汽车保险杠低速碰撞法规

保险杠系统涉及的法规见表13-1。

表13-1 保险杠系统相关法规

1.低速碰撞法规

随着乘用车保有量的不断上升，城市交通越来越拥挤，汽车经常发生低速碰撞。由于这种情形在停车场和拥挤的交通环境中发生频率很高，很有必要提高汽车前后端保护装置的性能。前后端保护装置的设计要求为在发生接触和轻度碰撞时，不会导致车辆严重损伤，保护汽车车身、发动机供油系统、排气系统、冷却系统，以及与安全有关的灯具等不受损伤。目前关于低速碰撞的强制性法规主要有ECE R42（欧洲）、GB 17354（中国）、FMVSS 581（美国）。下面是各法规试验方法对比。

（1）ECE R42和GB 17354法规中纵向碰撞试验（图13-18）

1）本试验包括对车辆正前方的两次碰撞和正后方的两次碰撞。在每一方向的两次碰撞中，一次是在车辆质量为“空载质量”时进行的，另一次是在其质量为“加载试验车质量”时进行的。

2）在车辆每一方向的两次碰撞中，第一次碰撞时，对碰撞器的位置没有限制，而第二次碰撞时，碰撞器的中垂面位置应与第一次碰撞时的位置相距不小于300mm，并应保证这两次碰撞时，碰撞器的外廓不超越由通过“车角”并平行于车辆纵向对称面的两个平面所限定的区域。

3）碰撞器基准线保持水平且基准高度达到445mm。

4）车辆的摆放位置应进行调整，使位于“车角”间的点接触碰撞器但又不致引起碰撞器晃动，同时车辆的纵向对称面应与碰撞器的A平面保持垂直。

5）车辆的碰撞速度应控制在（4.0+0.25）km/h。

（2）ECE R42和GB 17354法规中对“车角”的碰撞试验（图13-19）

图13-18 碰撞示意图1

图13-19 碰撞示意图2

1）本试验包括在车辆质量为“空载质量”时对一个前“车角”和一个后“车角”的各一次碰撞，以及在车辆质量为“加载试验车质量”时对另一前“车角”和另一后“车角”的各一次碰撞。

2）碰撞器基准线保持水平且基准高度达到445mm。

3）车辆的摆放位置应进行调整，使位于“车角”间的点接触碰撞器但又不致引起碰撞器晃动，此外还应满足以下条件：

①碰撞器的A平面应与车辆的纵向对称面构成60°±5°夹角。

②碰撞时最先接触的点应在碰撞器的中垂面上（允差±25mm）。

4）车辆的碰撞速度应控制在（2.50+0.1）km/h。

（3）ECE R42和GB 17354法规中碰撞后的要求

1）照明和信号装置应能继续正常工作并清晰可见。如果出厂时安装好的照明装置失调，允许进行调整以符合规定要求，但只限于采用常规的调整方法。如果灯丝折断，应允许更换灯泡。

2）发动机舱盖、行李箱盖和车门应能正常开闭。车辆的侧门在碰撞的作用下不得自行开启。

3）车辆的燃料和冷却系统应无泄漏，不发生油、水路堵塞，其密封装置与箱盖应能正常工作。

4）车辆的排气系统不应有妨碍其正常工作的损坏或错位。

5）车辆的传动系统、悬架系统（包括轮胎）、转向和制动系统应保持良好的调整状态并能正常工作。

（4）FMVSS 581碰撞试验（图13-20）

1）本试验包括对车辆正前方的两次碰撞和正后方的两次碰撞。

2）在车辆每一方向的两次碰撞中，第一次碰撞时，对碰撞器的位置没有限制，而第二次碰撞时，碰撞器的中垂面位置应与第一次碰撞时的位置垂直相距2in^[1]或左右水平相距不小于12in。

