通常來(lái)說(shuō)，汽車(chē)安全性能開(kāi)發(fā)是按照開(kāi)發(fā)目標(biāo)“整車(chē)——系統(tǒng)——零部件”逐級(jí)分解，性能逐級(jí)仿真與驗(yàn)證來(lái)進(jìn)行，零部件級(jí)別試驗(yàn)是驗(yàn)證零部件各項(xiàng)性能目標(biāo)的手段。通常來(lái)說(shuō)，汽車(chē)安全性能開(kāi)發(fā)主要包括以下幾個(gè)部分：結(jié)構(gòu)耐撞性開(kāi)發(fā)，乘員保護(hù)性能開(kāi)發(fā)，行人保護(hù)性能開(kāi)發(fā)以及主動(dòng)安全性能開(kāi)發(fā)。其中，乘員約束系統(tǒng)的各個(gè)零部件在汽車(chē)碰撞過(guò)程中直接與乘員發(fā)生相互作用，對(duì)乘員保護(hù)性能起到關(guān)鍵性的作用，因此，對(duì)約束系統(tǒng)零部件進(jìn)行充分的性能測(cè)試是相當(dāng)重要的，下面，將簡(jiǎn)要介紹一下約束系統(tǒng)零部件的部分關(guān)鍵性能試驗(yàn)。

安全帶

相信關(guān)注我們公眾號(hào)的各位朋友一定很熟悉，“安全帶就是生命帶”。在發(fā)生碰撞事故時(shí)，安全帶可以有效的約束乘員的身體，使其處在一個(gè)相對(duì)固定的位置，進(jìn)而其他的輔助約束系統(tǒng)零部件可以對(duì)乘員起到有效的“緩沖”作用，達(dá)到保護(hù)乘員的目的。

安全帶的主要試驗(yàn)項(xiàng)目可分為以下幾類(lèi)：織帶性能試驗(yàn)、卷收器性能試驗(yàn)與總成性能試驗(yàn)。

1、織帶性能試驗(yàn)

與乘員保護(hù)性能強(qiáng)相關(guān)的織帶性能試驗(yàn)主要是其抗拉強(qiáng)度與延伸率，其中抗拉強(qiáng)度測(cè)試還包括安全帶織帶經(jīng)過(guò)各類(lèi)環(huán)境與物理?xiàng)l件處理后的測(cè)試，這兩個(gè)參數(shù)直接決定在碰撞過(guò)程中，安全帶織帶斷裂失效的可能性與安全帶的約束效果；在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)動(dòng)車(chē)乘員用安全帶、約束系統(tǒng)、兒童約束系統(tǒng)和ISOFIX兒童約束系統(tǒng)》中，均有關(guān)于織帶抗拉強(qiáng)度與延伸率的相關(guān)性能規(guī)定與詳細(xì)測(cè)試方法。

2、卷收器性能試驗(yàn)

安全帶卷收器屬于安全帶的一個(gè)核心部件，目前應(yīng)用廣泛的卷收器類(lèi)型是預(yù)緊限力型卷收器，其性能測(cè)試主要包括預(yù)緊特性測(cè)試與限力特性測(cè)試，這兩項(xiàng)測(cè)試一般不單獨(dú)進(jìn)行，而是與安全帶總成的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)一同進(jìn)行，使用安全帶位移與安全帶拉力傳感器采集相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行評(píng)估。

不同主機(jī)廠對(duì)于安全帶卷收器預(yù)緊與限力特性的要求可能有所不同，但主要參數(shù)基本一致，包括預(yù)緊距離，預(yù)緊力，限力標(biāo)稱(chēng)值與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的偏差，限力的波動(dòng)程度等（補(bǔ)充一張圖片對(duì)應(yīng)示意一下預(yù)緊力、標(biāo)稱(chēng)值等），這些參數(shù)均可以通過(guò)對(duì)應(yīng)傳感器進(jìn)行測(cè)量。

圖1 典型的預(yù)緊限力型安全帶織帶張力曲線示意圖

3、安全帶總成試驗(yàn)

安全帶總成試驗(yàn)是測(cè)試安全帶各項(xiàng)性能的重要試驗(yàn)項(xiàng)目，其中最重要的是安全帶總成的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，這一項(xiàng)試驗(yàn)需要在加速或減速型模擬碰撞設(shè)備上進(jìn)行，試驗(yàn)要求是將試驗(yàn)用假人、安全帶按一定的位置安裝在工裝上，假人佩戴好安全帶，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)施加一個(gè)按設(shè)定曲線變化的加速度慣性載荷來(lái)模擬50km/h全正碰的情況。在進(jìn)行這項(xiàng)試驗(yàn)的同時(shí)，可以通過(guò)傳感器對(duì)安全帶卷收器的部分性能進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估。

關(guān)于安全帶總成動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的性能要求，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)動(dòng)車(chē)乘員用安全帶、約束系統(tǒng)、兒童約束系統(tǒng)和ISOFIX兒童約束系統(tǒng)》中，對(duì)假人軀干與骨盆的前移量做出了規(guī)定。

