姜 峰 毛 立

無錫出入境檢驗(yàn)檢疫局， 江蘇 無錫 214101

*江蘇出入境檢驗(yàn)檢疫局科技計(jì)劃項(xiàng)目(2016KJ58)

2017-05-16

姜峰，男，1982年生，工程師，研究方向?yàn)槠噧?nèi)飾件檢測技術(shù)開發(fā)

汽車安全氣囊振動試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的分析與思考*

姜 峰 毛 立

無錫出入境檢驗(yàn)檢疫局， 江蘇 無錫 214101

對比分析國內(nèi)外有關(guān)汽車安全氣囊振動試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及其振動性能測試上的異同點(diǎn)，著重討論11個國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)在振動測試項(xiàng)目制定上的不足，并提出國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)今后制修訂時(shí)需考量的因素，進(jìn)一步完善國內(nèi)汽車安全氣囊標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范國內(nèi)汽車安全氣囊市場。

安全氣囊， 振動， 測試標(biāo)準(zhǔn)

安全氣囊作為汽車被動安全性的輔助配置，發(fā)揮著非常重要的作用。因各國氣候、道路狀況等存在差異，安全氣囊的耐久使用性能成為了人們廣泛關(guān)注的話題。環(huán)境可靠性是汽車零部件的耐久使用性能考核的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。有關(guān)安全氣囊的環(huán)境可靠性試驗(yàn)很多，比如跌落、機(jī)械沖擊、振動(復(fù)合溫度)、溫濕度循環(huán)、鹽霧、溫度沖擊及陽光模擬老化等，其中振動(復(fù)合溫度)試驗(yàn)是關(guān)乎安全氣囊耐久使用后能否維持原有功能的重要檢測內(nèi)容。

振動(復(fù)合溫度)試驗(yàn)是將樣品在一定的溫濕度條件下，同時(shí)按規(guī)定的周期將電振動應(yīng)力施加到樣品上，以考核樣品的適應(yīng)性。與單一因素(溫濕度或振動)試驗(yàn)比較，振動(復(fù)合溫度)試驗(yàn)?zāi)芨鎸?shí)地模擬樣品在運(yùn)輸和使用過程中的環(huán)境，更客觀地評價(jià)樣品在溫濕度和振動復(fù)合環(huán)境中的適應(yīng)能力。對于安全氣囊等汽車被動安全系統(tǒng)中的功能性零部件，發(fā)生在汽車運(yùn)動過程中的振動疲勞破壞會給旅客生命安全及財(cái)產(chǎn)帶來重大威脅。

目前，與汽車安全氣囊相關(guān)的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12097-2:1996《道路車輛 安全氣囊部件 第2部分：氣囊模塊試驗(yàn)》“Road Vehicle-Airbag Components—Part2：Testing of Airbag Modules”[1]，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19949.2—2005《道路車輛 安全氣囊部件 第2部分：安全氣囊模塊試驗(yàn)》[2]，大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)VW 82511:2010“Air Bag Modules (Installation Location： Steering Wheel， Dashboard) Requirements and Test Conditions”[3]，通用集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)GMW 3118:2012“Verification of Requirements for Side Impact/Roof Rail Airbag Modules”和GMW 3112:2012“Verification of Requirements for Frontal Airbag Modules”，克萊斯勒集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)PF 10827:2011“Passenger Airbag (PAB) Module and Deployment Door”，標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)IHPC_ADMR07_0043:2007“Airbag Modules and Pyrotechnic Devices”，中國一汽集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)JA 8230-HL-1—2010《乘用車駕駛員安全氣囊模塊總成技術(shù)條件》，上汽集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)SMTC 3470004—2011《安全氣囊模塊環(huán)境模擬試驗(yàn)方法》[4]，奇瑞集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)Q/SQR.04.553—2006《安全氣囊系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)-零部件篇 駕駛員安全氣囊和副駕駛安全氣囊》，浙江吉利集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)Q/JLY J7110349A—2011《駕駛員氣囊技術(shù)條件》[5]等。

1 常用安全氣囊分類及用途

(1) 駕駛員安全氣囊(Drive Airbag， DAB)：安裝在轉(zhuǎn)向盤上，僅可保護(hù)駕駛員安全。

(2) 前排乘客座安全氣囊(Front Passenger Airbag， PAB)：安裝在車內(nèi)儀表臺上，在乘客座的前方位置，事故發(fā)生時(shí)可有效保護(hù)乘客安全。