图13-20 碰撞示意图3

3）碰撞器安置时应使A平面与地面保持垂直，基准线保持水平且基准高度16～20in。

4）车辆的碰撞速度应控制在2.5mile/h^[2]。

（5）FMVSS 581角碰试验（图13-21）

1）本试验包括对车辆前车角和后车角在基准高度为20in的各一次碰撞和在基准高度为16～20in对前另一车角和后另一车角的各一次碰撞。

2）碰撞器安置时应使A平面与地面保持垂直，基准线保持水平且基准高度16～20in。

3）车辆的碰撞速度应控制在1.5mile/h。

（6）FMVSS 581平面障碍碰撞试验（图13-21）

1）本试验包括对车辆正前方和正后方的各一次碰撞。

2）车辆的碰撞速度应控制在2.5mile/h。

（7）FMVSS 581碰撞后的要求

1）所有车灯和反射装置，牌照灯除外，不得破裂，车灯的光线不得受阻，前照灯依然可以满足法规规定的调光要求。

2）车辆发动机舱盖、行李箱盖和车门均能保持正常工作。

图13-21 碰撞示意图4

3）燃料和冷却系统没有泄漏和挤压变形，所有的密封元件工作正常。

4）排气系统没有泄漏和变形。

5）动力传递、悬架、转向和制动系统操作正常。

6）能量吸收系统的任何破裂，不导致燃料或液体泄漏。

7）车辆与摆锤的上下端作用力不得大于2000lb^[3]。

8）外观：除保险杠蒙皮、保险杠器件及保险杠与车架连接件部分以外，其他位置的表面材料、涂层或其他覆盖物没有分离，碰撞试验30min后外部轮廓没有永久变形。

2.保险业试验标准

每年，全世界的保险公司都为车辆索赔支付了巨额资金。在这些索赔款中有很大一部分用于损坏车辆的修理。将保险客户的车辆恢复到原来的状态是一项既费钱又费时的事情，很显然保险公司都会力争控制这项花销。为了达到这个目标，国际保险业寄希望于汽车研究机构，期望他们能为减少或抑制世界各地的修理费用而提供帮助。主要测试标准有美国高速公路安全保险委员会（Insurance Institute for Highway Safety，IIHS）的保险杠测试协议、车辆维修研究委员会（Research Committee for Automobile Repair，RCAR）的保险杠测试和15km/h偏置碰撞程序。下面是各试验方法及车辆要求的对比。

（1）IIHS和RCAR保险杠测试中正向碰撞试验（图13-22、图13-23）

1）本试验包括对车辆正前方的一次碰撞和正后方的一次碰撞。(www.xing528.com)

2）下边缘距离地面457mm。

3）碰撞时车辆中心线和壁障中心线对齐。

4）碰撞速度为10km/h。

图13-22 前保险杠正向碰撞示意图

图13-23 后保险杠正向碰撞示意图

（2）IIHS和RCAR保险杠测试中偏置碰撞试验（图13-24、图13-25）

1）本试验包括对车辆前方的一次15%偏置碰撞和后方的一次15%偏置碰撞。

2）下边缘距离地面406mm。

3）碰撞时车辆中心线和壁障中心线对齐。

4）碰撞速度为5km/h。

图13-24 前保险杠偏置碰撞示意图

图13-25 后保险杠偏置碰撞示意图

（3）RCAR 15km/h偏置碰撞程序（图13-26）

1）本试验包括对车辆前方的一次40%偏置碰撞。

2）碰撞壁障为刚性不可移动壁障。

3）碰撞速度为15km/h。

（4）RCAR 15km/h偏置碰撞程序（图13-27）

1）本试验包括对车辆后方的一次40%偏置碰撞。

2）碰撞壁障为刚性可移动壁障，壁障质量（1400±5）kg。

3）碰撞速度为15km/h。

3.行人保护法规

汽车给人们的生活带来了便利，但同时也给人们的生命安全带来了威胁，因此对汽车和行人安全的研究是十分必要的，未来车辆的造型和总布置将越来越受制于行人保护的要求。行人保护始于20世纪80年代的一项欧洲计划，目前已经迅速扩展至世界各地，成为所有车辆制造商在改进被动安全、车辆总布置和造型方面所关注的重要问题。主要行人保护的法规和标准有GTR（Global Technical Regulation）、2003/102/EC和EC-78-2009、E-NCAP行人保护部分等。目前我国也已积极开展行人保护方面的研究，其标准的内容与GTR内容基本是等效的。下面主要介绍一下关于行人保护的各项法规中与保险杠设计相关的小腿碰撞试验方法与要求。

