|
||||
冲击试验中模拟汽车后座撞击减速杆的瞬间,固定在座位上的儿童安全座椅被抛起。
如果一辆汽车以50km/h的速度在行驶过程中突然发生碰撞或者紧急刹车,将会由于惯性而产生30-40倍于乘客自身重量的冲击力,汽车座椅安全带的作用就是防止乘客在这样的情况下飞出车外或者撞击受伤。然而,安全带是按照体重36kg、身高140cm成人标准来设计的,若给儿童使用,在发生意外时安全带很可能卡住儿童的脖子,造成更大的伤害。而手抱婴儿乘车也是危险的行为,万一发生碰撞,孩子一样会很容易飞出车外。
专为儿童设计的汽车安全座椅可能是目前最有效的保护儿童乘车安全的辅助工具。中山市隆成日用制品有限公司是珠三角最大的婴童用品生产企业之一,并且已经参与制定了多项有关儿童推车、婴儿学步车等产品的国家标准,儿童汽车安全座椅则是他们又一主攻领域,承接大量来自欧美的订单。2012年,几乎与新国标推行同时,隆成引进国外先进技术和设备,建立起一座达到世界顶尖水平的儿童汽车座椅冲击实验室,用于产品研发和安全性能检测,走在行业前列。记者受邀走进这座实验室,了解儿童汽车安全座椅的可靠性从何而来,窥探其复杂的技术标准如何实现?
高速摄像机透视危险瞬间
?运用航母飞机起飞原理实现瞬间加速
一条长度100英尺的轨道被安装在实验室的正中间,起点一头的模拟汽车后座上固定着一张外形像摇篮、供1岁以下婴儿使用的汽车专用座椅。监控室一声令下,轨道上的滑块开始加压,当压力达到所要求的强度,滑块便被释放,由钢缆牵引,带动模拟的汽车后座向前飞驰,速度在短时间内就提升到50km/h,急速向终点冲去。这个原理类似于航空母舰上的飞机起飞时所用的技术,通过滑块和钢缆牵引,让飞机在较短的跑道上获得足够的加速度起飞。
终点处是一座液压的减速装置,汽车后座从100英尺外冲过来,碰到减速杆后的0.09秒内速度就降为0,缓冲距离仅为40至50厘米,模拟出车辆在正常行驶途中突然刹车或者遭遇撞击的情况,减速杆同时会起缓冲的作用。用肉眼看,固定在后座上的婴儿安全座椅向上抛起,并没有松脱或飞出去。然而“眼见并不为实”,科技才能告诉我们真相。
轨道和车座上的感测设备记录下了汽车座椅的速度、加速度、各部位压力、冲击力等数据,传送到监控室的电脑中进行技术分析和对比,终点的两旁和顶端共架设了3台高速摄像机,其拍摄速度可以达到每秒1000帧至每秒10000帧,记录下每一个微秒瞬间在车座上发生的一切。比如刚才的实验,从监控室减速后的录像画面可以看到,在车座的碰撞瞬间,婴儿安全座椅抛起的角度比肉眼看到的大,里面的软垫也飞了起来,重新落回到车座上时还有几下反弹。想象一下,如果里面躺着柔弱的小婴儿,这种“正常行驶速度”的撞击下,他的命运会怎么样?
