儿童约束系统.ppt

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1、2023/3/2,1/,儿童约束系统介绍,2023/3/2,2/,目录,一、什么是汽车儿童约束系统 二、为什么要使用儿童约束系统 三、ECE R44与GB27887背景介绍 四、ECE R44与GB27887的区别 五、GB27887主要内容 六、某款乘用车儿童约束系统布置实例 七、针对C37儿童约束系统的布置,2023/3/2,3/,一、什么是汽车儿童约束系统,带有保护带扣的织带或相应柔软的部件、调节装置、连接装置、以及辅助装置例如手提式婴儿床(便携睡床)、婴儿携带装置、辅助座椅和/或碰撞防护装置,且能将其稳固放置在机动车上的装置。其设计是通过限制佩戴者身体的移动来减轻在车辆碰撞事故或突然减

2、速情况下对佩戴人员的伤害。,2023/3/2,4/,二、为什么要使用儿童安全系统,从行驶中汽车发生冲撞产生的冲力角度来说：根据测试，当汽车在每小时40公里速度行驶时突然紧急刹车，5.5公斤重的婴儿会相当于110公斤的冲力，你能抱得住吗？根据美国高速公路交通安全局（NHTSA）的统计：使用安全座椅可以将冲撞意外事故中孩子的死亡率降低71%。实验表明，在时速50公里的时候，如果没有任何安全防护，坐前座的小孩碰撞仪表板的强度相当于从3楼摔下来！从交通事故角度讲：美国的部分统计数据表明：美国每年车祸数量约为600万起，人员伤亡达300万人次，死亡人数为万左右，车祸是美国第一致死原因。而在这些伤亡人数中

3、，到岁的婴幼儿就有万人左右，占死亡人数的17.5（2000年死亡人数为539人）。中国正在成为一个汽车大国，汽车正在逐渐走进家庭，儿童座椅必不可少。,2023/3/2,5/,三、ECE R44与GB27887背景介绍,GB27887：中文全名机动车儿童成员用约束系统，发布时间2011.12.30，实施时间2012.07.01，本标准适用于适合安装在三个车轮或三个车轮以上机动车上的儿童乘员用约束系统，但不适用于安装在折叠座椅或者侧向座椅上的儿童约束系统。ECE R44：中文全名关于机动车辆婴儿乘坐者之束缚装置确认的统一规定，印发时间2002.04.20，编译时间2002.03.20，本标准适用于

4、适合安装在三个车轮或三个车轮以上机动车上的儿童乘员用约束系统，但不适用于安装在折叠座椅或者侧向座椅上的儿童约束系统。本文件一些内容引用GB14166（报批）和GB14167（报批），标准来源中国汽车技术中心。,2023/3/2,6/,四、GB27887与ECE R44的技术性差异,1、GB27887增加了“内置式儿童约束系统”定义,以明确ECE R44中提到的内置式儿童约束系统的含义;内置式儿童约束系统：作为车辆或座椅的组成部分,并固定在车辆上的儿童约束系统。,2023/3/2,7/,2、GB27887增加了“ISOFIX固定点系统”示意图(图1),使标准使用者有直观清晰的理解。,图1,202

5、3/3/2,8/,3、由于中国的认证管理体制与欧洲不同,对ECE R44中有关认证管理程序和生产一致性的内容不宜采纳,因此,删除ECE R44中第二章2,38条“型式认证试验”的定义、2.39条“生产资质判定”的定义、2.40条“认证试验程序”的定义、第3章“认证申请”、第5章“认证批准”、第9章中9,4条“型式认证试验和生产资质判定报告应记录已有认证标记的检查以及安装说明书和使用说明书的检查”的要求、第10章“丿L童约束系统型式认证的修改和延伸”、第1l章“生产一致性”、第12章“生产一致性和认证试验程序”、第13章“对不符合生产一致性的处罚”、第14章“明确停止使用的产品”、第16章“负责

6、进行认证试验的技术服务部门以及行政管理部门的名称和地址”、第17章“过渡期的规定”、附录1“有关在儿童约束系统方面遵守第44号法规的动力驱动车辆,其认证(或拒绝认证、或取消认证、或明确停止生产)的通知”、附录2“认证标志的排列”、附录14“型式认证流程图”、附录16“生产一致性控制”。,车用儿童约束系统的定义、功用、种类 欧美法规对儿童约束系统的布置要求(ISOFIX系统)儿童约束系统固定系统的设计开发要求 儿童约束系统的试验要求,2023/3/2,9/,五、GB27887主要内容：,2023/3/2,10/,5.1儿童约束系统的划分：,在国标法规GB27887欧洲法规ECE R44.03及美