(3) 前座側(cè)邊氣囊(Front Side Airbag， FSAB)：安裝在前排座椅外側(cè)，目的是減緩側(cè)面撞擊造成的傷害，隔離軀干與門板而避免直接碰撞。

(4) 后座側(cè)邊氣囊(Rear Side Airbag， RSAB)：安裝在后排座椅外側(cè)，目的是減緩側(cè)面撞擊造成的傷害，隔離軀干與門板而避免直接碰撞。

(5) 側(cè)邊氣簾(Side Tubular or Side Curtain Airbag， CAB)：安裝在頂篷內(nèi)，通常貫穿前后，主要針對側(cè)面撞擊時(shí)保護(hù)乘客頭部。B柱側(cè)、窗玻璃甚至安全帶側(cè)面支撐扣，都有可能成為車禍中的殺手，碰撞時(shí)，側(cè)邊氣簾彈出，遮蓋車窗，達(dá)到保護(hù)乘客的效果，在側(cè)面撞擊、翻車等嚴(yán)重事故中有著很好的人員保護(hù)功能。

(6) 膝部氣囊(Knee Airbag， KAB)：用來降低二次碰撞中車內(nèi)飾對乘員膝部的傷害。膝部氣囊位于前排駕駛座椅內(nèi)，它一旦打開就能夠有效保護(hù)后排乘客的腰下肢體部位，并能緩解來自正面碰撞的前沖力。

2 國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的安全氣囊振動試驗(yàn)條件

目前國內(nèi)外關(guān)于汽車安全氣囊振動性能的標(biāo)準(zhǔn)比較多，國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)的要求基本一致，而各主要汽車生產(chǎn)企業(yè)幾乎都制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其測試條件有不同程度的差異(表1)。

表1 國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的安全氣囊振動性能測試條件

(續(xù)表)

表2 國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的振動頻率和功率譜密度

注：“RMS”為“Root Mean Square Value”的首字母縮寫，表示均方根值，這里指加速度均方根值；“g”不是質(zhì)量單位，指重力加速度，1g=9.80 m/s2；功率譜密度、RMS均有兩種單位，都是標(biāo)準(zhǔn)原文

由表1可以看出，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19949.2—2005、大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)VW 82511:2010、上汽集團(tuán)SMTC 3470004—2011均與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12097-2:1996的技術(shù)要求一致。

從采用的振動波形來看，這些標(biāo)準(zhǔn)幾乎都使用隨機(jī)波，僅JA 8230-HL-1—2010使用正弦波。

從適用范圍來看，國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12097-2:1996、國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19949.2—2005、上汽集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)SMTC 3470004—2011和標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)IHPC_ADMR07_0043:2007適用于車輛用安全氣囊模塊，涵蓋面較廣；大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)VW 82511:2010與奇瑞集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)Q/SQR.04.553—2006適用于DAB、 PAB；通用集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)分類較細(xì)，GMW 3112:2012適用于DAB、PAB、KAB，GMW 3118:2012適用于SAB；克萊斯勒集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)PF 10827：2011適用于PAB；中國一汽集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)JA 8230-HL-1—2010和浙江吉利集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)Q/JLY J7110349A—2011均適用于DAB。

國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12097-2:1996、國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19949.2—2005、大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)VW 82511:2010、上汽集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)SMTC 3470004—2011、浙江吉利集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)Q/JLY J7110349A—2011要求加載脈沖電流100 mA、 脈沖電流加載時(shí)間10 ms、脈沖周期200 ms， 其他標(biāo)準(zhǔn)則無加載脈沖電流要求。

從這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的振動頻率和功率譜密度(表2)來看，各標(biāo)準(zhǔn)之間有差異。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12097-2:1996的振動頻率為8～200 Hz，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19949.2—2005、大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)VW 82511:2010、標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)IHPC_ADMR07_0043:2007、上汽集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)SMTC 3470004—2011和浙江吉利集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)Q/JLY J7110349A—2011均與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12097-2:1996一致；通用集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)GMW 3112:2012和GMW 3118:2012的振動頻率為10～1000 Hz，克萊斯勒集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)PF 10827:2011的振動頻率按X軸向、Y軸向和Z軸向分別為5～1000 Hz、 25～ 1000 Hz、 5～1000 Hz，功率譜密度也不相同。

