再出狠招

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  随着汽车安全技术的进步,如今大部分车型在NCAP正面碰撞试验中都能获得高分。但交通事故统计显示:正面碰撞事故仍是导致乘员死亡的主要原因之一,其造成的死亡人数占车祸死亡总人数的近一半。针对此情况,IIHS出了一计‘狠招’——推出了一项非常苛刻的正面碰撞试验项目,这样一来,汽车生产厂家又该如何接招呢?
  IIHS(美国道路安全保险协会)是一家专注于对汽车安全性进行评价的测试机构,它一向以严格、苛刻的碰撞试验标准而著称,追尾碰撞、低速碰撞和车顶强度测试都是IIHS最早提出并实施的安全试验项目,现在已经成为汽车厂家在车型设计中重要的安全基准。最近IIHS又推出了一项全新的碰撞试验项目:正面25%重叠偏置碰撞。这是一项具有典型意义的试验形式,IIHS在壁障设计、评价标准方面都进行了系统专业的研究,对于提高车辆的安全性具有非常明显的促进作用,因此未来极可能发展为一项主流的正面碰撞试验项目。本文主要对这一全新试验形式的提出背景、试验形式、评价标准及得分难点加以分析。
  源自真实事故统计的新测试项目
  正面碰撞事故是一种最为常见的事故类型,每年都会因此导致大量的乘员重伤乃至死亡。为了提高车辆在正面事故中对乘员的保护水平,世界各国的NCAP测试中都有正面碰撞试验,比如NHTSA(美国高速公路安全管理局)采用的是正面100%重叠刚性壁障碰撞试验,IIHS和Euro NCAP采用的是正面40%可变形壁障碰撞试验(IIHS之前称为“Frontal Offset Test”,现称为“Moderate Overlap Test”)。
  随着汽车安全技术的进步,大部分测试车型都能在这些试验项目中获得比较高的分数。以NHTSA 2008年的测试为例,95%的测试车型都能获得4星级或5星级成绩; IIHS测试中91%的测试车型在正面碰撞中都能获得最高的“Good”级评价。但IIHS的事故统计数据显示,这些在正面碰撞试验中表现出色的车型在实际交通事故中仍然无法避免乘员重伤或死亡。其中正面碰撞事故每年都会导致数千人死亡,占因车祸死亡人数的近一半,那么问题究竟出在哪里呢。
  IIHS通过对实际交通事故的统计发现,完全重叠正面100%碰撞在实际交通事故中所占比例仅为6%,但因为NCAP较早引入了这种碰撞形式,因此对车型的安全设计尤其是约束系统的匹配起到了很大的促进作用;小型车与大货车的追尾事故所占比例为14%,目前关于这种事故类型的研究还在进行中,通过强制要求大货车加装后部防撞护栏可以有效减轻这种事故类型所造成的伤害。中央碰撞(Center impact,如撞树等)在实际交通事故中所占比例为19%。这种碰撞形式通常都有一个不同类型的前碰撞,因此实际伤害很难在试验室进行再现。
  在实际正面碰撞事故中所占比例最高的是正面40%重叠碰撞(Moderate Overlap),所占比例为24%,这种碰撞形式实际造成的伤害程度远大于试验室模拟的情况,因此IIHS准备在未来提高该项试验的得分难度。此外,还有一种比较常见的正面碰撞事故为小区域重叠碰撞(Small Overlap Frontal Crash),它所占的比例也是24%,这种事故中车身结构的侵入变形是导致乘员伤害的根本原因,此时车身前端的吸能结构几乎不能发挥保护作用。通过对这种事故类型的研究未来可以很好的改进新车型的耐撞性。
  IIHS新碰撞项目的诞生过程
  IIHS通过对实际交通事故的深入分析发现,正面小区域重叠碰撞主要有3种事故形式:车辆前端撞到树或电线杆的柱碰、两车呈一定角度迎面相撞的斜碰、两辆车平行的小区域重叠碰撞。针对这3种主要的碰撞形式,IIHS设计开发了4种碰撞壁障:Flat50(采用直径为50mm的平面壁障,试验车辆前端20%重叠碰撞)、Flat150(采用直径为150mm的平面壁障,试验车辆前端25%重叠碰撞)、Polo250(直径为250mm柱形壁障,试验车辆前端25%重叠碰撞)和ODB(蜂窝铝可变形壁障,试验车辆前端20%重叠碰撞)。
  IIHS采用福特Fusion、三菱Galant和沃尔沃S60 3款车型针对这4种碰撞壁障进行了16次碰撞试验,结果显示Flat150在车辆侧移、乘员伤害程度、约束系统及假人运动、乘员舱结构完整性方面都是最严重的,因此IIHS决定采用Flat150作为最终的试验形式。碰撞壁障和碰撞示意图如图所示,碰撞速度为64km/h(±1km/h),壁障前端弧度的半径为150mm,壁障与试验车型左前端25%重叠,车内驾驶员席放置一个Hybrid III型50百分位男性假人(未来可能考虑THOR假人),用以考核驾驶员头部、颈部、胸部、大腿、小腿(及脚)部位受到的伤害。
