移动行李对前排座椅冲击试验研究

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摘 要：对国标GB15083和欧标ECE R17中关于行李位移乘客防护装置的试验方法进行分析，可知国标GB15083中没有移动行李对前排座椅冲击试验的相关法规要求。进行前排座椅行李防护验证试验，对比结果，得出移动行李对前排座椅冲击试验结果的影响因素，同时提出相关改进方向，为前排座椅设计和性能分析提供参考。

关键词：移动行李；前排座椅；冲击试验

中图分类号：U463.83 文献标识码：A 文章编号：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

随着我国汽车保有量的不断增长，道路交通事故频发，汽车的安全问题得到社会越来越多的关注。汽车厂商为了满足消费者对于车辆储物空间的需求，将后排座椅靠背设计成可以向前折叠放平，增加了储物空间。在汽车发生前部碰撞时，放置于后排座椅靠背上的未固定物品会对前排座椅产生巨大冲击，从而对乘员和驾驶员造成伤害[1]。在这些事故中，座椅作为减少损伤的安全部件对乘员起到了决定性的保护作用[2]。根据ECE R17的要求[3]，汽车后排座椅必须要进行行李箱碰撞试验，来验证后排座椅在汽车前撞工况下的安全性；另外，在最后排座椅可以移出或者折叠的情况下，必须对前一排座椅也要进行行李箱碰撞试验，保证在前撞工况下，前排乘员空间的安全[4]。 而我国汽车强制性标准GB 15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》附录F《行李位移乘客防护装置的试验方法》[5] 中，只对后排座椅进行考核，因此，移动行李对前排座椅冲击的研究也已经得到越来越多的重视。根据全国汽车标准化技术委员会车身分技术委员会“汽车座椅相关标准修订工作组第三次会议纪要”（车身分标委秘字【2015】6号）的要求，GB15083-201X修订工作组已经开展前排座椅行李冲击性能验证试验。

2 移动行李对前排座椅冲击试验方法

2.1 试验条件

（1）试验样块：采用类型1刚性试验样块：18kg（300mm×300mm×300mm，边棱倒角均为20mm）；摆放位置：放在前排座椅正后方或尽可能接近正后方的位置，距前排靠背200mm；

（2）座椅位置：滑位置：最后往前一格或者10mm；高调位置：最低；靠背位置：23°；头枕位置：最高；

（3）试验曲线：不小于20g水平纵向加速度，持续时间不少于30ms，速度为48-50km/h，试验行李块设置示意图如图1所示：

2.2 试验要求

为简化统计表内容，标准要求条目以编号表示，编号与标准要求对应关系参考表1：

3 移动行李对前排座椅冲击验证试验

在国家汽车质量监督检验中心（襄阳）共进行了四次验证试验，共3种类型座椅，T1型、T2型、T3型座椅驾驶员席位均为6向手动可调，靠背双调；T1型座椅乘员席位为4向手动可调，靠背单调，T2型和T3型乘员为4向手动可调，靠背双调。其中T1型、T3型座椅在模拟工装上进行了一次前排座椅行李箱冲击试验，T2型座椅分别在模拟工装和车身上进行了对比试验。对于T1型座椅，试验样块摆放在倾角为1.78°的后排模拟工装上，T2、T3型座椅试验样块摆放的倾角为10.12°。试验前后对比图如图3-6所示， 试验结果如表2所示。

四次试验的台车加速度曲线如下图2所示，减速前的车体自由速度分别为49.3km/h、49.2km/h、49.2km/h、49.3km/h，均符合要求。

从上表中可以看出，T1型、T3型座椅均不符合要求，在前排行李箱冲击过程中，行李块放置于倾角为1.76°的后排模拟架上，而T1型乘员座椅是靠背单调，相对于双调来说，强度不足，故靠背直接倾倒；而对于T3型座椅，虽然是靠背双调，但是其行李块放在倾角为10.12°的后排模拟架上，行李块主要撞击座椅上半部分，这对调角器的强度以及靠背骨架的强度提出了更高的要求，故驾驶员座椅在B-2项，乘员座椅在B-1、B-2项不符合要求。T2型座椅分别在模拟工装和车身上进行了对比试验，从结果中可知，都符合要求。相对于模拟工装来说，由于车身存在制造误差，且两次试验加速度曲线也有细微差异，因此在B-1、B-2项上存在误差，但不影响试验结果。

4 移动行李对前排座椅冲击试验分析

下表是各大检测机构、座椅厂、主机厂所进行的18次前排座椅行李防护试验的统计结果（如表3）、分项统计结果（如表4）。

从座椅席位来看，驾驶员和乘员的合格率相差不大，分别为23.53%，27.78%；从车型合格率来看，只有3台车辆合格，轿车合格率最高，为23.08%，SUV、MPV均不合格；从标准要求分项统计结果来看，A项合格率和C项合格率最高，B-2项合格率最低。

在A项中，共有4次试验不合格，分别为2台SUV、1台轿车、1台MPV，其中2台SUV高调机构均失效，MPV靠背直接倾倒，高调机构和调角器的失效是造成A项不合格的主要原因，由于高调机构是平行四边形结构，稳定性较差，因此在冲击过程中，若设计不合理或者强度不够，容易导致失效。调角器失效是靠背直接倾倒的直接原因，因此选择质量更好强度更高，或者双调角器结构比较合理。

在B项中，B-2项合格率最低，其中驾驶员和乘员的合格率分别为23.53%、33.33%，在前排行李箱冲击试验中，头枕部分相对于座椅R点前方的位移量比较容易超过150mm。从国家汽车质量监督检验中心（襄阳）汽车碰撞试验室所做的多次抗移动行李防伤害试验来看，对于有头枕的座椅，B-1项不合格而B-2项合格的概率较低，这18次试验中，所有B-1项不合格的，B-2项也不合格，这是因为座椅靠背部分和头枕部分相对于座椅R点前方的位移量限值相差只有50mm，而在碰撞过程中，头枕部分最大位移处相对于靠背最大位移处的距离均大于50mm。而导致B项不合格的最主要原因在于，座椅靠背变形过大，甚至调角器失效，靠背直接倾倒。经对比前排行李箱和后排行李箱冲击可知，前排座椅没有靠背锁，且行李块的撞击位置偏上，这就ψ椅靠背的强度以及调角器的强度提出了更高的要求，单调机构的座椅更难达到要求，

在C项中，主要是由于靠背直接倾倒或者变形过大，行李块飞到前排，这是最恶劣的情况，行李块可能直接撞击到前排乘员和驾驶员，导致受伤。

在前排行李箱冲击试验中，高调机构失效、调角器失效以及靠背变形过大是导致试验结果不合格的主要原因，因此主机厂应对前排座椅在这三个方面进行改进，以达到要求。

5 结束语

通过进行前排座椅行李防护验证试验，可以看出试验合格率非常低，这对前排座椅的结构设计带来了挑战。经过试验对比分析，得出高调机构、调角器、靠背强度是前排座椅改进的主要方向。

参考文献：

[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]张科峰， 刘刚， 颜长征等.乘用车移动行李对后排座椅撞击试验研究[J].机械研究与应用， 2011 （02）：50-54.

[3]曹飞. 移动行李对座椅冲击试验结果的影响因素分析[J]. 客车技术与研究， 2014（8）：46-49.

[4]赵培杰， 龙赛琼. 某车型前排座椅行李箱冲击仿真分析和试验验证[J]. 研究与开发， 2013（5）：55-58.

[5]GB15083-2006， 汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法[S].北京：中国标准出版社， 2007.