中国市场汽车座椅法规及试验概述,全网最全,建议仔细阅读并收藏!
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本文详细介绍了中国市场汽车座椅相关的法规及试验要求,内容涵盖世界范围内主要汽车法规、机动车辆分类以及主要国标法规的具体试验方法和要求。文章结构清晰,内容详实,具有较高的专业性和实用性,对于汽车座椅设计工程师和相关从业者具有重要参考价值。
一、世界范围内主要汽车法规
如下图展示了当前世界范围内主要的车辆法规。对于从事汽车座椅设计的工程师,在项目的前期需要与客户明确车辆销售地区或需要满足哪些国家或区域法规。
我们国家汽车座椅相关法规(GB Regulations)制定较晚,起初编制时主要参照了美国、欧洲、日本等国家的法规,目前开始ECE法规靠拢。下图展示了ECE法规中与座椅相关的法规。
下表展示了GB与ECE法规的对应关系。
二、机动车辆分类
在GB/T 15089-2001《机动车辆及挂车分类》标准中对机动车辆和挂车的分类进行了详细说明,对车辆分类感兴趣的朋友可以查阅标准,详细了解。这里把本文中涉及的M、N类车辆分类说明摘录出来,便于大家对后文的理解。
- M类:至少有四个车轮并且用于载客的机动车辆。
- M1: 1驾驶员+少于8乘客。
- M2: 1驾驶员+多于8乘客且总质量小于5000kg。
- M3: 1驾驶员+多于8乘客且总质量大于5000kg。
- N类:至少有四个车轮并且用于载货的机动车辆。
- N1: 总质量<=3500kg。
- N2: 3500kg<总质量<=12000kg。
- N3: 12000kg<总质量。
三、主要国标法规及试验介绍
1、GB 15083-2019 汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法
依据 ECE R17 进行修订,于 2019 年 10 月 14 日发布,并在 2020 年 7 月 1 日开始施行。其主要的实验内容涵盖:座椅固定点的强度、靠背的强度、头枕的要求、行李箱保持的要求、内凸的要求。
1.1 座椅固定点强度(前后方向惯性负荷)
把试验座椅依照设计位置安装于车辆车体上,给整个车体施加一个不少于 20g 的纵向水平减速度或者加速度,持续时长为 30ms,以此来模拟车辆的正面、后面碰撞情况。按照制造厂的要求,能够选用附录 B 所描述的试验波形。
试验要求:
- 在试验期间或者试验结束后,座椅骨架、座椅固定装置、调节装置、移位装置以及它们的锁止装置都不应当失效。
- 允许出现那种在碰撞过程中不会加大伤害程度的永久变形(包含裂纹)。
- 在试验过程中,锁止装置不可以松脱。
- 试验完毕后,允许或者有助于乘员通过的移位装置应当处于工作状态,并且至少要能够保证解锁一次,还可以根据需要来移动座椅或者座椅的一部分。
1.2 靠背强度
借助一个模拟 GB 11551-2014 里附录 A 所描述的人体假背模型,针对座椅靠背骨架的上部沿着纵向朝后施加相较于座椅 R 点为 530Nm 力矩的负荷。针对长条座椅而言,如果支撑骨架部分或者全部(涵盖头枕部分)是为一个以上座位共同使用的,那么就应该对这些座位同时展开试验。在试验的过程当中或者试验之后,座椅骨架、座椅固定装置、调节装置、移位装置以及其锁止装置都不应该出现失效的情况。允许出现那种在碰撞过程中不会加重伤害程度的永久变形(包括裂纹)并且能够承受规定的载荷。
1.3 头枕要求
1.3.1 头枕高度的要求
前排:最高使用位置不得低于800mm。
后排:最高使用位置不得低于750mm。
头枕最低使用位置:前后排不得小于750mm,后排中间头枕:700mm。
1.3.2 头枕枕用高度的要求
头枕枕用高度>100mm。
1.3.3 头枕间隙要求:
在头枕最低使用位置时:
1.3.4 头枕宽度要求
座椅垂直中心平面(R点平面)距剖面上头枕侧边距离≥85mm。
1.3.5 头枕静强度要求
1.3.6 头枕动态强度要求
1.4 行李箱保持要求
行李箱保持(即行李箱冲击试验):在滑台或车身上进行的模拟碰撞试验,试验设置如下:
