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汽车后视镜国标与其他标准的差异及分析

2023-06-09王森郑真武晁华曹祝刘宏达

汽车科技 2023年2期
关键词:建议标准差异

王森 郑真武 晁华 曹祝 刘宏达

摘  要:本文主要介绍GB 15084-2013和FMVSS 111-2006、GSO 422/2005差异,从“一般要求和特殊要求部分”、“标签和标记部分”和“试验部分”等三个大方面进行研究,另外,根据差异及分析,并结合当下实际使用情况,对GB 15084-2013《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》标准修订提供一些修改建议,从而为国内外制造商在设计、生产、制造汽车后视镜方面提供指导、为检测机构在汽车后视镜的检测方面提供帮助,进一步推动国标制修订工作。

关键词:汽车后视镜;标准;差异;分析;建议

中图分类号:U461       文献标识码:A      文章编号:1005-2550(2023)02-0095-06

The Difference and Analysis Between the National Standard and Other Standards of Automobile Rearview Mirrors

WANG Sen, ZHENG Zhen-wu, CHAO Hua, CAO Zhu, LIU Hong-da

( National Automobile Quality Inspection and Test Center (Xiangyang),

Xiangyang 441004, China)

Abstract: This paper mainly introduces the differences between the GB 15084-2013 standard, the FMVSS 111-2006 standard and the GSO 422/2005 standard, The research is carried out from three aspects: “general and special requirements”, “labels and marks” and “test”. In addition, according to the differences and analysis, and in combination with the current actual use situation, some improvement suggestions are provided for the revision of the GB15084-2013 Motor Vehicles—Rear View Mirrows—Requirements of Performance and Installation, so as to provide guidance for domestic and foreign manufacturers in the design, production and manufacture of automotive rearview mirrors, help testing institutions in the detection of automotive rearview mirrors, and further promote the revision of the national standard system.

Key Words: Automobile Rearview Mirrors; Standards; Difference; Analysis; Suggest

王   森

毕业于合肥工业大学,获工学学士学位,现就职于国家汽车质量检验检测中心(襄阳)整车及系统部,主要从事汽车安全部件试验。

1    引言

汽车后视镜位于汽车头部的左右两侧,顶部以及汽车内部的前方。汽车后视镜反映汽车正后方视野、两侧视野和汽车前端区域视野,以便驾驶员可以间接看清楚这些位置的情况,它起着“第二只眼睛”的作用,扩大了驾驶者的视野范围,因此汽车后视镜是保证行车安全的重要安全部件之一。它的镜面、外形、操纵、质量及安装都有相应的标准。汽车后视镜的国内外主要标准有: GB 15084-2013(以下简称:GB)、ECE R46/Rve.1/Add.45/Rev.3/2009(以下简称:ECE)、FMVSS 111-2006(以下简称:FMVSS)和GSO 422/2005(以下简称:GSO)等。这些标准中都对汽车后视镜性能要求及试验方法等都有相關的规定,对比它们的相同点和不同点,对于后视镜厂家研究设计汽车后视镜、对于检测行业中的检测工作具有重要的意义。

因GB参照ECE起草,故ECE法规不参与比对。现对GB、FMVSS和GSO三个标准,从“一般要求和特殊要求部分”、“标签和标记部分”和“试验部分”等三个大方面进行对比分析。

2    标准差异及分析

2.1   一般要求和特殊要求部分

2.1.1

FMVSS:后视镜和安装部件要避免有尖锐的点和边,这样可以避免伤害到行人[1];

GSO:后视镜和安装架应该没有可造成伤害的锋利凸出边或点 [2];

GB:无相关要求。

分析:GSO与FMVSS此方面的安全性的规定比GB更严格,以此进一步减小后视镜给所人带来的伤害。

2.1.2

FMVSS:无相关要求;

GSO:应该用半径至少为2.5mm的圆棱将内部后视镜的边密封在镜架上[2];

GB:反射面的边缘应包于保护框架(如支架等)内,保护框架周边上任何点的曲率半径在任何方向上都应≥2.5mm[3]。

分析:GSO与GB中对后视镜边缘的曲率半径均要求2.5mm,但GSO只规定了内后视镜,而GB规定了内外后视镜。

安全性方面,GB>GSO>FMVSS。

另外,GB是否需要更改呢?

