汽车座椅20g空碰试验解析

2021-08-31 00:22:22·  来源:汽车座椅验证  
 
引 言目前市场上的汽车座椅总成,多是由汽车座椅制造商独立生产,运输到主机厂后,再通过固定装置安装到车身上。另外汽车座椅的骨架也并非仅由钣金件直接焊接而
引  言

目前市场上的汽车座椅总成,多是由汽车座椅制造商独立生产,运输到主机厂后,再通过固定装置安装到车身上。

汽车座椅20g空碰试验解析

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另外汽车座椅的骨架也并非仅由钣金件直接焊接而成,而是通过各种装置和机构将钣金部件有效地连接在一起,可以相对运动也可以锁止不动。如此既可以保证汽车座椅骨架的完整性和强度,又可以实现座椅的各项调节功能,以满足乘员的驾驶或乘坐需求

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一般座椅上的装置有以下几类:

固定装置(Anchorage):将座椅总成固定到车辆结构上的装置。包括车辆结构上受到影响的部件。

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调节装置(Adjustmentsystem):能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。该装置可以有(但不限于)如下功能:纵向位移、垂直位移、角位移。

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移位装置(Displacementsystem):为便于乘员出入该座椅后面,使座椅或其一部分旋转或/和移动的装置。座椅或其一部分旋转或/和移动过程中无固定位置。

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锁止装置(Lockingsystem):使座椅及部件保持在使用位置的装置。

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在汽车碰撞过程中,如果这些固定或调节装置失效,那么汽车座椅非但无法起到约束和保护乘员的作用,反而会对乘员造成更加严重的二次伤害。因此有必要对汽车座椅总成的强度进行要求。

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目前FMVSS207,ECE R17-10,GB15083-2019,ADR3/04,CMVSS207,KMVSS97对汽车座椅总成强度的试验方法和评价基准进行了规定。

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根据加载方式的不同,它们大致可以分为三类

•  20g 空碰试验

•  20 倍重力静态加载

•  靠背与调节装置强度

上述实验中,GB15083和ECE R17和ADR3/04完全相同,FMVSS207和CMVSS207和KMVSS97完全相同,后续的文章,我们将主要以GB15083和FMVSS207为代表,依次对这三类试验进行介绍。这次先讲解-20g 空碰试验

01  GB15083-2019 20g空碰试验解析

适用范围

针对M1类车所有座椅。

M1类车是指包括驾驶员座位在内,座位数不超过9座的载客车辆。(GB/T 15089-2001)

试验设备

滑车碰撞模拟系统:滑车用于搭载测试车身或零部件,通过碰撞模拟设备,使滑车按照设定的波形进行加速或减速运动,从而模拟实际的碰撞环境。

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碰撞模拟设备一般分为加速型和减速型两种。加速型设备是通过自带的驱动和制动装置共同作用于滑车,使其进行加速运动,这种设备可以生复杂的波形,精度和可重复性更高。

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减速型设备是通过设计好的吸能或阻尼装置迫使滑车进行减速运动,这种设备成本低,但是精度较差,仅用于模拟简单的波形。

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数据采集记录系统:高速摄像机用于记录碰撞过程并捕捉标记点的位移,电测系统用于记录台车加速度和传感器输出曲线等。同时还需要灯光系统以配合高速摄像功能。

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座椅准备

将座椅固定到车身或者刚性夹具上,默认调节到以下位置:(5.3.3)

靠背除制造厂另有规定外,将其锁止在尽量接近躯干角25°的后倾位置

头枕调节到最高位置

座椅的滑轨和调高需要分别调节到以下两个位置

1. 滑轨调节到最后使用位置往前一个齿或者10mm,调高调节到最低位置

2. 滑轨调节到最前使用位置往后一个齿或者10mm,调高调节到最高位置

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除了上述要求,如果测试座椅还存在受力更加恶劣的位置,则试验应在该位置上进行。(5.3.4)

加速方向与大小

法规要求对整个车体施加一个不小于20g 的加速度,持续时间为30ms,方向需要往前往后各一次,用于模拟后面碰撞和正面碰撞。(5.3.1,5.3.2)

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加速度的波形如下图所示,要求波形要在黑色范围内,加速度峰值在20g-28g之间。

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评价基准

试验过程中或试验后,座椅骨架、座椅固定装置、调节装置、移位装置及其锁止装置均不应失效。

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允许产生在碰撞过程中不会增加伤害程度的永久变形(包括裂纹)且能承受规定载荷

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试验后,允许或有助于乘员通过的移位装置应处于工作状态,且至少能保证解锁一次,并可按需要移动座椅或座椅的一部分

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02  FMVSS207 20g空碰试验解析

适用范围


针对靠背可以翻折的汽车座椅(S4.3),主要考察其折叠锁止机构的强度。

所以我认为对于有靠背挡点的座椅,可以不用做这个测试。

试验设备

与GB15083相同

座椅准备

头枕在最高位置

靠背在设计位置

法规对座椅的滑轨和调高位置没有明确要求

加速度大小和方向

加速方向需要和靠背折叠的方向相反。也就是说,如果靠背能往前折叠,则需要施加向后的加速度,如果能往后放平,则需要施加向前的加速度。

法规对加速度曲线的要求是只要达到20g(S4.3.2.2),我们同样可以采用GB15083的曲线。

评价基准

试验过程中和结束后,靠背调节的控制锁止装置不能解锁或损坏(S4.3.2.2)。实验后能够调节。 
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