宋 碩，田國(guó)紅

Song Shuo，Tian Guohong

（遼寧工業(yè)大學(xué) 汽車(chē)與交通工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001）

0 引 言

汽車(chē)碰撞試驗(yàn)最初是在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期為了研究特種車(chē)輛性能而開(kāi)展，不僅試驗(yàn)范圍小，而且試驗(yàn)手段多且不統(tǒng)一。20世紀(jì)70年代，美國(guó)國(guó)家公路安全局建立了一個(gè)第三方碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)，制定了統(tǒng)一的碰撞檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)檢測(cè)可以降低車(chē)禍發(fā)生概率，這一方法很快被日本和歐洲各國(guó)采用。其中，低速碰撞是指車(chē)速低于15 km/h 時(shí)發(fā)生車(chē)輛碰撞。由于車(chē)速較低，撞擊對(duì)駕駛員和乘客損害較小，所以多數(shù)國(guó)家并沒(méi)有制定強(qiáng)制性低速碰撞標(biāo)準(zhǔn)。每年保險(xiǎn)公司會(huì)花費(fèi)大量資金為受損車(chē)輛進(jìn)行維修，通常保險(xiǎn)公司會(huì)參照低速碰撞的評(píng)估結(jié)果調(diào)整各款車(chē)型的保險(xiǎn)費(fèi)用，利用保費(fèi)價(jià)格優(yōu)勢(shì)引導(dǎo)消費(fèi)者選擇具有較高防撞性能和較低維修成本的車(chē)輛。同時(shí)，汽車(chē)廠商通過(guò)優(yōu)化汽車(chē)結(jié)構(gòu)，改善低速時(shí)碰撞穩(wěn)定性，降低車(chē)輛碰撞后的維修成本，提高整車(chē)的性價(jià)比。

1 低速碰撞相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

目前，F(xiàn)MVSS（Federal Motor Vehicle Safety Standards，美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)）PART 581保險(xiǎn)杠試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、ECE（Economic Commission of Europe，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)）R42汽車(chē)前、后端保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)、IIHS（Insurance Institute for Highway Safety，美國(guó)高速公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)）保險(xiǎn)杠測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及RCAR （Research Council for Automobile Repairs，國(guó)際汽車(chē)維修研究理事會(huì)）保險(xiǎn)杠低速碰撞測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是世界上應(yīng)用較為廣泛的車(chē)輛低速碰撞評(píng)估系統(tǒng)[1]。其中，F(xiàn)MVSS PART 581 為美國(guó)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，適用于轎車(chē)；ECE R42 為非強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試結(jié)果為各成員國(guó)提供參考，適用于Ml類車(chē)輛（座位數(shù)不超過(guò)9 座的客車(chē)）；IIHS、RCAR 測(cè)試由第三方機(jī)構(gòu)實(shí)施，測(cè)試結(jié)果直接影響車(chē)輛維修、保險(xiǎn)等方面，對(duì)消費(fèi)者購(gòu)車(chē)具有一定參考價(jià)值。FMVSS PART 581 和ECE R42 是較早制定的低速碰撞標(biāo)準(zhǔn)，其他標(biāo)準(zhǔn)大都在二者基礎(chǔ)上進(jìn)行借鑒或改進(jìn)而成[2]。加拿大強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)CFVSS 215 保險(xiǎn)杠低速碰撞標(biāo)準(zhǔn)參考FMVSS PART 581 制定，但對(duì)被測(cè)車(chē)輛的安全性能提出了更高要求。我國(guó)參考ECE R42 制定了低速碰撞評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)GB 17354—1998《汽車(chē)前、后端保護(hù)裝置》。

