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儿童乘员约束系统的应用

发布时间:2014-06-29 10:05:13  

儿童乘员约束系统的应用

文/上海世科嘉车辆技术有限公司谭云飞

【摘要】近年来,越来越多的汽车进入普通家庭,我国汽车保有量大幅增加。汽车对儿童乘员保护的要求也随之受到重视.

【关键词】儿童,约束系统、安全

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[Keywords】Children,Restraint

System,Scourity

0前言

汽车安全问题一直是社会广泛关注的焦点。近年来,车辆安全方面的研究得到了世界各国的广泛重视,其中欧美国家已将儿童乘员的保护纳入到当地的强制法规中。根据测试,当汽车以每小时40公里行驶时突然紧急刹车,此时5.5公斤婴儿体重相当于110公斤。在这种情况下,如果把儿童放在普通座位上或者成人怀抱中,儿童的安全得不到保证。并且儿童将会是事故的最先受害者,即使不发生任何事故,强烈的晃动也会影响儿童大脑的发育,另外不正确的坐姿也会影响儿童的正常呼吸。

近几年,中国汽车行业在对儿童乘员的保护方面做了大量的研究开发工作,同时还以征求意见稿的形式开展了大量的儿童保护方面的技术标准、法规的立法征询工作,该项法规不久将实施。该法规详细规定了专门为儿童乘员提供约束保护系统的汽车安全儿童约束系统,以保证在车辆碰撞事故发生时,为儿童提供安全保护,从而减少对儿童的伤害程度。

儿童安全约束系统由两部部组成f儿童安全座椅和与儿童安全座椅相匹配的接口。儿童安全约束法规中规定了各汽车厂商只有在汽车座椅配有儿童安全座椅装卸辅助装置或者ISOFIX(国际通用的儿童安全座椅专用连接装置),才能获得上市资格。另外,要求有关厂家生产合格的儿童安全座椅配合使用。今后,新车座椅上的儿童安全座椅安装辅助装置将成为新车出厂的标准配置,儿童安全座椅则可选配。

面,不同年龄段差异较大。从总体来讲,约束保护系统按照不同年龄分为4大类:

即0~1岁用约束系统、1~4岁用约束系统、4~8岁用约束系统、8~12岁用约束系统。对于不同类别的儿童安全约束系统,他们的结构、在车上的固定座位及固定方式等各有不同。各类别特点如下:

1.10~1岁用儿童约束系统

该类儿童约束系统也叫婴儿用约束系统,它主要适用于0~1岁儿童(用于体重小于13kg的儿童)。按照结构又分为婴儿床和婴儿椅。这类儿童约束系统只能安装在车辆的后排座位上。对于婴儿床,约束系统横向安装,保证儿童横卧于车中。对于婴儿椅,约束系统为纵向安装,保证儿童在车中处于向后的状态。

这类座椅用一根车上的成年安全带进行固定,儿童在座椅上用儿童座椅自身安全带进行固定,这样可以轻松固定及取出座椅。

1.2

1~4岁儿童用约束系统

该类儿童约束系统的核心结构为儿童座椅,它主要

适用于l~4岁儿童(体重9kg~18kg的儿童),此类儿童约束系统只能安装在车辆后排座位上。在车上的安装方式可以是后向的,也可以是前向的。对于体型较小的儿童,多采用后向安装,该型式也适用于不到1岁但体重超过9千克的儿童。对于体型较大的儿童则采用前向安装方式。

1.34~8岁儿童用约束系统

该类儿童约束系统也称为支撑垫式儿童约束系统,主要适用于4"--8岁儿童。此类儿童约束系统可以安装在

1儿童约束系统的分类

儿童约束系统是指为12岁以下儿童提供的约束保护系统。基于儿童的生理特点,不论是体重还是体型等方

车辆后排座位上和乘员侧座位上。但是,在前面乘员侧装有安全气囊,并处于工作状态的情况下,则不能安装在乘员侧座位上。该类儿童约束系统不需要任何连接而

?138?

