直面兩車碰撞相容性問題,技術(shù)探討C-NCAP未來進(jìn)行的MPDB碰撞試驗(yàn)
最近,越來越多的消費(fèi)者開始關(guān)注汽車安全,對(duì)各種安全測(cè)試結(jié)果的討論和測(cè)試方法的爭(zhēng)論也日趨激烈。不得不承認(rèn),消費(fèi)者的關(guān)注對(duì)汽車安全的發(fā)展是有促進(jìn)作用的,能夠促使汽車廠家提高對(duì)安全性能的重視程度。同時(shí),汽車安全測(cè)試也在不斷發(fā)展,我們不妨把目光稍稍放長(zhǎng)遠(yuǎn)一些,看看未來一兩年國(guó)內(nèi)碰撞試驗(yàn)的發(fā)展與變化。
試驗(yàn)評(píng)價(jià)是客觀的,車輛安全是相對(duì)的
經(jīng)常被身邊的朋友問道:XX車的安全性如何?能不能買?通常我會(huì)讓他們自己去查網(wǎng)上公開的碰撞測(cè)試結(jié)果,這些結(jié)果對(duì)選車是具有參考價(jià)值的。但是不是說評(píng)價(jià)結(jié)果越好,車就越安全?這個(gè),還真要相對(duì)而論。
早在2008年,德國(guó)碰撞測(cè)試機(jī)構(gòu)ADAC做過一次演示,用一輛評(píng)級(jí)為4星的奧迪Q7與評(píng)級(jí)為5星的菲亞特500進(jìn)行車對(duì)車碰撞,最終評(píng)級(jí)稍低的Q7完全占據(jù)上風(fēng),這一結(jié)果也許并不出乎大家的預(yù)料,但確實(shí)說明了一個(gè)問題:真實(shí)道路交通事故中的碰撞安全,是相對(duì)的。
美國(guó)NHTSA在2001年曾做過一項(xiàng)調(diào)查,在轎車與其他類型車輛對(duì)碰的交通事故中,轎車方駕駛員的死亡概率要明顯大于其他更重、更高、更堅(jiān)硬的車。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?這就不得不提到“碰撞相容性”的概念。車輛碰撞相容性主要是指質(zhì)量、尺寸、剛度三方面的相容。質(zhì)量:根據(jù)動(dòng)量守恒定律,質(zhì)量更大的車,速度變化量更?。怀叽纾褐饕强v梁的高度,如果沒有足夠的重疊度,發(fā)生上騎下鉆或“叉子”效應(yīng),吸能結(jié)構(gòu)發(fā)揮不到作用;剛度:剛度相對(duì)小的車變形會(huì)更大。
市場(chǎng)上的車型千差萬別, 以上三種參數(shù)不盡相同也是常態(tài),那有沒有辦法減輕或者避免碰撞相容性不佳的問題呢?還真有。
扭轉(zhuǎn)固有單邊思維,樹立碰撞新里程碑
目前模擬車對(duì)車碰撞的試驗(yàn)(25%、40%等)基本都是用試驗(yàn)車輛撞擊固定物,考核的也只是車輛保護(hù)本方乘員的能力(防御性),至于對(duì)方受到的傷害(攻擊性)如何,不是汽車安全設(shè)計(jì)的目標(biāo),也不是消費(fèi)者買車的關(guān)注點(diǎn),屬于“顧己不顧他”的單邊思維。
但是,碰撞安全評(píng)價(jià)的初心和使命是不斷減少交通事故中的死傷率,拯救盡可能多的生命。目前模擬車對(duì)車碰撞的試驗(yàn)(25%、40%等)基本都是用試驗(yàn)車輛撞擊固定物,如果僅考慮防御性,則會(huì)造成車越做越硬。舉個(gè)極端的例子,如果以后大家都開著“坦克”上街了,那會(huì)很安全嗎?不會(huì)的,能量是守恒的,車不變形吸能,這部分能量就要乘員來吸收和耗散了,人會(huì)傷的更厲害。所以,把車做到結(jié)實(shí)堅(jiān)固的同時(shí),也考慮到給對(duì)方造成的傷害,做到軟硬適度,攻守平衡,以碰撞雙方傷害最小化為目的,這一雙邊理念樹立了碰撞性能開發(fā)和測(cè)試的新里程碑。
基于此種理念,MPDB(Moving Progressive Deformable Barrier,移動(dòng)漸進(jìn)可變形壁障)碰撞試驗(yàn)工況被設(shè)計(jì)出來評(píng)價(jià)汽車碰撞相容性。自重1400kg,前端安裝有可漸進(jìn)變形壁障的臺(tái)車,以100kph的相對(duì)速度(50kph VS 50kph),與試驗(yàn)車輛發(fā)生重疊率為50%的碰撞。MPDB是世界上第一項(xiàng)兩車對(duì)撞試驗(yàn),也是相對(duì)速度最高的碰撞試驗(yàn),除評(píng)價(jià)防御性外,也要評(píng)價(jià)攻擊性。在2021年,MPDB工況預(yù)計(jì)將引入C-NCAP評(píng)價(jià)規(guī)程。那么,MPDB的試驗(yàn)配置究竟如何?
