徐海瀾, 王若璜

(招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司, 重慶 401329)

新修訂的GB 13057—2023《座椅及其車輛固定件的強度》[1](以下簡稱新版標(biāo)準(zhǔn))已于2023年9月8日發(fā)布,并將于2024年1月1日起正式實施。與上版相比,新版標(biāo)準(zhǔn)除了結(jié)構(gòu)調(diào)整及編輯性改動外,還主要修改了7項技術(shù)要求,增加了3項技術(shù)要求,刪除了1項技術(shù)要求,提升了動態(tài)試驗速度和靜態(tài)試驗載荷。此外,新版標(biāo)準(zhǔn)對于動態(tài)試驗名稱進行了修改,能夠更加清晰地表達試驗所考核的內(nèi)容。新版標(biāo)準(zhǔn)大幅提升了技術(shù)要求和可操作性。

1 標(biāo)準(zhǔn)修訂背景

隨著社會的發(fā)展,主管部門和群眾對于客車出行安全日益重視,對客車乘員保護的要求越來越高。GB 13057—2014[2](簡稱上版標(biāo)準(zhǔn))作為一項重要的強制性國家標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)執(zhí)行了多年,積累了一些問題,主要包括:部分術(shù)語和定義不明確;部分技術(shù)要求沒有量化;未考慮安全帶的要求;試驗速度偏低[3];剛性工裝剛度指標(biāo)缺失等。為了適應(yīng)客車行業(yè)的發(fā)展,GB 13057標(biāo)準(zhǔn)也針對上述問題及時地進行了修訂。

2 標(biāo)準(zhǔn)修訂主要內(nèi)容

2.1 范圍的修訂

上版標(biāo)準(zhǔn)的范圍中“本標(biāo)準(zhǔn)不適用于后向座椅、側(cè)向座椅和可折疊座椅,也不適用于駕駛員座椅”。由于目前客車應(yīng)急門處多為折疊座椅,正常情況下在車輛行駛過程中會有乘客乘坐該位置(如圖1所示),該處座椅理應(yīng)采用GB 13057進行考核。故在新版標(biāo)準(zhǔn)中,將“范圍中”的該部分變?yōu)榱恕氨緲?biāo)準(zhǔn)不適用于后向座椅、側(cè)向座椅,也不適用于駕駛員座椅”。

圖1 應(yīng)急門處的折疊座椅(試驗照片)

2.2 術(shù)語和定義的修訂

新版標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合GB 15083—2019[4]中的相關(guān)術(shù)語和定義,考慮標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)性的原則以及客車座椅的特點,修改了前向座椅、調(diào)節(jié)裝置、移位裝置的定義。部分企業(yè)建議,需將測試樣品中涉及車輛和座椅的部分區(qū)分清楚,故在新版標(biāo)準(zhǔn)中增加了“車輛固定件”和“座椅連接件”,明確了用于固定座椅的螺栓屬于車輛固定件為車輛的一部分,椅腿和側(cè)掛屬于座椅連接件為座椅的一部分(如圖2所示)。并根據(jù)檢測機構(gòu)的反饋,明確了座椅間距在座位靠背中垂面進行測量。

圖2 車輛固定件、座椅連接件、座椅間距示意圖

2.3 對約束隔板的動態(tài)試驗要求進行了調(diào)整

上版標(biāo)準(zhǔn)中,約束隔板與客車座椅一樣,需要進行強度和損傷兩項動態(tài)試驗。新版標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)行業(yè)實際情況對約束隔板的定義進行了修改,明確了其約束或保護后方乘員的功能。當(dāng)其后方座椅上沒有配備安全帶時,體現(xiàn)的是其約束功能,故只需要開展座椅及其車輛固定件強度動態(tài)試驗(以下簡稱強度試驗);若其后方座椅上配備了安全帶,則體現(xiàn)的是其乘員保護功能,故只需要開展乘員保護試驗(以下簡稱損傷試驗)。

2.4 調(diào)整了假人允許傷害指標(biāo)

新版標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)試驗速度從30 km/h提升至50 km/h。上版標(biāo)準(zhǔn)中假人允許傷害指標(biāo)參考的是UN R80[5],對應(yīng)的試驗速度為30 km/h;新版標(biāo)準(zhǔn)的傷害指標(biāo)則調(diào)整為參考ADR 68/00[6],以適應(yīng)于其50 km/h的試驗速度(詳見表1)。其中只有大腿壓縮力指標(biāo)沒有變化,頭部傷害指標(biāo)和胸部加速度指標(biāo)均有變化,并且增加了胸部壓縮指標(biāo)。

表1 新舊標(biāo)準(zhǔn)假人允許傷害指標(biāo)對比

2.5 增加了對尖角、銳邊的量化評價方法

上版標(biāo)準(zhǔn)對于“試驗后,座椅或其附件的結(jié)構(gòu)件無任何可能導(dǎo)致人體傷害的斷裂或尖角、銳邊?！睕]有明確評價指標(biāo),導(dǎo)致評價時可能出現(xiàn)結(jié)果不一致的情況。故在新版標(biāo)準(zhǔn)中,增加了量化評價方法,即“采用直徑165 mm的球體接觸位于基準(zhǔn)平面上方400 mm水平面以上的座椅背面任意邵爾A硬度大于50的部分,其曲率半徑大于5 mm則認(rèn)為滿足此要求”,杜絕了評價結(jié)果不一致的情況出現(xiàn)。

