汽車試驗(yàn)學(xué)課件 第8章 汽車可靠性與碰撞試驗(yàn)2

8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)8.3汽車碰撞試驗(yàn)8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述

1.汽車碰撞安全性試驗(yàn)的目的汽車碰撞安全性試驗(yàn)的目的是測試汽車碰撞時(shí)的受力、汽車的強(qiáng)度及損壞，車上人的安全性，為汽車碰撞仿真及強(qiáng)度計(jì)算提供載荷數(shù)據(jù)，為提高汽車強(qiáng)度、減少損壞提供試驗(yàn)依據(jù)，為提高上人的安全性，及在汽車碰撞事故中最大可能地避免或減輕對車內(nèi)乘員造成的傷害，確保乘員的生存空間，提供試驗(yàn)依據(jù)；為防止碰撞產(chǎn)生火災(zāi)、油的泄漏等提供試驗(yàn)依據(jù)。8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述

2.汽車碰撞試驗(yàn)分類

根據(jù)汽車碰撞試驗(yàn)的方法，汽車碰撞試驗(yàn)可以分為實(shí)車碰撞試驗(yàn)，汽也車模擬碰撞試驗(yàn)和臺(tái)架碰撞試驗(yàn)。

根據(jù)汽車的能量來源，汽車碰撞試驗(yàn)可以分為燃油汽車碰撞試驗(yàn)和電動(dòng)汽車碰撞試驗(yàn)等。燃油汽車碰撞試驗(yàn)是指燃油汽車的碰撞試驗(yàn)。電動(dòng)汽車碰撞試驗(yàn)是電動(dòng)汽車的碰撞試驗(yàn)。在執(zhí)行汽車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的汽車碰撞安全性試驗(yàn)中，根據(jù)GB11551-2014《汽車正面碰撞的乘員保護(hù)》，開展燃油汽車正面碰撞試驗(yàn)；根據(jù)GB20071-2006《汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)》，開展燃油汽車側(cè)面碰撞試驗(yàn)；根據(jù)GB/T37337-2019《汽車側(cè)面柱碰撞的乘員保護(hù)》，開展汽車側(cè)面碰撞試驗(yàn)；根據(jù)GB20072-2006《乘用車后碰撞燃油系統(tǒng)安全要求》，開展燃油汽車追尾碰撞試驗(yàn)；根據(jù)GB/T31498-2021《電動(dòng)汽車碰撞后安全要求》，開展純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的碰撞試驗(yàn)。8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述

3.汽車碰撞試驗(yàn)中的假人汽車碰撞試驗(yàn)中的假人是用于評價(jià)碰撞安全性的標(biāo)準(zhǔn)人體模型。

在假人身上裝備有傳感器，可用于測量人體各部位的加速度、負(fù)荷、擠壓變形量等。通過對這些物理量的分析、處理可以定量地衡量汽車產(chǎn)品的碰撞安全性。當(dāng)假人處于模擬的碰撞事故條件下，它的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)與相應(yīng)的人體也十分相近。圖8-2汽車碰撞試驗(yàn)中的假人8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述

按人體類型不同，假人可分為成年人假人和兒童假人。成年人假人按體型大小又分為中等身材男性假人、小身材女性假人和大身材男性假人。在汽車碰撞試驗(yàn)中最常用到的是中等身材假人。

根據(jù)碰撞試驗(yàn)不同，假人又可分為正面碰撞假人、側(cè)面碰撞假人、后面碰撞假人及行人保護(hù)等試驗(yàn)用假人，分別用于正面碰撞、側(cè)面碰撞、后面碰撞及行人保護(hù)等試驗(yàn)，前三種為坐姿假人，后一種為站姿假人。圖8-3汽車碰撞試驗(yàn)中不同類型的假人8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述

汽車碰撞試驗(yàn)中不同類型的假人8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述圖8-4假人坐在車內(nèi)參與汽車碰撞試驗(yàn)8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述

