汽车边坡翻滚试验装置及测试方法
【专利摘要】本发明涉及车辆检测【技术领域】，提供一种汽车边坡翻滚试验装置及测试方法，所述试验装置包括凹槽，斜坡支架和牵引机构，所述牵引机构包括定滑轮，动滑轮机构，牵引车和钢索，试验车通过钢索经过动滑轮机构、定滑轮与牵引车相连，所述斜坡支架设置在凹槽内靠近边缘处，所述牵引车在轨道内行驶，所述的轨道靠近凹槽的长边侧设置，所述的钢索上设置分离机构；本装置的测试方法用于进行汽车防翻性能和翻滚后对乘员的保护性能特别车顶强度的检测。本发明用来全面评价车辆的翻滚性能，能够重复车辆翻滚，并且翻滚后车顶接触地面，结构简单、操作方便、通用性强、适用于各种环境。
【专利说明】汽车边坡翻滚试验装置及测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆检测【技术领域】，尤其涉及一种汽车边坡翻滚试验装置及测试方法。
【背景技术】
[0002]汽车翻滚是交通事故中一种非常危险的事故形式。汽车事故统计表明，汽车翻滚事故虽然仅占所有车辆事故的3 %，但由于翻滚事故中车顶、车门变形严重，乘员在车内头颈受到严重挤压，甚至会被甩出车外，其致死致伤率很髙。因而对汽车翻滚性能的考核显得尤为重要。汽车的翻滚性能包括车辆的防翻性能及翻滚后对乘员的保护性能。由于车辆轮距、重心高度、质量分布，ESC制动系统等参数的差异，导致车辆的防翻性能不尽相同；而车辆一旦发生侧翻，车顶、防翻气囊及安全带系统的不同也会导致乘员受到的伤害程度不同，例如在车辆翻滚过程中，若车顶强度不够，容易受挤压变形，那么在车辆翻滚过程中，塌陷的车顶容易撞击乘员的头部而导致受伤或死亡。所以在这个过程中，车顶的强度显得非常重要。
[0003]对于车辆全面的翻滚性能考核，目前只有美国的NHTSA-NCAP进行了相应规定，其评价内容包括静态评价及动态评价两种。静态评价通过计算静态稳定系数完成，该系数根据车辆的几何特性测量而来，与车辆自身设计特性紧密相关；动态评价通过翻滚试验完成，试验中，初始速度应控制在56?80km/h。试验开始时，车辆在图1中所示的起始位置O处，然后在位置I处迅速进行270°左转向，然后在位置2处进行540°回调右转向，位置3处为最可能发生车辆翻滚区域，待试验完成后评价结果为确定车辆在动态试验中是发生倾斜，其中倾斜的定义为:试验中车辆内侧两个轮胎同时从路面上至少上浮2in(合50.8mm)。
[0004]美国NHTSA-NCAP测试方法在一定程度上能够评测车辆的翻滚性能，但并没有从交通事故形态角度真正复现车辆的翻滚性能。另外对于车顶的强度的检测通常是采用车顶静态试验，主要是FMVSS216车顶静压试验，该试验要求总质量在2700kg以下的汽车，通过金属板以一定的速度及角度压向车顶梁施加1.5倍于汽车整备质量的力，要求变形量小于5mm。该试验于2010年将进一步增加考核难度，要求施加的力达到2.5倍于汽车整备质量的力，同时将试验车的范围扩展到总质量在4500kg以下的汽车。但车顶静态试验只能反映车顶在静态下的抗压能力，在实际翻车过程中，车顶与地面的碰撞是一个动态的过程。
[0005]可见，在实验室条件下，模拟发生率高的翻滚形态，通过相应参数设置，进行车辆翻滚性能的全面考核具有积极意义。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题是提供一种汽车边坡翻滚试验装置及测试方法，用来全面评价车辆的翻滚性能。该装置能够重复车辆翻滚，并且翻滚后车顶接触地面，结构简单、操作方便、通用性强、适用于各种环境。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种汽车边坡翻滚试验装置，包括凹槽1，斜坡支架2和牵引机构，所述的牵引机构包括定滑轮3，动滑轮机构，牵引车5、马达和钢索6，试验车通过钢索6经过动滑轮机构、定滑轮3与牵引车5相连，所述的斜坡支架2设置在凹槽I内靠近边缘处，所述的牵引车5在轨道7内行驶，所述的轨道7靠近凹槽I的长边侧设置，所述的钢索6上设置分离机构。
[0008]进一步的，轨道7内沿牵引车5行驶方向设有限位机构。
[0009]进一步的，动滑轮机构由动滑轮4、滑槽8组成，所述的动滑轮4可在滑槽8内移动，所述的滑槽8设置在凹槽I的短边侧靠近斜坡支架2处。