反射面保护框架的作用之一,是防止反射面受到撞击时,镜面破碎,对乘员造成二次伤害。但是安装了保护框架,反射面在受到撞击时,镜面就一定不会破碎吗?如果镜面没有通过特殊处理(如镜面背部粘胶),试验后发现,镜面破碎,如图1:

通常情况下,镜面通过背部粘胶处理,镜面受到撞击后,要么镜面不破碎,要么镜面破碎后,玻璃碎片仍然粘在保护壳体上,满足标准5.4.3a)要求。 故如果反射面通过特殊处理或者用安全玻璃制成,在没有安装保护框架的情况下,反射面在经受撞击时,不会对乘员造成二次伤害。

保护框架的另一个作用是,防止镜面边缘过于锋利,对乘员有刮伤风险。但是实际情况是,保护框架一般都是塑料件,它本身也会对乘员有刮伤风险,所以对保护框周边上所有点的曲率半径c值有要求。如果镜面的边缘经过倒角处理,保证所有点的曲率半径c值在任何方向上都大于或等于2.5mm,那么也起到了保护框的作用,如图2:

随着生活水平的提高,科技的日新月异,无保护框架的内视镜,在高端车型上的占比越来高,不仅更美观,符合大家越来越对美观的追求,同时视野更大。但是迫于国标要求,后视镜生产厂家无奈加装一个透明可拆卸的保护壳。然而部分消费者在购买车辆后,会主动拆掉透明保护壳。

通过比对和分析,GB将此条款若修改为“反射面的边缘所有点的曲率半径c值在任何方向上都应大于或等于2.5mm。”会更安全和更实用。

2.1.3

FMVSS:无相关要求;

GSO:应该以适当的方式牢固地固定后视镜,以便在车辆以最大设计速度的80%或者150km/h中较小者的速度行驶时,尽管会导致驾驶员误解所感知图像的特性,但是不会明显的改变视野[2];

GB:当车辆以不超过最高设计车速的80%或不超过150km/h的车速行驶时,视镜的固定方式应使它不致移动而明显改变其视野区域,或因振动而使驾驶员对图像产生错觉[3]。

分析:在实际行车过程中,风阻等因素可能会对后视镜产生影响,GSO与GB对行车过程中的视镜固定程度进行了规定,保证了驾驶人能够正常使用视镜,更符合实际情况。

安全性能:(GSO=GB)>FMVSS

2.1.4

FMVSS:内视镜,要允 许镜子做水平和垂直的调整,外部后视镜——位于驾驶员一侧的,后视镜不能被挡风玻璃的未折叠部分挡住,同时要允许驾驶员在其座位上将镜子做水平和垂直的调整[1];

GSO:应该可通过从驾驶员座椅位置向水平和垂直方向的倾斜,来调整内部后视镜[2];

GB:内视镜应能允许驾驶员在其驾驶位置上调节,在驾驶员一侧的外视镜应能允许驾驶员在车门关闭,车窗开启时进行调节,而且能从车外锁紧位置[3]。

分析:因每个驾驶人的乘坐位置不同,为尽可能增大视野范围,每个驾驶人会对内外后视镜进行调整,而GSO只规定了内后视镜,故FMVSSS与GB的规定,符合更实际情况。

安全性能:(FMVSS=GB)>GSO

2.1.5

FMVSS:无相关要求;

GSO:如果外后视镜低于地面高度上方2m,将车辆加载到其最大技术允许的重量时后视镜的凸出不应该超过车辆整体宽度0.35m [2];