1.1 FMVSS

在FMVSS PART 581 評(píng)價(jià)體系中，低速碰撞試驗(yàn)要求如下：車(chē)輛在水平剛性路面停穩(wěn)，保持前輪回正，換擋桿處于空擋，松開(kāi)駐車(chē)制動(dòng)器，輪胎壓力為輪胎生產(chǎn)廠商規(guī)定值；此外，安裝有氣壓、水壓、液壓等懸掛裝置的車(chē)輛，測(cè)試中需保持汽車(chē)生產(chǎn)廠商要求的正常狀態(tài)；試驗(yàn)車(chē)需去除拖車(chē)鉤、牌照及前照燈墊圈，以及與保險(xiǎn)杠相連的牌照燈、霧燈及其他可取下的配件。試驗(yàn)采用擺錘沖擊測(cè)試車(chē)輛，試驗(yàn)規(guī)程包括縱向碰撞和車(chē)角碰撞[3]。

縱向碰撞包括4 個(gè)測(cè)試工況：對(duì)被測(cè)車(chē)輛前、后兩端各進(jìn)行兩次碰撞測(cè)試，碰撞速度均為4 km/h，前一次撞擊線高度為508 mm，后一次撞擊線高度為406.4～508 mm。進(jìn)行碰撞試驗(yàn)時(shí)，碰撞器垂直于地面，撞擊線中點(diǎn)與前一次撞擊線中點(diǎn)間隔305 mm 以上，否則重新布置測(cè)試設(shè)備。每一次撞擊測(cè)試前，測(cè)試車(chē)輛對(duì)準(zhǔn)并接觸測(cè)試設(shè)備，但不移動(dòng)撞擊器的位置，保持車(chē)輛的縱向平面與擺錘撞擊面及其延伸面垂直。每次碰撞測(cè)試至少相隔30 min。

車(chē)角碰撞中，當(dāng)撞擊線高度為508 mm時(shí)，碰撞器分別在車(chē)體前、后兩個(gè)車(chē)角各撞擊一次；當(dāng)撞擊線高度為406.4～508 mm時(shí)，碰撞器撞擊車(chē)體前、后另外兩個(gè)車(chē)角，碰撞速度均為2.5 km/h。試驗(yàn)中碰撞器垂直于地面，測(cè)試車(chē)輛的縱向平面與擺錘撞擊面成60 °夾角[4]。每次碰撞測(cè)試至少相隔30 min。

碰撞試驗(yàn)完成后，要求試驗(yàn)車(chē)的燈光和信號(hào)設(shè)備仍能正常工作，尾門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩及前后車(chē)門(mén)均可正常開(kāi)閉，車(chē)輛散熱和燃料供給系統(tǒng)仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，冷卻管路和燃油管路的密封性保持完好，排氣系統(tǒng)正常工作。汽車(chē)底盤(pán)的制動(dòng)系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力傳輸系統(tǒng)均保持完好并正常運(yùn)行。除前保險(xiǎn)杠及其固定裝置外，其他零件表面不應(yīng)脫落或變形（碰撞30 min 后進(jìn)行檢測(cè)）。除與測(cè)試車(chē)輛有關(guān)的部分之外，其他緊固件和連接件應(yīng)無(wú)損壞或松動(dòng)。此外，壁障除碰撞頭之外，其他部分不能與測(cè)試車(chē)輛有接觸。

1.2 ECE汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)

歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)自20世紀(jì)60年代末開(kāi)始制定汽車(chē)碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)建立起一套比較完善的碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)。ECE汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被大部分歐盟成員國(guó)認(rèn)可，并納入各自的標(biāo)準(zhǔn)體系中，此外，很多國(guó)家在制定低速碰撞標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也會(huì)參照ECE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。ECE R42低速碰撞評(píng)價(jià)體系對(duì)于測(cè)試車(chē)輛和碰撞結(jié)果的要求與FMVSS標(biāo)準(zhǔn)類似：車(chē)輛在水平剛性路面停穩(wěn)，保持前輪回正，換擋桿處于空擋，松開(kāi)駐車(chē)制動(dòng)器，輪胎壓力為廠商規(guī)定值；此外，安裝有氣壓、水壓、液壓等懸掛裝置的車(chē)輛，測(cè)試中需保持汽車(chē)生產(chǎn)廠商要求的正常狀態(tài)[5]。

