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C


2009 年 (第 31 卷 )第 12 期

汽      车 工 程 Automotive Engineering

2009 (Vol 31) No. 12 .

2009232

展起到良好的导向作用 。文中对这 65 种车型的评价结果进行了统计分析 ,揭示了一些与试验相关的特点 。

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gust 2006 to the end of 2008, which p lay a good guiding role for the development of automotive safety technology In . this paper, a statistical analysis is conducted on these results and a num ber of test2related features are revealed. Keywords: C 2NCAP; eva lua tion results; sta tistica l ana lysis
2006 年 2007 年 2008 年

前言

中国汽车技术研究中心在借鉴国外 NCAP 的基 础上于 2006 年 7 月 发 布 了 具 有 我 国 特 色 的《 C 2 NCAP管理规则 ( 2006 年版 ) 》 。规则中将乘用车分 为 5 类 : 小型乘用车 、 类乘用车 、 类乘用车 、 A B 多功 能乘用车和运动型乘用车 ; 并对车辆的安全配置进 行加分项设计及在第 2 排座椅安放试验假人 。 C2 NCAP包括 3 个试验项目 : 正面 100%重叠率 刚性壁障碰撞试验 ( 100% RB ) 、 正面 40%重叠可变 形壁障碰撞试验 ( 40%ODB )和可变形壁障侧面碰撞 试验 。每个试验的最高单项得分为 16 分 ,试验加分 项包括安全带提醒装置 ( 2 分 ) 、 侧面安全气囊及气 ( 1 分 ) ,试验总分为 51 分 , 共分为 6 个星级 ( 1 星 帘 到 5 星 + ) 。从 2006 年 8 月到 2008 年底已经进行 65 种车型的评价试验 。

1  C 2 NCAP 评价车型

   原稿收到日期为 2009 年 9 月 28 日 ,修改稿收到日期为 2009 年 10 月 22 日 。

关键词 : C 2NCAP; 评价结果 ; 统计分析

评价车型主要是近两年内新上市的乘用车 (即

[ Abstract]  The C 2 NCAP evaluation results of 65 vehicle models has released since its im p lementation in Au2 M1 类车辆 ) ,并在同类车型中销量较大 、 且近期内没

[摘要 ]  C 2 NCAP自 2006 年 8 月实施后 ,到 2008 年底已经发布了 65 种车型的评价结果 ,对汽车安全技术的发

A Statistical Analysis on the Evaluation Result of C 2 NCAP
Zhu Ha itao, Ba i Peng, L iW e ijin g & L üHengxu
Ch ina A utom otive Technology and R esea rch Cen ter, Tian jin  300162

C2 NCAP评价结果统计分析
朱海涛 ,白   ,李维菁 ,吕恒绪 鹏
(中国汽车技术研究中心 ,天津  300162)

有停产计划的车型 。 65 个车型中小型乘用车占总 数的 1213% , A 类乘用车 3619% , B 类乘用车 37% , 多功能乘用车 416% , 运动型乘用车 912% (表 1 ) ; 这些车型的生产企业超过国内乘用车企业的 90% , 其中有合资品牌 19 个企业的 39 种车型 , 自主品牌 21 个企业的 26 种车型 ; 申请车型数为 13,占评价车 型总数的 20% 。 表 1  2006 - 2008 年评级车型数量分布
小型
1 5 2 8 A类 7 7 B类 4 8 SUV MPV

合计
12 25 28 65


3 3 6


2 1 3

10 24

12 24

合计

小型乘用车获 2 星的比例为 6215% , B 类乘用 车获 5 星的比例为 6215% , SUV 和 M PV 获得 3 星的

211  C 2NCAP 测试车型星级结果分布

2  C 2 NCAP 评价结果分析

?1142?  

