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汽車碰撞測試是如何進(jìn)行的

汽車碰撞測試是如何進(jìn)行的

汽車碰撞測試能夠幫助每一款新車測試其防撞性能,人們可以根據(jù)其評分作為該車是否安全的參考。在碰撞測試中,測試用的假人會經(jīng)受無數(shù)次的摧殘,從而令測試人員獲取各項(xiàng)參數(shù)。毋庸置疑,汽車的被動(dòng)安全性能將會持續(xù)提升,交通事故死亡率的趨勢也呈下降趨勢。然而,汽車碰撞事造成的傷亡率仍然在所有事故中占據(jù)很高比例。

除了材料和工藝的進(jìn)步之外,汽車碰撞測試項(xiàng)目也是提升汽車安全性能的原因之一。那么汽車碰撞測試是如何進(jìn)行的呢?

碰撞假人的作用

碰撞假人的zui主要作用是代替人類在測試中承受碰撞,以使碰撞測試達(dá)到與現(xiàn)實(shí)碰撞zui接近的水平。另外,顯然碰撞測試是不可能讓真人參與的。

在美國,所有的前方碰撞測試均采用Hybrid III型號假人,這么做是為了保持測試結(jié)果的一致性。假人材質(zhì)基于人體生理特質(zhì)采用仿制材料。例如,假人的“脊柱”是由金屬圓盤和橡膠墊交錯(cuò)而成。

為了模擬各種體型的人類的碰撞過程,假人也采用多種尺寸,并且還以百分比和性別進(jìn)行分類。例如,采用50百分位(fiftieth-percentile)“男性”假人,說明本次測試模擬的是中等身材的男性。

假人中除了仿制人體材質(zhì)外,還包含了3類傳感器,分別為加速度計(jì)、載荷傳感器以及移動(dòng)傳感器。

加速度計(jì)

該設(shè)備用于測量特定方向上的物體加速度。獲取的數(shù)據(jù)可用于判別假人的“受傷”可能性。加速度就是速度變化率。碰撞中導(dǎo)致人體受傷的罪魁禍?zhǔn)拙褪羌铀俣?,例如將頭部用力撞墻,由于墻體堅(jiān)硬,因此頭部會突然靜止,速度變化過快,從而受傷;而對象如果是枕頭,由于枕頭很容易形變,因此加速度并不大,頭部就不會受傷。

假人中包含了許多加速度傳感器。在假人頭內(nèi)部,加速度計(jì)將負(fù)責(zé)收集3個(gè)方向的加速度情況,前后,左右以及上下方向。在胸部、骨盆、腿部、足部和身體其他部分也安裝有加速度傳感器。

負(fù)載傳感器

在假人內(nèi)部還裝有載荷傳感器,負(fù)責(zé)收集假人在碰撞過程中所受力的大小。

位置移動(dòng)傳感器

移動(dòng)傳感器安裝在假人胸部,用于測量碰撞過程中胸部偏移量。

碰撞過程

美國國家道路交通安全管理局NHTSA為NCAP項(xiàng)目中了2項(xiàng)必要測試:

35英里/時(shí)前方碰撞:在車速為35英里/時(shí)(56公里/時(shí))條件下,汽車垂直撞向混凝土障礙物。相當(dāng)于汽車以該車速撞向另一輛同等重量的汽車。

35英里/時(shí)側(cè)方碰撞:采用一臺重1368千克,并安裝有可變形“保險(xiǎn)杠”的滑車撞擊車輛側(cè)面。這是模擬汽車在穿越十字路口時(shí)被側(cè)面的闖紅燈車輛撞擊。滑車的實(shí)際撞擊速度其實(shí)是38.5英里/時(shí),但由于滑輪與滑車之間原本就呈一定傾斜角,因此換算一下撞擊速度則正好為35英里/時(shí)。

