NCAP现状及其相关技术发展综述.docx

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1、NCAP现状及其相关技术发展综述随着社会及科学技术的发展,交通设施和交通工具日益发达,极大促进了经济贸易、科学技术、生产和生活各项活动,为人们提供了出行方便性。但是,也正是由于这些交通工具引发了大量的交通事故,导致了大量的人员伤亡。车辆是整个事故中的起因,是关键因素之一。很多发达国家先后制订了有关车辆安全的法规和制度,常见的是政府和行业的安全强制法规,如ECER95和FMVSS等法规。此外,还有新车评估规范(NCAP,NewCarAssessmentProgram)。1NCAP的发展历史和现状NCAP作为新车评估程序,通常按照一定的试验规范和流程,通过对新上市的乘用车进

2、行前、侧和后部碰撞以及圆杆碰撞和行人碰撞等多方面的碰撞试验,并以驾驶员、副驾驶员、乘坐儿童、车外行人等多个对象的伤害指数评估该车的综合安全等级。NCAP最早于1978年出现在美国,由美国国家公路交通安全管理局牵头组织实施。随后,澳大利亚、欧洲、日本和韩国等分别制定了相关的NCAP。尽管都是NCAP,但是试验和评估也不尽相同。总的来说,可以分为3类。第一类是以欧盟国家为主的EuroNCAP和澳洲实施的ANCAP。它比较真实地模拟实际交通事故中的碰撞情形,碰撞的速度较高,采用可变形蜂窝状铝合金结构壁障,它不仅考察前排乘客、后排乘座成人和儿童的安全性,而且还考察圆杆碰撞和行人

3、保护等各种可能事故的情形,是较为全面的评估。第二类是在美国实施的USNCAP,它前撞采用固定不可变形的壁障,通常只对前排乘客进行评估,侧撞只对成人乘客评估。韩国KNCAP也借用USNCAP。第三类是混合体,就是将EuroNCAP和USNCAP结合起来的试验方法,如日本JNCAP,以及即将实施的中国CNCAP。第三种方法借用前两种标准,具有较好的综合评价性。但由于起步较晚,评估的内容相对较少,车速相对较低。通过近10年的试验,EuroNCAP被评价为最具权威性和最严格的NCAP,它由国际汽车联合会牵头,不依附于任何汽车生产企业,所需经费由欧盟提供,不定期对已上市的新车和进

4、口车进行碰撞试验。鉴于它对消费者购车选择产生的巨大影响,欧洲主流汽车品牌对EuroNCAP成绩非常重视,部分企业在新车样车碰撞结果不佳时甚至对产品进行改进,并主动进行二次测试。NCAP通常按照试验结果分级计分,将车辆的安全等级分为5星或6星。星级越高,则车辆的安全性越好,反之越低。由于各NCAP之间的试验和评估方法不一样,即使获得不同NCAP的星级相同,也不能说明他们具有相同等级的安全性。2NCAP对汽车安全技术的影响2.1车身结构的改善不同NCAP对车身结构提出了不同要求。USNCAP不仅要求车辆在碰撞过程中不能超过一定的减速度,而且要求击溃长度不少于一定值。而Eur

5、oNCAP要求影响乘员安全性的零件如前围板、制动踏板、方向管柱等对乘员的侵入量不能超出一定值。因此前舱的刚度不能太大或太小,否则无法满足各个NCAP的要求。为最大程度上保护车内乘员和行人的安全,汽车整车设计成前后部刚度较小、乘客舱刚度很大。而且将发动机舱设计成三段式,分别为低速行人保护区、相容吸能区和自身保护区。这样在低速时既能使行人的伤害减低到最小,同时又能在高速碰撞时通过前后舱结构的压溃来吸收碰撞中的大部分能量,有效保护乘客,见图1汽车交通事故发生在前面的概率约为40%,因此前舱设计是汽车结构设计的重点,前舱设计实际上是能量传递路线的设计。从图1可见,通常将前端碰撞

6、的能量传递路线设计成3条,一条是沿着水箱横梁传递给翼子板加强板,然后经A柱传递给驾驶舱上体;第二条路线由前纵梁传给翼子板加强板,经前围板传给驾驶舱上体,由前地板纵梁传给车身下体;第三条路线由前悬架延伸梁(在前端和纵梁采用一定的支架连接),经副车架传给车身纵梁,从而传给车身下体。3条路线能避免能量的过度集中,有效提高整车的安全整体承受能力。为保证上述3段强度和3条能量传递路线,通常采用不同性能的材料进行组合以满足不同区域的要求,对于车身结构的加强件如纵梁、B柱加强板、门槛梁加强板、A柱下段加强板、车门防撞杆以及座椅支架等均采用高强度钢或超强度钢(TRIP)。这2种材料在汽

7、车上的应用越来越多,所占的比重越来越大。以菲亚特产品为例,80年代超强度钢使用比例为0,高强度钢使用比例为6%,90年代高强度钢使用比例增加至10%。自NCAP规范使用后,高强度钢增加至22%,超强度钢增加至4%。到2005年底,高强度钢占到50%,超强度钢占到17%。低碳钢的比例也由80年代的94%降低至33%。这组数据从一定程度上反映了汽车工业上各种不同材料钢材在汽车上的应用趋势。纵梁总成在很大程度上决定了汽车纵向碰撞的安全性能,因此也成为研究重点。通常将纵梁前部设计成梯形结构钢梁、孔式结构、褶皱式造型、波纹管状结构来诱导纵梁的变形节