移動行李對前排座椅沖擊試驗(yàn)研究

李勛

摘 要：對國標(biāo)GB15083和歐標(biāo)ECE R17中關(guān)于行李位移乘客防護(hù)裝置的試驗(yàn)方法進(jìn)行分析，可知國標(biāo)GB15083中沒有移動行李對前排座椅沖擊試驗(yàn)的相關(guān)法規(guī)要求。進(jìn)行前排座椅行李防護(hù)驗(yàn)證試驗(yàn)，對比結(jié)果，得出移動行李對前排座椅沖擊試驗(yàn)結(jié)果的影響因素，同時提出相關(guān)改進(jìn)方向，為前排座椅設(shè)計(jì)和性能分析提供參考。

關(guān)鍵詞：移動行李；前排座椅；沖擊試驗(yàn)

中圖分類號：U463.83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-2550（2017）04-0088-04

Abstract： The test procedure for devices intended to protect the occupants against displacement of luggage indicates that GB15083 lacks the requirements on the impact test of the displacement of luggage to the front seat， compared with ECE R17.The result of the validation test of the front seat to luggage retention shows the factors affecting the test result. At the same time， the improvement direction is put forward and it provides a reference for design and performance analysis of the front seat.

Key Words： displacement of luggage； front seat； impact test

1 引言

隨著我國汽車保有量的不斷增長，道路交通事故頻發(fā)，汽車的安全問題得到社會越來越多的關(guān)注。汽車廠商為了滿足消費(fèi)者對于車輛儲物空間的需求，將后排座椅靠背設(shè)計(jì)成可以向前折疊放平，增加了儲物空間。在汽車發(fā)生前部碰撞時，放置于后排座椅靠背上的未固定物品會對前排座椅產(chǎn)生巨大沖擊，從而對乘員和駕駛員造成傷害[1]。在這些事故中，座椅作為減少損傷的安全部件對乘員起到了決定性的保護(hù)作用[2]。根據(jù)ECE R17的要求[3]，汽車后排座椅必須要進(jìn)行行李箱碰撞試驗(yàn)，來驗(yàn)證后排座椅在汽車前撞工況下的安全性；另外，在最后排座椅可以移出或者折疊的情況下，必須對前一排座椅也要進(jìn)行行李箱碰撞試驗(yàn)，保證在前撞工況下，前排乘員空間的安全[4]。 而我國汽車強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 15083-2006《汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強(qiáng)度要求和試驗(yàn)方法》附錄F《行李位移乘客防護(hù)裝置的試驗(yàn)方法》[5] 中，只對后排座椅進(jìn)行考核，因此，移動行李對前排座椅沖擊的研究也已經(jīng)得到越來越多的重視。根據(jù)全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會車身分技術(shù)委員會“汽車座椅相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組第三次會議紀(jì)要”（車身分標(biāo)委秘字【2015】6號）的要求，GB15083-201X修訂工作組已經(jīng)開展前排座椅行李沖擊性能驗(yàn)證試驗(yàn)。

2 移動行李對前排座椅沖擊試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)條件

（1）試驗(yàn)樣塊：采用類型1剛性試驗(yàn)樣塊：18kg（300mm×300mm×300mm，邊棱倒角均為20mm）；擺放位置：放在前排座椅正后方或盡可能接近正后方的位置，距前排靠背200mm；

（2）座椅位置：滑軌位置：最后往前一格或者10mm；高調(diào)位置：最低；靠背位置：23°；頭枕位置：最高；

（3）試驗(yàn)曲線：不小于20g水平縱向加速度，持續(xù)時間不少于30ms，速度為48-50km/h，試驗(yàn)行李塊設(shè)置示意圖如圖1所示：

2.2 試驗(yàn)要求

為簡化統(tǒng)計(jì)表內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)要求條目以編號表示，編號與標(biāo)準(zhǔn)要求對應(yīng)關(guān)系參考表1：

3 移動行李對前排座椅沖擊驗(yàn)證試驗(yàn)

在國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（襄陽）共進(jìn)行了四次驗(yàn)證試驗(yàn)，共3種類型座椅，T1型、T2型、T3型座椅駕駛員席位均為6向手動可調(diào)，靠背雙調(diào)；T1型座椅乘員席位為4向手動可調(diào)，靠背單調(diào)，T2型和T3型乘員為4向手動可調(diào)，靠背雙調(diào)。其中T1型、T3型座椅在模擬工裝上進(jìn)行了一次前排座椅行李箱沖擊試驗(yàn)，T2型座椅分別在模擬工裝和車身上進(jìn)行了對比試驗(yàn)。對于T1型座椅，試驗(yàn)樣塊擺放在傾角為1.78°的后排模擬工裝上，T2、T3型座椅試驗(yàn)樣塊擺放的傾角為10.12°。試驗(yàn)前后對比圖如圖3-6所示， 試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

