[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀] 上一期咱們聊了假人的發(fā)展歷程,也提到了假人的價格是非常昂貴的,那么這一期咱們就來聊聊假人為什么這么貴?您認為它貴的是否有道理?
★ 碰撞假人的結(jié)構(gòu)
目前絕大多數(shù)假人都是由金屬、塑料和橡膠外皮制成的,其中胸部由鋼制成,肩胛骨由鋁制成,盆骨則由塑料制成,并且外形和骨骼完全效仿歐美人(至于為什么效仿歐美人,咱們后面說)。
假人身上的傳感器數(shù)量越多,價格就越高,價值千萬的假人已逐漸成為主流,畢竟傳感器是極其精密的設(shè)備,價格自然也就水漲船高。
以Hybrid III系列假人為例,一般在假人身上具備三種傳感器,分別為加速度傳感器,受力傳感器和運動傳感器,這些傳感器位于假人的頭部、胸部、腹部以及腿部等位置。
墊片具備調(diào)節(jié)頸部與胸部之間相對角度的功能,而墊片上面的“窟窿”可以起到定位的作用,假人的胳膊和胸部之間也有“鎖骨”,可以使胳膊實現(xiàn)與真人相同的自由度。
雖然假人的胸部模擬看上去萬無一失,但實際碰撞工況往往比模擬要復雜得多。由于安全帶對人體的載荷本身就是非對稱性的,在事故發(fā)生時人體所受載荷實際上是局部侵入,通俗的來講就是非正非側(cè)的位置,因此僅標定胸部正面和側(cè)面的假人就會有一定的局限性,這也是未來碰撞測試需要改進的地方。
以上便是Hrbrid III系列假人的生理結(jié)構(gòu),其實還是與真人相差甚遠的,而且假人的標定也有一定的缺陷,并不能100%模擬真實事故。如果細究咱們平時看到的碰撞測試星級,只能說具有一定的參考意義。在咱們?nèi)粘q{車出行時,依然還是要小心再小心,安全還是要把握在自己的手中。
★ 假人是如何工作的
所謂外行人瞧熱鬧,內(nèi)行人看門道,很多消費者們認為碰撞測試只是看車輛在碰撞后的變形,如A、B柱是不是斷了,變形的車門還能不能打開等等,其實這些只是一方面,最應(yīng)該關(guān)注的應(yīng)該是假人的“死活”。
多說幾句,其實內(nèi)出血一般就是肝臟、脾臟等儲血臟器受到擠壓損壞,也有一部分人會由于碰撞的巨大慣性導致主動脈或下腔靜脈撕裂,臨床表現(xiàn)多為焦躁不安或少言寡語覺得冷。當遇到這樣的情況時,一定不要劇烈運動,最好保持住當前姿勢,避免出血位置進一步惡化。
說了這么多,那么碰撞假人是如何向測試人員反映這些問題的呢?首先便是搭臺子,咱得有拍攝道具。
對測試車輛進行準備需要先測量車輛的重量,然后將油箱和油管內(nèi)的燃油清理干凈,并注入沒有危險性的配重液體,最后在車輛底部安裝好牽引設(shè)備,車身關(guān)鍵位置上要貼好標識或?qū)④囕v的某一位置分涂成明亮的顏色,這樣試驗車輛就準備好了,接下來就是假人的布置了。
與測試車一樣,假人也要在關(guān)鍵位置貼上識別標識,然后按照多年駕乘人員乘坐方式數(shù)據(jù)進行安裝,其實假人的安裝也是試驗準備期最難把握的環(huán)節(jié),由于假人的初始姿態(tài)對碰撞過程產(chǎn)生的數(shù)值影響巨大,而不同車型的內(nèi)部環(huán)境差異也很大,假人安裝起來尤為困難,等這些都完成后,還需要將傳感器一一安裝在車身上。
★ 碰撞假人的數(shù)據(jù)如何收集和分析
從上世紀70年代汽車的首次碰撞測試起,碰撞數(shù)據(jù)就變得越來越龐大,之前數(shù)據(jù)收集的唯一辦法就是將假人內(nèi)部的傳感器和數(shù)據(jù)采集器之間用冗長且笨重的電纜相連,但碰撞過程是十分慘烈的,不可避免會扯斷電纜導致數(shù)據(jù)丟失。
那么在碰撞測試中如何通過假人來評判汽車的安全性呢?碰撞測試后的假人有多個傷害參數(shù)的信號輸出,主要包括頭部質(zhì)心三向加速度,頸部的力和彎矩,胸部加速度和胸部壓縮量,髖部加速度以及大腿碰撞力等。