假人參與汽車碰撞試驗(yàn)8.3.1汽車碰撞安全性試驗(yàn)概述

假人參與汽車碰撞試驗(yàn)8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

1.正面碰撞試驗(yàn)正面碰撞試驗(yàn)的方法是將試驗(yàn)車輛固定在滑車上，滑車帶動(dòng)試驗(yàn)車輛加速到500-2km/h的碰撞速度，然后與固定壁障進(jìn)行碰撞，也可以更高的速度進(jìn)行正面碰撞試驗(yàn)。

在試驗(yàn)車輛的每個(gè)前排外側(cè)座椅上安放假人，并對假人進(jìn)行測試。在試驗(yàn)過程中，車門不得開啟。在碰撞過程中，燃油供給系統(tǒng)不發(fā)生泄漏。

圖8-5汽車正面碰撞試驗(yàn)8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)汽車正面碰撞試驗(yàn)和固定壁障8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)汽車正面碰撞試驗(yàn)的滑車8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

在試驗(yàn)車輛的前端，可安裝壓力傳感器，測量試驗(yàn)車輛在碰撞中的受力。測試設(shè)備加速度傳感器應(yīng)安裝在車身地板、車架或者車身部件上，但不能安裝在有變形或振動(dòng)的位置；車速測量應(yīng)在固定壁障之前進(jìn)行；攝影測量應(yīng)在車輛側(cè)面、上面、底面進(jìn)行，并配相應(yīng)的燈光、照明。另外在車廂內(nèi)部還應(yīng)安裝一個(gè)耐沖擊的攝像機(jī)，以記錄乘員的運(yùn)動(dòng)。

固定壁障由鋼筋混凝土制成，寬度不小于3m，高度不小于1.5m，壁障厚度應(yīng)保證其質(zhì)量不低于7×l04

kg。壁障前表面應(yīng)鉛垂，其法線應(yīng)與車輛直線行駛方向呈0o夾角，且壁障表面應(yīng)覆以20mm±1mm厚、狀態(tài)良好的膠合板。如果有必要，應(yīng)使用輔助定位裝置將壁障固定在地面上，以限制其位移，形成固定壁障。圖8-6汽車正面的運(yùn)動(dòng)方向和固定壁障8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

2.側(cè)面碰撞試驗(yàn)側(cè)面碰撞試驗(yàn)的方法是將試驗(yàn)車輛靜止在移動(dòng)變形壁障的正前方，移動(dòng)變形壁障駛向試驗(yàn)車輛，加速到50±1km/h并保持穩(wěn)定的速度，然后與試驗(yàn)車輛進(jìn)行碰撞，也可以更高的速度進(jìn)行側(cè)面碰撞試驗(yàn)，汽車側(cè)面碰撞試驗(yàn)如圖8-7所示。

在試驗(yàn)車輛的座椅上安放假人，并對假人進(jìn)行測試。在試驗(yàn)過程中，車門不得開啟。在碰撞過程中，燃油供給系統(tǒng)不發(fā)生泄漏；在碰撞后，如果燃油供給系統(tǒng)發(fā)生泄漏，泄漏速度不超過30g/min。在試驗(yàn)車輛的側(cè)面碰撞處，可安裝壓力傳感器，測量試驗(yàn)車輛在碰撞中的受力。移動(dòng)變形壁障安裝加速度傳感器，測量移動(dòng)變形壁障的速度、加速度和位移。在試驗(yàn)車輛的碰撞側(cè)面的四周、試驗(yàn)車輛的內(nèi)部、移動(dòng)變形壁障上安裝攝像機(jī)或高速攝像機(jī)，并配相應(yīng)的燈光、照明，攝影側(cè)面碰撞試驗(yàn)過程，通過攝影圖像，分析側(cè)面碰撞中試驗(yàn)車輛的損壞、人的安全性。圖8-7汽車正面碰撞試驗(yàn)和固定壁障8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

