下雨天車輛打滑撞上路樹會發生什麼事?側方立柱碰撞測試

  • 文/陳新喆 │ 財團法人車輛研究測試中心 技術服務處

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(像是電線桿)來執行,如下圖所示。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。另外車輛設計上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。

ARTC 實車碰撞實驗室執行側方立柱碰撞。 圖/ARTC 提供

測試移動平台是如何設計的?

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呢?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,為了正確模擬車輛橫向打滑的現象,需要避免移動平台的能量透過測試車輪胎傳遞至測試車上,因此必須盡可能降低測試車與移動平台間的摩擦力,使車輛撞擊時能出現相對滑動的現象。

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。圓柱會透過支架,才安裝於碰撞壁上;這樣的設計使得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,如下圖所示,如此一來才能確保整個車身都能撞擊到圓形立柱。

立柱下緣需與測試車底盤相對應關係。 圖/ARTC 提供

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;目前車輛研究測試中心(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,如下圖左側所示,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,如下圖右側所示,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。

側方立柱碰撞夾角示意圖。 圖/ARTC 提供

「車輛研究測試中心」(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建置(如下表所示),並已順利完成多次的測試。

這些碰撞測試主要可用以協助進行未來氣囊開發調校車體結構改良相關的驗證,進而增進車輛的安全性與可靠度。

ARTC 側方立柱碰撞測試能量。 圖/ARTC 提供

本文出自財團法人車輛研究測試中心原文於此,如需轉載,歡迎與車輛中心聯繫。


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