  正面25%重叠碰撞试验评价方法介绍
  和其他NCAP组织不同,IIHS的试验成绩不是以星级的形式,而是从好到坏依次分为“Good”(好)、“Acceptable”(可接受)、“Marginal”(及格边缘)和“Poor”(差)4个级别。IIHS的正面25%重叠碰撞试验也采用这种形式,并贯彻了IIHS一贯的扣分制原则,即所有测试车型初始都是“Good”级的整体评价,根据碰撞试验给出降低评价的理由,具体扣分值及评价标准如表1所示:
  从表中可以看到,IIHS的正面25%碰撞试验主要从结构完整性、假人的4组部位(头颈部、胸部、大腿及臀部、小腿及脚部)、约束系统与假人运动来对测试车型进行评价,每项评价也分为4级,并且按照重要程度赋予一定分值,而最终结果则依据这些分值相加得到。
  约束系统与假人运动得分
  对Hybrid III型50百分位男性假人的评价只能表明在实际交通事故中相同座椅位置标准驾驶员的受伤风险,假人得分较好的车型并不意味着不同位置、不同身材类型的乘员在类似碰撞事故中都能得到较好的保护。例如,假人的头部可能甩到乘员舱外或者转向管柱的位移量过大时都有潜在的伤害风险,但这些并不能从假人身上直接测得。为此,IIHS通过对碰撞高速视频中男性假人进行运动学分析,并结合安全约束系统(座椅、安全带、安全气囊、转向管柱和车门)的性能来对该项试验结果进行修正。该项评价也采用减分的原则,即如果在试验过程中发现存在风险则被扣除相应分数,根据扣分的总和来确定最终的得分级别,具体评价项目如表3所示。   车身结构变形
  假人的测量值虽然可以衡量车辆的耐撞性,但却并不是惟一指标。在碰撞试验中假人测量指标较高意味着在类似事故中乘员可能受到严重伤害,但测量指标低并不意味着在类似的碰撞事故中乘员没有严重损伤的风险,这是因为不同乘坐位置、不同体形的人所受的力有很大区别。当车身结构出现崩溃或者严重侵入变形时,侵入变形量也是一个评价真实事故中乘员受伤风险的重要指标。正是由于这个原因,IIHS在正面25%偏置碰撞试验中以评价乘员舱的结构完整性作为评价耐撞性的一个重要附加手段。
  IIHS通过测量车身结构的静态位移(碰撞前后的不同)来实现对车身结构完整性的测试,选取内饰中的7个点与车身上3个点的变形量来具体评价。这些点分为两个区域:乘员舱上部与乘员舱下部。乘员舱上部区域包括:转向管柱、A柱上部、上仪表台、左仪表板;乘员舱下部区域包括:A柱下部、脚歇板、左防火墙、制动踏板、离合踏板和门槛。各个点的具体评价指标及得分如下图所示。
  具体试验结果分析
  及厂家应对措施
  2012年8月14日,IIHS公布了11个2013款豪华车的正面25%重叠碰撞试验结果。测试结果显示,仅有阿库拉TL与沃尔沃S60获得了“Good”级评价,Infiniti G Sedan获得“Acceptable ”(可接受)级评价,其余9款车型则仅获得Marginal(及格边缘)与Poor(差)级评价。这11款车型中有9款已入选了IIHS的“Top Safety Pick”,这也说明IIHS新推出的小区域重叠偏置碰撞对车辆安全性设立了更为苛刻的考验。
  2012年12月20日,IIHS又公布了13款中型车的正面25%重叠碰撞试验成绩。仅有本田雅阁(美规2013款4门版)、铃木Kizashi获得“good”级评价,而丰田Camry、Prius v则获得“Poor”的成绩,要知道这两款车型都入选了IIHS的Top Safety Pick,在正面40%碰撞试验项目中曾获得“Good”级评价。其他9款车型分别获得“Acceptable ”及“Marginal”级评价,这说明目前绝大多数主流车型还不能满足该项试验的要求。
  受测车型的具体得分如表所示,从中可以看出,在假人头部、颈部及胸部保护方面,大部分车型的得分还比较理想,在小腿部位有部分车型出现了较大的失分,这主要是由于车身结构的侵入变形量较大造成的。而在结构完整性方面,绝大部分车型都失分较多。从该碰撞试验中可以看出,试验车型左前段的吸能结构(保险杠、前纵梁等)根本就没有发挥吸能和抵御变形的作用,因此导致车身结构的剧烈变形。传统的笼形车身在遭遇这种形式的碰撞时显得不堪一击。这也提醒生产厂家,要想在该项试验中获得高分,就必须对车身结构进行重新设计和布置。
  很多测试车型在约束系统与假人运动项目上也失分较多。这是因为在正面25%碰撞试验中,测试车型的转动(侧向移动)和正面40%碰撞相比要剧烈很多,假人头部与正面安全气囊的接触情况和完全正面碰撞相比截然不同,如果安全气囊的面积不够大的话,那么头部可能只会撞到它的边缘。在美规捷达的测试中甚至出现了正面安全气囊从转向盘上脱落的情况,这在传统正面碰撞试验项目中都是不可能出现的。
