中美碰撞标准对比与分析

作者：

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 摘 要：伴随着车速的不断提升，汽车的碰撞安全性已成为全球高度关注的问题。文章对中美两国汽车的正面碰撞标准、侧面碰撞标准以及给乘客带来的伤害差异进行了对比分析，从中可以认识到中国和美国标准的差距，指出中国汽车碰撞标准仍相对落后和宽松；同时考虑到我国和欧美国家人体体型和体质的差异，在伤害标准方面，我们应当继续坚持对欧美伤害标准有差异的参考。 汽车作为一种交通工具，在给人们生活带来便利的同时，也带来了安全隐患。伴随着科技的发展，车速也越来越快，从而给人们的安全和财产带来了更大的伤害。因此，汽车的安全性是汽车厂商、消费者及政府部门高度关注的问题。自从20世纪90年代《汽车正面碰撞乘员保护的设计规则》的颁布到2007-07-01，《汽车侧面碰撞的乘员保护》的正式实施，标志着我国标准的法规已经越来越全面，已初步建立了汽车正面碰撞、侧面碰撞以及后碰撞三位一体的汽车碰撞国家强制性标准体系。 国际上实车碰撞试验法规主要有美国的FMVSS和欧盟的ECE2大体系，其他国家的技术法规大多是参照上述2个法规体系制定的。例如中国的碰撞标准就是参考欧盟ECE标准制定的。碰撞试验按照碰撞方式的不同大致可分为：正面碰撞、侧面碰撞、后方碰撞及动态翻滚等。笔者依据对美国的FMVSS208(美国联邦车辆标准安全法规)的研究和自身对中国碰撞标准法规的理解，仅就正面碰撞、侧面碰撞以及给乘客带来的伤害进行对比分析，希望能让读者对碰撞标准有更深刻的理解。 1、典型的碰撞形式 1.1正面碰撞 根据美国统计资料显示，大约70%的碰撞事故发生于车辆前方，因此车辆正面碰撞将是极具意义和代表性的碰撞试验。制定汽车正面碰撞标准，成了政府相关部门首要考虑的。 美国的FMVSS208规定，一辆汽车纵向行驶速度≥48km／h，撞到一个垂直于汽车行驶路线的刚性障碍，行驶路线和垂直障碍所成角度不超过30°(如果细分的话，美国标准又分为系安全带和不系安全带2种，具体规定略有不同)；我国的汽车正面碰撞标准GBll551-2003《乘用车正面碰撞的乘员保护》规定，汽车以50km／h的速度完全正面撞在障碍物上，车头的受力面为100%。中美标准具体不同要求参看表1。 这里需要指出的是，碰撞角度方面，中国、欧洲和美国碰撞法规是不一样的，中国标准要求100%的作正面碰撞，而美国则规定不大于30°的碰撞角度，参考图1和图2。 1.2侧面碰撞 侧面碰撞事故比率低于正面碰撞事故，但由于我国城市道路的交叉路口以平面交叉为主，且车体侧面所能提供的溃缩缓冲区远小于汽车正面，所以侧面碰撞是我国发生频率较高，造成严重伤亡人数较多的交通事故形式。 美国侧面碰撞试验方法，是以48km／h速度行驶车辆与24km／h速度行驶车辆发生相互碰撞为基础；可变形壁的行走方向与静止的试验车成270°夹角；碰撞面与试验车侧面垂直，冲击位置为可变形壁纵向中心线与车辆轮距中心前940mm的参考线重合。中国侧碰撞试验方法中，试验车辆静止不动，移动变形壁以50km／h速度撞击试验车辆；可变形移动壁的行走和冲击面都与试验车的侧面垂直，冲击位置为可变形壁的纵向中心线与被试验车前排座椅设计只点。具体碰撞的部位以及角度参照图3和图4。 2、中美碰撞法规伤害标准 正面碰撞测试中，中国使用的是2个HYBRID Ⅲ(正面碰撞假人)第50百分位男性；美国使用的也是HYBRID Ⅲ(正面碰撞假人)第50百分位男性。 