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    汽车工程师告诉您如何选择汽车安全座椅-上篇

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    蜗牛在说事2020-05-12

    前言

    作为一名汽车产品工程师,几年工作下来,接触更多的是产品设计,验证,项目提交,PPAP等。之前有段时间,我在英国出差,很多朋友找我代购汽车安全座椅,200磅~500磅的产品价格,让我当时还有一些“意见”:中国已经成为全球汽车第一大市场,汽车安全也受到国人越来越多的重视。在国内某猫、某东搜索汽车安全座椅,会出现大把价格优惠、性价比高的“德国设计”。曾经一度不认可代购父母的“崇洋媚外”。

    2019年,我的女儿出生前,我在网上草草选择了一款“性价比”、高评分的安全提篮。后面仅用了几次就“退休”了。姑娘长到三个月后,使用此提篮会表现抗拒、不舒服的表情。我意识到自己由于缺乏认识,做了错误的选择。

    重新选择一款适合我女儿的安全座椅的课题,摆在了我眼前。经过半个多月的学习、观察和研究,我最后选择的安全座椅得到了老婆和女儿的认可。

    初为人父,感触良多,希望这篇关于汽车安全座椅的文章,能够帮助初为人父、人母的您,在外形琳琅满目、质量参差不齐的众多汽车安全座椅品牌中,选择一款适合您孩子并保证他安全出行的安全座椅。


    示意图

    尤其希望,通过本章的阅读,也能让您了解汽车行车安全的重要性及基本的汽车安全座椅知识。

    本章将分为上下两篇,上篇从以下几点展开论述:

    1) 为什么要选择安全座椅?

    2) 汽车安全座椅的发展历程

    3) 安全座椅的主要材质和工艺

    4) 安全座椅的行业标准

    一、 为什么要选择儿童汽车安全座椅

    1. 国内、外安全座椅的法规现状:

    欧美等西方国家很早就出台了法律文件要求儿童乘车时必须使用儿童安全座椅。目前欧洲,美国、加拿大等50多个国家和地区都已颁布实施儿童乘车安全的相关法规和儿童安全座椅标准。并建立了相应的技术标准体系,比如,欧洲ECER44/04,美国JPMA/ASTM、加拿大CMVSS213、日本JIS等标准。

    下图列举了一些国家的法规要求:


    法规展示

    中国国内交规还没有对儿童使用安全座椅有统一的规定。但是在上海、深圳、海南等地区已经规定:未满十二周岁未成年人不能坐在副驾驶位,4岁以下儿童必须要乘坐符合国家标准的汽车安全座椅(3C)。未配备或者未正确安装安全座椅的将被处以50-200元的罚款。

    自2015年9月1日起,中国开始规定:国内销售的儿童安全座椅必须通过3C强制性认证,线上渠道销售的产品必须提供其通过3C认证的相关证书文件。

    国内销售的儿童安全座椅必须通过以下几个标准: GB27887-2011《机动车儿童乘员用约束系统》,GB8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》,GB6675.4-2014《特定元素的迁移》。

    中国在法规方面,还有很长的一条路要走。

    2. 中国的儿童交通安全现状

    汽车驾驶安全和乘坐安全一直是安全大问题,我们先看以下5组数据:

    1. 中国每年有18500个孩子因交通事故死亡,这背后至少是18500个家庭;

    2. 中国疾控中心数据显示:在各类伤害死因中,道路交通事故已经成为排名第一的死因。而在所有交通事故中,死亡率最高的人群就是儿童;

    3. 中国儿童(0~14 岁)因交通事故的死亡人数,占总死亡人数的第二位;

    4. 中国儿童的车祸死亡率是欧洲同年龄段儿童的 2.5 倍,是美国同年龄儿童的 2.6 倍(除了乘车出行,还有些儿童死于其他形式的意外事故)。

    5. 中国和欧美国家目前儿童安全座椅的使用率分别为1% 和 90%;


    示意图

    这些数据背后,有很多让我们思考和改进的问题。

    WHO官方数据显示:使用儿童安全座椅可以将婴儿道路交通事故死亡可能性降低70%左右。

    3. 汽车碰撞的伤害

    现实和网络上有很多血淋淋的案例,下面通过两组碰撞实验的视频截图来展示汽车碰撞的伤害:

    a) 时速50 Km/H遭遇车祸,车内的人会瞬间产生约50倍于自己的前冲力。10公斤(1岁左右)的儿童相当于500公斤,50公斤大人相当于2500公斤。不管你坐前排还是后排,2.5吨的人是根本无法抱住一个几百斤的“小孩”的。

