轻型汽车技术２０１１（９）总２６５ 技术纵横 １９
轻型客车正面安全气囊试验矩阵确定方法
廖凤鸣沈磊
（上汽商用车技术中心）
摘要
本文主要介绍在轻型客车安全气囊开发过程中，由于轻型客车存在明显的轴距变化 而引起整备质量的变化，如何根据ＣＡＥ分析结果，有效正确地制定安全气囊标定的试验
矩阵，并对如何进行验证的理论及实际效果做了阐述。 关键词：客车安全气囊试验矩阵
１ 前 言
随着顾客对安全Ｉ生的关注度越来越高，许多商
用车领域也越来越多地配备了安全气囊，特别是轻 型客车领域，由于其更接近轿车，目前国内大多数高
端轻型客车都配备了安全气囊。但是，轻型客车在进
行气囊开发时，由于商用车变化较大的特点，往往给 安全气囊的开发带来一些困难，比如，大多数轻型客
车存在长、短轴甚至加长车等型号，其整备质量变化 会导致其碰撞加速度曲线可能会有较大的差异，因
此，如何选择合理的车型，来作为每一个试验代表车 型，用较少的试验来完成安全气囊标定开发工作，具
有非常现实的意义。目前不同的厂家采用的策略有
所不同，比如把长短轴不同整备质量的车辆看成两
个车型，分别标定，这样的方案是每个车型都要进行 试验，试验车型要求较多，开发费用较大；也有把长 短轴车型按照一个标定来做，但这个方案在前期定
义试验时，需要具有较强的ＣＡＥ分析能力，同时不
同车型的质量跨度不宜过大，不同质量车型的加速 度曲线不能超过安全气囊控制单元允许的误差范 围。本文主要研究后一种情况。
２正面碰撞安全气囊试验矩阵定义
２．１正面碰撞安全气囊基本试验矩阵 对于一个正面的安全气囊开发，一般地讲，如果
我们基于ＥＣＥ Ｒ９４及ＧＢ１１５５１标准要求，可以定义 基本的标定试验如下： １４Ｋｐｈ零度刚性碰撞壁碰撞不点火门限 ２５Ｋｐｈ零度刚性碰撞壁碰撞必点火门限
５０Ｋｐｈ刚性壁碰撞 ５６Ｋｐｈ ４０％ＯＢＤ碰撞
３２Ｋｐｈ ３０度刚性壁碰撞
３２Ｋｐｈ中心柱撞 粗糙路面与误用实验
本文主要研究如何给每一个试验定义合适的 车辆。 对于大多数的轻型客车，虽然存在不同轴距的 区别，但一般长短轴车型Ｂ柱以前的车身前端结构
是一样的，发动机舱的大质量零件，像发动机、变速
箱在布置及质量上不会有本质的不同。整车重量的
不同主要来自于Ｂ柱以后整车结构上的不同，因 此，我们可以假设，在发生前向的正面碰撞时，车辆
的传力路径、车身变形产生力的大小是基本相同 的。根据牛顿第二定律：
Ｆ＝Ｍａ 我们可以定性地判断，整备质量轻的车型，其
加速度峰值应该越大，反之亦然。这一点对于我们 决定什么车型来进行实车试验非常重要，当然ＣＡＥ
分析可以给出我们想要得的更多细节，下面是我们 开发某轻型客车时结合ＣＡＥ分析情况进行试验车
型选择的情况介绍。
２．２各试验ＣＡＥ分析比较及车型选择 该客车具有长短轴距两种不同的车型，车型整
备质量在１９００Ｋｇ到２２５０Ｋｇ之间，
车身Ｂ柱前端结 ２０ 技术纵横 轻型汽车技术２０１１（９）总２６５
构及发动机舱动力总成相同。下面我们按照初始的
试验矩阵逐个介绍试验车辆确定的过程（下面的每
张图中，横坐标单位为０．１毫秒，纵坐标单位为ｇ）。 ２．２．１不点火门限试验
从不点火门限ＣＡＥ分析曲线（图１）可以看 到，短轴（ＳＷＢ）加速度曲线峰值到来之前基本都大
于长轴情形，而且短轴加速度峰值也略大于长轴车
型，因此，如果把短轴作为不点火门限的车辆来进行 标定试验，长轴车型也应该可以涵盖在内，因此，正 确的应该选择短轴作为不点火门限试验车辆。
图１不点火门限ＣＡＥ分析曲线
２．２．２点火门限试验 点火门限的ＣＡＥ结果类似，基本显示也是短轴
加速度峰值大于长轴，因此对于点火门限，可以判断 正确的应该选择长轴车型作为点火门限的试验车辆
（图２）。
图２ 点火门限ＣＡＥ分析曲线
２．２．３正碰试验 从５０公里／小时刚性正碰曲线（图３）可以看
出，其第一峰值在１５毫秒左右，而且长短轴车型在 这之前基本一致，因此可以认为两个车型气囊点爆
时间都在１５毫秒左右，长短车型对于气囊点爆影响 不大，但同时可以看到短轴车型的加速度峰值明显
高于长轴车型，因此其在碰撞的过程中情形将会更
加恶劣，最后的碰撞结果短轴可能要坏于长轴车型， 因此，可以判断短轴车型作为试验车型更为合适。
２－２．４ ＯＤＢ试验 从ＯＤＢ的ＣＡＥ曲线（图４）中可以发现，其加
速度峰值远小于５０ＫＰＨ正碰峰值，一般地，ＯＤＢ碰 图３ ５０Ｋｐｈ刚性正碰ＣＡＥ分析曲线