光說一些無聊的理論顯然沒意思,咱們依然以大眾ID.4 CROZZ的碰撞試驗為例講個實戰(zhàn),重點說說“高性能限值(High PL)”和“低性能限值(Low PL)”,這兩個數(shù)據(jù)就是評價基準,數(shù)值越低說明車輛越安全。
在HIC數(shù)值266的后面還有一個55.6ms~70.6ms的時間段,這是指在這個時間段內(nèi)碰撞傷害值最大為266。而碰撞是一個動態(tài)的過程,在碰撞中需要采集最大撞擊力和對應(yīng)的時間點,根據(jù)這些數(shù)據(jù),研發(fā)工程師可以對汽車安全進行下一步的研究,如安全氣囊點爆的速度或車身強度等等。
以上我們聊的只是碰撞試驗的大致過程,具體操作其實還是非常復雜的,測量數(shù)據(jù)和儀器的使用也比較多,還需要多位測試人員的共同協(xié)作才可以。碰撞測試結(jié)果是新車安全性能開發(fā)的重要依據(jù),因此必須按照標準的試驗方法進行,以保證結(jié)果的準確性。
★ 碰撞假人為什么這么貴?
在上一期咱們聊過了,單一Hybrid III系列假人的單價在100萬人民幣左右,THOR系列假人更是達到了千萬級別;而這一期咱們又講了Hybrid III系列假人的局限性。那么下面咱們就來打消您的疑惑,聊聊假人為什么這么貴吧!
我國作為世界上最大的汽車消費市場,自主企業(yè)和C-NCAP使用的碰撞假人依然由美國Humanetics公司提供。作為壟斷企業(yè),Humanetics公司研發(fā)的假人并不會按照人種來開發(fā),而只針對“歐美人”開發(fā)的假人在我國的碰撞試驗中產(chǎn)生的誤差又是比較大的,據(jù)悉頸部誤差最高會達到15%。
★ 為什么Humanetics公司幾乎可以壟斷假人市場?
Humanetics生產(chǎn)種類繁多的產(chǎn)品,其中就包括碰撞測試假人,他們擁有幾十年的發(fā)展史和極高的技術(shù)標準,較早的起步讓他們幾乎壟斷了碰撞試驗的所有技術(shù)。
壟斷一般與漫天要價是分不開的,Humanetics公司生產(chǎn)的假人就擁有百萬至千萬的銷售價格,但即便如此,假人的采購需求依然旺盛,一般采購某個型號的假人都要等半年以上,并且車企還必須接受。
★ 我國可以自己制造假人嗎?
還有一點,假人的研發(fā)需要靠大量的數(shù)據(jù)積累,如人體體型尺寸和質(zhì)量分布的測繪、人體各部位的沖擊力學特性的數(shù)據(jù)收集、人體內(nèi)部骨骼和軟組織器官掃描等,以此來獲得人體各部位材料的力學性能數(shù)據(jù),之后建立基準模型,并進行假人制作、縮放等工作。我國的汽車工業(yè)起步較晚,在經(jīng)驗和底蘊方面與國外依然有較大差距,同時,我們還非常缺乏碰撞領(lǐng)域的相關(guān)人才。
★ 全文總結(jié)
就目前的情況來看,國內(nèi)還不具備研發(fā)可供自主品牌使用的碰撞測試假人的能力,但也有一個好消息是智能交通時代似乎馬上就要來了。面對下一個智能交通時代,全世界對該領(lǐng)域的認知都還不夠清晰,而全新的交通環(huán)境下很可能出現(xiàn)很多新的乘員碰撞挑戰(zhàn),這將給碰撞測試領(lǐng)域帶來新的機遇。因此我個人認為,與其將精力和投入放在一個幾乎不可能追上的,且即將過時的領(lǐng)域,不如在現(xiàn)階段將重心移至智能交通的安全研發(fā)方面,同時不斷借鑒碰撞假人領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù),這樣也許我們就能走在下一個時代的前列。(圖片來自網(wǎng)絡(luò) 文/汽車之家 鄭晨)
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