    如下图碰撞测试瞬间,“孩子”直接飞出。


    碰撞示意图


    b) 当发生车祸时,安全气囊的展开速度为300公里/小时,如果坐前排抱孩子的大人(50公斤),相当于一个2.5吨重的物体和一个以300公里/小时展开的安全气囊的双重夹击,能活下来已是万幸!

    如下图碰撞测试瞬间,“孩子”直接被压碎。


    碰撞示意图

    车内行车安全对儿童最大的乘车伤害体现两处:a-没有专门的安全座椅的伤害;b-安全气囊伤害;

    请家长一定注意:未满十二周岁的未成年人,不要坐在副驾驶位;4岁以下儿童必须要乘坐符合国家标准的汽车安全座椅;

    二、 安全座椅的发展历程

    1. 1933年,一家名为Bunny Bear的美国公司开发了第一款安全座椅,这款安全座椅结构非常简单,在椅背上挂一个篮子。这款安全座椅的设计初衷是为了限制孩子的活动范围,防止孩子到处爬,方便驾车的父母看护孩子。

    2. 第二次世界大战以后,安全带和安全气囊等安全保护装置开始在汽车上应用。由于儿童体型小、骨骼稚嫩,导致这些装置对儿童并不适用,并且可能会导致更大的伤害。当汽车发生碰撞、汽车速度迅速降低时,乘客身体会因巨大惯性向前猛冲,此时,侧跨身体的成人安全带可能会造成儿童胸部肋骨骨折、窒息甚至颈骨折断的危险。

    20世纪60年代初,为了保护儿童乘车的安全,欧洲人发明了汽车儿童安全座椅。


    示意图

    3. 起初的儿童安全座椅结构比较单一,没有侧面防护,随着儿童交通事故的不断发生,安全座椅也在不断的进行设计改善。在儿童的头部、身体两侧以及小腿部位增加了防护垫。从20世纪80年代,欧美不少国家相继出台了相关法律法规,强制规定儿童乘车必须使用汽车安全座椅。


    示意图

    4. 2010年1月,中国改版后的《C-NCAP碰撞规则》开始实施,首次将儿童乘车安全评价标准纳入C-NCAP评测体系。自2012年7月1日起,我国正式实施针对儿童乘车的国家标准 《机动车儿童乘员用约束系统》。

    5. 目前市面上有多种价格、结构和功能的安装座椅供选择。当然也有很多新科技、新功能的汽车安全座椅。本文不展开介绍。


    示意图


    三、 安全座椅的主要材质及生产工艺

    1. 市面上最常见的安全座椅材质有合金钢骨架和塑料骨架两种。

    钢骨架是指采用钢材作为安全座椅的核心骨架,其优点是高强度和抗弯性能、抗压性能都很好。

    塑料骨架的优点是轻,但是其质量的好坏完全取决于塑料材料和产品结构在发生事故时,是否会断裂。


    示意图

    我们简单聊聊安全座椅的塑料材料。市面上常用以下四种:EPE、EPS、EPP和发泡塑料,这些材料在性能上有以下区别:

    EPE(Expandable Polyethylene),是可发性聚乙烯,又称珍珠棉,是一种安全环保的材料,减震性能也较好,多见于国产的儿童座椅。

    EPS(Expanded Polystyrene)是聚苯乙烯泡沫,一种轻型高分子聚合物。例如自行车头盔、赛车头盔等就采用EPS。其缓冲和吸震性能好,重量轻、易加工,也多作为安全座椅的填充材料。缺点是不环保,不能回收,也不能自然降解,燃烧的时还会产生有害气体。

    EPP(Expanded polypropylene)是四种材料中最好的,在汽车工业中应用比较多。优点是折不断,韧性好,但材质的价格较高,多见于国际高端品牌的儿童安全座椅。

    发泡塑料即塑料经过发泡成型。发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程,几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料,常用的有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛等。

    如果非要对塑料材料的优劣等级做概括性总结,那就是:EPP > EPS > EPE > 发泡塑料

    2. 安全座椅的生产工艺主要分为两种:

