不好确定,虽然试验方法很多,但以标准出现的只有美国FMVSS 208中提及的滚翻试验方法 f(5)动态翻滚法规f(5)动态翻滚法规f(5)动态翻滚法规试验方法试验方法 该试验利用平台紧急刹车让实验车滚翻。用一个230度斜角的楔形平面作滚翻试验车的运载装置,以48km/h的速度沿汽车横向方向平移,在不大于915mm的距离内平台从48km/h减速到0,减速度20g,持续时间至少0.04s。假人伤害指标是所有的测试假人的所有部件都在车厢内。f(6)行人碰撞保护法规行人碰撞保护法规行人碰撞保护法规 行人保护是被动安全性研究的一个主要方向,它包括一切旨在减轻
23、事故中汽车对外部行人的伤害而为汽车专门设计的措施。如保险杠、发动机盖及减少车外凸出物等。行人与车辆的碰撞是一个非常复杂的过程,在发生碰撞时,碰撞速度、碰撞角度以及人所采取的规避动作都可能会影响到碰撞的结果,整个碰撞过程仅持续大约100150ms。f(6)行人碰撞保护法规 行人的损伤程度主要取决于碰撞时车辆的速度、车辆前部形状及碰撞区域的能量吸收特性。f(6)行人碰撞保护法规f(6)行人碰撞保护法规 目前世界上在行人碰撞保护方面的法规只有欧洲、日本以及澳大利亚制定,美国由于较少发生车撞行人的事故,所以并没有制定这方面的法规,而由于在欧洲、日本以及澳大利亚,行人在交通事故中的伤亡率比较高,为了有效
24、降低行人在碰撞事故中受到的伤害,欧洲于1998年出台了欧共体指令74/483/EEC,该指令涉及检验汽车前部的行人安全性能的试验方法,适用于新车定型试验,并从2001年10月起适用于所有上路车辆,其试验方法主要有小腿冲击锤撞击保险杠试验、大腿冲击锤撞击发动机盖前缘试验以及成人及儿童头部冲击锤撞击发动机盖上表面试验这几大项 。注释注释f(6)行人碰撞保护法规 欧洲经济委员会于2003年颁布了2003/102/EC法规,该法规分两阶段执行,第一阶段由2005年10月1日开始,第二阶段开始于2010年9月1日,欧盟成员国所有新生产的乘用车都要配备行人保护系统;由于行人碰撞保护法规是由EEC(欧洲经济
25、共同体)制定的,在欧洲范围内属于强制执行的法规,因此在ECE的法规体系中并没有制定行人碰撞保护法规。注释注释f(6)行人碰撞保护法规 日本于2004年颁布实施了TRIAS63行人头部保护基准,规定新车要安装行人保护装置,并于2005年开始参照欧洲法规对行人碰撞保护进行J-NCAP的检测。 注释注释f(6)行人碰撞保护法规2003/102/EC指令指令欧洲2003/102/EC法规对行人碰撞试验主要从4方面去开展,包括行人的小腿、大腿以及儿童和成人的头部伤害。该法规适用于2500kg的M1类车以及2500kg的N1类车。法规分两阶段执行,其中重点是第二阶段的试验方法。f(6)行人碰撞保护法规f(
26、6)行人碰撞保护法规在这个试验中,儿童头型(3.5kg的冲击头)以35km/h的撞击速度与车辆发动机罩发生碰撞,根据头型上的加速度计时间历程而计算出来的头部性能指标(HIC)在2/3的发动机罩试验区域内不得超过1000,在剩余的1/3发动机罩试验区域内不得超过2000。儿童头部与车辆发动机罩的碰撞 f(6)行人碰撞保护法规在这个试验中,成人头型(4.8kg的冲击头)以35km/h的撞击速度与车辆前风窗玻璃发生碰撞,根据头型上的加速度计时历程而计算出来的头部性能保护指标(HIC)应被记录下来,并与可能的目标值1000进行比较,该试验用于监测,不作为限值要求。 成人头部与车辆风挡玻璃的碰撞 f(6)行人碰撞保护法规 质量m13.40.2kg,总长L=9265mm。碰撞时的限定值为:碰撞车速V40 km/h,膝盖动 态 最 大 剪 切 位 移S6mm,膝盖动态最大弯曲角210,胫骨末端上部的加速度a200g。 小腿与保险杠的碰撞 f(6)行人碰撞保护法规质量m9.50.1,总长L=3505。碰撞时限定值为:碰撞车速V40 km/h,瞬时碰撞力F7.
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