兒童安全座椅與國標中ISOFIX固定點強度試驗解析
瀏覽次數(shù)：2452發(fā)布日期：2022-03-13
汽車兒童座椅（Child Seat）,又被稱為兒童約束系統(tǒng)（Child Restraint System, CRS），是一種專為不同年齡（或體重）兒童設計、安裝在汽車內、能有效提高兒童乘車安全性的座椅。
兒童座椅是如何固定在汽車座椅上的呢？一般有兩種方式，分別是ISOFIX和LATCH接口形式。ISOFIX（International Standards Organization FIX ）國際通用兒童約束系統(tǒng)固定裝置，起源于歐洲，是用來固定兒童座椅的一個標準系統(tǒng)，其目的是為了給兒童座椅提供一個規(guī)范而簡單的安裝方式，另外在兒童座椅或車身間建立一個剛性的連接，減小兒童座椅安裝后松脫的風險。包含車輛上的兩個剛性固定點、兒童約束系統(tǒng)上兩個對應相應的剛性連接裝置以及限制兒童約束系統(tǒng)翻轉的裝置。
LATCH（Lower Anchors and Tethers for Children），兒童使用的下扣件和拴帶的接口，起源于美國，在2002年9月1日開始啟用，是美標安全座椅的固定方式。它與歐洲標準的ISOFIX固定方式最大的區(qū)別是，連接方式并不是硬連接，而是同時軟連接，配合掛鉤方式形成3個錨點固定。
為了確保兒童座椅可以起到應有的保護效果，各國法規(guī)對ISOFIX固定點（或下固定點）和上拉帶固定點的標識、位置、強度要求和試驗方法進行了規(guī)定。本期文章以《GB14167-2013 汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統(tǒng)及上拉帶固定點》為基礎，介紹ISOFIX固定點系統(tǒng)和上拉帶固定點的強度要求和試驗方法。ISOFIX固定點系統(tǒng) ISOFIX anchorages system：由兩個ISOFIX下固定點組成，與抗翻轉裝置配合使用，用于固定ISOFIX兒童約束系統(tǒng)。ISOFIX連接裝置 ISOFIX attachment：從ISOFIX兒童約束系統(tǒng)結構中伸出，與ISOFIX的車輛下部固定點配合使用的連接裝置。ISOFIX下固定點 ISOFIX low anchorage：一個直徑6mm的水平放置的剛性圓桿，從車輛結構或座椅結構中伸出，并與帶有ISOFIX連接裝置的ISOFIX兒童約束系統(tǒng)相配合使用。ISOFIX上拉帶固定點 top tether anchorage：與ISOFIX上拉帶連接件相連，并可以把約束力傳遞到結構上的構件。ISOFIX上連接件 ISOFIX top tether connector：與車輛上的ISOFIX上拉帶固定點連接的裝置ISOFIX上拉帶固定鉤 ISOFIX top tether hook：一種典型的ISOFIX上部連接件，用手把ISOFIX上拉帶按照附錄B圖B．3所示，安裝到ISOFIX上拉帶固定點。SFAD靜態(tài)加載裝置 static force application device：對車輛的ISOFIX固定點系統(tǒng)進行試驗的固定模塊。用于驗證在靜態(tài)試驗下，ISOFIX固定點系統(tǒng)。
2 試驗設備
平臺主要由臺架、橫梁、液壓站、電液伺服缸、移動裝置、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)等組成。9個液壓缸分別安裝在臺架上的三排橫梁上，每排橫梁3個液壓缸。每個液壓缸的橫向和高度位置均可以調節(jié)，以滿足加載位置和方向的要求。采用伺服控制器控制液壓缸的載荷大小和速度，能夠保證9個缸同步加載。
試驗法規(guī)要求需在車身框架或者整車上進行，車身的固定不得影響ISOFIX固定點及其周圍部分起到加強作用，同時也不得減弱結構正常的變形。所有固定車輛的裝置應距被測固定點前方不小于500mm或后方不小于300mm處，且不得影響整個寬度范圍內的車身結構。建議將構架固定在接近車輪軸線或懸架連接點的支承物上。如果僅為了驗證座椅上的安全帶固定點強度，可以將座椅直接固定在與車身匹配的剛性夾具上。關于座椅調整，法規(guī)要求座椅應在對于強度最為不利的使用位置。靠背按照法規(guī)要求調整到設計位置或者軀干角25°的位置。測試載荷并不是直接加載到ISOFIX固定點上，而是用液壓缸拉一個剛性模塊，通過該模塊將載荷傳遞到ISOFIX固定點上。該模塊有個專有名詞，叫靜態(tài)加載裝置SFAD，裝置的詳細圖紙可見國標15頁附錄B。試驗前，將SFAD安裝到ISOFIX的固定點上，在其前下橫梁的中心施加135N±15N的力，以便調整SFAD與支撐裝置之間前后位置的松緊。如果驗證ISOFIX上拉帶固定點，還需要把SFAD通過軟織帶連接上拉帶固定點。
ISOFIX固定點強度的驗證一般需要完成三個試驗，分別是前向、左斜向，右斜向。如果兩側對稱，只需執(zhí)行其中一側。如果帶有ISOFIX上拉帶固定點，則還需要驗證上拉帶固定點強度。一個座椅的ISOFIX系統(tǒng)，一般要做上述四個強度試驗。
1. ISOFX固定點強度前向試驗
加載方向：沿水平縱向前0°±5°，與水平面成10°±5°
加載大小：先加預加載500N±25N，然后加載到8kN±0.25kN加載時間：30s內增加至規(guī)定值，也可以2s內加載至規(guī)定值，至少保持0.2s
2&3. ISOFX固定點強度斜向試驗
加載方向：沿水平縱向前75°±5°，與水平面成0°±5°加載大?。合燃宇A加載500N±25N，然后加載到5kN±0.25kN
4. ISOFIX上拉帶固定強度試驗
加載大?。合燃宇A加載50N±5N，然后加載到8kN±0.25kN
加載時間：與前向試驗相同
制造商在固定點結構的設計時，往往會加10%、20%或者55%的余量，最大載荷加載到110%-155%。
此外，如果座椅上布置有ISOFIX固定點，則還應在座椅上增加20倍自身重力的載荷。至于如何加載，加載方法參考安全帶固定強度試驗，也可以將載荷直接施加在SFAD的X點上。如果上固定點與座椅一體，試驗應帶ISOFIX上拉帶。但是，如果安全帶固定點強度驗證已完成該試驗且滿足要求，則不需要再進行該試驗。
1. 加載期間縱向水平和斜向方向位移應不大于125mm。
3. 如果在規(guī)定時間內保持了所要求的力，ISOFIX下固定點、上拉帶固定點和周圍區(qū)域不應失效。
該試驗常見的失效模式，主要有兩點。一是加載過程ISOFIX附近區(qū)域的鈑金件、焊線出現(xiàn)撕裂。二是ISOFIX附件區(qū)域骨架、坐盆總成強度不夠，導致SFAD測點的位移量超過規(guī)定值。
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