直接安放在车辆座位h,由坐垫与霏背组台而成的。对儿童乘员的约束系统的主要作用是改变儿章果员的乘世状态咀满足与成人用汽车安辛带的佩带。148~12岁儿童用约束系统

谆类儿章约束系统是直接采用成人用汽车安乍带约

束。

用于打开或锁住约束带系统,以便儿童的出^或约5)约束带松开锁止机构

用j杜"约束带系统,咀便调整约束带的长度米适

应不同身高的儿童,井在调整合适后.锁仕织带。

6)约束带调节机构

用于调节儿章约柬系统的长度,咀适应不同日高儿

束系统,但对儿童的乘啦位置提出丁限制。儿童乘员只能在车辆座位前方*安仝气囊的座位上乘啦,通常指后排座位,它由坐垫组成。这类儿章庄椅用车上成^安乍带将儿童和坐垫起固定在座位上。

童的需要。可虬由眷收器组成。

23固定装置

2儿童约束系统的组成

根据“F舟绍.rⅡ“看m,不同种娄的儿目约束系统其组成是不一样的。总体上讲足自为儿章提供乘世或卧躺空间的座椅或床、将儿砸约束在其巾的约束带系统

固定城置是指将儿童约柬系统即儿童约柬座椅和婴儿用约束系统连接在年身上指定座位的固定系统。该固定装置可以采用儿童约束固定系统即ISOFIX,也可直接适川成^汽车安全带。

1)儿童约束周定系统ISOFIX

该儿童约束崮定系统自两个下固定点和个E固定

点组成(见罔2、圈3,罔4、圈5所下),它m车辆制造

咀&将整十约柬系统安放在车辆上的固定装置苫一大龆

分组成。

21乘卧空间

主要有座柑型式,罂儿床式、支撑垫式。璎JL床式

商直接设计在车辆指定座位上。能安装不同型式的儿童

Rigid2pointLowe

WilhTopTether

和盘撵垫式变化较为简单。而对千座椅式,犁式变化转多.如靠背角度叮调,前后向宜装方向町讽,迁有椅挚和骨架组音式、附带保护橘栏式等。

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2约束带系统

《舀

约束带系统是将儿童可靠地约束在乘卧空问内的一套系统(如图1所示),适用于4岁以下儿童乘员。其主

要组成部分

目1约束带&‰

/,\\、

\、—/o二

目2儿J童T部的固定方式(刚性置策连接

。裂‰编溉。

WithTopTether

1)约束带肩带出口

一般有2-3对出口.以适用干不同身高的儿童.同Ht为儿童提供肩郭约柬。

2)肩带夹

脂于限制肩带外滑可能遗成的儿童乘员从约束带系统中滑出,同时调整约柬带与乘员儿童的佩带*系。

3)约束带

为儿童乘员提供约束。该约束带通常采用鞍马式结构.对儿章肩部、腰部以及胯部提供约束。在保证定强度的同时,还应保证能为儿童提供均衡的约束。

4)约柬带带扣

目3)L童T部的固定i式(秉性‰带连接

约柬系统.便j提高n馥约束系统的通埘惟。诚类儿童约束固定系统的结构、扯1

t的安装位置以及其强度在

相应的标准往规中给f\

j-划定。

冒,’浔

骈囵

图5

SOFlx上目定点厦其标识

ISOFI

x接口是国际E专门针对n童座椅的标准接口,1SOFIx系统可以让儿童座椅0汽车成为体,可以

提前随汽车减速而小足通过安令带问接减速,极大提高

rJL童的安全。庄国外+家川轿午基本r都立持ISOFIX接lJ而H销售的汽车宣幸膻椅也都∞须具备1SOFIx接

口。不过存国内这方面就存在着报人的差别了,喇自儿

有部分牟型的座椅具备ISOFIX接u,从m町以安装具备ISOFIX接口的儿童汽车安全座椅。

1上部固定点区域的定义.

