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側方立柱碰撞技術介紹
  • 發布年度:2017
  • 主要類別:安全防護
  • 次要類別:電子報
  • 車輛中心 技術服務處 陳新喆

    實車碰撞測試的各種測試項目,都是為了模擬使用者在道路行駛時,可能發生的碰撞情境,像是前方偏置碰撞模擬與對向車輛的碰撞,側方碰撞模擬轉彎時或通過十字路口受到側向來車的撞擊。本文將介紹側方立柱碰撞測試,此種測試主要是模擬道路因下雨或結冰路面濕滑時,車輛打滑失控使車輛側面撞擊到路樹/路燈或電線桿。

    有別於一般的側方碰撞使用可潰縮碰撞壁,側方立柱碰撞則使用剛性圓柱來執行,如圖1所示,兩者相較之下,側方立柱碰撞因與車輛撞擊接觸的剛性圓柱是堅硬的鋼材且接觸面積小,對於車體的局部剛性要求就更為嚴苛,才能避免車體有過多的侵入量,進而造成車內人員嚴重的傷害。另外也應提供額外的緩衝功能,像是側氣簾防止撞擊過程中頭部直接撞到柱子,或是座椅側氣囊避免車門直接擠壓軀幹。

    圖1 ARTC實車碰撞實驗室執行側方立柱碰撞

    為了模擬『讓車子打滑去撞柱子』之情境,經國際上車輛安全領域的專家評估過後,認為較佳的方法就是讓測試車一開始就橫的走,然後再去撞擊柱子。那要怎麼讓測試車橫的走,必須先準備一個夠大的移動平台,把受測試車放在上面,再拖行移動平台,使測試車撞擊立柱。另外,為避免移動平台的能量透過測試車輪胎傳遞至測試車上,必須盡可能降低測試車與移動平台間的摩擦力,使車輛撞擊時能相對滑動,避免移動中的平台透過輪胎摩擦力持續對車輛施加力量,以儘可能模擬車輛橫向打滑的現象。

    那被測試車撞擊的立柱呢?在國際上,普遍採用直徑10英寸的圓柱。圓柱透過支架,安裝於碰撞壁上,使圓柱與碰撞壁有足夠的距離,讓車輛撞擊圓柱時不至於會撞到碰撞壁造成二次撞擊。而圓柱與支架亦須懸空,與地面間留有一段空間,使移動平台不會撞到,但又不能太高,圓柱下緣需比測試車底盤略低一些,如圖2所示,如此一來才能確保整個車身都能撞擊到圓形立柱。

    圖2 立柱下緣需與測試車底盤相對應關係

    擺放在車內的人偶,各國法規或新車評鑑制度則有不同的做法,在歐洲新車評鑑Euro NCAP、聯合國UN/ECE及全球技術法規GTR是採用WorldSID 50%人偶,在美國新車評鑑U.S. NCAP、美規FMVSS則是採用EuroSID-II人偶或SID-IIs 5%女性人偶來執行測試,來模擬女性駕駛時的保護性;目前車輛中心(ARTC)實車碰撞實驗室具備EuroSID-II人偶及SID-IIs 5%女性人偶可提供測試時使用。

    最後是測試速度與撞擊角度,早期的Euro NCAP及FMVSS 201皆採用車身縱向與移動平台前進方向垂直的方式進行,如圖3左側所示,以29 km/h的速度進行碰撞,且圓柱中心與人偶頭部重心在同一條直線上。而較新的法規如ECE R135、FMVSS 214或新版的Euro NCAP,則採車身縱向與移動平台前進方向呈75度夾角,如圖3右側所示,以32 km/h的速度進行碰撞,同樣的圓柱中心與人偶頭部重心在同一條直線上。

    圖3 側方立柱碰撞夾角示意圖

    ARTC有鑑於國際碰撞測試之動向,實車碰撞實驗室已於2016年完成側方立柱碰撞測試的能量建置(測試能量如下表所示),並已順利完成多次的測試,可協助顧客進行氣囊開發調校或車體結構改良相關的驗證,進而增進產品的安全性與可靠度,更有利於拓展海外市場,同時提升消費者對產品的信賴。

    表 ARTC側方立柱碰撞測試能量

    ARTC將於今(2017)年9月7日舉辦車輛安全研討會,主題為UN/ECE R137全寬前撞技術,會中ARTC專業工程師針對電腦輔助工程分析技術應用於碰撞測試進行介紹並說明UN/ECE R137全寬前撞之測試規範與執行流程,特別是安排實際全寬前撞測試展演,讓與會者能全面性瞭解全寬前撞之分析技術與碰撞規範及流程,歡迎報名參加(連結)。

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