由表1可見，試驗(yàn)溫度有常溫和高低溫兩種，中國一汽集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)JA 8230-HL-1—2010要求常溫，其他標(biāo)準(zhǔn)均要求高低溫循環(huán)(圖1)，共分三類：第一類是國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12097-2:1996規(guī)定的高低溫循環(huán)，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19949.2—2005、上汽集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)SMTC 3470004—2011、浙江吉利集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)Q/JLY J7110349A-2011、大眾集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)VW 82511:2010、標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)IHPC_ADMR07_0043:2007均與其相同，各軸向的高低溫循環(huán)時(shí)間均為24.0 h，低溫(-35 ℃)保持6.0 h、高溫(85 ℃)保持6.0 h；第二類是通用集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)GMW 3112:2012規(guī)定的高低溫循環(huán)，通用集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)GMW 3118:2012、奇瑞集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)Q/SQR.04.553—2006與其相同，各軸向的高低溫循環(huán)時(shí)間均為22.0 h，交變兩個循環(huán)，一個循環(huán)為低溫(-30 ℃)保持約4.5 h、高溫(85 ℃)保持約4.5 h；第三類為克萊斯勒集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)PF 10827:2011規(guī)定的高低溫循環(huán)，各軸向的高低溫循環(huán)時(shí)間為30.0 h，前面的24.0 h與第一類即國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12097-2:1996要求的高低溫循環(huán)相同，后面則增加了20 ℃保持6.0 h。

圖1 高低溫循環(huán)

3 對國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的思考

針對當(dāng)前有很多國內(nèi)外汽車生產(chǎn)廠制定的汽車安全氣囊振動試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)且各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試條件之間的差異，進(jìn)行歸納。

3.1振動波形問題

從更好地模擬實(shí)際使用情況出發(fā)，車輛在行駛過程中因道路路面不平整，其振動現(xiàn)象是隨機(jī)的，因此隨機(jī)振動波形比正弦振動波形試驗(yàn)更具有參考價(jià)值。

3.2適用安全氣囊問題

各種安全氣囊模塊安裝在車內(nèi)的不同位置，其受到的振動程度不同，可分類設(shè)置振動要求。DAB、 PAB較為常見，也是較早出現(xiàn)的安全氣囊模塊，受到各汽車生產(chǎn)企業(yè)重視并制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但隨著車輛被動安全技術(shù)的迅速發(fā)展，側(cè)邊氣簾(即CAB)等產(chǎn)品已在實(shí)際中應(yīng)用，所以應(yīng)針對這些產(chǎn)品制定標(biāo)準(zhǔn)并及時(shí)修訂。

3.3加載脈沖電流問題

部分標(biāo)準(zhǔn)已考慮模擬實(shí)車狀態(tài)，以實(shí)際安裝角度進(jìn)行振動試驗(yàn)，但未考慮車輛在通電狀態(tài)下的振動情況。在實(shí)際使用中，安全氣囊在通電狀態(tài)下才能發(fā)揮作用，因此建議安全氣囊的振動試驗(yàn)中加載脈沖電流要求。

3.4振動頻率和功率譜密度問題

振動頻率和功率譜密度不同會對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響，部分國外汽車集團(tuán)制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，考慮的是當(dāng)?shù)氐牡缆非闆r，通過路試采集加速度、頻率等相關(guān)數(shù)據(jù)，從而提出振動要求，但由此制定的標(biāo)準(zhǔn)不一定適合我國的道路情況。另外，山路上的振動更加劇烈，建議進(jìn)行多地路試采集數(shù)據(jù)，制定更有效的振動條件。

3.5試驗(yàn)溫度問題

試驗(yàn)溫度及振動時(shí)間不同，則樣品的老化程度不同。在實(shí)際使用中，經(jīng)常會遇到下雨或梅雨季的連續(xù)高濕度天氣，建議將溫度、濕度、振動三因素綜合考慮，制定振動試驗(yàn)溫濕度條件。

3.6工裝質(zhì)量問題

國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的安全氣囊振動試驗(yàn)，均忽略了工裝質(zhì)量的影響。實(shí)際上，工裝質(zhì)量在振動過程中起著重要作用，如果工裝的共振頻率在振動試驗(yàn)的頻率范圍內(nèi)，會加速樣品的損壞。因此，建議增加樣品和工裝的共振頻率要求。

3.7外部影響因素問題

有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的安全氣囊振動試驗(yàn)，考慮了實(shí)際使用環(huán)境如通電、溫濕度等因素，但忽略了樣品在包裝運(yùn)輸過程中的振動因素。ISTA(International Safe Transit Association)，即國際安全運(yùn)輸協(xié)會，對包裝運(yùn)輸提出了明確的振動測試要求。汽車安全氣囊產(chǎn)品在裝車前必須經(jīng)歷包裝運(yùn)輸過程，建議考慮該外部因素，在標(biāo)準(zhǔn)中修改或增加有關(guān)的振動條件。

4 結(jié)語

本文通過比對分析了國內(nèi)外有關(guān)汽車安全氣囊振動試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，提出了這類標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)需要考慮和重視的問題，以期為今后制定更科學(xué)、更合理、更全面且適合我國國情的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系提供一定參考，為保障我國自主品牌的汽車安全氣囊品質(zhì)提供更適合的依據(jù)。

[1] 國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會.道路車輛安全氣囊部件 第2部分：氣囊模塊試驗(yàn)：ISO12097-2:1996[S].1996.