撞时，车辆的变形会远大于正碰时情形，而且，对于
前端结构相同的系列车型，质量越大，则碰撞时能
量越大，产生的变形就越大，因此，对于系列车型 ＯＤＢ试验车型选择，一般应采用质量较大的一个，
但是，对于下面ＣＡＥ曲线呈现的情形，还有一个情 形应该注意到，加速度曲线在很长的一段时间内，
都以很低的值在运行，在５０毫秒以前，没有明显的 可以让气囊点爆的信号，而且５Ｏ毫秒峰值与不点
火门限的峰值非常接近，鉴于这种情形，实车试验
应采用谨慎处理，长短轴车型同时进行非常必要。
图４ ５６Ｋｐｈ４０％ＯＤＢＣＡＥ分析曲线
２．２．５ ３０度角刚性壁碰撞试验 ３２Ｋｐｈ ３０度角刚性壁碰撞ＣＡＥ分析曲线（图
５）显示，其加速度一直在一个较低的值，从这个曲
线上看，正向的加速度作为点爆气囊的信号比较勉 强，后续的气囊点爆需要根据３Ｏ度角碰产生的Ｙ
向加速度来区别于正常的低速正面碰撞来点爆气 囊，由于３０度角碰加速度较低，试验考核可以考虑
车身变形对于试验结果的影响，因此选用质量较大 长轴车型比较合适。
图５ ３２Ｋｐｈ ３０度刚性壁碰撞ＣＡＥ分析曲线
２．２．６中心柱撞试验 ３２Ｋｐｈ中心柱撞ＣＡＥ分析曲线（图６）显示，
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加速度前期也是在比较小的值下运行，而且质量大 的长轴车型加速度小于质量小的短轴车型，从图形
上看，气囊点爆的时间将会比较晚，由于其碰撞速度 不高，可以参考点火门限的车辆定义方式，考虑长轴
车型比较合适。
图６ ３２Ｋｐｈ中心柱撞ＣＡＥ分析曲线 ２．２．７粗糙路面与误用实验 粗糙路面与误用实验由于各个试验的力的作用
比较复杂，传力的路径可能因为长短轴车型的车身 结构不同，导致产生没有可以类比的波形曲线，同时
由于试验矩阵的情形较多，ＣＡＥ分析耗时会过长，
因此，从实际考虑，长短轴实车同时进行试验比较合
适。
３ 结 论
根据上述ＣＡＥ曲线分析结果，我们可以定义对
于该客车安全气囊的试验矩阵为： １４Ｋｐｈ零度刚性碰撞壁碰撞不点火门限一短 轴车型
２５Ｋｐｈ零度刚性碰撞壁碰撞必点火门限～长
轴车型 ５０Ｋｐｈ刚性壁碰撞一短轴车型
５６Ｋｐｈ４０％ＯＢＤ碰撞～长轴车型 ５６Ｋｐｈ ４０％ＯＢＤ碰撞一短轴车型
３２Ｋｐｈ ３０度刚性壁碰撞一长轴车型
３２Ｋｐｈ中心柱撞一长轴车型 粗糙路面与误用实验～长轴车型
粗糙路面与误用实验一短轴车型 参考文献
１ 朱西产著．《汽车工程手册．试验篇》第九 章，碰撞安全试验．人民交通出版社
２张金换杜汇良马春生等著．《汽车碰撞安 全性设计》．清华大学出版社
３魏春源译．《ＢＯＳＳＣＨ汽车工程手册》中文
第三版．北京理工大学出版社 ４（（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｒａｓｈｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ａｎｄ Ｏｃｃｕｐａｎｔ Ｐｒｏ—．
ｔｅｃｔｉ０ｎ》Ａｕｔ０ｍ０ｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ
Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｏｕｔｈｆｉｅｌｄ Ｍｉｃｈｉｇａｎ，Ｐｒｉｙａ Ｐｒａｓａｄ，Ｊａｍｅｌ Ｅ．Ｂｅｌｗａｆａ
法国开发出全电动控制垃圾卡车
在垃圾废物管理方面，法国的目标不仅仅是保持街道的清洁，而且致力于城市的绿色环保。为此，将在全 国推出超静音的全电动控制垃圾卡车，收集城市街道的垃圾，以替换现有的电力和热力双重发动机驱动的垃
圾卡车。巴黎郊区的库尔贝瓦有居民７万多人，有望成为第一个受益于全电动垃圾卡车的地区。 在过去３年里，法国的全电动控制垃圾卡车处于设计阶段。法国电动汽车公司ＰＶＩ和Ｓｅｍａｔ公司的设计
人员联手开发废物收集车辆。新的电动垃圾卡车使用大容量的锂离子电池，允许车辆不充电可连续跑８个多
小时。这些车辆完全用电脑操作，驾驶员可通过驾驶室的屏幕了解 同事的工作进度。
对于工程师说，真正的挑战是如何使全电动垃圾卡车能够尽 可能地节能省电，在性能上超过现有的电动垃圾车”，法国废物管
理公司总监西里尔指出。该公司计划年底之前推出１ ｌ辆全电动控 制垃圾卡车，预计试用期结束后在全国范围内推广使用。
（李忠东）