    吹塑成形:吹塑是将挤出的熔融塑料毛坯,置于模具内,借助压缩空气吹胀而贴于型腔壁上,经冷却硬化为塑料硬件的工艺。

    吹塑安全座椅的结构简单、轻便、易安装操作,性价也比较高。但是座椅的功能会比较少,耐撞性能较差。

    目前国内生产销售的大部分座椅均采用的是吹塑工艺。座椅总成由坐垫和椅垫连接而成,塑料卡扣是常用的连接结构。

    注塑成形:注塑成型是通过注射机的螺杆(柱塞)使筒内的熔料经注射机喷嘴,经过模具的浇注系统,注入形腔而固化成型的过程。

    注塑成型的产品抗压性和韧性很好。

    注塑制作的安全座椅具有更多的功能,在舒适度上也有很好的表现,抗压力和抗冲击力都很强。但是相对的座椅会比较笨重,也不方便安装、拆卸及折叠。

    家长如何辨别吹塑和注塑的座椅呢?

    a: 从直观上比较,吹塑成型的座椅质量相对较轻。

    b: 从颜色上区分,由于制作工艺的不同,吹塑成型的塑料容易留下较多毛刺,表面平滑度不及注塑产品。而黑色能较好的遮盖这些瑕疵,因此吹塑产品表面多为黑色。

    c: 可以从感官上辨别,用手指按压塑料,注塑产品的柔性更好。

    当然,每款安全座椅的产品结构、材料选择及生产工艺的不同,都是基于其产品定位,设计目标和供应商生产能力的选择。最终都需要经过行业标准测试。作为消费者,在一定经济范围内,选择对自己孩子适用的,才是最好的。

    四、 安全座椅的行业标准

    全世界各地座椅的认证机构非常多,如德国商品检验基金会测试、奥地利汽车协会测试、瑞士汽车协会测试等等。列举四个我们选择经常用到的认证。


    示意图

    1. 3C认证:

    这是进入中国销售的产品必须拿到的认证。3C会涉及到标准GB27887-2011《机动车儿童乘员用约束系统》,有兴趣的可以仔细研读。


    示意图

    2. 欧洲ECE R44/04认证:

    在安全测试方面,ECE是欧洲唯一的官方标准。任何一家生产儿童安全座椅的厂商在未获得ECE认证前是不允许在欧洲上市销售的。简单说下ECE标签上的几个内容。

    2-“Universal”显示所有车型通用。

    3-安全座椅适用的重量标识。

    4-ECE法规通过标识。

    5-产品送审国家代号: 1=德国 2=法国 3=意大利 4=荷兰 等等

    8-生产日期: 前两位是「周」后两位是「年」, 这个图例上是 2006 第7周生产的产品。


    示意图

    3. 美国FMV认证:

    美国儿童安全座椅的标准。凡是在美国市场销售的安全座椅,都必须通过FMVSS213认证。美标FMVSS213和欧标ECE R44同为国际两大儿童安全座椅标准,两者之间略有差异。简单解读下标签上的几个内容。


    示意图

    1-FMVSS 213 为美国安全座椅测试标准

    2-通过测试标准的产品儿童适用体重

    3-公司名称及认证编号

    4-说明本产品符合FMVSS 213 标准要求

    4. 德国ADAC认证:

    ADAC成立于1903年,是欧洲最严格的测试认证机构。其碰撞测试的要求比较苛刻。

    碰撞测试项目包括欧洲NCAP碰撞测试、汽车座椅及头部保护测试、新型燃料汽车碰撞测试、“小车互撞”测试、家庭用车追尾测试、“小鱼撞大鱼”测试、敞篷车翻滚测试行人安全测试这八个部分。

    在通过NCAP测试后,还要在其它七个方面进行全面严格的测试试验,以确保这样的车能够行驶在德国。该测试还会从座椅的易安装性,舒适性和面料是否可以拆卸清洗等方面来综合评价。


    示意图

    总结来说,3C是中国销售的资质,ECE/FMV是欧洲,美国销售的资质;ADAC是欧洲最严格的汽车安全测试认证机构,产品带有ADAC则代表产品优秀的象征。

    下章节将重点介绍安全座椅的品牌和选择。

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