測(cè)試精度顯著提升,假人配置符合國(guó)情
假人選擇方面,MPDB是世界上首個(gè)引入新一代碰撞假人THOR(Test Device for Human Occupant Restraint,人體乘員約束系統(tǒng)試驗(yàn)裝置)的試驗(yàn)工況。THOR身價(jià)千萬,其生物仿真度要明顯優(yōu)于上一代的H-III假人,說通俗一點(diǎn),就是THOR比H-III更像個(gè)真人,尤其在頭部和胸部這兩個(gè)關(guān)鍵位置上擬人程度達(dá)到了“極好”(Excellent)的程度。
假人布置方面,與Euro NCAP不同,中國(guó)版MPDB在副駕駛位置放置了一個(gè)女性假人,用于考核車輛對(duì)小身材乘員的考核。搜狐做過的一項(xiàng)研究結(jié)果表明,對(duì)154位受訪者進(jìn)行調(diào)查,其中有超過3/4人表示:副駕駛是“專人專座”,只有不到1/4表示“無所謂”。大多數(shù)男性受訪者表示愿意把副駕駛留給另一半,幾乎所有女性受訪者都選擇了“專人專座”,她們對(duì)自己的領(lǐng)地充滿占有感。因此汽車副駕駛位置在國(guó)內(nèi)成為標(biāo)配的“女王專屬座駕”,在副駕駛放置女性假人評(píng)價(jià)車輛安全性是完全符合我國(guó)國(guó)情的。
在后排的假人放置上,中國(guó)版MPDB依舊保持了中國(guó)國(guó)情,選擇了女性+兒童的布置方式。后排使用女性假人進(jìn)行評(píng)價(jià)是2006年由中國(guó)首創(chuàng),近年來各國(guó)NCAP紛紛跟進(jìn),美國(guó)IIHS也計(jì)劃在試驗(yàn)中引入后排假人。
這試驗(yàn)配置,一家人整整齊齊了
考核指標(biāo)十分嚴(yán)苛,開發(fā)難度非同小可
攻擊性評(píng)價(jià)方面:MPDB試驗(yàn)增加了對(duì)車輛攻擊性的評(píng)價(jià)指標(biāo),用壁障均勻性指標(biāo)SD(蜂窩鋁變形標(biāo)準(zhǔn)偏差)、臺(tái)車乘員載荷指標(biāo)OLC(Occupant load criterion)以及蜂窩鋁擊穿情況來綜合判定車輛的碰撞相容性。
通俗而言,SD值用于考核車輛前端結(jié)構(gòu)的均勻性,若要改善這一指標(biāo),需要在車輛前端設(shè)計(jì)盡可能多的傳力路徑;OLC則是通過臺(tái)車上的傳感器計(jì)算出臺(tái)車受沖擊的強(qiáng)度,想要改善OLC不僅要在結(jié)構(gòu)上下功夫,整車的輕量化也是重要的解決手段;如果碰撞中發(fā)生蜂窩鋁被擊穿,則說明車輛結(jié)構(gòu)太硬,且傳力過于集中,那么在評(píng)價(jià)中將會(huì)被罰分。攻擊性考核的難點(diǎn)在于,把車做的硬很容易,但把車做得不能太硬也不能太軟就很難了。
在防御性評(píng)價(jià)方面:由于引入了最新的THOR假人,與H III假人在性能上有很大的差別。胸部結(jié)構(gòu)差異是兩種假人主要的差別之一,Hybrid III 50th 假人胸部的壓縮量使用胸部帶小球的連桿測(cè)量,連桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度再換算成假人的胸部壓縮量。
Hybrid III 假人胸部裝置
THOR 假人胸部裝置
THOR 50th假人采用了更直接的直線位移傳感器測(cè)量胸部壓縮量,假人胸部裝有4個(gè)3D IR-TRACC傳感器,每一個(gè)3D IR-TRACC傳感器具備1個(gè)線性伸縮量測(cè)量部分以及2個(gè)旋轉(zhuǎn)電位器。
簡(jiǎn)單來說,就是THOR假人在胸部性能上與真人更為接近,導(dǎo)致胸部傷害測(cè)量值相比于H III假人會(huì)偏大,得分普遍不高(上圖為20款車THOR假人胸部損傷得分)。要知道之前的安全帶、氣囊開發(fā)都是基于H III假人。因此,防御性考核中的難點(diǎn)在于:1、THOR假人的引入給約束系統(tǒng)的開發(fā)帶來了更大的難度。2、對(duì)于小車而言,與1400kg的臺(tái)車進(jìn)行相對(duì)速度100kph的碰撞,其乘員艙結(jié)構(gòu)也面臨嚴(yán)苛的考驗(yàn)。
保護(hù)自身的同時(shí)也能為對(duì)方提供保護(hù)
實(shí)現(xiàn)汽車交通事故中的零傷亡,一直都是從事汽車被動(dòng)安全開發(fā)和測(cè)試工程師的目標(biāo),也是人類社會(huì)共同的美好愿景,主動(dòng)安全配置的增加自然可以降低碰撞的概率,但當(dāng)碰撞不可避免的發(fā)生時(shí),我們需要更安全的車來保護(hù)自己,同時(shí)不給對(duì)方造成過大的傷害。
為踐行這一理念,需要汽車生產(chǎn)廠和消費(fèi)者達(dá)成共識(shí),戮力同心。生產(chǎn)廠投入更多的精力去平衡車輛的“攻擊”性能與“防御”性能;消費(fèi)者不再以車硬自豪,而是青睞于選擇保護(hù)自身的同時(shí)也能為對(duì)方提供保護(hù)的車輛。市場(chǎng)上越來越多的車做到了攻守均衡,交通事故中的死傷才有逐步下降為零的可能。
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