头盔标准ECE-R22/05和GB 811—2010的差异性和完善性研究*

付东明　陈振益　温为才

(1.广东江门出入境检验检疫局，江门 529000； 2.广东江门职业技术学院，江门 529000；3.广东五邑大学，江门 529000)

0　引言

中国拥有数量最多的摩托车及摩托车头盔消费者，也是摩托车头盔制造和出口大国，每年大量摩托车头盔远销国外，同时也进口一定数量的头盔。ECE-R22/05(以下简称ECE-R22)是目前应用范围最广的头盔标准，而GB 811—2010(以下简称GB 811)是目前现行中国安全头盔的通用技术标准。由于头盔质量不合格而存在安全隐患，而国内外头盔标准的差异，也使许多出口的头盔无法达到ECE-R22标准而销售受限；国外头盔进入中国市场也要符合GB 811技术标准的技术检测。因此分析对比两个标准的差异，有助于完善标准的修订，提高摩托车头盔设计、生产、制造及检测水平。

1　摩托车头盔分类

1.1　GB 811和ECE-R22关于头盔分类的规定

GB 811中规定头盔按性能和使用对象可分为A类盔和B类盔；按结构和形状可分为全盔和半盔。A类盔的使用对象是总排气量为0.125L以上(含0.125L)的摩托车乘员，形状有全盔和半盔；B类盔的使用对象是总排气量为0.125L 以下的摩托车乘员，形状为半盔。GB 811还对头盔的形状进行了严格的规定(图1)，而在ECE-R22中并没有对摩托车头盔进行严格分类。

图1　GB 811头盔形状

1.2　两大标准关于头盔分类的分析

GB 811将头盔进行分类，是基于佩戴者实际使用情况下进行的。我国目前绝大部分摩托车都是小功率、小排量(0.125L以下)，以代步为目的，主要适用在城市道路、一般公路上行驶。随着近年城市的发展，许多城市开始禁止摩托车在市区行驶，摩托车消费群体逐步向下级城市及农村地区转移。与汽车消费者相比，摩托车骑乘人员的收入普遍较低，安全意识也更为薄弱，不愿将更多的费用花费在摩托车头盔的购买上。直接参考国外标准制定我国摩托车头盔标准，会导致头盔标准相对于实际要求更为严格，直接影响头盔设计、生产制造的难度和成本，使许多消费者不愿购买符合标准的安全头盔，宁愿选择价格更便宜、但安全性能远远不达标的劣质头盔，从而给交通带来极大的隐患。因此，GB 811将摩托车头盔进行分类，大排量摩托车(0.125L 以上)使用的头盔要遵循的技术标准更为严格，小排量摩托车(0.125L以下)使用头盔要遵循的技术标准则相对降低，在保证安全及舒适的情况下，降低头盔的成本，这符合国情，有利于标准的推广和实施，提高安全头盔的佩戴率，最终达到保障摩托车骑乘者交通安全的目的。

ECE-R22最初的适用国家主要分布在欧盟地区，机动化程度较高，摩托车许多是大排量、大功率，适用于在高速路上行驶。因此，相应的头盔技术标准及安全性也更高，头盔设计、生产和制作成本相应也高。与其他不发达国家相比，在欧洲，摩托车不仅仅是一种代步工具，更是代表一种时尚生活，经过上百年的发展，已经形成了较为成熟的摩托车文化。因此，摩托车消费者也更愿意购买安全性更好、价格相对更高的头盔。所以，ECE-R22并没有对摩托车头盔进行分类。但是由于ECE-R22标准使用地区广泛，也存在着部分小排量摩托车头盔的使用者，因此也可对头盔进行适当分类，根据头盔种类调整技术标准，以适应不同的使用者。

2　GB 811和ECE-R22检测项目的设置分析与完善

总体而言，ECE R22和GB 811的测试项目可以根据测试部件和性能进行分类：按照测试部件分类可以分为头盔帽壳测试项目、镜片测试项目及配件测试项目；按照性能分类可以分为机械性能测试项目、光学性能测试项目及其他一般测试项目。

2.1　GB 811缺失检测项目的分析与完善

与ECE R22相比，GB 811测试项目较少，缺失的测试项目主要包括大部分的光学性能测试和个别的机械性能测试(表1)。

除了镜片透光率稍有涉及外，其他的镜片光学性能试验在GB 811中完全没有涉及。这些光学性能对于佩戴者的视觉有着重要的影响，在实际使用中会直接影响佩戴者的安全，因此，GB 811有必要参考ECE R22的这些试验进行完善。反射配件比色试验、反射配件光度试验和反射配件外部媒介抵御试验也是GB 811所缺失的。反射配件的性能直接关系到其他驾乘人员及行人对佩戴者的关注度，有助于在行驶中其他驾乘人员及行人及时规避，减少安全事故的发生。因此，对反射配件性能的试验也是非常必要的。