图13-26 前方碰撞示意图

图13-27 后方碰撞示意图

（1）小腿碰撞区域碰撞点的确定 试验区域是过保险杠角（车辆和与车辆纵向对称面呈60°角的铅垂面的切点，如图13-28所示）的两个纵向垂直平面分别向内平行移动66mm后，两个纵向垂直平面之间的保险杠的前表面，如图13-29所示。各参考线的确认方法参考法规2003/102/EC。将前保险杠试验区域三等分，然后在每个区域各选相对危险的点，如图13-29中LL1、LL2、LL3碰撞点（一般是碰撞结果可能最差的点，通常为有内部刚性硬点的部位）。

（2）各法规对试验结果要求 小腿碰撞主要评价参数有最大弯曲角度A（°）、最大剪切位移S（mm）、胫骨加速度G（g），如图13-30所示。这几个参数是在试验过程中通过碰撞器上的传感器获得的，具体要求见表13-2。

图13-28 保险杠角

图13-29 小腿碰撞区域碰撞点确定

图13-30 小腿碰撞评价参数

表13-2 保险杠行人保护试验要求

4.外部凸出物法规

实施外部凸出物法规的目的是降低在碰撞时被车身擦、碰的人员的伤害程度。主要的外部凸出物法规有中国的GB 11566、欧洲的74/483/EEC及修订版79/488/EEC、ECE R26。上述法规对保险杠系统零件的要求内容都是等效的。主要要求如下：

1）车身外表面凸出零件的圆角半径不得小于2.5mm。这一要求不适用于凸出车身外表面不到1.5mm的零件以及凸出车身外表面1.5mm以上5mm以下且零件朝外的部分是圆滑的零件。

2）车身外表面凸出零件的材料硬度不超过SHORE A 60时，圆角半径可小于2.5mm。

3）保险杠两端应向车身表面弯曲，以减少刮伤的危险。如果保险杠是嵌入式的，或和车身结构形成一体，或保险杠侧端部向内弯曲但不能被直径100mm的球体所接触，并且保险杠端部和最近的车身表面之间的距离不超过20mm，则认为满足要求。

4）如果车身外轮廓线与前或后保险杠的曲线的垂直投影相重合，在距离车辆前向（对于后保险杠是后向的）的车身外轮廓线内侧20mm，和车身外轮廓线及其与车辆垂直纵向对称平面成15°夹角的两垂直平面相切的法线围成的区域（图13-31）内，所有点组成的表面的圆角半径不应小于5mm，其他情况下不应小于2.5mm。上述要求不适用于凸出高度小于5mm的保险杠局部零件或保险杠上的镶嵌件，尤其是前照灯洗涤器的连接盖及喷嘴，这些零件朝外的角应是圆滑的，但凸出高度小于1.5mm的零件除外。

5）格栅间隙在25～40mm之间时，其外边缘的圆角半径不得小于1mm，若缝隙宽度等于或小于25mm时，其外边缘的圆角半径不得小于0.5mm。在前端与形成格栅或缝隙的每个元件接合处应该是圆滑的。

5.关于牌照法规

各国对其机动车牌照都有相关法规，主要法规包括中国GA36、GB15741、欧洲70/222/EEC、美国SAE-J686。具体尺寸要求见图13-32和表13-3。

图13-31 保险杠不同圆角要求区域划分

图13-32 牌照尺寸

表13-3 中欧美牌照尺寸要求

后保险杠上的号牌板（架）的位置设计，需考虑号牌板（架）的灯光照明要满足法规的要求，在后保险杠上安装号牌板（架）的，除在保险杠上给出号牌板（架）的合适安装位置外，还需考虑牌照灯的安装结构位置设计，确保牌照灯的安装对号牌板（架）的照明满足GB 18408《汽车及挂车后牌照板照明装置配光性能》的要求。