[2] 朱西產(chǎn)，朱彤，邱少波，等.道路車輛安全氣囊部件第2部分：安全氣囊模塊試驗(yàn)：GB/T 19949.2—2005[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[3] 德國大眾汽車集團(tuán).Air Bag Modules (Installation Location： Steering Wheel， Dashboard) Requirements and Test Conditions： VW 82511:2010[S]. 2010.

[4] 上汽股份技術(shù)中心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會.安全氣囊模塊環(huán)境模擬試驗(yàn)方法：SMTC 3470004—2011[S].2011.

[5] 浙江吉利汽車研究院有限公司.駕駛員氣囊技術(shù)條件：Q/JLY J7110349A—2011[S]. 2011.

Analysis and thinking on vibration testing standards of automobile airbags

JiangFeng，MaoLi

Wuxi Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau， Wuxi 214101， China

Both the domestic and foreign vibration testing standards of automobile airbags， as well as the similarities and differences on the testing of vibration performance in these standards were comparatively analyzed. The deficiencies on the formulation of vibration testing in eleven domestic and foreign standards were mainly discussed， and the factors which are needed to be considered during the future formulating and revision process of related standards were given， which would be beneficial to improve the domestic standard system of automobile airbags and standardize the domestic automobile airbags’ market.

airbag， vibration， testing standard

U467.3

A

1004-7093(2017)08-0039-05

3D打印光敏樹脂等多項(xiàng)國際級科技成果落地

安諾其集團(tuán)與上海交通大學(xué)聯(lián)手打造世界級新材料產(chǎn)業(yè)基地并共建知識產(chǎn)權(quán)運(yùn)營平臺

2017年8月18日，安諾其集團(tuán)與上海交通大學(xué)在上海共同召開材料產(chǎn)業(yè)暨科技成果合作發(fā)布會。上海市青浦區(qū)副區(qū)長倪向軍女士，山東省蓬萊市委常委常務(wù)副市長王培歧先生，上海交通大學(xué)先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長劉燕剛先生，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院院長朱新遠(yuǎn)先生及學(xué)科項(xiàng)目帶頭人楊曉慧、童剛生、劉群彥等專家，上海安諾其集團(tuán)董事長紀(jì)立軍先生，以及媒體、投資界人士共120余人出席了發(fā)布會。

發(fā)布會上，安諾其集團(tuán)與山東省蓬萊市政府就打造新材料產(chǎn)業(yè)基地、安諾其集團(tuán)與上海交通大學(xué)知識產(chǎn)權(quán)運(yùn)營平臺合作兩個重點(diǎn)項(xiàng)目簽約，安諾其集團(tuán)與上海交通大學(xué)新材料研發(fā)中心揭牌。發(fā)布會上多個項(xiàng)目的落地，標(biāo)志著安諾其集團(tuán)與上海交通大學(xué)在新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和知識產(chǎn)權(quán)運(yùn)營領(lǐng)域開啟了戰(zhàn)略性合作序幕，這也是安諾其集團(tuán)向新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)軍的重要里程碑。

新材料產(chǎn)業(yè)基地是安諾其與上海交通大學(xué)在山東省蓬萊市共同投資建設(shè)的項(xiàng)目。該項(xiàng)目將依托安諾其上市公司的資本平臺、市場資源、創(chuàng)新管理能力，上海交通大學(xué)已經(jīng)形成系列化的新材料科研成果和支撐未來深化發(fā)展的科研平臺，以及蓬萊市大力支持新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)良環(huán)境，共同開發(fā)、建設(shè)、運(yùn)營新材料產(chǎn)業(yè)基地，通過生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲備一代，形成良性的生產(chǎn)經(jīng)營與科研創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展機(jī)制，在新材料產(chǎn)業(yè)這個新興且前景廣闊的領(lǐng)域，共同打造世界級的高端產(chǎn)業(yè)集群。

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