某车型座椅鞭打性能研究-绵羊汽车生活记录

摘要：自 2018 年 7 月 1 日 18 年版《C-NCAP 解决法例》执行至今一年期间里，C-NCAP 官方揭橥的四星及以上车辆座椅鞭打均匀得分为 4.26 分，鞭打试验功效仍旧处于较低水准。针对这一近况，本文从试验角度对我司某款车型座椅鞭打试验数据举行详明解析总结，通过操纵头后间隙、调度靠背悬簧刚度，可有用提升 NIC 得分；通过提升座椅靠背骨架焊接强度、操纵头枕高度，可有用提升上颈部 My 得分。本文对座椅的调度手腕，为座椅鞭打功能的擢升供应参考。

近年来，跟着我国社会经济的火速繁荣，汽车一经成为人们糊口中的主要交通用具，截至 2019 年 6 月，天下汽车保有量达 2.5 亿辆，汽车驾驶人达 3.8 亿人[1]。跟着汽车数目及驾驶人数的增加，相闭追尾碰撞的交通变乱时常发作，且呈延长趋向。追尾变乱会对人颈部形成吃紧的毁伤，因摧残经过酷似挥鞭，这种摧残又叫“挥鞭伤”。我国于 2012 年将座椅鞭打试验正式引入《C-NCAP 解决法例》，目前一经繁荣到 2018 年版，于 18 年 7 月 1 日经执行，新版律例中闭于鞭打评判参数除靠背动态张角外未发作转变，但试验波形能量更强，对座椅鞭打功能恳求更高。

因为鞭打假人的颈部对比敏锐，仿真手腕众用于解析座椅各参数对座椅鞭打试验功能影响趋向的解析，而完全的座椅鞭打试验功能擢升优化是通过试验手腕举行的。从目前对座椅鞭打试验功能的商酌展现，鞭打试验的闭键失分项正在假人 NIC 和上颈部 My 摧残两项，正在功能优化经过中，NIC 摧残的革新特别麻烦。

正在追尾碰撞经过中，颈部呼应包括一系列纷乱的运动和是以形成的载荷，因追尾碰撞而发作的汽车乘员的运动分 3 个差别的经过[2]1，如图 1 所示。

(a)正在缩回运动经过中，驾驶员被座椅靠背推向前线，而没有与汽车任何部位接触的头部维持正在肇始处所，是以头部运动滞后于躯干，颈椎上部发作前弯曲形态而下部形成后弯曲形态，成“S”形。正在 S 形变形后头发端向后挽救，从而导致一共颈椎向后弯曲。(c)因为太平带体例的束缚，车内乘员头部一直向前运动而胸椎一经终止运动。是以颈部会映现一个相反的“S”样式。《C-NCAP 解决法例》中对假人鞭打摧残评判的期间限制是重新与头枕接触发端，到头与头枕离散为止，即上述运动经过中的(a) (b)阶段。

追尾碰撞经过中，颈部软结构毁伤的形成源于头部与胸部的相对运动，因为乘员运动呼应的纷乱性，对颈部软结构毁伤机理存正在差别的偏睹。此中代表性的假设有：椎管中的静脉和脑脊液中形成的压力梯度惹起细胞的毁伤（Aldman1986 年提出）[2]2。博斯特伦(Bostr觟m)等依照这一假设提出了颈部毁伤准则 NIC[2]3， NIC 行为期间函数的界说正在动物试验的底子上获得了验证。目前《C-NCAP 解决法例》中对假人鞭打摧残的评判采用了这一法例。

2018 年 7 月 1 日 18 年版《C-NCAP 解决法例》正式执行，正在闭于鞭打试验的章程中，新版律例正在摧残评判参数限值稳定的情状下，调解滑台加快率波形，扩充碰撞能量，对座椅鞭打功能的考查特别正经。完全转变如表 1、图 2 所示[3-4]。

2018 年版《C-NCAP 解决法例》执行已有一段期间，截止 2019 年 7 月 3 日，C-NCAP 官方共计揭橥四批共计 30 款车型的座椅鞭打试验功效[5]。因为汽车主机厂对待试验车型的商场定位差别，本文仅以取得四星及以上的 25 款车型座椅鞭打功效举行座椅鞭打功能近况举行商酌。25 款座椅鞭打功效均匀分为 4.26 分，较 5 分的满分功效另有很大的擢升空间。同时最高得分 4.90 分与最低得分 3.50 分之间相差 1.4 分，这也再现出商场上座椅鞭打功能的乱七八糟。

基于新版律例的转变及商场上座椅鞭打功能近况，对我司某款座椅鞭打试验功能擢升经过举行解析总结。

对某款新开采座椅遵从 18 版 C-NCAP 律例举行首次鞭打试验，试验动、静态结果及假人闭键摧残波形如下。

由表 3 可知，本次试验总分为 3.69 分，试验失分项有 NIC、上颈部 Fz+、上颈部 My 和下颈部 Fz+几项，此中上颈部 My 与上颈部、Fz+下颈部 Fz+存正在直接相干（如图 6 所示趋向），针对闭键失分项举行分类解析，可能较速的得出整改计划。

