1、會計學1Ch汽車安全性能的要求汽車安全性能的要求(yoqi)與檢測與檢測試驗技術實用試驗技術實用第一頁，共39頁。 臺架試驗：包括臺架沖擊(chngj)試驗和靜態(tài)強度試驗。 模擬碰撞試驗（滑車沖擊(chngj)試驗）：指模擬實車碰撞試驗，主要是模擬實車碰撞的減速度波形，以進行乘員保護裝置的性能評價和零部件的耐慣性力試驗。 實車碰撞試驗：綜合評價車輛安全性能的最基本方法，試驗結(jié)果說服力最強，但試驗費用非常昂貴。v 汽車被動安全性能試驗方法可分為三類：二、零部件臺架試驗方法及試驗設備v 主要介紹車頂及側(cè)門強度、安全帶固定點、門鎖及門鉸鏈、安全帶、座椅及頭枕、燃油箱、安全方向柱、內(nèi)部凸出物的零部件的

2、臺架試驗方法，并簡要介紹已得到廣泛采用的試驗設備。第1頁/共39頁第二頁，共39頁。v 試驗方法：以12.7mm/s速度加載，直至載荷達到(d do)空車質(zhì)量1.5倍或22246N力中的較大者為止，此時加載平板的位移不應超過127mm，試驗應在120s內(nèi)完成。v 目的一：車頂強度試驗是評價汽車發(fā)生滾翻事故時，為了確保乘員的生存空間，車頂應具備的最低強度。v FMVSS 216條款規(guī)定了車頂強度的試驗方法及性能要求圖6-1 車頂強度試驗裝置的安裝及使用第2頁/共39頁第三頁，共39頁。v 試驗方法：可以用13mm/s速度連續(xù)加載，直至加載裝置移動460 mm，試驗應在120s內(nèi)完成(wn chn

3、g)。也可以用不大于24.5 mm/s速度或890N的增值逐級加載，記錄載荷變形曲線。v 目的二：側(cè)門強度試驗是評價汽車在側(cè)面撞車時，為了使側(cè)門進入車室產(chǎn)生的危險減到最低，側(cè)面應具備的最低強度。v FMVSS 214、ADR29條款都規(guī)定了側(cè)門強度的試驗方法及性能要求圖6-2 側(cè)門強度試驗裝置的安裝和使用第3頁/共39頁第四頁，共39頁。v 耐壓力評價:( FMVSS 214)v 車內(nèi)無座椅時：v 初始(ch sh)耐擠壓力:9898N(152mm);v 中間耐擠壓力:15572N(305mm);v 最大耐擠壓力:31144N或車輛整備質(zhì)量2倍的力中的較大者(457mm)v 車內(nèi)有座椅時：承受

4、耐擠壓力的數(shù)值還要大些。v 車頂及側(cè)門強度試驗臺： 車頂強度加載缸最大載荷及位移分別為50kN和500mm； 側(cè)門強度加載缸最大載荷及位移分別為50kN和600mm。圖6-3車頂及側(cè)門強度試驗裝置第4頁/共39頁第五頁，共39頁。v 試驗方法: 對腰帶及肩帶部分分別用不同(b tn)的加載塊同時加載，腰帶及肩帶部分加載方向為水平向前方向105 v對第類安全帶， GB14167規(guī)定腰帶及肩帶部分的載荷均為13500N，加載要求在60s內(nèi)完成達最大載荷時要維持0.2s。試驗中固定點不許脫落，但可以產(chǎn)生永久變形v FMVSS 219、ECE R14、GB14167標準或條款都對安全帶固定點的位置及強

5、度提出要求v 目的: 用于評價汽車撞車事故中安全帶固定點應具備的最低強度; 安全帶固定點的位置也應符合有關規(guī)定, 以保證安全帶能最有效地保護乘員圖6-4 第類安全帶固定點強度試驗加載方法第5頁/共39頁第六頁，共39頁。v 安全帶固定點試驗要求： 保證車身固定點位置于安全帶固定點位置的距離前部不大于500mm，后部不大于300mm，且加載過程中車身和車體不得發(fā)生(fshng)移動。圖6-5 安全帶固定點強度試驗裝置 試驗裝置：一般采用液壓缸加載，上面5個液壓缸用于安全帶固定點試驗，下面2個液壓缸用于同時進行座椅固定點強度試驗。第6頁/共39頁第七頁，共39頁。v 試驗方法: 對門鎖，應在車門全