試驗(yàn)規(guī)程包括縱向撞擊和車(chē)角撞擊。試驗(yàn)采用擺錘沖擊，擺錘基準(zhǔn)高度為445 mm，擺錘質(zhì)量為測(cè)試車(chē)輛的整備質(zhì)量?？v向碰撞包括4個(gè)碰撞工況：兩個(gè)正前方和兩個(gè)正后方，速度均為4 km/h，在每個(gè)方向的兩次碰撞中，一次是在車(chē)輛整備質(zhì)量條件下進(jìn)行，另一次是在加載試驗(yàn)條件下進(jìn)行，并且第一次碰撞未限制碰撞設(shè)備的位置，但第二次碰撞要求碰撞器中心面距離第一次碰撞中心位置應(yīng)大于300 mm。車(chē)角碰撞包括對(duì)一個(gè)前車(chē)角和一個(gè)后車(chē)角各進(jìn)行兩次碰撞，速度均為4 km/h，其中一次是在車(chē)輛空載狀態(tài)進(jìn)行，另一次是在車(chē)輛加載試驗(yàn)狀態(tài)進(jìn)行。

1.3 IIHS低速碰撞標(biāo)準(zhǔn)

IIHS 是美國(guó)著名的車(chē)輛安全性能評(píng)估機(jī)構(gòu)，是一家由美國(guó)汽車(chē)保險(xiǎn)協(xié)會(huì)發(fā)起成立的非營(yíng)利性研究機(jī)構(gòu)。IIHS 主要關(guān)注如何預(yù)防汽車(chē)碰撞事故和降低汽車(chē)在事故中對(duì)人的傷害。IIHS 每年收集大量車(chē)輛碰撞事故數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，其試驗(yàn)方法很獨(dú)特，每年對(duì)歐洲和美洲市場(chǎng)上車(chē)輛進(jìn)行系統(tǒng)性碰撞測(cè)試，據(jù)此評(píng)估車(chē)輛安全性等級(jí)，激勵(lì)汽車(chē)廠商重視汽車(chē)安全方面的研究。

碰撞測(cè)試要求傳動(dòng)裝置處于空擋位置，松開(kāi)駐車(chē)制動(dòng)器，輪胎壓力為廠商規(guī)定值，所有盛裝液體的容器應(yīng)至少滿足容器制造商規(guī)定的最低容量，并將車(chē)牌號(hào)及前、后兩端固定架取下，將拖車(chē)掛鉤取下，除日間行車(chē)燈外，所有車(chē)燈、空調(diào)及音響設(shè)備均關(guān)閉，車(chē)窗打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)罩、尾門(mén)和各車(chē)門(mén)均關(guān)閉但不鎖止，所有后座座位保持原位[6]。

IIHS低速碰撞評(píng)估系統(tǒng)共有4個(gè)測(cè)試工況：（1）測(cè)試車(chē)輛的縱向中心線與壁障垂直,車(chē)輛前保險(xiǎn)杠以8 km/h速度撞擊壁障；（2）測(cè)試車(chē)輛的縱向中心線與壁障垂直，車(chē)輛后保險(xiǎn)杠以8 km/h速度撞擊壁障；（3）壁障與測(cè)試車(chē)輛縱向中心線的角度為60 °，車(chē)輛右前部以8 km/h速度撞擊壁障；（4）壁障柱子與測(cè)試車(chē)輛后保險(xiǎn)杠呈90 °角，車(chē)輛以8 km/h速度撞擊柱子[7]。前3個(gè)工況中壁障為鋼性墻，撞擊時(shí)壁障保持不動(dòng)；第4個(gè)工況中壁障為立柱，立柱長(zhǎng)122 cm、直徑18 cm、屈服應(yīng)力為345 MPa。IIHS會(huì)將試驗(yàn)結(jié)果發(fā)布在其官方網(wǎng)站上。

1.4 RCAR低速碰撞標(biāo)準(zhǔn)

RCAR 創(chuàng)立于1972 年，通過(guò)與各大汽車(chē)廠商對(duì)話和合作，對(duì)車(chē)輛設(shè)計(jì)產(chǎn)生積極影響，從而提高車(chē)輛的安全性，降低車(chē)輛易損性和維修費(fèi)用，幫助保險(xiǎn)公司有效地控制成本[8-9]。RCAR保險(xiǎn)杠碰撞測(cè)試分為靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種，其中靜態(tài)測(cè)試包括對(duì)前、后保險(xiǎn)杠的幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量，動(dòng)態(tài)測(cè)試包括100%正面全寬碰撞、100%追尾全寬碰撞、正面40%偏置碰撞、尾部40%偏置碰撞4種工況[10]。