侧面碰撞试验中，美国和中国所用的侧碰撞假人分别为SID假人和EUROSID-假人。虽然二者都是在HYBRID Ⅲ(正面碰撞假人)的基础上进行并采用了HYBRID Ⅲ的一些部件，但他们在构造上存在很大差异。由于这2种假人构造上的差异导致二者在碰撞伤害值评定方面不一样。 美国认为侧面碰撞对人体伤害最重的是胸部，其次是腰部，因而采用了胸部伤害指标和腰部伤害指标。对于胸部伤害指标TTI，是通过肋骨和脊椎加速度值计算出来的，而腰部伤害指标是通过臀部加速度计算出来的。中国的侧碰撞法规试验方法草案中，通过交通事故分析，认为对乘员头部、胸部、腹部以及腰部的伤害较为重要。因而在乘员伤害评定指标中，采用了头部HPC、胸部变形量及变形率、腹部载荷及腰部载荷这几项指标。 2.1头部伤害 在交通事故中，头部伤害是最重要的伤害形式。美国缅因州立大学于1960年提出WSTC曲线，后几经修改，最终决定采用下述HIC计算公式作为头部伤害界限的基准： HIC=1000作为头部冲击伤害的安全界限，据测定当HIC值为1000时，发生恶性头骨骨折的概率相当于33%。我国的国家标准GB／T11551-1989《汽车乘员碰撞保护》也将此值作为防止乘员受伤的标准要求。 2.2颈部伤害 在颈部伤害指标方面，由于复杂的运动学以及脊椎和上胸椎皆为非均质性结构，因此要了解颈部受伤的规范比头部要困难得多。目前美国FMVSS208所引用的颈部伤害标准，包括轴向负载(压力或张力)、剪力(垂直于颈部的力量)以及横向的力矩(弯曲或伸展)等3组力量作为量化的指标。但由于人类体形差异极大，主要的量化标准均以美国50%男性为标准，其中横向力矩的承受水准，男性的颈部伤害承受伸展力矩的标准为57N·m，而弯曲力矩则为190N·m，轴向压力最大的忍受极限值为4000N，在轴向的张力与横向的剪力承受方面，张力的忍受程度是3300N，而建立的忍受程度是3000N； 至于FMVSS208所采用的凡颈部伤害标准，为一混合的颈部伤害指标。其中i代表轴向负载(张力或压力)，j代表弯曲力矩(弯曲或伸展)，经排列组合后共有： 根据以上公式，可计算出颈部受力期间凡对时间的变化曲线，目前法规所定的凡临界值上限为1.0，也就是说无论哪一种指标超过1.0，就表示颈部已经受到损伤。 2.2胸部伤害 在交通事故中，驾驶员常因胸部与方向盘碰撞而受伤。美国碰撞伤害标准规定：胸部测试仪的输出加速度计算结果不应超过60g，除了积累的时间间隔不超过3ms的情况；胸骨和脊骨之间有压缩的偏差不应超过76mm；沿轴的方向从大腿传来的力不应超过10kN。 然而，除了胸部加速度方面，中国碰撞伤害标准没有具体要求外，其他规定与美国碰撞伤害标准基本相同，详见表2。 3、结论 我国的汽车碰撞标准大部分是参照欧洲ECE法规制定的，通过和美国标准对比可以看出，中国汽车碰撞标准仍相对落后和宽松，但近年来一系列碰撞法规的颁布是中国汽车安全体系同国际接轨的标志。 考虑到我们国家和欧美国家人体体型和体质的差异，在伤害标准方面，我们应当继续坚持对欧洲伤害标准有差异的参考。今后，我们要立足于中国国情，制定更加合理和科学的碰撞法规，进一步完善我国的汽车安全标准体系，使之更好的促进中国汽车业的发展。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/4/2007)