  此外,如果试验车型不配备侧面安全气帘的话,驾驶员头部很有可能会直接撞到A柱上;即使配备了侧气帘,如果侧气帘的保护面积不够,驾驶席假人的头部仍会撞到左前侧的车身结构上,这对原本用来在侧面碰撞中起保护、而非阻止正碰中驾驶员头部滑动的侧气帘来说完全是个全新考验。
  从上面的分析中,我们可以看到,IIHS新推出的正面25%重叠偏置碰撞试验对整车厂家及安全气囊供应商都是全新的考验和要求,这也是现有车型得分较低的主要原因。
  具体试验结果分析
  及厂家应对措施
  2012年8月14日,IIHS公布了11个2013款豪华车的正面25%重叠碰撞试验结果。测试结果显示,仅有阿库拉TL与沃尔沃S60获得了“Good”级评价,Infiniti G Sedan获得“Acceptable ”(可接受)级评价,其余9款车型则仅获得Marginal(及格边缘)与Poor(差)级评价。这11款车型中有9款已入选了IIHS的“Top Safety Pick”,这也说明IIHS新推出的小区域重叠偏置碰撞对车辆安全性设立了更为苛刻的考验。
  2012年12月20日,IIHS又公布了13款中型车的正面25%重叠碰撞试验成绩。仅有本田雅阁(美规2013款4门版)、铃木Kizashi获得“good”级评价,而丰田Camry、Prius v则获得“Poor”的成绩,要知道这两款车型都入选了IIHS的Top Safety Pick,在正面40%碰撞试验项目中曾获得“Good”级评价。其他9款车型分别获得“Acceptable ”及“Marginal”级评价,这说明目前绝大多数主流车型还不能满足该项试验的要求。
  受测车型的具体得分如表所示,从中可以看出,在假人头部、颈部及胸部保护方面,大部分车型的得分还比较理想,在小腿部位有部分车型出现了较大的失分,这主要是由于车身结构的侵入变形量较大造成的。而在结构完整性方面,绝大部分车型都失分较多。从该碰撞试验中可以看出,试验车型左前段的吸能结构(保险杠、前纵梁等)根本就没有发挥吸能和抵御变形的作用,因此导致车身结构的剧烈变形。传统的笼形车身在遭遇这种形式的碰撞时显得不堪一击。这也提醒生产厂家,要想在该项试验中获得高分,就必须对车身结构进行重新设计和布置。
  很多测试车型在约束系统与假人运动项目上也失分较多。这是因为在正面25%碰撞试验中,测试车型的转动(侧向移动)和正面40%碰撞相比要剧烈很多,假人头部与正面安全气囊的接触情况和完全正面碰撞相比截然不同,如果安全气囊的面积不够大的话,那么头部可能只会撞到它的边缘。在美规捷达的测试中甚至出现了正面安全气囊从转向盘上脱落的情况,这在传统正面碰撞试验项目中都是不可能出现的。
  此外,如果试验车型不配备侧面安全气帘的话,驾驶员头部很有可能会直接撞到A柱上;即使配备了侧气帘,如果侧气帘的保护面积不够,驾驶席假人的头部仍会撞到左前侧的车身结构上,这对原本用来在侧面碰撞中起保护、而非阻止正碰中驾驶员头部滑动的侧气帘来说完全是个全新考验。
  从上面的分析中,我们可以看到,IIHS新推出的正面25%重叠偏置碰撞试验对整车厂家及安全气囊供应商都是全新的考验和要求,这也是现有车型得分较低的主要原因。
  正式实施时间表
  众多车型在该项试验中表现不佳,也让人不免会对IIHS的“Top Safety Pick”入选车型的安全性产生怀疑。IIHS表示,正面25%重叠偏置碰撞试验目前仍不会被纳入“Top Safety Pick”的测试中,现有的测试项目会一直延续到2013年测试的所有车型,所有已获得“Top Safety Pick”的车款在安全性上也仍受到IIHS的推荐。
  虽然“Top Safety Pick”目前不会把这个新的试验项目纳入评分范围,但是IIHS已明确表示未来希望将此项试验正式纳入其评价体系中来。由于IIHS在消费者及生产厂家中的巨大影响力,一直以来各大车厂都能够快速应对IIHS新增的安全项目,对于这项新的正面碰撞试验形式也不会例外。IIHS同时表示,在这项目中表现优异的车型将会受到更高程度的肯定。
  结论
  1. 虽然大部分测试车型在现有的正面碰撞试验项目中都能获得比较高的分数,但在实际交通事故中,正面碰撞事故每年仍会导致大量的乘员伤亡,因此需要研究制定出新的正面碰撞试验项目。
  2. 正面25%碰撞试验是一项在实际交通事故中所占比例较高的典型碰撞形式,它的实施能够有效提升汽车安全性。
  3. 正面25%碰撞试验中测试车型前端结构的吸能设计几乎不能发挥作用。
  4. 正面25%碰撞试验后,乘员舱的侵入程度与乘员受伤的严重程度密切相关。
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