- 重块尺寸为:300300300;
- 重块重量为:18KG;
- 重块前端距座椅后端距离200mm;
- 两重块间距50mm(沿中心对称);
- 车辆加速度:20-28g;
- 车辆速度:48-50公里/小时。
行李箱保持(即行李箱冲击试验)要求:
对于邵尔硬度>50的部件:
- 头枕不能超过R点向前150mm的平面。
- 靠背不能超过R点向前100mm的平面(不含扶手)。
1.5 内部凸出物的要求
对于绍尔硬度大于50的部件:(不包“柔性金属网”)
- 区域1:曲率半径≥2.5mm;
- 区域2:曲率半径≥5mm;
- 区域3:曲率半径≥3.2mm。
以上不适用于最后排座椅和背对背安装的座椅。
2、GB 14167-2013 汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点
依据 ECE R14 第三版进行修订,于 2013 年 5 月 7 日发布,并在 2014 年 1 月 1 日开始施行。其主要内容涵盖:1、安全带的有效固定点;2、安全带有效固定点的位置;3、安全带固定点的数量;3、安全带固定点的强度;4、ISOFIX 的数量、尺寸以及强度要求。
2.1 安全带有效固定点
2.1.1 安全带固定点
指在车身、座椅或者车辆其他部分的构件上用来安装、固定安全带总成的零部件。
2.1.2 安全带有效固定点
是用于明确安全带各部分相对于使用者角度的点,把织带系于该点能够获得与预期设计相同的安全带佩戴状态。其既可以是也可以不是安全带实际的固定点,这主要取决于和固定点相连接的安全带金属接头的形状。
倘若在车身结构或座椅结构上设置有织带的导向件,那么就应当将织带朝向使用者一侧的导向件中点当作安全带有效固定点;
要是安全带通过使用者直接通向卷收器且不带导向件,那么应以卷轴与通过织带中心线卷收平面的交点作为安全带有效固定点。
2.1.3 锁扣端安全带有效固定点的选择
条件 1:
倘若所显示的肩带受到约束而无法围绕 X 点进行转动,同时锁舌也不能围绕带扣(Z 点)内的锁止机构转动,并且要是带扣与连接件(柄)是刚性连接的,也就是不能绕 P 点转动,而且肩带的刚性足以阻止出现磨损的连接件弯曲以及在通过 X 点的侧向平面内旋转,那么有效固定点便是 Y 点。
Y 点为锁舌织带槽的中心,以及在该固定点的织带几何尺寸上的第一固定点(也就是织带穿过锁舌刚性构件的几何中心点)。
条件 2:
要是织带处于条件 1 所描述的情况,不过锁舌能够围绕带扣锁止机构转动,即便只是在有限的范围内,那么有效的固定点就会是 Z 点。
Z 点处于带扣锁销的中心。
(其他观点:针对条件 2,我们觉得通常不会存在锁舌和锁扣之间相对旋转这样的设计方式,一般来说我们将二者之间这种小幅度的旋转视为公差,在这种情形下,应当按照条件 1 来处理,也就是以织带穿过锁舌构件接触的中心点作为有效固定点)。
条件3:
如果织带是在条件1中所描述的,但带扣是能够相对于所述柄(连接件)旋转(以及无论是否符合条件2),有效固定点是P点。
P点位于在相对于柄(连接件)旋转的带扣的旋转中心。
条件4:
如果织带是在条件1中所描述的,但柄(连接件)可以自由地绕点X旋转(无论条件2和/或条件3是否满足),有效固定点将是X点。
2.2 安全带有效固定点的位置
安全带固定点既可以设在车辆结构上或座椅结构上,亦可以设在车辆的其他部件上,或者分设于以上各部件上。
2.2.1 下固定点角度要求
2.2.2 下有效固定点的距离
分别通过同一安全带的两个下固定点L1、L2,且平行于车辆纵向中心平面的两个垂直平面间的距离不得小于350 mm。对M1和N1类车辆的后排中间乘坐位置,若中间座椅与其它座椅不可交换,则上述距离不可小于240 mm。座椅的纵向中心平面应在L1和L2点之间,且距离至少为120 mm。
2.2.3 上有效固定点的范围
2.3 安全带固定点的数量要求
M类和N类车辆应具有符合本标准要求的安全带固定点,最低数目如下表所示:
2.4 安全带固定点的强度要求
安全带固定点应满足下表的强度要求。