汽      车 工 程

2009 年 (第 31 卷 )第 12 期

比例 为 7718% , 车 辆 整 体 得 分 水 平 要 高 于 国 外 NCAP的起步阶段 ,没有 1 星车出现 。图 1 是评价车 型各年星级分布情况 , 获得 5 星及以上车型的比例 从 2006 年的 813% 、 2007 年的 32%增加到 2008 年 的 46143% ,这些车型的安全配置均较高 ; 3 星及以 下 比 例 从 2007 年 的 52% 降 低 到 2008 年 的 32114% ,主要集中在一些低配置的国产自主品牌 上。
图 1  评价车型星级分布百分比

度与可变形壁障发生碰撞 , 100% RB 的碰撞速度虽 然比 40%ODB 低 , 但车体碰撞强度大 , 碰撞能量完 全被车体吸收 , 碰撞纵向加速度比 40% ODB 大 , 对 乘员约束系统要求高 ; 而在 40% ODB 中 , 除可变形 壁障吸收一部分能量外 , 车体本身也会以旋转运动 的方式消耗能量 , 但由于车体只有部分区域参与碰 撞 ,碰撞构件瞬时的速度差造成车体变形 ,对驾驶员 生存空间的保持要求高 。

图 3  2006 - 2008 年试验项目得分分布

中规定的加分项 ,即驾驶员侧安全带提醒装置 、 前排 乘员侧安全带提醒装置 、 侧面安全气囊及气帘 。图 2 是车型加分项按年份分布情况 : 驾驶员侧提醒装 置 2006 年的应用率为 50% , 2008 年为 8211% ; 乘员 侧提醒装置 2006 年的应用率为 813% , 2008 年为 配置的引导作用是显见的 。 得分率为 7116% , 侧面碰撞为 8014% , 40% ODB 为 相关 : 100% RB 试验车以 50 ~ 51km / h 的速度与刚 性墙发生碰撞 , 而 40% ODB 试验车以 56km / h 的速
8611% 。这 3 种试验项目得分率与其碰撞形态息息 5711% ; 侧面安全气囊及气帘 2006 年的应用率为 813% , 2008 年为 3211% 。 C 2 NCAP对车辆加装安全
图 2  2006 - 2008 年加分项分布

212  C 2NCAP 测试车辆的安全配置分布 213  C 2NCAP 试验项目得分分布

测试车辆的安全配置主要指 C 2 NCAP 管理规则

图 3 为按试验项目统计的得分分布 。 100% RB

图 4 为各种车型在 100% RB 和 40% ODB 中的 得 分 率 。 100% RB 平 均 得 分 为 11146, 得 分 率 高 ,得分率为 90% ,小型乘用车的得分最低 , 得分率 为 44% ; 在 假 人 伤 害 区 域 分 布 上 , 头 部 得 分 率 为 78127% ,失分主要集中在未安装正面气囊的车型 上 ; 还有一部分失分是由于正面气囊展开的时间 、 角
图 4  不同车型在 100% RB 和 40%ODB 中得分率

度不佳 ,导致头部从安全气囊上滑落 ,直接撞击到 A 柱上造成的 ; 另外有些车型在碰撞历程的后期 ,头部 在后仰过程中会与头枕或车窗的边框发生接触 , 导 致头部伤害值变大 。

颈部获得 88196%的最高得分率 。规定车辆纵 向轴轴线的方向为 X 向 , 横向为 Y 向 , 垂直方向为 Z

21311  100% RB 得分情况及伤害特点分析

7116% 。在车型分布上 B 类高级乘用车的得分最

2009 (Vol 31 ) No. 12 .

向 , 并用 F 代表乘员所受的碰撞力 , M 为碰撞力矩 。 如颈部评价指标有 Fx 、 z 、 y , 其中 Fx 考核前后两 F M 个方向的碰撞力 , Fz 考核头部相对于颈部向上的碰 撞力 , M y 考核头部背离胸部的碰撞力矩 , 即头部后 仰的伸张力矩 。 Fz 、 y 过大是造成颈部失分的主要 M 原因 。 胸部 在 所 有 部 位 得 分 中 最 低 , 得 分 率 为 4716% ,评价指标有胸部压缩量和 3m s加速度 , 其中 压缩量与胸部挤压损伤有关 , 3m s加速度与胸部冲 击损伤有关 。车辆前端碰撞结构的设计直接影响胸 部 3m s加速度值 , 而安全带的限力级别对胸部压缩 量有一定的影响 ; 转向管柱对胸部得分的影响主要 体现在后移量和强度上 。 大腿得分率为 81174% , 表现良好 , 它的得分情 况包括两方面 : 大腿轴向压缩力和膝部位移量 。座 垫刚度及膝部对应仪表板材料的特性影响此部位的 得分 , 当乘员发生“ 下潜 ” 现象时 , 大腿的损伤要比 正常情况下大许多 。 小腿得分率为 60% , 是试验中较易 失分 的项 [1] 目 。此部位得分与胫骨指数 TI 及轴向力 Fz 直接 相关 。 65 个车型试验结果表明 , 小腿损伤与脚舱侵 入量和搁脚踏板 (加速踏板和制动踏板 ) 的特性有 很大关系 ; 小腿轴向力由下而上传递 , 下部 Fz 要比 上部 Fz 大 , 相反小腿上部 M y 要比下部 M y 大 , 这与 小腿上部运动幅度更大有关 ; 一般情况下 ,位于仪表 板附近位置的小腿伤害大 , 即驾驶员右小腿伤害大 于左小腿 ,乘员左小腿伤害大于右小腿 。对于驾驶 员来说 ,右小腿在搁脚踏板上的放置会导致脚趾与 脚跟之间形成较大的速度差 , 要减少速度差就必须 对踏板的几何形状和变形特性进行研究 , 将伤害降 到最低 。 对于下肢的保护可采用膝部安全气囊 , 它能够 显著降低大腿与膝部的损伤 , 对膝部和胫骨的损伤 指标有一定的改善 ; 相反采用脚部气囊能够显著改
70% ,而且不同车型间得分差异小 。在假人伤害部