移動(dòng)變形壁障或稱移動(dòng)壁障如圖8-8所示，由碰撞塊和移動(dòng)車組成，總質(zhì)量為950kg±20kg，重心在縱向中垂面10mm內(nèi)，距前軸1000mm±30mm，距500mm±30mm。碰撞塊由6個(gè)獨(dú)立的蜂窩狀鋁塊、兩個(gè)前鋁面板和一個(gè)后鋁面板組成，蜂窩狀鋁塊在前鋁面板和后鋁面板之間。碰撞塊前表面與壁面障重心距離為2000mm±30mm，碰撞塊前表面下邊緣離地間隙為300mm±5mm。移動(dòng)車的前、后輪距為1500mm±10mm，軸距為3000mm±10mm。圖8-8移動(dòng)變形壁障8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

3.汽車側(cè)面柱碰撞試驗(yàn)汽車側(cè)面柱碰撞試驗(yàn)的方法是將試驗(yàn)車輛沿碰撞速度矢量方向，以3210km/h的速度撞向碰撞剛性柱并在碰撞的0.5s內(nèi)保持穩(wěn)定，第一次接觸的加速度不超過1.5m/s2。左側(cè)面柱碰撞試驗(yàn)如圖8-9所示，左側(cè)碰撞角度示意圖如圖8-10所示。當(dāng)試驗(yàn)車輛與碰撞剛性柱發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞剛性柱表面中心線應(yīng)控制在與碰撞基準(zhǔn)線，且分別距離碰撞基準(zhǔn)線25mm的兩垂直平面形成的接觸區(qū)域內(nèi)。對于試驗(yàn)車輛寬度不大于1.5m的車輛，其碰撞速度為2610km/h。圖8-9左側(cè)面柱碰撞試驗(yàn)8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)碰撞剛性柱是一個(gè)垂直的、不能變形的剛性結(jié)構(gòu)，其最下端不能高于基準(zhǔn)姿態(tài)下車輛碰撞側(cè)輪胎最低點(diǎn)之上102mm，上端延伸距離至少在測試車輛預(yù)期最高點(diǎn)之上，柱體直徑254mm±6mm，并與支撐架表面分開。測試車輛與剛性柱開始接觸的100ms內(nèi)，不與支撐架表面接觸。圖8-10左側(cè)碰撞角度示意圖8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

碰撞基準(zhǔn)線位于試驗(yàn)車輛的碰撞側(cè)，是車輛外表面與通過假人頭部重心垂直平面的交叉線，左側(cè)碰撞基準(zhǔn)線示意圖如圖8-11所示。試驗(yàn)車輛可固定在滑車上，滑車帶動(dòng)試驗(yàn)車輛加速到3210km/h的碰撞速度，然后與側(cè)面柱碰撞。在試驗(yàn)車輛的座椅上安放假人，并對假人進(jìn)行測試。在試驗(yàn)過程中，車門不得開啟。在碰撞過程中，燃油供給系統(tǒng)不發(fā)生泄漏；如果燃油供給系統(tǒng)發(fā)生泄漏試驗(yàn)車輛開始接觸碰撞剛性柱后的5min內(nèi)，其泄漏不大于142g；在隨后的25min內(nèi)，泄漏速度不大于28g/min。在碰撞剛性柱前方試驗(yàn)車輛的側(cè)面，可安裝壓力、力傳感器，測量試驗(yàn)車輛在碰撞中的受力。測試設(shè)備加速度傳感器應(yīng)安裝在車身地板、車架或者車身部件上，但不能安裝在有變形或振動(dòng)的位置；車速測量應(yīng)在側(cè)面柱碰撞之前進(jìn)行；攝影測量應(yīng)在車輛側(cè)面、上面、底面進(jìn)行。另外在車廂內(nèi)部還應(yīng)安裝一個(gè)耐沖擊的攝像機(jī)，以記錄乘員的運(yùn)動(dòng)。圖8-11左側(cè)碰撞基準(zhǔn)線示意圖8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

4.追尾碰撞試驗(yàn)汽車追尾碰撞試驗(yàn)方法是采用移動(dòng)壁障等碰撞裝置與試驗(yàn)車輛后部碰撞的方式，模擬與另一行駛車輛發(fā)生后碰撞的情況。