表1　GB 811缺失测试项目

突出物和表面摩擦测试是检测头盔与物体发生碰撞时，由头盔突出物引起的旋转力和外表面与碰撞物产生的摩擦力，以此来评估在此过程中头盔对头部的保护作用。在凸出物和表面摩擦试验方面， GB 811只是对壳体突出物尺寸提出了要求，但是对于凸出物和表面摩擦试验过程和装置，GB 811完全没有涉及，使该检测项目缺乏定性描述；而ECE R22中则不仅对壳体内外表面突出物进行了详细的规定，还详细描述了两种凸出物和表面摩擦试验的详细测试方法(A方法和B方法)，使检测项目具备可操作性。

帽带微滑试验、帽带防摩擦试验和使用快卸装置的解系系统试验是对帽带及其配件的性能进行测试。在实际交通路况中，摩托车头盔经常由于撞击而脱落，进而伤害佩戴者头部，帽带的相关试验有助于检验头盔佩戴的稳固性和安全性，以及遇到危机情况时头盔的易操纵性，值得GB 811借鉴和参考。

2.2　ECE-R22缺失检测项目分析与完善

GB 811中所特有而ECE R22缺失的测试项目主要包括头盔质量检测、头盔耐穿透性能试验。

GB 811根据摩托车排量将头盔分为A、B两类，其中A类应不大于1.6kg，B类应不大于1.0kg。对头盔分类和质量的规定对进行头盔的设计和生产制造提供了有利指导，企业能根据实际情况对头盔的材料、工艺及成本进行控制。

GB 811中详细规定了头盔耐穿透性能测试，而ECE R22中没有。在真实的事故动态状况中，乘员佩戴的头盔很可能会与尖突物进行正面的碰撞，由此引发尖突物穿透帽壳而损伤到头部。因此，在头盔检测中设置头盔帽壳防穿透试验是非常必要的。

3　同类检测项目的完善性研究

3.1　减震试验

减震试验，在GB 811中也称为吸收碰撞能量性能测试，主要检测头盔受到猛烈撞击时所产生的加

速度峰值以及头部损伤系数(HIC值)，这是头盔标准中最为重要的检测项目之一。ECE R22和GB 811在该检测项目中的测试目的、测试过程、测试原理及合格性判定方面既有相似之处，又有所区别。所以对二者的对比研究能够为各自标准的完善提供参考。

GB 811将头盔分为A、B两类，其中B类头盔针对小排量摩托车，其优缺点已在上文探讨，并且B类头盔与ECE R22中所主要针对的大排量摩托车头盔没有太多可比性，所以以下检测项目主要针对ECE R22和GB 811中的A类头盔进行差异性对比分析。

3.1.1测试前对头盔样品的条件处理差异性对比

在条件处理项目数量上，ECE R22比GB 811多出了“溶剂处理”、“湿度处理”以及“紫外线处理”，并且要求对每一个样品进行其他处理前进行溶剂处理，而GB 811只有高温处理、低温处理和水浸处理；在选择样品的数量上，ECE R22共5个，其中“溶剂加常温和湿度测试处理”2个，其余各1个，而GB 811则只有3个(表2)。因此，总体而言，ECE R22标准更为严格。

表2　ECE R22减震测试前条件处理项目及样品数量

3.1.2测试区域及冲击点位置的对比分析

ECE R22直接定义了B、X、P、R、S5个测试点(图2)。首先依次测试B、X、P、R4个点，然后对带有防护性下鄂装置的安全头盔额外进行S点的测试；而GB 811中A类头盔只要求在测试区域中按要求任意定义4个冲击点，并没有要求S点的测试，而在实际的动态事故状态中，S点位于下巴位置，是全盔中重要防护位置，所以ECE R22对冲击点的定义更为合理(表3)。

表3　ECE R22和GB 811冲击点位置对比

图2　ECE R22测试冲击点

3.1.3试验头型的对比分析

ECE R22和GB 811对测试头型的材料、尺寸及质量都进行了规定。ECE R22提供了5种头型，GB 811规定了大、中、小3种头型，ECE R22适用范围更为广泛。 ECE R22选用头型的最大外围尺寸为62cm，适合欧洲人体头型；GB 811选用头型的最大外围尺寸为60cm，适合中国人体头型，二者都从本地区的人体尺寸出发设置测试头型尺寸，较为合理，遗憾的是，两个标准都没有关于未成年人头型的测试模型(参见表4)。

图3　GB 811测试区

表4　ECE R22和GB 811选用测试头型的对比

注：二者测试头型材料均为金属，GB 811中头型的总质量包括了含传感器及连接件，其中，传感器及连接件的质量不大于坠落头型总质量的25%。

3.1.4测试设备对比

ECE R22和GB 811在测试设备方面的规定极其类似，都是由坠落引导装置、头型、头型固定架、钢砧、释放系统、座基以及记录仪等构成。值得一提的是，GB 811对检测设备的描述更为详细，比如对钢砧的定义，不仅提供了详细的数据，而且提供了示意图，而ECE R22缺乏示意图；GB 811在设备示意图中详细标识了头盔和头型的安装结构，其中包括记录仪的安放位置，而ECE R22没有，因此，GB 811在测试中更具可操作性。