6、鎖緊及半鎖緊兩個狀態(tài)進行試驗，耐30g加速度慣性力加載，在全鎖緊位置(wi zhi)時縱向及橫向在30g加速度載荷作用下，門鎖不應打開。v FMVSS 206、GB15084標準或條款都對門鎖及門鉸鏈強度提出了要求。v 目的: 用于評價在汽車發(fā)生撞車事故時，把由于車門被打開或脫開而造成乘員拋出室外的可能性降至最低限度。v門鎖及門鉸鏈靜強度試驗用夾具圖6-7 門鎖靜態(tài)強度試驗用夾具圖6-6 門鉸鏈靜態(tài)強度試驗用夾具第7頁/共39頁第八頁，共39頁。v 目的： 對安全帶各組成部件及總成的強度和位移量、鎖止機構(gòu)的工作性能(xngnng)、卷收器等主要組成部件的抗環(huán)境干擾性以及耐久性等方面進行評估試驗

7、。強度及位移量試驗v 目的：為了防止安全帶系統(tǒng)在前方撞車事故發(fā)生時因其組成部件的斷裂、脫開或織帶伸長量、鎖止機構(gòu)鎖止距離過大等因素造成車內(nèi)乘員向前移動量多多而可能給乘員帶來傷害所進行的評價試驗。圖6-8 安全帶總成靜態(tài)強度試驗用夾具及安裝第8頁/共39頁第九頁，共39頁。v 靜強度試驗： 針對安全帶各組成部件（如織帶、帶扣鎖、鎖止機構(gòu)、安裝附件等）及安全帶總成進行的試驗。v 動態(tài)性能試驗：是評價前方撞車時安全帶各組成部件的綜合(zngh)強度和綜合(zngh)沖擊緩和性不可缺少的試驗。v 通過再現(xiàn)撞車時的減速度波形和撞車速度的模擬試驗方法完成。圖6-8 安全帶總成靜態(tài)強度試驗用夾具及安裝第9頁

8、/共39頁第十頁，共39頁。v 目的: 評價鎖止機構(gòu)在感受碰撞或傾斜信號時對織帶拉出的鎖止情況。卷收機構(gòu)的工作(gngzu)性能主要包括：緊急鎖止距離、傾斜鎖止角、卷收力等。卷收器卷收性能試驗v 目的：評價安全帶的各主要組成部件在長期使用中對日照、高溫、低溫、大氣等各種惡劣工作環(huán)境的抵抗能力。包括鹽霧試驗、高溫試驗、低溫試驗、光照試驗等?？弓h(huán)境干擾性能試驗v 目的：評價安全帶在長期正常使用過程中，其卷收器、帶扣鎖等主要部件是否仍具有正常的使用功能以及對乘員的可靠保護作用。包括卷收器拉卷試驗、帶扣鎖開啟閉合試驗等圖6-9 卷收器耐久試驗裝置工作原理圖第10頁/共39頁第十一頁，共39頁。v 靜強

9、度試驗： 包括座椅總成試驗、靠背強度試驗以及座椅調(diào)節(jié)件試驗v 動態(tài)性能試驗：是通過模擬、再現(xiàn)撞車(zhung ch)時的加速度波形對座椅系統(tǒng)施加重力載荷來綜合評價整個座椅系統(tǒng)的強度v 加速度應不得小于20g。v 目的: 考核在前面和追尾撞車事故發(fā)生時，座椅固定裝置、調(diào)節(jié)裝置等部件的強度、座椅頭枕和座椅靠背對乘員頭部的緩沖保護作用以及頭枕的強度和剛度。包括：強度試驗、能量吸收試驗和頭枕強度及后移量試驗。座椅強度試驗v目的: 評價在前碰撞或追尾事故發(fā)生時座椅安裝固定點、座椅骨架以及座椅調(diào)節(jié)器等各個部分的變形及破壞情況。第11頁/共39頁第十二頁，共39頁。v 目的: 考核座椅靠背和座椅頭枕對沖擊能