7、国法规FMVSS 225中都有相关规定，按照儿童的体重将儿童限制系统分为5个组：0组：用于体重小于10kg的儿童，出生69个月婴儿。0+组：用于体重小于13kg的儿童，出生1215个月婴儿。组：用于体重9kg18kg的儿童，出生9个月4年的儿童。组：用于体重15kg25kg的儿童，出生46年的儿童。组：用于体重22kg36kg的儿童，出生611年的儿童。,0,9,36KG,10,13,15,25,0组,0+组,18,I 组,II 组,22,III 组,2023/3/2,11/,按国际通用的儿童约束系统固定装置（ISOFIX）设计的儿童约束系统按照GB14156的规定分为7种尺寸类别：A-ISO

8、/F3类为全高度前向的初学走路孩子用儿童约束系统；B-ISO/F2类为降低高度前向的初学走路孩子用儿童约束系统；BI-ISO/F2X类为降低高度前向的初学走路孩子用儿童约束系统；C-ISO/R3类为全尺寸后向的初学走路孩子用儿童约束系统；D-ISO/R2类为缩小尺寸后向的初学走路孩子用儿童约束系统；E-ISO/R1类为后向的婴儿用儿童约束系统；F-ISO/L1类为左侧向的儿童约束系统；G-ISO/L2类为右侧向的儿童约束系统；,2023/3/2,12/,质量组与ISOFIX尺寸类别对比表,2023/3/2,13/,质量组与ISOFIX尺寸类别对比表,2023/3/2,14/,5.2 儿童约束系

9、统在车辆上的定位及安装方式（GB 27887）：,允许在车辆的前排和后排座椅位置上使用。允许放置在车辆的任何座椅位置，也可放置在行李的区域。使用成人安全带安装时，成人安全带应符合GB 14166的要求，其固定点应符合GB 14167的要求。使用符合本标准要求的ISOFIX固定点及与其相配的ISOFIX上拉带,且ISOFIX车辆上固定点应满足GB14167的要求。使用符合GB 14167规定的下固定点以及附录J中规定的附加固定点。使用符合本标准要求的ISOFIX固定点和ISOFIX上拉带或支撑腿或车辆仪表板，且能与满足GB 14167要求的ISOFIX固定装置和/或ISOFIX上固定点相配合。使

10、用由车辆制造厂或儿童约束系统制造商设计的固定点。,2023/3/2,15/,5.3儿童座椅从安装上的分类：,目前儿童安装座椅有两种安装固定方式：一种是借助车上的成人用安全带，主要采用带自锁式卷收器的安全带固定。这种安全带一旦带扣扣上织带就不会再被拉出，基本上可以保证儿童安全座椅在车辆行驶过程中保持固定，不会左右移动。另一种则是使用专用的儿童安全座椅固定系统，即ISOFIX系统。在即将实施的新国标GB14167中规定新出厂的汽车必须配有ISOFIX系统。,5.4常见儿童约束系统种类：,2023/3/2,16/,后向婴儿座椅适用于上述0与0+组所规定的儿童，其型式类似图1所示。可放置于前排与后排座

11、椅，放在后排比放在前排更为安全；如果前面乘员侧装有气囊，则不能放置在乘员侧座椅上。后朝向的婴儿座椅对比前朝向的儿童座椅能更好的保护婴儿的头、脖子与颈椎，因此在婴儿的体重超过座椅的体重限制前或婴儿坐在座椅上头部高出座椅背的高度以前，尽可能使用后向的座椅。这类座椅用一根车上的成年安全带进行固定，儿童在座椅上用儿童座椅自身的安全带进行固定，这样可以轻松固定及取出座椅。,图1,5.4.1 Rearward-Facing Baby Seat,5.4.2 Frontward-Facing Baby Seat,2023/3/2,17/,正向座椅适用于组规定的儿童，其型式类似图2所示。同第一类座椅一样，这类座

12、椅可以放置于前面座椅和后排座椅上，但是放在后排座椅比放在前面安全性更高一些，如果在乘员侧装有安全气囊，则这类儿童座椅最好不要安装在乘员侧座椅上，同样在儿童的体重超过座椅的体重限制前或坐在座椅上头部高出座椅背的高度以前，尽可能使用该类座椅。,图2,5.4.3 Belt-Positioning Booster Seat,2023/3/2,18/,安全带定位增高座椅座椅适用于组规定的儿童，其型式类似图3所示。同样Booster Seat前后排座椅上都可以安装，但是放在后排的安全性高于放在前面，尤其是前面乘员侧装有安全气囊的话，不能安装在乘员侧座椅上，这类儿童座椅用车上成年安全带将儿童跟座椅一起固定在