[0010]进一步的，斜坡支架2的倾斜角度是30°?50°。
[0011]进一步的，斜坡支架2长为15m，高为2m?4m。
[0012]进一步的，限位机构为垂直于轨道7的挡板，形状与轨道7纵截面形状相适应。
[0013]进一步的，轨道7为两条，沿凹槽I两侧的长边对称设置。
[0014]进一步的，定滑轮3在凹槽I两侧各设置一个。
[0015]基于汽车边坡翻滚试验装置的测试方法，包括以下几个步骤:
[0016]I)根据试验类型选择不同的所述斜坡支架2，将选择的所述斜坡支架2置于凹槽I内，与凹槽I 一边紧贴；
[0017]2)调整所述动滑轮机构中动滑轮4在滑槽8中的位置，确保与车道线成12°?18° ,固定所述动滑轮4;
[0018]3)试验车前端与所述钢索6相连，所述钢索6通过所述动滑轮4及所述定滑轮3，最后与所述牵引车5相连；
[0019]4)马达驱动所述牵引车5沿所述轨道7行驶，当试验车到达所述斜坡支架2处时，分离机构将钢索6与牵引车5分离，试验车驱动力消失；
[0020]5)试验车在所述斜坡支架2作用下，以一定速度驶入，试验车停止运动后，查看车辆翻转情况。
[0021]本发明具有的优点和积极效果是:汽车边坡翻滚试验装置及测试方法，用来全面评价车辆的翻滚性能，由于动滑轮可在滑槽内自由滑动，因此动滑轮能够根据试验车辆的发车位置，进行碰撞角度的调整，确保与车道线成12°?18ο的角度进行试验，同时，斜坡支架角度有35o、45o两种类型的尺寸，为了确保车辆顶部着地，可以进行相应选择，从而确保汽车翻滚试验的可重复性，并且翻滚后车顶接触地面，结构简单、操作方便、通用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是NHTSA-NCAP动态翻滚示意图
[0023]图2是本发明的结构示意图
[0024]图3是本发明跌落坑横截面示意图
[0025]图中:1、凹槽，2、斜坡支架，3、定滑轮，4、动滑轮，5、牵引车，6、钢索，7、轨道，8、滑槽
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0027]如图2-图3所示，本发明提供一种汽车边坡翻滚试验装置，包括凹槽1，斜坡支架2和牵引机构，所述的牵引机构包括定滑轮3，动滑轮机构，牵引车5和钢索6，试验车通过钢索6经过动滑轮机构、定滑轮3与牵引车5相连，所述的斜坡支架2设置在凹槽I内靠近边缘处，所述的牵引车5在轨道7内行驶，所述的轨道7靠近凹槽I的长边侧设置，所述的钢索6上设置分离机构。
[0028]所述的轨道7内沿牵引车5行驶方向设有限位机构，限位板对牵引车5进行限位，使得牵引车停止运动，节约能源。
[0029]所述的动滑轮机构包括动滑轮4和滑槽8，动滑轮4可在滑槽8内移动，所述的滑槽8设置在凹槽I的短边侧靠近斜坡支架2处。由于动滑轮4可在滑槽8内自由移动，因此动滑轮4能够根据试验车辆的发车位置，进行碰撞角度的调整，确保与车道线成12°?18ο的角度进行试验。
[0030]斜坡支架2的倾斜角度是30°?50°，为了测试考核试验车辆在边坡上的临界翻滚性能，优选斜坡支架2的倾斜角度为35°和45°。车辆以驶入角为12°?18°，驶入速度为15km/h?22km/h的条件下驶向斜坡，当四个车轮均接触斜坡时，车轮被制动，在斜坡倾角30°?40° (中间值35° )条件下，车辆不发生翻滚；车辆以驶入角为12°?18°，驶入速度为20km/h?36km/h的条件下驶向斜坡，在斜坡倾角40°?50° (中间值45° )条件下，车辆发生翻滚，翻滚过程中，为确保车顶着地，通过调整驶入角和驶入速度来实现。
[0031]为了确保在规定的驶入角度和驶入速度范围下，车辆沿着斜坡支架2坠入凹槽I内，且车顶着地。经过计算，长15m，高为2m的倾角为45°斜坡支架2，能够满足以上条件。
[0032]另外，35°斜坡支架可以以45°斜坡支架为基体搭建而成，斜坡支架的长度为15m,高度为2m?4m。
[0033]限位机构优选为垂直于轨道7的挡板，形状与轨道7纵截面形状相适应，挡板材料优选硬质塑料。限位机构也可以是挡块，斜坡等，主要对行驶的牵引车5起到限位与制动作用的限位机构。