善胫骨和脚踝的损伤 ,但对于膝部的损伤影响小 。 21312   正面 40%ODB 得分情况及伤害特点分析 40% ODB 平 均 得 分 为 13178 分 , 得 分 率 是 8611% (图 3 ) ,在车型分布上 B 类高级乘用车得分 最高 ,得分率达到 9318% , 小型乘用车得分最低 , 得 分率为 7319% (图 4 ) 。所有车型的平均得分率超过 位区域分布上 ,头颈部及大腿得分较高 ,胸部和小腿 的得分稍低 。其中胸部的得分率为 7312% , 失分主 要分布在驾驶员的胸部 3m s加速度和乘员的胸部压

朱海涛 ,等 : C 2 NCAP评价结果统计分析

?1143?  

缩量 ; 小腿的得分率为 77184% , 远远大于 100% RB 中 60%得分率的水平 ,这说明短时间高强度的小腿 冲击要比长时间低强度的小腿冲击影响更大 。 侧面碰撞平均得分 12186,得分率为 8014% ,不 同车型得分情况是 M PV 和 SUV 表现较好 (见图 5 ) , 这与此类车型底盘高有很大的关系 。在伤害部位得 分上 ,头部和骨盆表现优秀 , 腹部表现一般 , 胸部表 现最差 。头部得分率为 9619% , 失分主要是因为车 辆在撞击过程中乘员头部扭转撞击到 B 柱上造成 的 。一般情况下头部 H IC36和 3m s指标离高性能限 值还有较大余量 , 但不同车型间头部侧向加速度值 差异较大 ; 胸部得分率为 5718% , 是所有部位中得 分最低的 ,也是得分率唯一低于 60%的部位 。影响 胸部得分率的因素很多 ,如胸部位移量 、 值 、 VC 背板 力 Fy 、 12 根肋骨 ( T12 ) 侧向力 Fy 和 T12 相对于 第 骨盆形成的力矩 M x ,其中任何一个指标达不到相应 的要求都要扣分 ,可见胸部想得满分是极其困难的 , 但通过相应的措施如安装侧面安全气囊来改善此部 位的得分是可行的 。一般来说侧面气囊加上侧面气 帘的展开方式要好于头胸一体式气囊的展开方式 , 因为头胸一体式气囊对展开时间和展开强度要求较 高 ,如果设计不当还有可能造成胸部指标的恶化 ; 腹 部得分率为 7816% , 它是除胸部外最易失分的项 目 ,扶手的形状和位置对其影响甚大 。骨盆的得分 率为 9814% ,是得分较高的部位之一 , 这与骨盆和 车门之间的侧向距离大有关 , 通过泡沫和推杆的设 计 ,很少会与车门直接接触 。
图 5  侧面碰撞不同车型得分率

在 65 个车型中共有 6 个车型有扣分的现象 ,主 要集中在 100% RB 试验中后排右侧安全带失效 , 其 中 2 个车型同时有 2 个扣分项 。 215  C 2NCAP 正面碰撞后排 5 百分位女性假人伤 害情况