上部固定点的区域在ECER14附采9q罔3~Lo巾胄详

细规定,I目样存羔标FMVSS22fi的圈3~7中订许细规定

两法规对儿章座椅上部固定点匪域的规定是完仝棚Jq的

(见罔6、图7、罔8所示)。群论上jl受上椰田注点位f二

该区域内都是满足法规要求的。

按照要求.分别建立R点,w点,v点(见图6所

Ⅲ)。

图7参照欧标,区域为9"

/j,?,

//\

目8参月薹标,Ⅱ城为4,。

2)F“嘲定点(LowerAnchorage)

下部固定点l二要靠两个固定支架米宜装儿啦座椅,

见罔9所示。

下部固定支架为段断面直往为D的嘲梓形刚悱支架,D为支架经过油罐或抛光后的亢径。谆立架可“是焊

妙《∥

目10T部目定£足寸1

两个固定支架的有效固定区域*须是同轴.H轴线B

必须甲行于Y轴。

从后庵椅的设计H点(SgRP)到通过固定支架轴线A且平行于YOZ甲面的平面C的X方向距离为L2。

从CRF的z点到平面B的距离为L3,见嘲11所示。

目11T#固定“十2▲

两个同定支架在Y方F'I的相对H寸.两直架有效固定

段内部间距为14.外部问年为l6.一}-心而间距为坫.见

国12、表I所示。硎十阎定支挺的巾心嘶必颓埘称,过座椅SgRP的纵

向中一tL,面。

眶*

鞋皇』

目I2T部目定t足寸

月日

g#:

镕n

包括油津业抛

~Ⅸ“&“n

能畦值应≤30

¥#ffi'1.d、r

130

表IT部目定^布置足寸检查清单:

3)ISO

FIX系统的试验

Statl

Forcc

Appl

catloH

Devico(SFAD):用

米验证ISOFIX系统殷与其相芙汽车或挫椅结构强度的

种试验装置。这种装覆在ECER14刚采9的图1、图2,225的圈12~图18中做T彤状厦尺'J的定义.见圉13所示。

目l3

SFAI)

4)ISOFIx试验方法

前向力试验

在对SFADx点(预加载后)施NSRN±O25kN力期问纵向水平位移应小十125唧,允许求九变形和部分开裂。如

F州ss

粜在规定的时间维持T所要求的山周围的M域不应火效。

斜向力试验

[sOFIxr目2^A

m…㈣"c㈨n。k“

~目。m

对SFAD的x点施加5“±025kN的力期问,抬加力方

向位移麻小于l25m,允许m久变形和部分开裂.如粜在

规定的时问维持T所要求的山,fsorIX下Iq定点或周围的区域不应火敬。

ISOFIX崮定点系统和ISOFIXE崮定点的试验。

在SFAD和E固定点之问进行joNi5N的预加载,再

施女H8KN±025KN的山.x点的札移应小于125咖,ISOFTXF固定点和上固定点厦蒯用区域不应失效,允许m久变形和部分裂纹。

a辰。

。……。…刚7鼍毪慧。

。。。。

如果住规定的时间维持丁所要求的力,

ISOFIxF吲定点利t固定点灶周嗣的区域不应失效。

l'5)CAE分析结果模拟概述

咀M1l项目IS@一【x剧定点模拟为例:分析用车身地扳和儿奄约束系统板件材料

FeP04

Bl70PI

R=350肝a

R=160%

有限元模犁见圈14所T。

医夕

囤18ISOFIX目定E应变

分析结果显Ⅲ

饕懿

图14有限元模型

前向力试验

ISOFIX周定点最大位移为19哪,最大变JB为6%

斜向力试验加载条件见图19。

Tt¨Lond

。…Obti黑:==嚣嚣。

加载条件见图15。

。曹嵩爱

图I5前向力*载

前向力试验分析结果,见圈16、圈17、图18

图l9斜自∞加载

Obliq*dir“oBm…I

侧l∞力试验分析结果,见罔20、削zl、图02

…………一…一m_m㈣

._一z=二二-————_二=。—●

图16前向力I¥OFIx目定点位移

目20斟向力ISOFIx目定^住穆

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