10、量的吸收性，即對乘員的頭部緩沖保護能力。頭部模型(mxng)采用SAE J984標準165mm,重量6.8kg金屬制半球狀鋼體。圖6-9 發(fā)射式?jīng)_擊式試驗裝置圖6-10 座椅靠背沖擊點及沖擊方向頭枕后移量及強度試驗(追尾)圖6-11座椅頭枕沖擊點及及沖擊方向的確定第12頁/共39頁第十三頁，共39頁。v 目的: 對燃油箱的強度、耐沖擊、防火、耐高溫等性能進行評價試驗，把汽車發(fā)生事故后由于燃油泄漏而發(fā)生火災的可能性降低(jingd)至最小程度v CFR E939.67、ECE R34、日本道路車輛安全標準11-4-11等標準都對汽車金屬燃油箱、塑料燃油箱的安全性能均提出了要求。 落地后要求燃油泄

11、漏量 30g/min燃油箱墜落試驗圖6-12 燃油箱墜落試驗臺第13頁/共39頁第十四頁，共39頁。燃油箱沖擊(chngj)試驗v 試驗方法: 鋼制沖擊角錘15kg，沖擊能量30Nm.試驗前燃油箱內(nèi)沖入額定容量的低冰點液體并冷凍至40,沖擊試驗后燃油箱不得泄漏圖6-13 燃油箱沖擊試驗臺v 試驗臺組成: 燃燒盤、防火屏、油箱支架及導軌燃油箱耐高溫防火試驗v 燃燒試驗: (三個階段，60s/階段) 預熱階段，將燃燒盤內(nèi)燃油點燃燃燒60s； 直接燃燒階段，將燃燒盤移至燃油箱下包圍燃燒60s； 間接燃燒階段，用防火屏蓋住燃燒的燃燒盤，繼續(xù)燃燒60s。第14頁/共39頁第十五頁，共39頁。圖6-14

12、燃油箱燃燒試驗臺燃油箱耐高溫防火試驗(shyn)（續(xù)） 試驗要求: 試驗后將燃油盤移開。燃燒過程中燃油箱不得產(chǎn)生泄漏或破裂現(xiàn)象，允許產(chǎn)生永久變形。v 目的：為了評價汽車正面碰撞事故中可能發(fā)生的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對駕駛員的傷害程度，應對撞擊時轉(zhuǎn)向盤向后竄動量及轉(zhuǎn)向盤受撞擊時的吸能能力進行評價評估。v GB/T11557-89、ECE R12,74/29/EEC、 FMVSS 203、204等標準均對撞擊時轉(zhuǎn)向盤向后竄動量及轉(zhuǎn)向盤吸能性能提出了要求。第15頁/共39頁第十六頁，共39頁。要求(yoqi): 試驗車輛應為整備狀態(tài)并裝備有測試儀器, 撞擊速度48.3km/h, 記錄轉(zhuǎn)向柱上端選定點相對參考點的位

13、置變動量。轉(zhuǎn)向柱向后竄動量限值要求(yoqi) 127mm圖6-15 實車障礙壁正面撞擊試驗實車障礙壁正面撞擊(zhungj)試驗第16頁/共39頁第十七頁，共39頁。圖6-16 轉(zhuǎn)向盤撞擊吸能性試驗原理圖圖6-17 胸塊發(fā)射裝置圖 試驗要求: 模擬人體軀體的胸塊以24.1km/h撞擊速度正面撞擊轉(zhuǎn)向盤，記錄(jl)下水平力值，此力限值要求 11123N第17頁/共39頁第十八頁，共39頁。 吸能材料的試驗裝置：采用的擺錘錘頭為直徑(zhjng)165mm的剛性球頭模型，其內(nèi)部裝備有加速度傳感器和速度傳感器。擺錘在撞擊中心處的當量質(zhì)量為6.8kg。v 目的: 為了在汽車發(fā)生碰撞事故時，使汽車內(nèi)