四次試驗(yàn)的臺車加速度曲線如下圖2所示，減速前的車體自由速度分別為49.3km/h、49.2km/h、49.2km/h、49.3km/h，均符合要求。

從上表中可以看出，T1型、T3型座椅均不符合要求，在前排行李箱沖擊過程中，行李塊放置于傾角為1.76°的后排模擬架上，而T1型乘員座椅是靠背單調(diào)，相對于雙調(diào)來說，強(qiáng)度不足，故靠背直接傾倒；而對于T3型座椅，雖然是靠背雙調(diào)，但是其行李塊放在傾角為10.12°的后排模擬架上，行李塊主要撞擊座椅上半部分，這對調(diào)角器的強(qiáng)度以及靠背骨架的強(qiáng)度提出了更高的要求，故駕駛員座椅在B-2項(xiàng)，乘員座椅在B-1、B-2項(xiàng)不符合要求。T2型座椅分別在模擬工裝和車身上進(jìn)行了對比試驗(yàn)，從結(jié)果中可知，都符合要求。相對于模擬工裝來說，由于車身存在制造誤差，且兩次試驗(yàn)加速度曲線也有細(xì)微差異，因此在B-1、B-2項(xiàng)上存在誤差，但不影響試驗(yàn)結(jié)果。

4 移動行李對前排座椅沖擊試驗(yàn)分析

下表是各大檢測機(jī)構(gòu)、座椅廠、主機(jī)廠所進(jìn)行的18次前排座椅行李防護(hù)試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果（如表3）、分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果（如表4）。

從座椅席位來看，駕駛員和乘員的合格率相差不大，分別為23.53%，27.78%；從車型合格率來看，只有3臺車輛合格，轎車合格率最高，為23.08%，SUV、MPV均不合格；從標(biāo)準(zhǔn)要求分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，A項(xiàng)合格率和C項(xiàng)合格率最高，B-2項(xiàng)合格率最低。

在A項(xiàng)中，共有4次試驗(yàn)不合格，分別為2臺SUV、1臺轎車、1臺MPV，其中2臺SUV高調(diào)機(jī)構(gòu)均失效，MPV靠背直接傾倒，高調(diào)機(jī)構(gòu)和調(diào)角器的失效是造成A項(xiàng)不合格的主要原因，由于高調(diào)機(jī)構(gòu)是平行四邊形結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差，因此在沖擊過程中，若設(shè)計(jì)不合理或者強(qiáng)度不夠，容易導(dǎo)致失效。調(diào)角器失效是靠背直接傾倒的直接原因，因此選擇質(zhì)量更好強(qiáng)度更高，或者雙調(diào)角器結(jié)構(gòu)比較合理。

在B項(xiàng)中，B-2項(xiàng)合格率最低，其中駕駛員和乘員的合格率分別為23.53%、33.33%，在前排行李箱沖擊試驗(yàn)中，頭枕部分相對于座椅R點(diǎn)前方的位移量比較容易超過150mm。從國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（襄陽）汽車碰撞試驗(yàn)室所做的多次抗移動行李防傷害試驗(yàn)來看，對于有頭枕的座椅，B-1項(xiàng)不合格而B-2項(xiàng)合格的概率較低，這18次試驗(yàn)中，所有B-1項(xiàng)不合格的，B-2項(xiàng)也不合格，這是因?yàn)樽慰勘巢糠趾皖^枕部分相對于座椅R點(diǎn)前方的位移量限值相差只有50mm，而在碰撞過程中，頭枕部分最大位移處相對于靠背最大位移處的距離均大于50mm。而導(dǎo)致B項(xiàng)不合格的最主要原因在于，座椅靠背變形過大，甚至調(diào)角器失效，靠背直接傾倒。經(jīng)對比前排行李箱和后排行李箱沖擊可知，前排座椅沒有靠背鎖，且行李塊的撞擊位置偏上，這就對座椅靠背的強(qiáng)度以及調(diào)角器的強(qiáng)度提出了更高的要求，單調(diào)機(jī)構(gòu)的座椅更難達(dá)到要求，

在C項(xiàng)中，主要是由于靠背直接傾倒或者變形過大，行李塊飛到前排，這是最惡劣的情況，行李塊可能直接撞擊到前排乘員和駕駛員，導(dǎo)致受傷。

在前排行李箱沖擊試驗(yàn)中，高調(diào)機(jī)構(gòu)失效、調(diào)角器失效以及靠背變形過大是導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不合格的主要原因，因此主機(jī)廠應(yīng)對前排座椅在這三個方面進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到要求。

5 結(jié)束語

通過進(jìn)行前排座椅行李防護(hù)驗(yàn)證試驗(yàn)，可以看出試驗(yàn)合格率非常低，這對前排座椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。經(jīng)過試驗(yàn)對比分析，得出高調(diào)機(jī)構(gòu)、調(diào)角器、靠背強(qiáng)度是前排座椅改進(jìn)的主要方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]ECE Reg.17-Rev.4-Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regards to the seats， their anchorages and any head restraints[S]. Geneva：ECE， 2002：17-18.

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[5]GB15083-2006， 汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強(qiáng)度要求和試驗(yàn)方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2007.