13、座椅上。这类座椅还有一个特点，就是坐垫跟靠背通常是可以分离的，如果我们取掉靠背的话，则变成第四类作用Booster Cushion。,图3,5.4.4 Booster Cushion,2023/3/2,19/,这类座椅适用于组规定的儿童，其型式类似图4所示。同样Booster Cushion前后排座椅上都可以安装，但是放在后排的安全性高于放在前面，尤其是前面乘员侧装有安全气囊的话，不能安装在乘员侧座椅上。这类儿童座椅用车上成年安全带将儿童跟座椅一起固定在座椅上。,图4,2023/3/2,20/,5.5 注意事项：Booster Seat和Booster Cushion因为都仅仅有车上安全带对儿

14、童进行限制，儿童座椅本身不像前两种儿童座椅有5点式安全带固定儿童，所以安全带就非常重要。下面几点是在儿童座椅使用时必须要注意的：1、安全带要保证能将儿童固定在座椅上；2、安全带系上后腿部部分应该位于儿童的盆骨区域，而不能位于胃部区域。3、安全带的肩部部分应该很绕过肩膀，而不能贴着脖子。,2023/3/2,21/,5.6 各类儿童约束系统产品照片,2023/3/2,22/,5.7 ISOFIX系统：定义：ISOFIX（International Standards Organisation FIX）是用来固定儿童座椅的一个标准系统，现在已经被广泛应用，ISOFIX系统的优点一是给儿童座椅提供了个

15、一个规范而简单的安装方式，同一个儿童座椅可以安装于不同的车上，安装方式简单则给使用者提供了便利，相比用车上安全带固定更便于安装和拆卸；二是在儿童座椅与车身地板间建立了一个刚性的连接，减小了儿童座椅安装后松脱的风险，提高了儿童座椅的动态性能。发展史：1、美国 1990年，NHTSA提出ISOFIX标准，并开始要求在新生产的车辆安装；1999年，FMVSS 213法规更新，提出上部固定点的统一要求（UCRA-Uniform Child Restraint Anchorage），要求1999年9月1日以后生产的汽车必须按要求提供上部安装固定点。2001年，FMVSS 213法规更新，提出下部固定点的

16、统一要求（LATCH-Lower Anchors and Tethers for CHildren），要求2002年9月1日以后生产的汽车必须按要求提供下部安装固定点。2、欧洲 ECE R14,EEC 77/541于2006年2月26日起开始实施。3、中国 GB27887中特别将ISOFIX系统介绍收录其中。,2023/3/2,23/,车辆上的两个刚性固定点。儿童约束系统上两个相对应的两个刚性连接装置。限制儿童约束系统翻转的装置。,5.7.1 ISOFIX系统介绍,2023/3/2,24/,ISOFIX连接装置示例,5.7.1 ISOFIX系统介绍,ISOFIX上部连接件(固定钩型式)尺寸,刚

17、性固定点,2023/3/2,25/,5.7.2.1刚性连接。如下图所示：,5.7.2 ISOFIX系统的连接方式,2023/3/2,26/,5.7.2.2 柔性连接。如下图所示：,2023/3/2,27/,儿童座椅刚性支架固定方式,5.7.3 ISOFIX参考图片,儿童座椅柔性织带固定方式,2023/3/2,28/,2023/3/2,29/,2023/3/2,30/,5.7.4 ISOFIX系统的数量要求：,GB14167（报批）规定如下：所有M1类车辆必须配置至少2个ISOFIX位置，至少有2个ISOFIX位置同时应装备ISOFIX固定点系统和ISOFIX上固定点。安装在各个ISOFIX位置

18、上的ISOFIX间距的形式和数量按BG14166（报批）确定如果车辆只装有一排座椅，对4.2.8.1规定的ISOFIX位置无要求。2个ISOFIX位置中至少有1个位于第二排座椅上。如果ISOFIX固定系统安装在配备了气囊的前排乘坐位置，必须安装气囊的抑制开关。对内置式儿童约束系统，ISOFIX位置的数量应至少为2减去质量组0，0+或I的内置式儿童约束系统的数量。对具有多于一排座椅的敞篷车辆，应至少配备2个ISOFIX下固定点。如果此类车辆装备了上拉带固定点，则应满足本标准的相应条款规定。对车辆静止时能翻转或能改变朝向的座椅，本标准4.2.1的要求仅适用于车辆行驶时处在正常使用位置的情况（在相关