動(dòng)態(tài)測(cè)試要求測(cè)試車(chē)輛換擋桿處于空擋位置，松開(kāi)駐車(chē)制動(dòng)器，車(chē)門(mén)窗關(guān)閉，轉(zhuǎn)向盤(pán)若能調(diào)節(jié)則調(diào)至中央位置，腳踏板處于標(biāo)準(zhǔn)位置，若可調(diào)節(jié)則置于中間位置，可調(diào)節(jié)頭枕置于最高位置，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于開(kāi)狀態(tài)，但不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，車(chē)輛質(zhì)量為整備質(zhì)量加上1個(gè)75 kg駕駛員假人。

正面40%偏置碰撞所用壁障為固定的剛性壁障，且高于車(chē)頭，測(cè)試車(chē)輛以15 km/h速度撞擊壁障，碰撞位置為駕駛員側(cè)40%處。尾部40%偏置碰撞所用壁障為質(zhì)量（1 400±5）kg臺(tái)車(chē)，其前部撞擊頭為剛性，測(cè)試車(chē)輛與臺(tái)車(chē)縱向呈10 °角，臺(tái)車(chē)以15 km/h速度撞擊車(chē)輛，碰撞位置為乘員側(cè)尾部40%處。100%正面全寬碰撞和100%追尾全寬碰撞所用壁障均為固定的保險(xiǎn)杠壁障，其離地高度為（455±3）mm，壁障中心線與測(cè)試車(chē)輛中心線保持一致，車(chē)輛以10 km/h速度撞擊壁障[11]。

1.5 我國(guó)低速碰撞標(biāo)準(zhǔn)

GB 17354—1998參照ECE R42制定，其試驗(yàn)規(guī)程和ECE R42 基本一致，包括縱向碰撞4 個(gè)工況和車(chē)角碰撞4個(gè)工況[12]。

碰撞測(cè)試時(shí)，車(chē)輛在水平剛性路面停穩(wěn)，保持前輪回正，換擋桿處于空擋，松開(kāi)駐車(chē)制動(dòng)器，輪胎壓力為廠商規(guī)定值；此外，安裝有氣壓、水壓、液壓等懸掛裝置的車(chē)輛，測(cè)試中需保持汽車(chē)生產(chǎn)廠商要求的正常狀態(tài)。

碰撞后，測(cè)試車(chē)輛需滿足以下要求：照明及信號(hào)設(shè)備仍正常工作，或經(jīng)過(guò)常規(guī)調(diào)整后符合規(guī)定要求；發(fā)動(dòng)機(jī)罩、尾門(mén)和各車(chē)門(mén)均能夠正確開(kāi)啟或關(guān)閉；碰撞過(guò)程中，汽車(chē)各門(mén)不能自動(dòng)打開(kāi)；燃油及冷卻系統(tǒng)不能出現(xiàn)任何泄漏或堵塞；汽車(chē)動(dòng)力、排氣、懸掛、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)保持良好狀態(tài)或經(jīng)過(guò)調(diào)整后能夠正常工作。

2 結(jié)束語(yǔ)

隨著汽車(chē)低速碰撞標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，汽車(chē)廠商不斷優(yōu)化汽車(chē)安全技術(shù)，同時(shí)保險(xiǎn)公司通過(guò)為每輛新車(chē)建立量化評(píng)估體系使保費(fèi)更加精細(xì)化。通過(guò)借鑒國(guó)際上汽車(chē)可修復(fù)性、安全性、保險(xiǎn)業(yè)等方面的先進(jìn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，既促進(jìn)了我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，又為我國(guó)消費(fèi)者提升認(rèn)知和促進(jìn)汽車(chē)保險(xiǎn)業(yè)發(fā)展提供指導(dǎo)。