日本最新汽车安全评价:马自达的行人头部保护获好评

2016-08-250阅读0

  日本国土交通省与汽车事故对策机构(NASVA)于2016年5月公布了评估汽车安全性能的“汽车评估”项目2015年度的结果。使评价形成差异的,是碰撞时减轻行人头部冲击的行人头部保护性能。

  

图1:马自达“CX-3”和丰田“Vellfire”的行人保护性能的评估结果

  (a)CX-3的行人保护性能获得91.62分,为历年第二。(b)Vellfire的前发动机罩位置较高,便于扩大发动机与前发动机罩之间的距离,这一点发挥作用,获得了90.19分。

  在碰撞安全性能评估中,得分最高的是马自达的“CX-3”〔图1(a)〕。该车采用了碰撞时可减轻对行人造成的伤害的车身设计。与其他公司相比,减小了对行人头部的伤害值(见下表)。

  

  具体来说,在用模拟头部的撞击器碰撞车辆前部的测试中,除支柱部以外,整体均有效吸收了冲击。另一款行人头部保护性能得分较高的车型是丰田的“Vellfire”〔图1(b)〕。该车前发动机罩的冲击吸收性能非常出色,不过支柱部分以及前窗玻璃与前发动机罩之间的通风罩部给头部造成的伤害值与CX-3有一定的差距。

  一般来说,越是前发动机罩位置较高、发动机舱前后方向较长的汽车,行人的头部保护性能越高。原因是,前发动机罩位置较高的话,容易扩大发动机罩与发动机之间的冲击吸收空间。另外,如果发动机舱比较长,行人的头部不容易碰到坚硬的前柱和难以吸收冲击的通风罩部,便于前发动机罩吸收冲击。

  2015年度的测试车多为MPV和SUV(多功能运动车)等比较大型的汽车,整体的头部保护性能都很出色。其中CX-3更是遥遥领先,关于其原因,马自达商品本部总监富山道雄介绍说,“因为马自达自主开发的S形罩板有效吸收了冲击”(图2)。

  

图2:为了保护行人头部的CX-3的S形罩板

  由于通风罩部不容易吸收冲击,头部撞到通风罩附近的话容易受伤。因此,通过将罩板设计成S形截面,实现了曲面整体都比较容易吸收冲击的结构。

  变形吸收冲击

  拥有S形截面的罩板是从下部支撑前窗玻璃的部件。行人头部撞到通风罩附近时,S形曲面会变形,可以通过部件整体吸收冲击。S形能减小不同部位的强度差,因此兼具支撑性和冲击吸收性。

  为了提高部件的支撑性,罩板通常都采用高强度材料。不过,强度升高会阻碍冲击吸收,因此一般会在部件上设置折线,或采用容易分离的结构等。以前也采用过弯折成“<”形的结构,但变形的部分有限,不能充分吸收冲击。

  马自达采用了该公司的通用车身结构“创驰蓝天车身”(SKYACTIV-BODY)。该结构的特点在于耐冲击性强的直线形基本骨架,以及把冲击分散到骨架整体的“多载荷路径结构”。

  CX-3与新款“德米欧”(马自达2)的车身作为B、C级车用底盘,在减轻车架重量的同时,实现了要求的安全性能。乘员保护性能的评价也仅次于本田的“Shuttle”。

  汽车发生正面碰撞时,车辆前部吸收冲击的部件(碰撞吸能盒)的截面形状由上代车型的“方形”改为“十字形”(图3),增加了拐角数量,这样便容易向面整体均匀传递能量,增加了碰撞吸能盒的冲击吸收量。

  

图3:CX-3的能量吸收结构

  通过将前部冲击吸收部件的截面形状由方形变更为十字形,碰撞时整体均匀变形,容易吸收能量。另外,除了前纵梁外,悬挂的下臂也能吸收碰撞能量。

  通过采用多载荷路径,除了前纵梁外,下侧的悬挂下臂也采取了吸收冲击的措施。

  改良材料和形状以提高刚性

  CX-3与德米欧的车身提高了780MPa级以上高张力钢板的使用比例,其中也包括1800MPa级超高张力钢板。上代德米欧的车身中,高张力钢板所占重量比为10.6%,而新一代车型将其增加到了30%。例如,保险杠防撞梁采用1800MPa级,前柱和地板横梁等采用1180MPa级,车顶支柱、中柱和下边梁采用980MPa级,前柱和后横梁等部件采用780MPa级。不过,1800MPa级超高张力钢板方面,因为不容易采购,并且要在世界各地的生产基地制造,因此使用比例只有1.2%。

  在提高钢板强度的同时,CX-3和德米欧除车身骨架外,还向地板进一步分散了负载。

  骨架采用的空心框架减薄了钢板厚度,不过,为了抑制面的变形和弯曲而改进了截面形状,由此兼顾了轻量化和高强度。通过将截面形状由原来的方形变更为梯形,减小上面的宽度,提高了强度。(记者:佐藤雅哉)

  (全文完)