汽車追尾碰撞試驗(yàn)如圖8-12所示，碰撞裝置是移動(dòng)壁障。試驗(yàn)時(shí)，碰撞裝置以50km/h±2km/h的速度與試驗(yàn)車輛后部碰撞。圖8-12汽車追尾碰撞試驗(yàn)8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)移動(dòng)壁障為剛性結(jié)構(gòu)，固定在移動(dòng)車的前部，與移動(dòng)變形壁障的碰撞塊類似。移動(dòng)車與碰撞裝置的總質(zhì)量為1000kg±20kg。碰撞裝置的表面為平面，寬度不小于2000mm，高度不小于800mm，其棱邊賀角半徑40mm～50mm，碰撞表面下邊緣距離地面高度175mm±25mm，表面裝有厚度為20mm的膠合板。圖8-12汽車追尾碰撞試驗(yàn)8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

在試驗(yàn)車輛的座椅上安放假人，并對假人進(jìn)行測試。在試驗(yàn)過程中，車門不得開啟。在碰撞過程中，燃油供給系統(tǒng)不發(fā)生泄漏；在碰撞試驗(yàn)以后，如果燃油供給系統(tǒng)發(fā)生連續(xù)泄漏，試驗(yàn)車輛開始接觸碰撞移動(dòng)壁障后的前5min內(nèi)，其泄漏不大于30g/min；不發(fā)生燃油的燃燒。

在試驗(yàn)車輛的尾部，可安裝壓力、力傳感器，測量試驗(yàn)車輛在碰撞中的受力。測試設(shè)備加速度傳感器應(yīng)安裝在車身地板、車架或者車身部件上，但不能安裝在有變形或振動(dòng)的位置；車速測量應(yīng)在側(cè)面柱碰撞之前進(jìn)行；攝影測量應(yīng)在車輛側(cè)面、上面、底面進(jìn)行。另外在車廂內(nèi)部還應(yīng)安裝一個(gè)耐沖擊的攝像機(jī)，以記錄乘員的運(yùn)動(dòng)。8.3.2實(shí)車碰撞試驗(yàn)

5.純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車的碰撞試驗(yàn)

對于M1類及最大總設(shè)計(jì)質(zhì)量不大于2500kg的N1類以及多用途貨車中帶有B級(jí)電壓電路的純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車的正面碰撞，按本節(jié)介紹正面碰撞試驗(yàn)的方法進(jìn)行。對于M1類及N1類汽車中帶有B級(jí)電壓電路的純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車的側(cè)面碰撞和追尾碰撞，分別按本節(jié)介紹側(cè)面碰撞和追尾碰撞試驗(yàn)的方法進(jìn)行。從碰撞結(jié)束起至30min時(shí)間內(nèi)，不應(yīng)有電解液從REESS中溢出到乘員艙，不應(yīng)有超過5.0L的電解液從REESS中溢出，如無法區(qū)分電解液與其他液體，則所有液體都應(yīng)計(jì)入；REESS不應(yīng)爆炸、起火。試驗(yàn)車輛充滿電后進(jìn)行碰撞試驗(yàn)。習(xí)題8-1簡述按可靠性試驗(yàn)的方法分類。8-2簡述常規(guī)可靠性試驗(yàn)中試驗(yàn)道路的選擇方法。8-3簡述常規(guī)可靠性試驗(yàn)的方法。8-4簡述設(shè)計(jì)加速可靠性行駛試驗(yàn)規(guī)范的方法。8-5簡述加速可靠性試驗(yàn)的方法。8-6簡述電動(dòng)汽車的高溫試驗(yàn)項(xiàng)目。8-7簡述汽車在高寒地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性行駛試驗(yàn)項(xiàng)目。8-8簡述汽車碰撞安全性試驗(yàn)的目的。8-9簡述汽車正面碰撞試驗(yàn)的方法。習(xí)題8-10簡述汽車側(cè)面碰撞試驗(yàn)的方法。8-11簡述純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車的碰撞試驗(yàn)的方法。8-12