客车座椅国标、欧标和澳标现行乘员保护标准差异研究分析

关键词：客车座椅；乘员保护；碰撞安全

0客车座椅中外标准分析对比

为降低国内客车交通事故伤亡人数，全国汽车标准化技术委员会客车分技术委员会颁布了GB13057-2023《客车座椅及其车辆固定件的强度》，该标准自2024年1月1日起施行。作为GB13057-2014的修订版，新国标虽然只是老标准的升级，但从目前收集的数据来看，它对现阶段的客车座椅生产企业来说挑战性很大，几乎没有一款座椅能够一次性通过测试。值得注意的是，GB13057-2014与欧标ECER80.04标准相差无几，GB13057-2023的第二阶段测试条件与澳标ADR68/00相当。因此，本文首先对GB13057-2023、ECER80.04和ADR68/00这3个标准的碰撞测试条件进行了横向对比，具体见表1。

从表1可知，现行客车座椅标准GB13057-2023《客车座椅及其车辆固定件的强度》中所采用的碰撞测试速度为50km/h，比上一版本GB13057-2014的测试速度提升了约20km/h。这一提升主要考虑到随着全国公路状况的提升，客车平均行驶速度也在不断提高。目前国内高速公路上客车的最高限速是100km/h，最低限速是60km/h，速度差为40km/h。新国标能够很好地覆盖乘员遭受正面碰撞时的真实工况，督促国内客车整体被动安全水平提升一个新高度。

为提升国内客车主机厂及座椅厂对乘客保护的整体水平，又防止2023版国标对行业冲击过大，给行业提供充足的技术升级时间，该标准分2个阶段过渡实施。第一阶段保留了2014版的动态试验基础，并参照澳标ADR68/00的速度要求，将试验速度从30～32km/h提高至不小于49km/h，同时修改了加速度通道要求和假人伤害指标的要求。第二阶段实施的变化主要在于强度试验工况，由前排座椅不放置假人改为在前排座椅放置系安全带的假人，其他测试内容保持不变。至此，2023版国标和澳标ADR68/00的动态试验保持在了同一水平。而ECER80.04的碰撞测试条件仍与2014版国标处于同一水平，碰撞速度要求仅有30～32km/h，相比2023版国标和澳标ADR68/00对乘员保护的要求相对宽松，逐渐已不符合我国当前主要的客车事故工况。

1试验方法简述

鉴于GB13057-2023第二阶段动态试验条件与澳标（ADR68/00）条件相似，GB13057-2023第一阶段、第二阶段的损伤试验也与澳标条件相似，因此选用2款不同型号的主流车型双人座椅，并设置10次试验进行对比。试验矩阵见表2。

本文试验依托英斯特朗牌伺服液压加速式台车、两排双人座椅以及假人，搭建了正面碰撞工况。加速台车设备的速度精度控制在0.5km/h以内，加速度精度控制在1g以内，能够很好地满足各标准的模拟碰撞条件[1]。试验过程中，使用原车身底板安装座椅的方式，尽可能还原座椅在客车内的实际状态。对于GB13057和ECER80.04标准，分别在后排放置了2个不系安全带的TNO10假人；而对于ADR68/00标准，除了在第二排放置2个不系安全带的假人外，还在第一排放置了2个系安全带的TNO10假人。

试验结束后，从两排座椅的靠背限制机构是否存在失效、座椅固定件是否存在失效以及安全带状态是否正常3个方面，对强度试验结果进行了详细分析。

2强度试验测试对比

6次强度试验结果见表3。从测试结果来看，2款双人座椅在ECER80.04测试后，每个席位的座椅靠背限制机构均保持锁止状态，座椅固定件没有出现脱开现象，安全带均保持锁止。这说明这2款双人座椅均能够满足ECER80.04座椅及其车辆固定件强度动态试验的要求。

相比之下，GB13057-2023第一阶段和ADR68/00的测试结果较为一致，都出现了部分固定机构的失效。具体来看，在GB13057-2023第一阶段测试后，2款座椅的靠背限制机构均出现失效；而在ADR68/00测试后，2款座椅的靠背限制机构和座椅固定件都发生了失效，仅有安全带状态保持完好。这种情况下，靠背限制机构和座椅固定件失效的席位不能有效阻挡后方乘员向前飞出，可能会导致乘员受到更大的伤害。