21313   侧面碰撞得分情况及伤害特点分析 214  C 2NCAP 总体扣分情况 C2 NCAP 总体罚分项要求见表 2。

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汽      车 工 程

2009 年 (第 31 卷 )第 12 期

正面碰撞 ( 100% RB 和 40%ODB ) 总体罚分最高限定为 4 分 总 体 罚 分 项

对于每一个车门 ,如在碰撞过程中开启 ,则分别减去 1 分

对于前后排假人所放置座位的安全带 ,若在试验过程中失败 ,则分别减 1 分

将假人从约束系统中解脱时 ,在松脱装置上施加超过 60N 的压力仍未解除锁 止 ,则分别减去 1 分 试验后 ,对于每排座位 , 若有门在不使用工具的前提下 , 两侧车门均不能打 开 ,则该排对应减去 1 分 碰撞试验后 ,如燃油供给系统存在液体连续泄漏且在碰撞后 5m in 平均泄漏 速率超过 30g/m in,则减去 2 分

  C 2 NCAP中后排女性假人要求必须测量的项目 有头部加速度 、 胸部的压缩量和大腿的压缩力 ,但不 对测量指标进行定量评价 。国际上与 5 百分位女性
头部 H IC
GB11551 指标 H IC36 ≤1000 H IC15 ≤700 FMVSS208 指标 W IC 值

假人相关的法规有美国 FMVSS208,参考 GB11551 — 2003 中对前排 50 百分位男性乘员和 FMVSS 208 中 对前排 5 百分位女性假人伤害指标限值 , 通过正则 [1] 化的伤害评估值 W IC 来对 C 2 NCAP 后排 5 百分位    统计结果表明在 100% RB 中女性假人 H IC15平 均值超过 1000 的比例 、 IC36 平均值大小均要高于 H 同侧前排 50 百分位男性乘员 ; 在 40% ODB 中头部 H I 值 ( H IC15 , H I 36 ) 要比 100% RB 小些 , H I 15 基 C C C 本接近 FMVSS208 中 700 的限值水平 , H IC36也同样 高于同侧前排 50 百分位男性乘员 。后排 5 百分位 女性乘员头部损伤值偏大的原因与后排安全带的性 能参数直接相关 : 对于低档轿车基于成本考虑一般 就是安装普通的三点式安全带 , 没有加装预张紧器 对于胸部压缩量指标 , 在两种类型的正面碰撞中平 均值为 40mm ,小于 FMVSS208 中 52 的限值水平 ,更 小于 GB11551 中的 75mm 限值水平 ; 假人大腿力以 不大于 FMVSS208 中的 618kN 为评价指标 , 100%
W IC = 016 H IC36

表 3  后排 5 百分位女性假人伤害评价指标
胸部压缩量 胸部 3m s加速度 —— — —— — 大腿压缩力
FPC ≤10kN FPC ≤618kN
CCOM P ≤75mm CCOM P ≤52mm

和限力器 ; 高档轿车虽然增加了预张紧器和限力器 , 但其限力时间和限力级别均是按照 50 百分位人体 尺寸设定的 ,对 5 百分位女性假人所起的功效大大 降低 ,导致 5 百分位女性头部在碰撞时向前弯曲过 程中直接撞击到前排座椅的刚性骨架上 ( H IC15 ) 或 是在后仰阶段撞击到后门车窗上边缘上 ( H IC36 ) 。

表 2  C 2NCAP 总体罚分项要求
___ ___ 1000 + 0135
C3M S

侧面碰撞 总体罚分最高限定为 4 分 同左 对于前排驾驶员侧安全带 , 若在碰撞过程中开启 , 则 减去 1 分

同左

女性假人进行研究 (表 3 ) , 其中 C3M S为胸部的 3m s 合成加速度 , CCOM P为胸部的压缩量 , Fleft 和 Fright 为 左右大腿力 。W IC 是由 V iano 和 A repally于 1990 年 提出的 ,每个部位伤害指标前的权系数表明该伤害 类型的重要程度 , 而重要程度来自对大量事故的统 计分析 ,W IC 越低 ,说明约束系统的保护性能越好 。
fem ur fem ur

60

+

CCOM P

RB 和 40%ODB 符合率均达到 100% ,同时大腿力伤

害指数也是所有部位中最小的 , 这与后排的乘座空 [2] 间大 ,没有类似前排的骨架内饰有关 ,而且 5 百分 位女性假人大腿到前排座椅的直线和最短距离均大 于前排 50 百分位男性乘员大腿到仪表板的距离 。 从后排 5 百分位女性假人伤害指标整体分布上 看 ,头部伤害指标超标是较为普遍的现象 ,大腿伤害 值 虽小 , 但与腿部摆放位置有关 。 6是 5种不 同 图

010762

图 6  正面碰撞前后排假人伤害指标对比图

/210 + 0105 ( F fem ur + F fem ur ) /2010 left right

(下转第 1157 页 )

2009 (Vol 31 ) No. 12 .

