「鞭打试验」Euro-NCAP 2023版前排座椅鞭打规程

lichengwan

Euro-NCAP作为国际权威的汽车安全评价体系，是中国主机厂向外展示自身产品质量的重要窗口。蔚来、比亚迪、奇瑞和长城已有车型在欧洲执行Euro-NCAP并获得5星成绩，其中比亚迪ATTO元的鞭打更是获得3.9的高分（满分4分）。此外，随着中国汽车出口步伐不断加快，越来越多的车型正对标国外法规或评价体系。因此作为座椅产品工程师，熟悉这些技术标准的任务也变得愈加紧迫。


本文就大家较关注的Euro-NCAP 前排鞭打评价规程和试验规程进行介绍，重点对静态测量的步骤进行了拆解，并做了举例说明。最后还准备了相关的资料包，文末留言回复你的邮箱地址可获取。/ 01 /
  评价规程
前排座椅静态评价和动态评价结合，静态2分，动态6分。详细说明如下，1. 静态评价规程静态评价总分2分，需要分别评估头枕在中间位置和最差位置的有效高度和头后间隙，两个位置各占1分。中间位置静态取以下两者较差的结果，得分-1分到1分之间：

头后间隙小于等于45mm得1分，否则得-1分；有效高度-1分~1分，755-825mm插值计算。

最差位置静态得分为1分或0分：

头后间隙小于等于70mm得1分，否则得0分；有效高度大于等于790mm得1分，否则得0分。

举例1：某座椅中间位置头后间隙31mm，有效高度838mm，最差位置头后间隙48mm，有效高度809mm，那么该座椅静态测量得分应该为1+1=2分。

举例2：某座椅中间位置头后间隙46mm，有效高度838mm，最差位置头后间隙58mm，有效高度809mm，那么该座椅静态测量得分应该为-1+1=0分。

举例3：某座椅中间位置头后间隙31mm，有效高度800mm，最差位置头后间隙48mm，有效高度789mm，那么该座椅静态测量得分应该为0.29+0=0.29分。
2. 动态评价规程动态试验总分6分，高、中两种波形试验各3分，评分方法如下，
首先，三条得分指标各1分，最高得3分：

颈部损伤NIC，0-1分；上颈部剪力, 0-1分；上颈部拉力, 0-1分；

另外，有14条capping指标，超出阈值动态得分为0分。其中T1加速度和头部接触时刻需要同时超过阈值才生效。最后，有2条扣分指标如下,

如果靠背变形角度大于等于32°，扣3分；“Dummy Artefact Loading”，扣2分; (针对主动座椅/头枕，防止对人造成伤害)

举例4：某座椅中值曲线动态试验，NIC 18,7，UFx=6，UFz=562，无capping超出，那么该中值动态试验得分为0.41+1+0.48=1.82分。

举例5：某座椅中值曲线动态试验，NIC 18,7，UFx=6，UFz=562，Nkm=0.72，因为Nkm超出限值0.69，该中值动态实验直接0分。
3. 最终得分静态和动态总分为8分，但最终需换算到3分制，计算公式如下：最终得分=(静态+中值动态+高值动态)*3/8其中静态得分=中间位置+最差位置，动态得分=NIC+上颈剪切+上颈拉力。
举例6：某座椅静态测量为2分，中值曲线动态得分1.82分，高值曲线动态得分2.8分，那么该座椅最终得分为：（2+1.82+2.82）*3/8=2.49分。
/ 02 /
  静态试验规程
现行Euro-NCAP静态测量取消了HRMD，相比原先的流程复杂一些。以头枕在中间位置的静态测量为例，大致思路如下：1)座椅准备 -> 2)测躯干角与H点 -> 3)定位接触点CP -> 4)计算头后间隙 -> 5)定位交点IP -> 6)计算有效高度。


1. 座椅准备安装地板夹具、脚踏板夹具；使用三坐标测量装置，建立坐标系；安装座椅样件，并完成初始化调节，滑轨最后，调高最低，小调最低，腰托、侧翼、扶手等机构调节到收拢位置；滑轨调节到到中间位置，偏差±2mm，如若没有锁止位置，则向后调节至最接近中间位置的锁止位置；高度调节到中间位置，偏差±2mm，如若没有锁止位置，则将其向下调节至最接近中间位置的锁止位置；靠背调节到设计位置，可基于座椅骨架或塑料上的参考点，确认靠背已调节到位；头枕高度调节到中间位置，该处为最高锁止和最低（头枕与靠背接触）位置的中间，如此处无法无锁，将头枕升高10mm内可以锁止，则取该位置。若还没有锁止位置，则将头枕向下调节到最近的锁止位置；头枕前后调节到中间位置，该处为最前锁止和最远（头枕与靠背接触）位置的中间，如此处无法无锁，将头枕前调10mm内可以锁止，则取该位置。若还没有锁止位置，则将头枕向后调节到最近的锁止位置。


其他调节结构保持在初始调节位置。2. 测躯干角与H点根据要求安装HPM；测量座椅躯干角，测量结果要在设计躯干角±1°以内；测量座椅H点，左右侧偏差在±2.5mm以内，平均值与设计值偏差应在±10mm以内；如没有提供躯干角或H点的设计值，或测量躯干角超出偏差范围，或测量H点超出偏差范围，则需要进行重复测量，计算最后连续3次测量的躯干角与H点的平均值，两者均应在各自的偏差范围内，如果H点平均值依旧超出偏差，则在后面的程序中采用实测H点。关于重复测量的几点说明：