实验室负责人林明右告诉记者,现在看到的冲击试验仅测试座椅,今年夏天,他们还将引进从初生到3岁等多个不同年龄、不同重量的高仿真假人模型,配合感应实验仪器,可以精确地测试出在撞击时儿童汽车安全座椅的“乘客”头、胸、腹等不同部位所发生的位移、承受的加速度和压力,更有效地分析产品对婴童的保护效果。
技术标准精确至毫米毫秒
?从外观到动态新国标高于美国标准
儿童汽车座椅冲击实验室对送来的产品都会做详细的技术分析,其标准则按照不同的目标市场来设置。我国从2006年开始对儿童汽车座椅的标准开始进行立项研究,其相关的产品技术国家标准于2011年底出台,并在去年7月正式执行。据媒体报道,儿童汽车安全座椅的新国标对国内厂家的3C认证则将在两年左右的过渡期后推行。
虽然各国所执行的技术标准具体数据并不相同,但对于儿童汽车安全座椅在紧急刹车制动或意外事故中所发生的动态物理变化,都有大致相同的几项要求,其中对距离的测量要求精确到毫米,对时间的测算则精确到毫秒,非常严格。例如前文所提到碰撞时加速度的变化——在接触到减速杆到完全停下的这段短暂的时间内,加速度会呈急速上升到震荡下降的趋势,按照技术规范,这个变化曲线必须要落在一个狭窄的区间范围以内;而安全座椅在碰撞时发生的位移和抛起的角度,必须不能超过一定的数值,否则不符合安全规范。
在新国标中,最关键的就是这个动态碰撞情况下的安全性能,主要是对发生碰撞时,安全座椅中儿童的身体,尤其是头部因惯性的移动距离,和胸部承受的加速度等指标都有明确的限值,同时安全系统中保护儿童不因惯性而冲出去的装置不能对其胸部和腹部有过大的作用力,以免儿童的内脏受到挤压。据了解,我国执行的这一标准是在目前欧洲标准基础上修改制定,相比美国标准要求更高。
除了这些动态中显示的数据,在儿童汽车座椅的外观上也有许多严格的控制,例如产品所使用的塑料、布料、油漆等必须无害无毒,产品不能有尖锐的点或者锋利的边缘,同时不能存在可能夹到婴童手、脖子等零部件。另外,在功能性上,儿童汽车座椅中安全带的强度与大人所使用的必须有所差别,不至于勒到儿童,开启安全带扣所需的压力也有一个标准范围,既不能让儿童自己轻易就能打开安全带扣,也不能过紧,以免在紧急情况下影响逃生。
不少欧美国家现在已就此立法,不仅严格规范儿童汽车座椅的技术标准,还强制规定儿童乘坐汽车必须使用合适的儿童安全座椅或加高座椅,以保障乘车儿童的安全。去年“六一”儿童节,作为车手的韩寒就曾呼吁我国也应出台法律规定强制使用儿童安全座椅。
自建实验室
告别“洋”依赖
?将申请ISO认证
抵达顶尖水平
2010年,隆成就开始计划建设这座冲击实验室,逐步摆脱以往对国外测试机构的依赖。林明右说,在实验室落成之前,企业要研发新产品或者对现有产品进行测试都需要送到国外的机构去做,一些要求高的客户更会指定将委托生产的产品送检,以保证质量。在新产品研发时,还会采取另外一种形式,用电脑来模拟动态撞击的过程得出相应的实验数据。不过电脑模拟中必须以实际实验的结果作为参数,所得出的结论也只能是个估计值,其准确度无法与实验相比。
从外观看,这座实验室和工业园内其它厂房别无二致,但隆成投入了巨额资金,花费了整整一年时间才将实验室建起,从地基到室内设备,都要满足器材的需要,有不少结构都是为实验室特别打造。“这个房间就是专门用来安放假人,对温度和湿度都有严格控制,”林明右说,“假人和感测器都比较敏感,而且价格昂贵,必须要小心维护,所以特别辟出一个房间来放置和进行仪器调试等工作。”
林明右认为,设立汽车座椅冲击实验室对公司研发产品的帮助较大,在自己的工厂里就可以很直观地了解产品的实际效果,有利于提高对产品质量的管控能力,同时降低委托国外机构测试的时间和金钱成本。“更重要的是,实验室提升了企业形象,客人知道你有这样的技术水平,自然对你有更好的印象、更大的信任。”林明右说。
和许多大型企业设立实验室的目的一样,为业内同行提供高水平的检测服务也是隆成这座汽车座椅冲击实验室的其中一个发展方向,据了解,在所有设备准备就绪、顺利运行以后,他们将会申请ISO国际认证,目标是发展成国内最好的实验室,提升行业整体在国际上的技术水平。
冲击实验室建成以前,隆成也拥有另一座专门检测学步车、童车等产品的实验室里。在这里,10多辆座位上放置了最大负重砝码的婴童手推车正在路跑测试机上进行测试,依据目前欧盟法规的要求,这些产品需要经受一共72000次的模拟路面障碍物撞击,才能达到出厂标准。2012年12月,中山市隆成日用制品有限公司获得首届中山“政府质量奖”,其稳定的质量水平得到社会的认可和政府的表彰。据了解,隆成还在继续参与行业内其他多项的国家标准制定工作,并积极推动国内儿童汽车安全座椅的规范使用。
撰文:南方日报记者孙嘉琳
摄影:南方日报记者王云