19、的申请文件中注明）。,(1)应为直径6mm0.1mm 的横向水平刚性两个杆件，两杆件最小有效长度为25mm，且两杆件同轴，如附录F 图F.4 所示。(2)安装在车辆乘坐位置上的所有ISOFIX 固定点系统，应位于距H 点之后不小于120mm 处（水平测量至杆件中心）。(3)对所有安装在车辆上的ISOFIX 固定点系统，应保证能安装GB14166 附录O 附件II 图O.5中描述的ISOFIX 儿童约束系统检具ISO/F2(B)。(4)GB14166附录O 附件II 图O.5 定义的检具ISO/F2(B)的底面倾斜角度如下，其倾斜角度的测量相对于GB11551-2003附录C附件2中的图C定义的

20、车辆参考平面：a)前后倾斜角度：1510；b)左右偏离角度：05；c)翻转角度：010。(5)ISOFIX 固定点系统位置应是永久固定的,也可被隐藏。对可隐藏的固定点，在正常使用时应满足对ISOFIX 固定点系统的相应要求。(6)每个ISOFIX 下固定点杆(在正常使用时)或每个永久固定导向装置，在无座垫和靠背遮挡时；沿通过杆件或导向装置中点的垂直纵向平面，沿水平面向上30方向应清晰可见。或者，车辆上每个下固定点杆和导向装置附近都应有永久性标识。标识由制造商选择下列形式之一:(6.1)如附录F 图F.12 所示，为直径不小于13mm 的圆形图标，且:a)图标应与其背景有鲜明的对比；b)图标应靠

21、近每个固定点系统的杆件布置。(6.2)大写字母“ISOFIX”的字高不小于6mm。,2023/3/2,31/,5.7.5 ISOFIX 固定点系统的设计和布置 GB14167(报批)：,汽车制造商可选择采用数据中校核位置和用检具校核位置两种方式之一，我们采用在数据中校核上固定点位置的方式，在下边的实例中会有具体介绍。,2023/3/2,32/,5.7.5 ISOFIX 上拉带固定点的设计和布置 GB14167(报批)：,2023/3/2,33/,5.7.6 ISOFIX系统的试验GB14167（报批）：,5.7.6.1 静强度试验静态加载装置(SFAD)static force applica

22、tion deviceSFAD是对车辆的ISOFIX 固定点系统进行试验的检具。用于验证在静态试验下，ISOFIX 固定点系统的强度以及车辆或座椅限制翻转的能力。试验检具见附录 F 图F.1 和图F.2。在GB14167中给出的SFAD的定义与ECE R14中SFAD 的定义是一致的，下图20为SFAD的尺寸定义，根据定义可建立图21所示的模型，用于CAE。,2023/3/2,34/,图20,图21,2023/3/2,35/,试验的前提条件：对同一排座椅上的同时使用的所有ISOFIX 位置应同时试验。试验可以在完整车辆上进行，也可以在代表车辆结构强度和刚度的车身构架上进行。车门有可无、可开可关

23、。允许保留增强车辆结构的正常装备。如满足以下条件，可仅对一个或一组座椅的ISOFIX 位置进行试验：a)试验的ISOFIX位置与其他座椅或座椅组的ISOFIX位置有相同的结构特性；b)试验的ISOFIX 位置部分或全部安装于座椅或座椅组上，这些座椅或座椅组与其他座椅或座椅组有相同的结构特性。如果座椅和头枕可调，试验位置由制造商提供、检测机构确认。,2023/3/2,36/,试验方法（GB14167）在SFAD 的前下横梁的中心施加135N15N 的力，以便调整SFAD 和支撑装置之间前后位置的松紧。应按下表对SAFD 施加前向和斜向的力。应制造商要求，每个试验都可以在不同的车身构架上进行。前向

24、力的施加方向与水平面成105。斜向力的施加方向与水平面成05。应对附录F 图F.2 的X 点进行500N25N 的预加载。在2s 之内达到规定的最大力值，并能承受规定力至少保持 0.2s。所有测量数据的滤波等级应满足ISO6487 中的CFC60 或其它等效方法的要求。,试验力的方向,2023/3/2,37/,5.7.6.2 ISOFIX 固定点系统试验GB 14167（报批）前向力试验：按5.5.2.1.1 对SFAD X 点(预加载后)按 5.5.2.1.2 施加8KN0.25kN 的水平前向力。斜向力试验：按5.5.2.1.1 对SFAD 的X 点(预加载后)按5.5.2.1.2 施加5