3.1.5测试方法及合格对比

两个标准的测试方法相似，要求将佩戴头盔的头型合理安置，之后从高处释放，碰撞钢砧，由安装在头型中的记录仪记录瞬间加速度。对比头盔碰撞钢砧的瞬间速度、速度偏差、冲击点的冲击次数(见表5)，ECE R22比GB 811(A类)更严格。

表5　ECE R22和GB 811测试方法中的技术参数对比

同时，在合格性判定上，GB 811使用速度峰值、加速度及作用时间来判定，而ECE R22最后将测试数据根据公式(1)转化成头部受伤系数HIC值，更能直观反应头部受伤害程度，因此ECE R22的判定结果更有指导性

式中，t为时间，t2-t1为时间差；a为合成加速度。

3.1.6小结

ECE R22标准对样品测试前的条件处理规定更加严格，在冲击点数量以及位置的选取上比GB 811更合理，测试方法更为严格，最后的合格性判定使用HIC值，更能直观地反应对人体头部的损伤。总体而言，试验要求比GB 811(A类头盔)严格。

3.2　解系系统强度性能测试

解系系统强度性能测试，GB 811对应试验为“头盔佩戴装置强度性能测试”。解系系统是指保证头盔牢固地佩戴于头部的部件，包括调节系统的扣件或增加佩戴者舒适度的部分。解系系统的强度直接决定了头盔在头部位置的稳固性。ECE R22和GB 811均对解系系统的强度性能测试进行了规定，二者测试的目的相同，即检验解系系统扣件、系带及其他配件的强度。但在实际测试时，ECE R22采用的是动态测试方法，即按照要求安装好头盔(头型)及相关设备后，给予头盔(头型)一个初始负荷(147±4.9N)，记录初始位置，之后再给予头盔(头型)一个突然的下落重力(高度750±5mm，重量98±1N)，记录新的位置，根据施重点的位移来判定解系系统的强度(图4)；而GB 811则采用静态测试方法，即给予模拟下颚装置(图5)一个初始负荷(A类225.4±4.9N)后，在规定时间内逐渐加大负荷(A类1332.8±9.8N)，记录初始位置和终止位置的位移，来确定解系系统的强度。

图4　ECE R22解系系统机械强度设备图

图5　GB 811模拟下颚装置

可以看出，ECE R22和GB 811对解系系统的强度测试的目的相同，但是方法各异。相比较下ECE R22中对设备规定更为清晰，可操作性更强，同时ECE R22的测试方法更加符合实际事故状态，更为合理。

3.3　测试方法和合格性判定一致的项目

试验目的、方法、设备及合格性判定一致的检测项目主要包括刚性测试、镜片机械性能(GB 811对应试验项目为“护目镜冲击强度测试”)和解系系统稳定性试验(GB 811对应试验项目为“固定装置稳定性测试”)。GB 811标准在编写时候参考了ECE R22标准，除了测试前的样品处理有差异外，二者在这三个检测项目上的测试目的、测试方法、测试设备、合格性判定方面基本一致，在此不作比较。

4　结束语

GB 811根据摩托车排量和速度将头盔分成A类头盔和B类头盔。将头盔分类之后，B类头盔可以根据实际速度和佩戴者所处路况适当降低标准，可以有效降低成本，在安全性和价格方面达到平衡，提高合格头盔的使用率。ECE R22适用地区中也包含了小排量摩托车使用者，可以参考GB 811对头盔进行分类，根据类别来制定技术标准。就检测项目的数量和种类来说，ECE R22和GB 811各有缺失，尤其是GB 811需要补充和完善许多检测项目，包括所有的光学检测试验及部分机械性能试验；而ECE R22主要缺失了头盔质量检测及头盔耐穿透性能试验，建议在未来的修订中考虑补充。

同类检测项目中，ECE R22在减震试验中的技术标准要比GB 811(A类头盔)严格，在解系系统强度性能测试方面，二者测试方法不一致，ECE R22采用的动态测试方法更加符合实际路况，GB 811应借鉴参考；刚性测试、镜片机械性能和测试解系系统稳定性试验在试验目的、方法、设备及合格性判定基本一致。设计和检测人员基本可以通用这些项目的技术标准。

ECE R22与GB 811系列标准各有千秋，在很多方面可以相互融合、相互借鉴，以使标准更为完善。

[1]ECE R22—2002.UNIFORM PROVISIONS CONCERNING THE APPROVAL OF PROTECTIVE HELMETS AND THEIRVISORS FOR DRIVERS AND PASSENGERS OF MOTOR CYCLES AND MOPEDS [S].欧盟.欧洲经济委员会(ECE).2002

[2]GB 811—2010摩托车乘员头盔[S]

[3]GB/T 10000—1988中国成年人人体尺寸[S]

[4]摩托车头盔与摩托车交通事故的相关研究[J].北京.中国安全生产科学技术.2009(4)

[5]灯具标准GB7000．1与UL1598若干电气检测项目差异性分析及完善性研究[J].计量技术，2010(12)

[6]头盔标准ECE R22-2002和GB 811—2010机械强度项目对比及完善性研究[J].北京.机械设计，2013(5)