司法鉴定所对交通事故肇事车辆安全气囊弹出条件进行司法鉴定案
案例内容
【案情简介】
2010年10月21日,某配备有安全气囊的小型普通客车在某高速公路与大货车追尾,发生严重的人员伤亡事故。
事故中该小型普通客车安全气囊未弹出,小型普通客车当事人家属请求哈工大威海司法鉴定所对安全气囊是否满足引爆条件进行鉴定。
【鉴定过程】
接到司法鉴定请求后,司法鉴定所积极组织鉴定主力人员初步分析案情。经初步判断,认为鉴定所有资质和实力对此案做出客观、准确的鉴定,决定受理此案,并立即派出精兵强将奔赴事故发生地进行勘察、取证。
根据后期勘察,客车在事故中损毁严重,客车头部正面发生严重的损坏变形,客车前保险杠及散热器向内凹陷变形,客车纵梁变形。
本次事故中客车安全气囊未弹出,对安全气囊是否满足弹出条件进行分析。现代安全气囊点火控制中,汽车碰撞时的水平方向加速度(或减速度)ax是直接反应碰撞激烈程度的信号,需要从碰撞开始采样一个时间段ax的值,根据这一系列的值判断碰撞的激烈程度,气囊点火控制算法应在发生碰撞后20~30ms内做出点火判断。由于碰撞时第一撞击点撞击力最大,产生瞬时减速度最大,因此采样碰撞后的20个加速度值(当频率为1kHz时)作为算法的输入值,然后对ax进行积分得到碰撞指标S,当此碰撞指标超过预先设定值时,则发出点火信号。而作为汽车碰撞时的水平方向速度v,其可以反映汽车碰撞时乘客的受伤害程度。v越大,乘客的动能就越大,碰撞时受到的伤害就越大。所以,v是判断气囊是否应该打开的最直接指标。
在我国,安全气囊设计与匹配时,以车辆受到相当于30km/h以上车速正面撞击壁障的冲量时,安全气囊将弹开。根据CMVDR 294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》的有关规定,壁障由钢筋混凝土制成,前部宽度不小于3m,高度不小于1.5m。壁障厚度应保证其质量不低于7×104kg。壁障前表面应铅垂,其法线应与车辆直线行驶方向成0°夹角。
【分析说明】
根据后期勘察资料可知,客车头部正面发生严重变形。根据以上原则,现假设客车以30km/h的速度正面与上述所定义之壁障发生碰撞,在客车与壁障开始发生接触到其正面变形量达到最大并开始反弹的过程中,由动量定理可得:
Ft=Mv??①
式中?F——客车正面碰撞过程中受到的平均作用力(N);
t——客车从开始碰撞到开始反弹的时间(1s-dyna仿真模拟得到);
M——客车及其所载的总质量(kg);
v——客车碰撞前的瞬时速度(m/s)。
由上式可以求得,使客车的安全气囊在碰撞过程中弹开的相当作用力为252976N。
再由汽车正面碰撞方程式可得:
F=(CA+CBX)B??②
式中?F——客车正面碰撞过程中受到的平均作用力(N);
CA,CB——客车碰撞刚度系数(N/cm2);
X——客车正面凹陷变形量(cm);
B——客车正面凹陷变形宽度(cm)。
由上式可以求得,客车在受到使其安全气囊在碰撞过程中弹开的相当作用力的条件下,其正面凹陷变形量为31.4cm。
由①②两式可得,客车以30km/h的速度正面与壁障发生碰撞,其车身正面凹陷变形量为31.4cm,此时安全气囊应弹开。
汽车碰撞过程是一个瞬间大冲击、大变形、非线性的随机过程,由传感器检测采集汽车碰撞信号,将其转换为电信号传输给ECU电子控制器进行分析。而汽车在一次碰撞过程中各个不同位置上测量得到的减速度信号大不相同。通常有两个区域布置传感器:一个是碰撞区域,另一个是驾驶室内。安装在碰撞区域的传感器对局部碰撞很敏感,通常在保险杠后;安装在驾驶室区域的传感器接受到的信号比较小,通常安装在仪表板下或方向盘上。可见无论是何种布置的传感器,其记录的均为车体刚性最大的部分的碰撞信号,即碰撞过程中车架整体相应的速度、加速度等有效碰撞信号。
经后期勘察事故车辆发现,客车头部正面变形严重,前保险杠和散热器向内凹陷。经测量得到该客车头部正面凹陷变形量约为70cm,实际变形量远大于气囊弹开的临界值31.4cm,所以客车在事故中的碰撞强度满足气囊弹开的条件。
安全气囊按其被引爆的有效范围分为正向和侧向。正向引爆的安全气囊是在有效范围上30度角或斜前方发生撞车,而且纵向加速度(负值)达到某一值时,气囊才被引爆。通过后期勘察事故车辆可知,该客车头部正面凹陷,且两纵梁均发生形变,如图3。即客车受到正面撞击导致客车头部正面发生严重形变。所以,事故中客车正面的撞击部位及撞击角度满足气囊弹开的条件。
【鉴定意见】
客车主要变形部位为客车车头正面,车架整体在碰撞中受到足够的撞击力。客车安全气囊传感器所测部位(有效碰撞部位)发生严重碰撞,且碰撞角度属于有效范围内,所接收的碰撞信号足以达到使气囊弹出的标称值。所以,客车安全气囊满足弹出条件。