2.6 增加了針對座椅安全帶的要求

JT/T 1094—2016[7]中對客車座椅及其車輛固定件的要求除了滿足GB 13057外還有對安全帶的相關(guān)要求,并且考慮到安全帶的性能確實對于乘員保護有至關(guān)重要的作用,故為了標(biāo)準(zhǔn)間的協(xié)調(diào)性,新版本增加了對于安全帶強度以及帶扣開啟力的要求,即在開展損傷試驗和組合試驗后,要求“約束假人的安全帶不能斷裂,安全帶固定點不能失效,帶扣要保持鎖止?fàn)顟B(tài),并且?guī)Э坶_啟力不能大于60 N?！?/p>

2.7 修改了車輛固定件要求

上版標(biāo)準(zhǔn)的車輛固定件要求中有“在特定情況下能夠通過GB 14167[8]的試驗來滿足車輛固定件強度要求”的條款(上版標(biāo)準(zhǔn)4.2.5條)。新版標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法中,由于強度試驗速度和假人數(shù)量的提升,其沖擊力已經(jīng)大于GB 14167規(guī)定的試驗載荷,所以已無法通過上版標(biāo)準(zhǔn)的此條考核車輛固定件,故在新版標(biāo)準(zhǔn)中刪除了該特定條款。

2.8 修改了座椅安裝要求

由于新版標(biāo)準(zhǔn)的試驗條件無法與GB 14167和GB 11552—2009[9]等效,所以刪除了上版標(biāo)準(zhǔn)中“試驗2豁免條款”中關(guān)于GB 14167和GB 11552—2009的相關(guān)描述。但由于刪除了GB 14167的相關(guān)條款,導(dǎo)致豁免了動態(tài)試驗的座椅其車輛固定件無法考核的情況,所以新版標(biāo)準(zhǔn)在座椅安裝要求中增加了座椅豁免強度試驗時對于其安裝位置的車輛固定件的考核方法(新版標(biāo)準(zhǔn)4.3.3條)。

由于上版標(biāo)準(zhǔn)在對于前方座椅是否會被后方乘員撞擊的判定上沒有明確的評價標(biāo)準(zhǔn),所以在實施過程中存在判定不統(tǒng)一的情況。為了標(biāo)準(zhǔn)實施的一致性,新版標(biāo)準(zhǔn)中增加了對座椅后方不會被無約束乘員撞擊和不會被受約束乘員撞擊的量化描述。

2.9 修改了動態(tài)試驗方法

為滿足提升客車乘員保護性能的需要,新版標(biāo)準(zhǔn)在試驗速度、加速度波形和假人數(shù)量上有所提升。模擬碰撞速度從上版標(biāo)準(zhǔn)的30～32 km/h提升至50 km/h±1 km/h;而且對應(yīng)的減速度/加速度波形要求也進行了相應(yīng)的變化:上版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了加(減)速度的上下限,波形峰值需要在8g～12g之間,如圖3中斜線區(qū)域所示;新版標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了加(減)速度的下限,波形需大于20g持續(xù)至少20 ms,如圖3中灰色區(qū)域所示。

圖3 上版和新版標(biāo)準(zhǔn)中減速度/加速度要求

另外,上版標(biāo)準(zhǔn)的強度試驗僅在后排座位放置無約束假人,而新版標(biāo)準(zhǔn)采用分階段實施的假人放置方案:第一階段與上版標(biāo)準(zhǔn)相同,僅在后排座位放置無約束假人,如圖4所示;第二階段則為前后排均放置假人,前排為有約束假人,后排為無約束假人,如圖5所示。

圖4 新版標(biāo)準(zhǔn)強度試驗第一階段假人放置照片

圖5 新版標(biāo)準(zhǔn)強度試驗第二階段假人放置照片

新版標(biāo)準(zhǔn)還參照ADR 68/00新增了組合試驗的測試方法,能夠通過一次試驗同時考核座椅及其車輛固定件的強度和損傷,給企業(yè)提供更多的選擇(如圖6所示)。

圖6 組合試驗照片

2.10 修改了車輛固定件靜態(tài)試驗載荷

新版標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)試驗方法沿用了上版標(biāo)準(zhǔn)的剛性座椅工裝和加載方式,主要變化點在于為匹配強度試驗速度和假人數(shù)量的提升,靜態(tài)試驗載荷由上版標(biāo)準(zhǔn)的5 000 N/座位提升至第一階段10 000 N/座位和第二階段16 500 N/座位;并且參考GB 14166[10]對剛性座椅工裝的剛度進行了量化要求;同時對試驗載荷的加載速度提出了要在2 s內(nèi)達到目標(biāo)載荷的要求。

3 結(jié)束語

新版標(biāo)準(zhǔn)對客車座椅及其車輛固定件的乘員保護性能和強度提出了更高的要求,并解決了上版標(biāo)準(zhǔn)在檢測和實施層面存在的相關(guān)問題,有利于引導(dǎo)整車生產(chǎn)企業(yè)有效提升客車的乘員保護性能,提高我國客車的安全性,保障人民群眾的出行安全。