25、kN0.25kN 的斜向力。带有ISOFIX 上固定点的ISOFIX 固定点系统试验方法：按5.5.2.1.1 对SFAD 和上固定点之间进行50N5N 的预加载，再按5.5.2.1.2 施加8KN0.25KN的水平前向力。在加载过程中，SFAD 的X 点位移应不大于125mm。座椅惯性力附加试验：对不直接装在车辆构架上而力直接传递到车辆座椅总成上的安装位置，应进行本试验以保证座椅固定点有足够的强度。在这个试验中，沿纵向水平向前施加等于座椅总成或与座椅相关的相应座椅总成部件20倍质量的力。附加力及力的分布应由制造商确定并经检测机构认可。应制造商要求，该试验的附加力也可施加在SFAD的X点上。如

26、果上固定点与座椅一体，试验应带ISOFIX上拉带。注:当安全带固定点与车辆座椅一体且座椅已完成试验，满足本标准对成人约束系统的固定点的加载要求，则本试验不再进行。,6.1 Child Restraint Fixture（CRF）为了便于布置儿童座椅，我们把儿童座椅简化为一个模型，即CRF（Child Restraint Fixture）。GB14166(报批)和ECE R16 附录7的附录2中的第4章的图1所示的CRF模型用于儿童座椅的通用布置校核。FMVSS 225 在图1和图2中给出了CRF模型的尺寸定义。下面分别给出了两个法规里规定的CRF模型。,2023/3/2,38/,六、某款乘用车

27、儿童约束系统布置实例,2023/3/2,39/,GB14166/ECE R16,FMVSS 225,根据上面图中给出的尺寸，为了方便布置，可以建立一个3D模型,2023/3/2,40/,图9,2023/3/2,41/,6.2 ISOFIX下部固定点（Lower Anchorage）：根据GB14167中的要求做出ISOFIX车身侧的固定点，如下图所示,CRF,Floor Panel,图10,2023/3/2,42/,L1,D,下部固定支架为一段断面直径为D的圆柱形刚性支架，D为支架经过油漆或抛光后的直径。该支架可以是焊接在车身上，也可以焊接在座椅骨架上。图中蓝色区域为固定支架的有效固定区域段A

28、。长度为L1。D、L1的尺寸定义在后面Check List中给出欧标与美标的不同定义，后面出现的尺寸同理。,图11,2023/3/2,43/,图12,SgRP,Z Point,L2,L3,两个固定支架的有效固定区域必须是同轴，且轴线B必须平行于Y轴，如图所示。从后座椅的设计H点（SgRP）到通过固定支架轴线A且平行于YOZ平面的平面C的X方向距离为L2。从CRF的Z点（见图8中所有标注的Point Z）到平面B的距离为L3。,“C”Plane,2023/3/2,44/,两个固定支架在Y方向的相对尺寸如图所示，两支架有效固定段内部间距为L4，外部间距为L6，中心面间距为L5。两个固定支架的中心面

29、必须对称与过座椅SgRP的纵向中心面。,2023/3/2,45/,下部固定点布置尺寸检查清单：,2023/3/2,46/,6.3 上部固定点（Top Tether Anchorage）：上部固定点同样采用一个类似下部固定点的刚性支架来固定儿童座椅的上部安装挂钩（Top Tether Hook），其尺寸定义可参考下部固定支架。Top Tether Hook的形状尺寸在GB14167(报批)附录F.3中有详细定义，如左图所示，为了方便做儿童座椅上部固定点的布置，可根据尺寸定义建立挂钩的3D模型，如下图所示。,2023/3/2,47/,上部固定点的区域在GB14167(报批)附录F 图F.6图F.1

30、0中有详细规定，GB14167(报批)和ECE R14及FMVSS 225对儿童座椅上部固定点区域的规定是完全相同的。如图所示。理论上只要上部固定点位于该区域内都是满足法规要求的。,2023/3/2,48/,6.4 CAE分析结果 6.4.1水平加载模型,2023/3/2,49/,6.4.2水平加载应力分布图,2023/3/2,50/,6.4.3 水平加载点位移图,2023/3/2,51/,6.4.4 斜向加载模型,方向一,方向二,2023/3/2,52/,6.4.5斜向加载应力分布图,2023/3/2,53/,方向一,方向二,6.4.6 斜向加载点位移图,2023/3/2,54/,XXX 五人联体座椅,七、针对XXX儿童约束系统的布置,根据GB14167（报批）的规定直径6mm0.1mm 的横向水平刚性两个杆件，两杆件最小有效长度为25mm，且两杆件同轴，位于距H 点之后不小于120mm 处。（我们按照距H点后120mm处建模）,2023/3/2,55/,XXX后排座椅上固定布置：根据GB14167（报批）的要求，对XXX车的后排座椅儿童约束系统上固定点的布置范围进行分析，如图16所示。,图16,2023/3/2,56/,谢谢！,