2.5 ISOFIX的数量、尺寸、强度要求:
2.5.1 ISOFIX定义
ISOFIX(International Standards Organization FIX)乃是用于固定儿童座椅的一套标准体系。当下已得到广泛运用,ISOFIX 系统具有的优点:其一,为儿童座椅给予了一种规范且简便的安装途径,同一个儿童座椅能够安装在不同的车辆上,安装方式简便为使用者带来了便捷,相较于利用车上安全带固定而言更易于安装和拆卸;其二,在儿童座椅与车身地板之间构建了一个刚性的连接,降低了儿童座椅安装后松动脱落的风险,提升了儿童座椅的动态性能。
ISOFIX 系统的构成主要由两个下部固定点(Lower Anchorage Point)以及一个上部固定点(Top Tether Anchorage Point)所组成。如下图所示:
对于儿童下部的固定方式除了上图所示的刚性支架连接外,另外一种是柔性织带连接,如下图所示:这两种连接方式对于ISOFIX系统来说要求是一样的。
2.5.2 ISOFIX的数量要求
M1类车辆中必须至少有2个位置配备有ISOFIX系统(包括两个下固定点和一个上固定点),至少有1个ISOFIX系统位于第二排。当ISOFIX系统位于副驾驶位置时,安全气囊必须能够被关闭。
2.5.3 ISOFIX 的尺寸要求
ISOFIX固定点系统的设计和布置应符合以下要求:
- 应有两个直径为6mm±0.1mm的横向水平刚性杆件,两杆件最小有效长度为25mm,且两杆件同轴。
- 安装在车辆乘坐位置上的所有ISOFIX固定点系统,应位于距H点之后不小于120mm处(水平测量至杆件中心)。
GB14166-2013附录B图B.5或图B.6定义的固定模块ISO/F2(B)或ISO/F2X(B1)的底面倾斜角度满足如下要求:
- 前后倾斜角度(绕Y轴旋转):15°±10°;
- 左右偏离角度(绕Z轴旋转):0°±5°;
- 翻转角度(绕X轴旋转):0°±10°。
ISOFIX固定点系统位置应是永久固定的,也可被隐藏。对可隐藏的固定点,在正常使用时应满足ISOFIX固定点系统相应标识要求。
2.5.4 ISOFIX的强度要求
前向:下固定点;下固定点+上固定点。斜向:下固定点。
3、GB 8410-2006 汽车内饰材料的燃烧特性
本标准与美国联邦机动车辆安全标准 FMVSS 571.302《汽车内饰材料的燃烧特性》相对应,和 ECE - R.E.3 较为相似。其于 2006 年 1 月 18 日发布,并在 2006 年 7 月 1 日开始施行。
主要的技术要求为:内饰材料的燃烧燃烧速度要小于等于 100 毫米/分钟。
座椅中涉及到需要满足燃烧特性的主要材料及部件涵盖:表皮材料(如织物、PVC、PU、真皮等)、塑料材料(如护板、手柄等)、发泡(如发泡、复合海绵等)等。
试验的原理如下:
把样品水平地固定在 U 形支架上,在燃烧箱中利用规定高度的火焰点燃样品的自由端 15 秒后,判定样品上的火焰是否熄灭,或者在何时熄灭,以及样品燃烧的距离和燃烧该距离所花费的时间。所测得的燃烧距离与燃烧此距离所使用时间的比值即为燃烧速度,其单位是毫米每分钟(mm/min)。
4、GB/T 30512-2014《汽车禁用物质要求》
于 2014 年 2 月 19 日发布,并在 2014 年 6 月 1 日开始施行。该标准明确了汽车整车及其零部件产品中被禁止使用的物质。其适用于在中国境内运用的汽车及其零部件产品。
4.1 禁用物质的范畴
在此标准里要求禁止使用的物质具体为以下六种:
a)铅或者其化合物;
b)汞或者其化合物;
c)镉或者其化合物;
d)六价铬;
e)多溴联苯(PBBs);
f)多溴二苯醚(PBDEs)。
4.2 禁用物质的含量限定值
除了标准附录 A 中所规定的在特定期限内享有豁免的汽车零部件和材料之外,在汽车及其零部件产品中每一种均质材料里,铅、汞、六价铬、多溴联苯(PBBs)、多溴二苯醚(PBDEs)的质量百分数不可超过 0.1%,而镉的质量百分数不能超过 0.01%。
更多详尽的内容,可查阅该标准。