GB:当车辆处于最大设计满载质量状态下,且外视镜的最低边缘距地面高度小于1800mm时,其单侧视镜外伸尺寸比未装视镜时车辆的最大宽度不应超出250mm [3]。

分析:如果从外后视镜离地距离来看,GB规定的1800mm比GSO规定的2m更严格;但从后视镜的凸出距离来看,GSO规定的不得超过车辆总宽度0.35m比GB规定的单侧超过车辆最大宽度250mm更严格。根据《中国居民营养与慢性病状况报告(2020年)》,显示,我国18~44岁的男性和女性平均身高分别为169.7cm,女性158.0cm[4],故离地距离小于1800mm的规定,更适合中国。

2.2   标签和标记部分

FMVSS:对于轿车而言:凸面镜的下表面应该用大于4.8mm小于6.4mm的字标明“镜中显示的物体要比它看上去的离你更近”要字标明“镜中显示的物体要比它看上去的离你更近”,这些字要是永久性的或者是不易擦除的。对于校车而言:指定在镜子上加个标签,标签应该是印刷体的,上面的字体和颜色应该清楚醒目。标签内容如下:“當停车的时候,用交叉镜观察行人。当车子行驶的时候,不要用这些镜子观察车辆。这些镜子中的镜像并不能准确反映其他车辆的实际位置” [1]。

GSO:标注后,每面视镜均须以阿拉伯文或英文标注制造商名称和/或商标,此类信息须易读且持久,凸面镜上应至少用阿拉伯文标注警告,以表明镜中的图像大小和距离并非真实的[2];

GB:无相关要求。

分析:镜子上的警示性语句或者标签,可以起到不断提醒驾驶员后视镜的使用规范的作用,尤其是对于校车而言,车上承载的是家庭的希望、祖国的未来,在车辆行驶过程中,怎样正确地使用后视镜无比重要。

安全性:FMVSS>GSO>GB。

2.3   试验部分

2.3.1 曲率半径

2.3.1.1 范围

FMVSS、GSO和GB的曲率半径范围要求见表1。

分析:汽车后视镜大多数都是凸面镜,根据凸面镜的成像原理,当平行光线投射到凸面镜上时,光线会进行反射,反射的光线将变成散开光线,因此凸面镜会增大驾驶员的视野。凸面镜的曲率半径越大,焦距就越大,镜面的弯曲度就越小,反射的光线发散的角度就越小,视野就越小。

所以从扩大视野的角度来看,凸面镜的曲率半径越小越好。根据轿车同类型比较的话,GSO曲率半径不小于1000mm,GB曲率半径不小于1200mm,而FMVSS曲率半径不小于889mm。视野范围:FMVSS>GSO>GB。

但是从成像原理的角度来看,曲率半径越小,成像失真度越大,视觉上比真实距离要近的情况越明显,越容易引起判断错误。失真度:FMVSS>GSO>GB。

2.3.1.2合理性

按照GB附录C(规范性附录)测定视镜反射面曲率半径r的程序要求,曲率半径测量的原理图,见图3所示:

r ——反射面曲率半径;

h ——镜面凸出高度;

根据勾股定理:

如果I类内视镜的反射面是平面镜,那么h=0,根据零不能作为分母和∞不是实数,不能参与四则运算(加减乘除)的原则,无法测算出曲率半径值。FMVSS中对轿车的内视镜要求:必须安装能实现单位放大的后视镜[1]。无曲率半径要求。

通过比对和分析,建议GB将该条修改为:如内视镜为平面镜,则无曲率半径要求,如内视镜为凸面镜,则需要满足曲率半径不小于1200mm规定。

2.3.1.3 偏差

FMVSS:凸面半径与平均曲面半径的偏差不得大于正负百分之十二点五[1]。

GSO:后视镜中心部分上任何一点的曲率半径之差应该不大于后视镜平均曲率半径的0.25倍[2];

GB:曲率半径之差要求如下:

a)︱ri(ri)- rp︱≤0.15r;

b)︱rp (rp1、rp2和rp3)- r︱≤0.15r;

c)当r≥3000mm时,a)和b)中所述的0.15r 可用0.25r替换。

分析:凸面镜形成的像是正立的、缩小的虚像,为了使成像更接近实际,镜面需要连续的,所以后视镜各点之间的曲率半径与后视镜的平均曲率半径越接近越好。

从成像效果来看,FMVSS>GB>GSO。

如后视镜为平面镜,则参考2.3.1.2,通过比对和分析,建议GB将该条款修改为:如内视镜为平面镜,则无偏差要求。

2.3.1.4 测量位置

FMVSS:每个位置上有两个相互垂直的测试点,共十个测试点。这五个位置分别是:镜子中心、镜子水平平分线的左右两端,镜子垂直平分线的上下两端[1];