重复测量需要将配重块和HPM设备全部移除后，再根据规程重新测量。连续重复测量时不能调节靠背，如果因为要满足与设计值的偏差要调节靠背，则需要保证最后连续3次测量靠背位置不变。连续3次测量H点结果之间相差应不超过5mm。

3. 定位接触点CP首先头枕此时应在中间/中间位置。基于躯干角与H点坐标，通过如下公式计算接触点高度线CPz，该高度线与座椅中轴面在头枕前表面的交点即为接触点CP。该公式基于HPM与HRMD设备的几何关系推导而来。CPz= 504.5 cos(α– 2.6) + 203 + HPz 也可基于设计躯干角，在附录IV表格第三列找到对应的值，然后加上HPz即可。打个比方，如果设计躯干角度为23°，检索表格返回的值为676，那么上述公式可简化为，CPz= 676+ HPz如果接触点的Z坐标水平线超出头枕顶部，则应将头枕向上调节到可以确定接触点CP的锁止位置。如果还是没有交点，则取头枕最高水平点为接触点CP，若多个水平点，则取最前面的为接触点CP。如果头枕前端有间隙导致无法确定接触点CP，应将采用165mm球型，球心高度与CPz一致，往后移动直到接触头枕，球型水平中心线上的最后点即为CP点。


4. 计算头后间隙在头枕上找到接触点CP后，测量接触点在X方向的坐标值CPx，然后基于如下公式计算出头枕在中间位置的头后间隙值。Backset X = CPX – HPX - 504.5 sin(α – 2.6) - 71 也可基于设计躯干角，在附录IV表格第二列找到对应的值，然后用CPx减去HPx和该值即可。


5. 定位交点IP将头枕调节高最高位置，前后位置不变。基于设计躯干角和已?腫i]CPx，计算出IP点X方向的坐标值，计算公式如下，也可基于设计躯干角，在附录IV表格第五列找到对应的值，然后加上CPx即可。IPX = 88.5* sin(α-2.6)+5 + CPX该垂线与座椅中轴面头枕前表面的交点即为交点IP。如IP点在头枕水平最高点后方，则IP点标注在头枕水平最高点。如不存在实际IP点，则IP点标注在头枕水平最高点。


6. 计算有效高度确定好交点IP后，将头枕调整到中间/中间位置，并测量交点在该位置X和Z向的坐标值，计算H点坐标和IP点坐标在X与Z方向的差值ΔX和ΔZ，基于如下公式，计算中间位置的头枕有效高度，Eff. height = ΔX?sin(α) + ΔZ?cos(α)


举例7：某座椅,
设计值：HPx=1282.70mm，HPz=516.00mm，躯干角=23.00°，实测值：HPx=1280.70mm，HPz=524.27mm，躯干角=22.97°，计算步骤如下，

由于测量结果在偏差内，则应该基于设计值，计算CPz=676+516=1192mm，基于CPz值，在头枕前端找到接触点CP，并记录CPx=1547.10mm，基于CPx值，计算Backset =1547.1-1282.7-247=17.40mm基于CPx值，头枕调节到最高位置，计算IPx(um)=1547.10+36=1583.10 mm,基于IPx值，定位IP位置，然后将头枕调节到中间位置，测量IPx(mid)与IPz(mid）,基于IPx(mid)与IPz(mid）,计算得出中间位置头枕的有效高度Heff.(mid)=832.89mm.

/ 03 /
  动态试验规程
1. 试验准备

可将座椅固定到白车身或工装上进行该试验；安装地板夹具、脚踏板夹具，安全带固定点夹具；标定滑车系统的加速度曲线，高值曲线约24km/h，中值曲线约15km/h；使用三坐标测量装置，建立坐标系；安装座椅样件，并完成初始化调节；安装安全带，以防止假人在冲击过程中飞出；对于主动式头枕，需要设置好触发时间、触发电压。

2. 座椅调节与静态测量（头枕中间位置）相同。3. 静态测量与静态测量（头枕中间位置）相同。4. 假人摆放

摆放Bio-RIDII假人；调节和检查假人骨盆倾角，设计躯干角+1.5°，偏差±2.5°以内；调节和检查假人H点坐标，静态记录结果往前10mm，X&Z方向偏差±10mm以内；调节假人大腿和小腿距离，距离200mm±10mm；调节假人鞋在脚踏板位置，鞋尖位置在踏板230mm～270mm；调节假人大臂和手指位置，上臂接触座椅靠背，肘部弯曲，双手掌心与大腿两侧相对，小指与座垫的上表面接触；调整和检查假人头部倾角，水平±1°；调整和检查假人的头后间隙，静态记录结果+15mm，偏差±5 mm以内，如头后间隙无法满足，可以通过调整头部倾角、骨盆角、H点使头后间隙满足偏差要求；最后调整安全带松紧，一切准备就位，拍照记录后便可发射台车。

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  规程原文
规程原文下载接如下，本文涉及的评价规程版本为V9.2.1，试验规程版本为V4.2:https://www.euroncap.com/en/for-engineers/protocols/adult-occupant-protection/