碰撞假人涂漆

假人被安置進(jìn)碰撞測試車之前,工作人員將為其圖上漆料。以此來判斷測試中假人的哪些部分受到了撞擊,從上圖中可以看出,假人的臉部涂上了藍(lán)色漆料,而在碰撞中彈出的安全氣囊上有藍(lán)色漆印,那就說明假人的臉部的確是接觸到了氣囊。而其膝部涂上了紅色漆則撞擊到了轉(zhuǎn)向柱。

測試人員將假人涂漆部位與車內(nèi)發(fā)現(xiàn)對應(yīng)顏色觸碰的部位配對。研究者以此可以針對性地針對某一處進(jìn)行改進(jìn),緩解同類碰撞的嚴(yán)重性。

顯然,從字面理解,所謂碰撞就是沒有碰撞,這當(dāng)然是不可能的。但是假設(shè)一輛車即將發(fā)生碰撞,如何才能結(jié)合所有的安全系統(tǒng)讓車中的乘客受到zui小的傷害呢?

在碰撞事故中受到傷害的大小主要取決于乘客吸收動(dòng)能的大小。當(dāng)人體以35英里/時(shí)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí),具有一定的動(dòng)能。在碰撞后,人體隨車輛一起*停止(前提是沒有飛出車外),此時(shí)的動(dòng)能變?yōu)榱恪榱藌ui大程度降低受傷率,動(dòng)能從某項(xiàng)數(shù)值變?yōu)榱愕倪^程越緩慢越好。這一點(diǎn)上,車中的一些被動(dòng)安全設(shè)施能夠起到幫助。

假設(shè)理想狀態(tài)下,車內(nèi)安全帶預(yù)緊器和力限制器會在汽車發(fā)生碰撞后的極短時(shí)間內(nèi)作用,前者作用的時(shí)間點(diǎn)在安全氣囊彈開之前。安全帶能夠吸收一些人體因慣性而向前的沖力,間接減緩此后安全氣囊彈出時(shí)對人體造成的沖擊力。幾微妙后,安全帶的拉力過大或?qū)θ梭w造成損傷,此時(shí)拉力限制器介入工作,令安全帶的束縛力不那么大。緊接著,安全氣囊彈出,吸收人體前沖力,保護(hù)人體免于撞擊到車內(nèi)堅(jiān)硬物體。

在上述假設(shè)場景中,車內(nèi)各項(xiàng)被動(dòng)安全系統(tǒng)協(xié)同工作,令乘客或司機(jī)減速。若司機(jī)沒有系上安全帶,那么*階段的保護(hù)就不存在,而后司機(jī)撞擊安全氣囊的力也會更大,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)粴饽覔魰?。如今許多汽車中配備安全帶預(yù)緊器和拉力限制器,也有一些車中已經(jīng)配備了更*裝置。

更*被動(dòng)安全系統(tǒng)

安全氣囊如今存在于汽車的每個(gè)角落,保護(hù)各位置乘客的安全。雖然這一技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但仍然有進(jìn)步的空間,今后的被動(dòng)安全系統(tǒng)將更加智能。

目前已經(jīng)存在一種智能安全氣囊,能夠根據(jù)司機(jī)座椅位置、司機(jī)重量的不同,調(diào)節(jié)彈出時(shí)的速度和壓力。

一些時(shí)候安全氣囊彈出時(shí)會對人體造成傷害甚至死亡。因此全新的前方安全氣囊技術(shù)的應(yīng)用非常謹(jǐn)慎,美國因此還對聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)(Federal Motor Vehicle Safety Standard)208號文件進(jìn)行了修正。修正內(nèi)容為,在未來的幾年中,汽車制造商必須將這款新的安全氣囊系統(tǒng)裝入旗下車型中。將來的座椅安全帶也將根據(jù)人員的重量和位置調(diào)整張緊力。

技術(shù)讓汽車更安全、更智能。在碰撞測試中雖然會撞毀許多新車,但其背后的價(jià)值則是提升汽車的整體安全性。

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