14、部凸出物對乘員的傷害降至最小，應對內(nèi)部凸出物的突出高度、圓角及材料吸能性等進行評價試驗v GB11552-89、ECE R21，74/60/EEC、 FMVSS 201等標準均對汽車內(nèi)部凸出物提出了要求圖6-18 凸出物凸出高度側(cè)量儀吸能材料撞擊吸能性試驗 吸能材料的試驗方法：試驗時，擺錘以 24.1km/h的速度撞擊在頭部碰撞區(qū)內(nèi)選定的沖擊點，試驗結(jié)果應滿足錘頭的減速度大于80g的持續(xù)時間不超過3ms。 第18頁/共39頁第十九頁，共39頁。q 概述(i sh)：v 模擬碰撞試驗(shyn)：以實車碰撞試驗(shyn)中在車身上測得的減速度波形為依據(jù),采用與其相似的梯形波或半正弦波為標準波形

15、,用沖撞式模擬試驗(shyn)設備或發(fā)射式模擬試驗(shyn)設備進行模擬試驗(shyn)。其試驗(shyn)具有不損壞實車、經(jīng)濟、重復性好等優(yōu)點。 沖擊時的速度； 加速度峰值； 到峰值加速度的上升時間或總的脈沖持續(xù)時間。v 試驗對象：各種汽車安全部件 如：座椅安全帶、座椅、轉(zhuǎn)向柱等v 影響模擬試驗的參數(shù):（三個重要控制參數(shù)）v 簡介:美Bendix公司生產(chǎn)的一種廣泛應用的較先進的沖擊試驗裝置第19頁/共39頁第二十頁，共39頁。 動力部分：高壓(goy)壓縮機、氮氣貯氣筒、氣液油缸（內(nèi)設改變沖擊波形的活塞針閥） 執(zhí)行部分：控制臺、導軌和滑車 數(shù)據(jù)采集部分：車上高速攝影機、燈光照明裝置、傳感器

16、及信號記錄裝置、記錄分析系統(tǒng)v 試驗裝置組成(z chn)：HYGE 性能試件質(zhì)量試件質(zhì)量（kg）最大加速最大加速度度(m/s2)持續(xù)時間持續(xù)時間（ms）最高速度最高速度（km/h）最大推最大推力力（t）最大試件最大試件質(zhì)量質(zhì)量(kg)5602300502497138106741022300表3-1. HYGE性能表第20頁/共39頁第二十一頁，共39頁。圖6-19 HYGE 試驗裝置第21頁/共39頁第二十二頁，共39頁。v缸內(nèi)徑(ni jn)300mm，長7.314m；滑車寬1.219m，長3.657m，滑車質(zhì)量996kg；導軌長度36.6m；控制裝置可實行程序控制或順序控制；高壓氣源有5

17、個貯氣筒，四級空壓機2臺，最高壓力21.6MPa；照明裝置共計168個燈泡，照明面積7.2m2，平均照度120000lx，啟動方式可手動也可自動。v HYGE能實現(xiàn)(shxin)的波形為半正弦波和梯形波，加速度和持續(xù)時間可任意設定圖6-20 HYGE 結(jié)構(gòu)原理圖1-推桿，2-主活塞，3-量針，4-量孔板，5、6-浮動活塞第22頁/共39頁第二十三頁，共39頁。v 驅(qū)動長度CATARC和TNO為17m，UTAC為15m，動力源為橡皮繩，用卷揚機拉緊橡皮繩。 TNO裝置的最大沖擊速度(sd)可達65km/h，在該速度(sd)下允許的最大質(zhì)量為1000kg， CATARC和UTAC裝置的最大速度(s

18、d)和可裝質(zhì)量均符合ECE R16要求。圖6-21 CATARC模擬碰撞裝置示意圖第23頁/共39頁第二十四頁，共39頁。v 該裝置由一個帶4個車輪(ch ln)的類似汽車底盤的長方形框架作為碰撞車，被試驗件直接裝在車上，其牽引裝置為直流電機和鋼索圖6-22 滑車導軌VUT VUT 三、德國 零部件模擬碰撞試驗裝置VUT 圖6-23 沖擊吸能機構(gòu)示意圖v 其吸能裝置為反彈式的程序控制器v 優(yōu)點：相對于路面的實際(shj)試驗速度約為模擬速度的一半，股實際(shj)動能等于模擬動能的1/4，使碰撞安全性得到提高，且滑車驅(qū)動長度可以縮減前述各類試驗裝置所需長度的1/4。圖6-24 MTS滑車沖擊和