GSO:无相关要求;

GB:在镜面长度最长的镜面中心,取全长的1/3、1/2和2/3处,进行曲率半径测量。

FMVSS、GSO和GB的测量位置,详细见表2。

分析:GB只考虑了与b线段平行的方向,从正态分布角度来说,取了全长的1/3、1/2和2/3处,也就是正态分布中间段,这样算下来的平均值属于高端。而FMVSS考虑了纵向、横向两个方向,同时取了左右两端、上下两端,算下来的平均值更趋近于实际值。

准确度:FMVSS>GB>GSO。

2.3.2 反射率

FMVSS:对于单一反射率镜子,平均反射率≥35%,对于有白天和夜间发射率的镜子,白天最小反射率≥35%,夜间≥4%;

GSO:反射表面的反射系数应该不小于35%,如果后视镜具有“昼”和“夜”位置,“夜”位置上反射表面的反射系数应该不小于4% [2];

GB:反射率≥40%,若视镜有白天、夜间等两个工作位置,夜间反射率≥4%。

分析:在车辆行驶过程中,在光线不充足的情况下,反射率越高,镜面成像的亮度越大,物体更容易看清,行车更安全。

安全性能:白天:GB>(FMVSS=GSO)。

2.3.3 视野

2.3.3.1 内视镜

FMVSS、GSO和GB的内视镜视野见表3。

分析:GSO与GB均要求驾驶员借助内视镜应能在水平路面上看见一段宽度至少为20 000mm的视野区域,而FMVSS无相关要求。

视野范围:(GSO=GB)>FMVSS。

2.3.3.2 外视镜

考虑到GB规定中有分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ等视镜,FMVSS规定中有轿车、校车之分,为了同类比较,现将FMVSS中的轿车、GSO和GB中的Ⅲ类镜进行比对,详细见图4。

从图4可以看出,视野范围:GB>GSO>FMVSS。

3    结语

通过从“一般要求和特殊要求部分”、“标签和标记部分”和“试验部分”等三个大方面,对GB、GSO、FMVSS标准进行对比和分析,我们发现了这些标准的相同点和不同点,其中在安全角度方面来说,GB标准安全性方面的规定要求更严格,在成像效果、准确性方面,FMVSS标准规定更符合实际情况。另外在内视镜部分要求中,建议GB取消保护框架的要求,单独考虑内视镜是平面镜的情况,如果内视镜是平面镜,则对曲率半径、曲率半径之差等不做要求,按照单位放大镜的要求来检测平面镜。

总之,希望该文章能为制造商在设计、生产、制造汽车后视镜方面提供指导、为检测机构在汽车后视镜的检测方面提供帮助,也能够对GB标准制修订提供参考意见。

参考文献:

[1]FMVSS 111-2006,Rearview mirros[S].

[2]GSO 422/2005,MOTOR VEHICLES REAR-VIEW MIRRORS[S].GSO,2005.

[3]GB 15084-2013,机动车辆间接视野装置性能和安装要求[S].北京:中国标准出版社,2013.

[4]《中国居民营养与慢性病状况报告(2020年)》[R].国家卫健委,2020.

专家推荐语

李再华

中国质量认证中心武汉分中心

产品认证研究高级工程师  技术专家

该文章通过GB15084-2013《机动车辆间接视野裝置性能和安装要求》国家标准与有关标准的差异及分析,提出了对GB15084-2013标准的修改意见。这对汽车后视镜产品的制造商在研发和试验中有所借鉴作用,对检测机构在使用该标准对产品的验证有一定的研究意义,对该标准的修订提供了参考意见,这篇文章值得推出给标准使用者及读者。

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