圖2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于假人軀干與骨盆前移量測(cè)量參考點(diǎn)的規(guī)定

該項(xiàng)試驗(yàn)的試驗(yàn)工裝示意圖如下：

圖3 安全帶總成動(dòng)態(tài)試驗(yàn)工裝示意圖

安全氣囊

安全氣囊是乘員約束系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分，如下圖所示

圖4 汽車(chē)內(nèi)安全氣囊示意圖

安全氣囊作為輔助約束系統(tǒng)，配合安全帶共同起作用，可以達(dá)到更好的乘員保護(hù)效果，但值得注意的是，如果在不系安全帶的情況下，由于安全氣囊氣袋展開(kāi)速率極快，可能達(dá)到200~300km/h，此時(shí)的安全氣囊有可能會(huì)成為“傷人氣囊”。而安全氣囊的性能試驗(yàn)主要有以下幾類(lèi)。

1、氣體發(fā)生器總成靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)

安全氣囊能夠在短時(shí)間內(nèi)充滿氣體是由于其氣體發(fā)生器的緣故，氣體發(fā)生器在接收氣囊系統(tǒng)控制器發(fā)送的電信號(hào)時(shí)，會(huì)將其中的化學(xué)藥品引爆發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體，快速將氣袋充滿，從而達(dá)到在碰撞過(guò)程中保護(hù)乘員的目的。

氣體發(fā)生器總成靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)一般需要在壓力容器中進(jìn)行，壓力容器根據(jù)氣體發(fā)生器充裝火藥量的大小有所不同，根據(jù)氣體發(fā)生器的不同設(shè)計(jì)相應(yīng)夾具將其固定在壓力容器內(nèi)，通過(guò)設(shè)置在壓力容器內(nèi)的壓力傳感器與溫度傳感器，測(cè)試出氣體發(fā)生器的壓強(qiáng)-時(shí)間曲線。其試驗(yàn)裝置如圖所示。

圖5 氣體發(fā)生器總成靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)裝置示意圖

圖6 氣體發(fā)生器總成壓力罐試驗(yàn)壓強(qiáng)-時(shí)間曲線示意圖

2、安全氣囊總成靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)

由于汽車(chē)使用環(huán)境復(fù)雜多變，而安全氣囊由于其作用機(jī)理是小型爆炸，因此更增添了其不確定性?；谝陨峡紤]，安全氣囊總成需要在不同環(huán)境下進(jìn)行靜態(tài)點(diǎn)爆測(cè)試，以測(cè)試其在不同環(huán)境下的靜態(tài)點(diǎn)爆性能表現(xiàn)。

安全氣囊靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)一般在高溫、低溫與常溫環(huán)境下進(jìn)行，其溫度一般為85℃、-30℃與23℃，一般情況下對(duì)測(cè)試結(jié)果的要求為：在靜態(tài)展開(kāi)試驗(yàn)中，不應(yīng)產(chǎn)生可能對(duì)乘員造成直接或間接傷害的特征，不能有可能對(duì)乘員造成損傷的飛濺物出現(xiàn)；氣袋不應(yīng)破裂或燃燒，氣袋撕裂縫處應(yīng)該保持完好無(wú)損等。

安全氣囊靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)一般在專(zhuān)用的試驗(yàn)室中進(jìn)行，該試驗(yàn)室配備的設(shè)備一般有環(huán)境艙、氣囊點(diǎn)爆測(cè)試系統(tǒng)與高速攝像機(jī)等，如下圖所示。

圖7 安全氣囊靜態(tài)點(diǎn)爆試驗(yàn)室示意圖

轉(zhuǎn)向管柱

在汽車(chē)碰撞過(guò)程中，乘員往往會(huì)因?yàn)樗查g的減速而發(fā)生劇烈前傾，其中，駕駛員軀干會(huì)與方向盤(pán)發(fā)生二次碰撞，除了有安全氣囊的緩沖外，轉(zhuǎn)向管柱不應(yīng)對(duì)駕駛員產(chǎn)生額外的傷害，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防止汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對(duì)駕駛員傷害的規(guī)定》對(duì)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)（包含轉(zhuǎn)向管柱與方向盤(pán)等）的吸能特性做出了詳細(xì)規(guī)定，其中，一項(xiàng)試驗(yàn)為“人體模塊試驗(yàn)”，該項(xiàng)試驗(yàn)的示意圖如下，其中，人體模塊以24.1~25.3km/h的速率對(duì)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行沖擊，沖擊時(shí)，作用在人體模塊上的水平力不應(yīng)超過(guò)11123N。

圖8 人體模塊試驗(yàn)示意圖

以上簡(jiǎn)要介紹了約束系統(tǒng)零部件的部分關(guān)鍵性能試驗(yàn)，在實(shí)際工作中可能會(huì)涉及到的試驗(yàn)類(lèi)型遠(yuǎn)比本文介紹的復(fù)雜，希望大家能夠通過(guò)對(duì)本文的閱讀，對(duì)約束系統(tǒng)零部件試驗(yàn)有初步了解。