19、反彈速度變化特性第24頁/共39頁第二十五頁，共39頁?；嚺_面長寬1.2m 1.2m；滑車質(zhì)量450kg；最大試件質(zhì)量900kg；在450kg時最大速度為55km/h；最小脈沖持續(xù)時間10ms；設備占地面積為14m 3m。22簡介：VIA系統(tǒng)由導軌、壁障、滑車、帶推進車的氣動推進裝置、滑車減速裝置以及有關的其他裝置組成，可以72km/h速度將1044kg質(zhì)量加速。參數(shù)：全長近22m，滑車導軌寬0.914m，滑車上表面離地高0.61m，壁障基礎長寬深7.62m2.13m1.52m，鋼筋砼超過45t。工作模式： 一種為用滑車加速汽車結(jié)構(gòu)部件或總成與壁障碰撞試驗模式； 另一種為非破壞性試驗，大部分

20、是與約束系統(tǒng)有關的試驗研究。第25頁/共39頁第二十六頁，共39頁。 正面(zhngmin)碰撞試驗實現(xiàn)的途徑； 碰撞用假人的開發(fā)或尸體代替乘員的試驗； 數(shù)據(jù)采集與處理； 圖像分析； 乘員傷害指標的確定。v 實車碰撞試驗：是評價(pngji)汽車碰撞安全性能得最基本、最有效的方法。是從乘員保護的觀點出發(fā)，以交通事故再現(xiàn)的方式，來分析車輛碰撞前后的乘員與車輛運動狀態(tài)及損傷狀況，并以此為依據(jù)改進車輛結(jié)構(gòu)安全性設計，增加或改進車內(nèi)外乘員保護裝置。同時還是滑車模擬碰撞、計算機模擬計算等試驗研究的基礎。v 試驗分類：正面碰撞；側(cè)面碰撞、追尾碰撞、角度碰撞。v 背景：歐、美從60年代初開始汽車正面碰撞試驗

21、研究工作。v 研究范圍：v 碰撞方式(FMVSS208法規(guī)乘員碰撞保護,48.3km/h)： 車輛縱軸線與壁障表面垂直； 車輛橫截面與壁障表面成30角，碰撞時車輛左前端先接觸； 車輛橫截面與壁障表面成30角，碰撞時車輛右前端先接觸；。第26頁/共39頁第二十七頁，共39頁。表3-2. 各國正面碰撞試驗(shyn)方法與評價指標比較一覽表 第27頁/共39頁第二十八頁，共39頁。表3-2. 各國正面碰撞試驗(shyn)方法與評價指標比較一覽表（續(xù)） 第28頁/共39頁第二十九頁，共39頁。 移動壁障的臺車質(zhì)量(zhling)、尺寸、壁障尺寸、形狀不同； 碰撞形態(tài)不同； 試驗用假人不同； 碰撞速度

22、不同； 碰撞點的位置不同； 乘員傷害指標也略有不同。v 特點：歐、美現(xiàn)有的汽車側(cè)面碰撞(pn zhun)試驗方法不同點較多v 區(qū)別：v 碰撞法規(guī)： FMVSS2147法規(guī)車門側(cè)壓靜強度； ECE法規(guī)側(cè)碰撞保護(1991年)； ISON123法規(guī)側(cè)碰撞保護。 第29頁/共39頁第三十頁，共39頁。表3-3. 各國側(cè)面碰撞試驗方法(fngf)與評價指標比較一覽表 第30頁/共39頁第三十一頁，共39頁。表3-3. 各國側(cè)面碰撞試驗方法與評價(pngji)指標比較一覽表（續(xù)） 第31頁/共39頁第三十二頁，共39頁。（1）試驗車輛質(zhì)量：空載質(zhì)量十行李質(zhì)量十假人質(zhì)量（兩個假人質(zhì)量）（2）燃油箱：抽出全