由公式可知，影响假人 NIC 摧残的身分是同临时刻 T1 处所与头部的加快率差值，二者差值越大， NIC 越大，反之，NIC 越小。

图 4 为本次试验中 NIC 干系的弧线，正在碰撞经过中因为假人身体挤压座椅靠背及头枕向后挽救，假人头部正在试验前期没有获得支持，头部加快率正在头与头枕接触前险些为零（假人头部与头枕接正在79ms 接触，如图 5）。因为试验前期座椅靠背启发假人搬动，此时 T1 部位已有必定的加快率，导致正在头与头枕接触前映现头部与 T1 处所加快率最大差值，既映现 NIC 最大摧残值。

上颈部 My 和上颈部 Fz+、下颈部 Fz+解析颈部 My 摧残闭键由头部与颈部相对运动形成，当假人正在运动经过中映现“颔首”的情景，即头向前而下巴内收时 My 为正值；反之，假人运动“后仰”时颈部 My 为负值；同时，正在假人颔首的经过中假人颈部 Z 向先受到拉伸后受到压缩，My 最大值众映现正在Fz+最大值左近。

本次试验中，通过解析试验录像可知，因为头后间隙较大，加之假人身体挤压座椅靠背及头枕向后挽救，假人头与头枕刚接触时，头与头枕接触点所正在水准面正在头部质心所正在水准面之下（如图 7所示），运动前期头枕向上拖着头部，假人颈部受到拉伸，头绕头部质心向前转动，之后头枕强迫假人头部上窜，假人下颚接收，扩充了上颈部 My 与颈部 Z 向摧残。

正在 18 版 C-NCAP 揭橥前，各主机厂及座椅厂商一经对座椅鞭打功能的擢升举行了洪量的商酌使命，固然 18 版 C-NCAP 律例的波形有所转变，但闭于座椅鞭打功能整改的手腕仍旧具有参考性。郑祖丹等人愚弄仿真软件，采用极差解析法对座椅闭键特质参数对座椅颈部摧残目标举行了解析，展现调角器刚度、头后间隙、头枕高度、下靠背刚度等对假人摧残影响较大[6]。周泽斌等人通过革新头枕的布局并优化头枕强度和发泡厚度等步调[7]，来提升座椅的防挥鞭伤功能。

李常青通过调解头后间隙、头枕高度、头枕尺寸及头枕杆布局、强化靠背及坐垫骨架等格式[8]，来改善座椅的防挥鞭伤功能。商恩情等人通过对鞭打试验中假人头部受力解析手腕，对假人头部与头枕接触时间及碰撞强度正在座椅布局及头枕优化中的行使举行商酌。提出假人头部与头枕接触时间越早，越有利于消重颈部 NIC 目标及头部碰撞强度；头部碰撞强度低及 Z 向受力向下，将有利于消重颈部各载荷[9]。

·靠背泡沫肩部局限减薄 10-40mm（如图 8 所示），通过使假人肩部或许向后搬动，启发头部向后搬动，减小假人头后间隙；·通过消重坐垫泡棉硬度，增大坐垫变形，使头部质心向下搬动，扩充假人头枕高度，操纵假人头部质心位于头与头枕接触点所正在平面上；

·通过（A）正在头枕管套与靠背弯管处扩充焊点（如图 9 所示），（B）扩充靠背弯管与座椅靠背边板之间的焊道数目（如图 9 所示），（C）靠背上弯管壁厚1.2mm 改为 1.5mm（如图 10 所示），（D）扩充座椅靠背的刚性，减小碰撞经过中的变形，提升座椅靠背及头枕对假人的支持性，减小座椅靠背及头枕的反弹对假人颈部摧残；

·通过靠背悬簧弱化，废止中心挂点（如图 11所示），扩充靠背罗致能量的才略，减小假人正在碰撞初期 T1 加快率值。

由表 5 鞭感动态打击试验结果可知，整改后的座椅鞭打试验总分为 4.6 分，试验仅 NIC、上颈部 My 失分，且失分较少，到达了整改预期。(2)通过对图 12 试验弧线的解析可知，通过操纵头后间隙、调度靠背悬簧刚度可能成婚头部加快率与 T1 加快差值，是进一步提升 NIC 得分的目标；(3)通过消重坐垫泡棉硬度，假人头部质心与头部接触点落正在统一水准面上，如图 14 所示，减小假人颈部受到的拉伸摧残，消重假人头部向前转动的趋向；通过扩充焊道、扩充靠背上弯管厚度的格式，扩充了靠背的刚度，提升了靠背与头枕对假人的支持性，消重假人颈部受到的摧残。本次试验假人颈部Z 向摧残获得满分，上颈部 My 摧残获得消重，如图13 所示。