移動行李對前排座椅沖擊試驗研究

李勛

摘 要：對國標GB15083和歐標ECE R17中關于行李位移乘客防護裝置的試驗方法進行分析，可知國標GB15083中沒有移動行李對前排座椅沖擊試驗的相關法規要求。進行前排座椅行李防護驗證試驗，對比結果，得出移動行李對前排座椅沖擊試驗結果的影響因素，同時提出相關改進方向，為前排座椅設計和性能分析提供參考。

關鍵詞：移動行李；前排座椅；沖擊試驗

中圖分類號：U463.83 文獻標識碼：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，汽車的安全問題得到社會越來越多的關注。汽車廠商為了滿足消費者對于車輛儲物空間的需求，將后排座椅靠背設計成可以向前折疊放平，增加了儲物空間。在汽車發生前部碰撞時，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作用[2]。根據ECE R17的要求[3]，汽車后排座椅必須要進行行李箱碰撞試驗，來驗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行行李箱碰撞試驗，保證在前撞工況下，前排乘員空間的安全[4]。 而我國汽車強制性標準GB 15083-2006《汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求和試驗方法》附錄F《行李位移乘客防護裝置的試驗方法》[5] 中，只對后排座椅進行考核，因此，移動行李對前排座椅沖擊的研究也已經得到越來越多的重視。根據全國汽車標準化技術委員會車身分技術委員會“汽車座椅相關標準修訂工作組第三次會議紀要”（車身分標委秘字【2015】6號）的要求，GB15083-201X修訂工作組已經開展前排座椅行李沖擊性能驗證試驗。

2 移動行李對前排座椅沖擊試驗方法

2.1 試驗條件

（1）試驗樣塊：采用類型1剛性試驗樣塊：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；高調位置：最低；靠背位置：23°；頭枕位置：最高；

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

2.2 試驗要求

為簡化統計表內容，標準要求條目以編號表示，編號與標準要求對應關系參考表1：

3 移動行李對前排座椅沖擊驗證試驗

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

四次試驗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，相對于雙調來說，強度不足，故靠背直接傾倒；而對于T3型座椅，雖然是靠背雙調，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，這對調角器的強度以及靠背骨架的強度提出了更高的要求，故駕駛員座椅在B-2項，乘員座椅在B-1、B-2項不符合要求。T2型座椅分別在模擬工裝和車身上進行了對比試驗，從結果中可知，都符合要求。相對于模擬工裝來說，由于車身存在制造誤差，且兩次試驗加速度曲線也有細微差異，因此在B-1、B-2項上存在誤差，但不影響試驗結果。

4 移動行李對前排座椅沖擊試驗分析

下表是各大檢測機構、座椅廠、主機廠所進行的18次前排座椅行李防護試驗的統計結果（如表3）、分項統計結果（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；從標準要求分項統計結果來看，A項合格率和C項合格率最高，B-2項合格率最低。

在A項中，共有4次試驗不合格，分別為2臺SUV、1臺轎車、1臺MPV，其中2臺SUV高調機構均失效，MPV靠背直接傾倒，高調機構和調角器的失效是造成A項不合格的主要原因，由于高調機構是平行四邊形結構，穩定性較差，因此在沖擊過程中，若設計不合理或者強度不夠，容易導致失效。調角器失效是靠背直接傾倒的直接原因，因此選擇質量更好強度更高，或者雙調角器結構比較合理。

在B項中，B-2項合格率最低，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中，頭枕部分相對于座椅R點前方的位移量比較容易超過150mm。從國家汽車質量監督檢驗中心（襄陽）汽車碰撞試驗室所做的多次抗移動行李防傷害試驗來看，對于有頭枕的座椅，B-1項不合格而B-2項合格的概率較低，這18次試驗中，所有B-1項不合格的，B-2項也不合格，這是因為座椅靠背部分和頭枕部分相對于座椅R點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。而導致B項不合格的最主要原因在于，座椅靠背變形過大，甚至調角器失效，靠背直接傾倒。經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度以及調角器的強度提出了更高的要求，單調機構的座椅更難達到要求，

在C項中，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，導致受傷。

在前排行李箱沖擊試驗中，高調機構失效、調角器失效以及靠背變形過大是導致試驗結果不合格的主要原因，因此主機廠應對前排座椅在這三個方面進行改進，以達到要求。

5 結束語

通過進行前排座椅行李防護驗證試驗，可以看出試驗合格率非常低，這對前排座椅的結構設計帶來了挑戰。經過試驗對比分析，得出高調機構、調角器、靠背強度是前排座椅改進的主要方向。

參考文獻：

[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.

[2]張科峰， 劉剛， 顏長征等.乘用車移動行李對后排座椅撞擊試驗研究[J].機械研究與應用， 2011 （02）：50-54.

[3]曹飛. 移動行李對座椅沖擊試驗結果的影響因素分析[J]. 客車技術與研究， 2014（8）：46-49.

[4]趙培杰， 龍賽瓊. 某車型前排座椅行李箱沖擊仿真分析和試驗驗證[J]. 研究與開發， 2013（5）：55-58.

[5]GB15083-2006， 汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求和試驗方法[S].北京：中國標準出版社， 2007.