23、部燃油，加入9294油箱容積的水或其它不易燃液體（3）被試車輛的制動液、冷卻液、機油應全部放出（這一點沒有專門規(guī)定），防止濺灑到壁障表面和下部的高速攝影機上（4）輪胎氣壓調(diào)到規(guī)定值（5）車輛質(zhì)量的調(diào)整：當車輛未達到上述（1）條規(guī)定的質(zhì)量時，應加配重（質(zhì)量塊），加裝位置應選擇不影響車輛碰撞和乘員保護的地方（6）加速度傳感器安裝和目標標志紙設置（7）座椅位置和靠背角度調(diào)整，轉(zhuǎn)向盤位置調(diào)整（8）試驗車輛的基本條件：車門(chmn)全閉不鎖，駐車制動釋放，變速器處空檔位置，鑰匙鎖處接通位置（9）假人著座姿勢檢查：頭、腿和其它部位按需要涂些油彩，以幫助確認假人碰撞部位（10）試驗：在距碰撞點之前300m

24、m處測量車速，碰撞試驗后進行靜態(tài)翻轉(zhuǎn)檢驗，檢查泄漏情況 v 試驗主要(zhyo)步驟：v 實車碰撞試驗特點：是在0.1s內(nèi)完成的不可重復再做的試驗。綜合了機械運動學、電子學、光學、計算機等科學技術，且試驗要用真實車輛和許多一次性消耗材料，成本很高，任何小的失誤都可能造成巨大損失第32頁/共39頁第三十三頁，共39頁。試驗任務書試驗任務書電測準備電測準備假人標定假人標定試驗車準備試驗車準備尺寸測量尺寸測量質(zhì)量測定質(zhì)量測定傳感器設置傳感器設置頭 部頭 部胸 部胸 部髖 部髖 部膝 部膝 部假人安置假人安置加速度傳感器校正加速度傳感器校正記錄儀 磁帶機記錄儀 磁帶機電測系統(tǒng)連接電測系統(tǒng)連接光學測量準

25、備光學測量準備高速攝影機準備高速攝影機準備碰撞設備準備碰撞設備準備壁障準備壁障準備牽引系統(tǒng)牽引系統(tǒng)照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)浸車環(huán)境室浸車環(huán)境室高速攝影高速攝影準備與實施準備與實施相關設施準備相關設施準備試 驗試 驗靜態(tài)翻轉(zhuǎn)檢驗靜態(tài)翻轉(zhuǎn)檢驗變形測定變形測定樣車照片樣車照片圖像分析圖像分析數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理試驗報告試驗報告圖圖6-25 實車碰撞試驗程序框圖實車碰撞試驗程序框圖第33頁/共39頁第三十四頁，共39頁。v 主要(zhyo)要求：v實車碰撞試驗(shyn)系統(tǒng)中，碰撞時與試驗(shyn)車輛相作用的物體的表面稱為壁障。圖6-26 移動壁障固定壁障表面至少寬3m ，高 1.5m；壁障表面垂直于壁障前

26、的路面且固定19mm厚多層板；壁障尺寸和結(jié)構(gòu)應足以限制其表面變形量小于車輛永久壓潰量的1%。固定壁障安裝載荷傳感器 （1250個）。v 移動壁障表面類型：平面剛性表面（FMVSS301規(guī)定）：應用于后碰撞試驗。吸能表面（FMVSS214規(guī)定）：應用于側(cè)面碰撞試驗。第34頁/共39頁第三十五頁，共39頁。v 牽引(qinyn)裝置要求：v是使被試車輛或移動壁障由靜止到產(chǎn)生設定(sh dn)的碰撞前速度的裝置。高精度的速度控制。如正面碰撞速度：美48.3km/h; 日500-22km/h圖6-27 日本汽車研究所牽引系統(tǒng)牽引被試車輛加速過程中，牽引加速度恒定且不能過大，保證假人姿勢不致發(fā)生變化安全可靠且節(jié)能q 日本汽車研究所牽引系統(tǒng)：最大速度：a.車輛質(zhì)量2800