连广宇 ,等 : 安全气囊对离位乘员的损伤及其改善措施的研究

?1157?  

5  结论
介绍基于 Gasflow 法的前排乘员气囊的建模过 程 ,并基于此模型对离位乘员的损伤机理进行模拟 分析研究 ,并证实了气囊对离位乘员的头部和胸部 都造成了很大的伤害 , 对此提出带可断裂式拉带的 安全气囊的概念 ,对其改善效果进行了仿真研究 ,证 明它可减轻冲击效应带来的负面作用 , 起到改善伤 害的效果 。 参考文献
图 16   两种气囊的仿真对比
[ 1 ]  Jeon Sang2Ki, Park Gyung2 in. J Injury Patterns of the Hybird III

Fifth Percentile Female Dummy According to A irbag Inflation[ J ]. Proc. I echE , 2006, 220: 15 - 25. M

表 3   5 百分位女性假人两种气囊仿真结果对比 第
原始包型 头部 15m s H IC 值 头部 36m s H IC 值 胸部 3m s合成加 速度峰值 /m ? s - 2
1 21711 563122 852154

采用可断裂式拉带气囊的包型
452155 456172 544190

[2]  钟志华 ,张维刚 ,曹立波 . 汽车碰撞安全技术 [M ]. 北京 : 机械工

业出版社 , 2003: 90 - 92.

[3]  张维刚 ,何文 ,钟志华 . 车辆乘员碰撞安全保护技术 [M ]. 长沙 :

湖南大学出版社 , 2007: 133 - 135. 仿真研究 [ J ]. 汽车工程 , 2007, 29 ( 9) : 16 - 20.

[4]  葛如海 ,蓝善斌 ,陈晓东 ,等 . 安全气囊对离位乘员损伤影响的

(上接第 1144 页 )

类型车辆前后排假人 W IC 指标对比图 , 从图中能够 看出 ,不管是在 100% RB 还是在 40%ODB 试验中后 排假人的 W IC 值均要比其同侧前排假人值高出许 多 ,因此可以说在碰撞的过程中后排 5 百分位乘客 整体上处于更为危险的状态 。

3  结论

逐年提高 。 ( 2 ) 从 碰 撞 形 态 上 看 , 40% ODB 得 分 最 高 , 100% RB 得分最低 ; 从车型得分分布上看 , B 类高级 乘用 车 表 现 最 好 , 小 型 乘 用 车 表 现 最 差 ; SUV 及 M PV 乘用车在正面碰撞中表现差 , 在侧面碰撞中表 现好 ,碰撞兼容性差 。

( 1 ) C2 NCAP的评价结果表明车辆的安全性能

   ( 3 ) 从前排假人各部位得分来看 , 大腿是正面 碰撞中得分较高的部位 ,小腿是较易失分的部位 ,侧 面碰撞中得分最高部位是骨盆 , 胸部在所有类型的 碰撞形态中得分均低 , 对乘员胸部保护有待进一步 的研究 。 ( 4) C2 NCAP规则中虽然没有对后排 5 百分位 女性假人伤害指标提出定量评价 , 但通过分析表明 后排乘员的安全问题不容忽视 , 尤其是对身材矮小 的女性和儿童 , 如何有针对性地减少其伤害是今后 被动安全研究的方向 。 参考文献
[1]  刘志新 ,等 . 基于 C 2 NCAP 规则的正面碰撞乘员小腿伤害分析 [ J ]. 汽车工程 , 2008, 30 ( 11) : 969 - 972. [2]  孙振东 ,等 . 正面碰撞试验中后排乘员的伤害特性研究 [ C ]. 中

国汽车安全技术国际研讨会论文集 , 2007: 73 - 78.


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