[0034]分离机构有多种形式，例如，挂钩式，剪断式等主要起分离作用的机构，分离机构优选与限位机构之间水平距离为2m，目的是为了保证牵引车5在一定距离后停止，节约能源与资源。
[0035]轨道7是两条，沿凹槽I两侧的长边对称设置，定滑轮3在凹槽I两侧各设置一个，方便试验在凹槽I的两侧都能进行，节约占地。
[0036]本装置的工作过程及原理是:试验开始前，首先，根据试验类型(是否翻滚)，选择35°的斜坡支架2或是45°的斜坡支架2，其次，将斜坡支架2置于凹槽I内，然后，调整动滑轮4的位置，确保与车道线成12°?18°，固定动滑轮4，最后，试验车前端与钢索6相连，钢索6通过动滑轮4及定滑轮3，最后与牵引车5相连，准备完毕后开始试验，液压马达驱动牵引车5沿其轨道7行驶，在钢索6带动下试验车以15km/h?36km/h的速度向凹槽I前进，到达斜坡支架2处，此时安装在钢索6上的分离机构与牵引车5发生作用，使得牵引车5与钢索6分离，驱动力消失，若是非翻滚试验，选择35°的斜坡支架，试验车辆在35°的斜坡支架2的作用下，以15km/h?22km/h的速度驶入，若车辆未发生翻滚，说明试验车辆的防翻性能良好，若车辆发生翻滚，说明试验车辆防翻性能不佳；若为翻滚试验，选择45°的斜坡支架,在45°斜坡支架2的作用下,在20km/h?36km/h的驶入速度下,车辆发生翻滚，且车辆车顶与地面接触，进一步测试翻滚试验车辆的车顶性能，同时牵引车继续向前运行2m的距离到达限位挡板处，在限位挡板的作用下，运动停止，完成整个碰撞过程。
[0037]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种汽车边坡翻滚试验装置，其特征在于:包括凹槽(I)，斜坡支架(2)和牵引机构，所述的牵引机构包括定滑轮(3)，动滑轮机构，牵引车(5)、马达和钢索(6)，试验车通过钢索(6)经过动滑轮机构、定滑轮(3)与牵引车(5)相连，所述的斜坡支架(2)设置在凹槽(I)内靠近边缘处，所述的牵引车(5)在轨道(7)内行驶，所述的轨道(7)靠近凹槽(I)的长边侧设置，所述的钢索(6)上设置分离机构。
2.根据权利要求1所述的汽车边坡翻滚试验装置，其特征在于:所述的轨道(7)内沿牵引车(5)行驶方向设有限位机构。
3.根据权利要求1所述的汽车边坡翻滚试验装置，其特征在于:所述的动滑轮机构由动滑轮(4)、滑槽(8)组成，所述的动滑轮(4)可在滑槽(8)内移动，所述的滑槽(8)设置在凹槽(I)的短边侧靠近斜坡支架(2)处。
4.根据权利要求1所述的汽车边坡翻滚试验装置，其特征在于:所述的斜坡支架(2)的倾斜角度是30°?50°。
5.根据权利要求1所述的汽车边坡翻滚试验装置，其特征在于:所述的斜坡支架(2)长为15m,高为2m?4m。
6.根据权利要求2所述的汽车边坡翻滚试验装置，其特征在于:所述的限位机构为垂直于轨道(7)的挡板，形状与轨道(7)纵截面形状相适应。
7.根据权利要求1所述的汽车边坡翻滚试验装置，其特征在于:所述的轨道(7)为两条，沿凹槽(I)两侧的长边对称设置。
8.根据权利要求1所述的汽车边坡翻滚试验装置，其特征在于:所述的定滑轮(3)在凹槽(I)两侧各设置一个。
9.一种根据权利要求1所述的汽车边坡翻滚试验装置的测试方法，包括以下几个步骤: 1)根据试验类型选择不同的所述斜坡支架(2)，将选择的所述斜坡支架(2)置于凹槽(I)内，与凹槽⑴一边紧贴； 2)调整所述动滑轮机构中动滑轮(4)在滑槽(8)中的位置，确保与车道线成12°?18°，固定动滑轮(4)； 3)试验车前端与所述钢索(6)相连，所述钢索(6)通过所述动滑轮(4)及所述定滑轮(3)，最后与所述牵引车(5)相连； 4)马达驱动所述牵引车(5)沿所述轨道(7)行驶，当试验车到达所述斜坡支架(2)处时，分离机构将钢索(6)与牵引车(5)分离，试验车驱动力消失； 5)试验车在所述斜坡支架(2)作用下，以一定速度驶入，试验车停止运动后，查看车辆翻转情况。
【文档编号】G01M17/007GK104266845SQ201410545344
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】朱海涛, 白鹏, 刘磊, 杨佳林, 李博, 闫肃军 申请人:中国汽车技术研究中心