值得注意的是，虽然GB13057-2023第一阶段测试后2款座椅的前排座椅和车身固定件没有失效，但车身钣金已经产生了很大的形变，前排座椅约束乘坐的假人向前方倾斜严重[2]。尽管如此，座椅整体姿态测试结果相比澳标情况仍稍好，前排座椅没有很大程度地向前倾倒。

综合来看，2个型号客车座椅厂家已经具备了相应的技术实力来满足ECER80.04标准强度试验的要求。不过，如果相关客车座椅厂家希望提升2023版国标和ADR68/00强度测试的通过率，就需要针对靠背限制机构进行加强设计，并对座椅固定点的位置进行强度提升[3]。

3损伤试验对比

接下来，我们继续使用这2款不同型号的主流车型双人座椅进行损伤试验对比。由于GB13057-2023的第一、二阶段损伤试验与ADR68/00条件相似，因此我们使用这2款座椅分别进行GB13057-2023第一阶段和ECER80.04的损伤试验，试验共进行4次。每次试验仍均使用两排双人座椅，2个HybridⅢ50th假人乘坐在第二排双人座椅上，并被座椅安全带约束。为方便对比假人的伤害程度，我们统一采集了假人头部X、Y、Z三向加速度，胸部X、Y、Z三向加速度，以及胸部压缩量和大腿压缩力等数据。

由表4结果分析可知，2款座椅在ECER80.04测试中的假人头部伤害指标HIC都没有超出500，符合相应标准要求。而GB13057-2023测试中，假人头部合成加速度峰值过高，导致假人头部伤害指标HIC严重超出标准的1000。结合高速摄像机录制的碰撞视频以及碰撞点位分析，我们发现假人头部与前排座椅靠背碰撞处的发泡缓冲效果不足，靠背骨架与假人头部硬接触导致，这是导致HIC值超标的主要原因。

GB13057要求胸部加速度指标（ThAC）小于60g，胸部压缩指标（ThCC）不大于76mm；ECER80.04则要求胸部加速度指标（ThAC）小于30g。由表5可知，测试结果中胸部合成加速度峰值和胸部压缩量都符合对应的标准要求，但整体数值处于偏高水平。胸部合成加速度峰值和胸部压缩量指标与安全带的约束力密切相关。当安全带的约束力不同时，假人胸部压缩量会有明显变化。座椅前端刚度、坐垫深度、倾角设计等因素也会影响碰撞中假人胸部的受伤程度。如果座椅前端刚度不足，可能会导致假人下沉，增大胸部受伤风险。同样，坐垫深度过大或前端刚度过强也可能对假人造成更大的胸部伤害。

由表6可知，大腿压缩力指标（FAC）均符合标准要求，意味着在这4组损伤测试中，假人的大腿不会发生骨折等严重伤害。这表明这2款座椅的靠背对后方乘员腿部的保护设计较为合理。

4结束语

GB13057-2014与ECER80.04的动态试验要求相似，处于同一水平；GB13057-2023的损伤试验则已经和ADR68/00处于同一水平。从碰撞速度的角度来看，GB13057-2023第一阶段的强度试验相当于ADR68/00的60%水平，即其试验难度系数是ADR68/00的60%。GB13057-2023自2024年1月1日开始实施，按照要求，新车型在新国标实施起至2025年7月可以按照第一阶段执行，之后则需按照第二阶段执行；而对于已经获得型式批准的车型，则需在2025年1月开始按照第一阶段执行，2026年7月之后按照第二阶段执行。新国标为已经获得型式批准的车型提供了充足的时间进行技术升级，经过第一阶段2～3年的技术提升，当实施第二阶段时，对于客车行业的冲击就会相对较小，这也符合循序渐进的客观规律。

本文选取的2款座椅具有一定的代表性，其测试结果能够反映出目前国内客车座椅行业的安全水平。虽然目前主流车企绝大多数能够通过GB13057-2014和ECER80.04的考核，但面对新国标GB13057-2023的第一阶段强度测试，仍会有相当一部分比例的企业可能无法通过。因此，必须加强靠背调角器、靠背骨架刚性、座椅固定件强度等方面的设计。座椅厂商在针对乘员保护测试条件降低头部伤害方面，可以采取的措施包括：优化座椅靠背骨架结构与设计，使用合适的蒙皮面料，尤其是在座椅靠背头部碰撞区域内使用吸能性好的泡棉，以避免硬物出现在头部撞击区域内。在降低胸部伤害方面，可以采取的措施有：调节座椅前端至适中刚度、保持坐垫深度适中，并配备具有良好预紧和限力功能的三点式安全带。