绩效考核5大指标有哪些 颈部指标 亦简单亦复杂
颈部指标是C-NCAP考卷中最简单也最复杂的一项。说它简单,是因为大部分车型都能得到高分,失分的车型很少。说复杂呢,颈部是一个通过大量神经、血管、气管的重要部位,其伤残机理非常复杂,单纯的几个指标很难反映其实际受伤害情况。
C-NCAP颈部指标测试成绩分析
C-NCAP三项测试中,侧碰没有颈部指标这一项,而40%偏置碰撞头部和颈部成绩是合并在一起的,因此比较有说明意义的只剩下了正面100%碰撞试验。在C-NCAP已测试的37款车型中,共有6款车型在正面100%碰撞的颈部指标上有失分,占16%。
从具体得分情况来看,通用雪佛兰乐驰失分最多,只获得了满分2分中的0.5分。其它车型虽然也有失分,但都能得到60%以上的分数。特别是奇瑞QQ和天津一汽威志,虽然有失分,但都得到了90%以上的分数,因此总体得分还是令人满意的。
从具体失分情况来看,乘员位假人比驾驶员位假人更容易失分,雪佛兰乐驰、哈飞路宝、天津一汽威志和奇瑞QQ都是乘员位假人颈部丢的分,只有南京菲亚特派朗和吉利自由舰是驾驶员位假人颈部失分。
那么,这个成绩是不是说明目前我国市场上的绝大多数车型对颈部的保护都很好呢,这个问题很难说,我们首先得看看颈部的伤害机理。
颈部的伤害机理
人体的颈部是个非常复杂的机构,主要有颈椎、颈部肌肉、椎间盘和韧带组成。颈部的生物力学功能是支撑头部,将头部的载荷传递给躯干,完成头颈部运动,保护脊髓。颈部的运动主要由颈椎椎骨和韧带组成的关节完成,同时各种软组织提供缓冲、减震和约束的功能。颈部的主要关节有寰枕关节、寰枢关节和小关节。
由于颈椎本身结构的特殊性和功能的重要性,在交通事故中往往在与头部一起的惯性运动中发生各种形式的伤害。颈部损伤可以分成三种程度。第一种是轻微的伤害,只会招致颈部僵硬或些许疼痛;第二种是较严重的损伤,颈部动作范围到达极限,引起肌肉与骨骼的损伤;第三种是最严重的损伤,由于骨折错位或者外物的刺入会导致神经系统受损,机体部分功能丧失,甚至瘫痪。
大部分的颈部损伤为轻微的伤害,最主要的是在追尾碰撞中普遍出现的“挥鞭伤”(Whiplas Injury)。这类伤害的损伤机制是加速和减速过程中能量传输到颈部造成损伤。这一作用机制说明碰撞可能导致骨头或者软组织的损伤,而且可能进一步导致慢性疲劳、头昏眼花、恶心反胃和视力下降等症状。在较为严重的碰撞事故中,还会出现各种其它伤害,创伤性地过度拉伸或者弯曲会导致组织的拉伤,如肌肉的拉伤,韧带的撕裂等。同时可能出现关节面的损伤和错位,椎骨骨折等伤害。
颈部的主要伤害形式
在碰撞事故中,车辆的速度发生了极大的变化,人体的头颈部由于惯性和载荷作用,相对于胸部有较大的复杂运动,颈部弯曲或者伸展产生轴向力和剪切力,而弯曲载荷也同时存在。在不同的运动方式下颈部不同部位的结构达到其承受极限,就发生了不同程度的损伤。颈部的几种主要的运动受力模式和损伤情况主要有拉伸一弯曲损伤、拉伸一伸展损伤、压缩一弯曲损伤、压缩一伸展损伤以及侧弯损伤。
□拉伸―弯曲损伤
这种形式的伤害在正碰时最常见,由于惯性作用,颈椎会产生大幅度弯曲。当人的加速度过大时,寰枕关节会发生分离,这意味着韧带和其他软组织可能被撕裂,齿突可能受到伤害。这一类汽车碰撞事故中乘员头颈部由于受到轴向张力和剪切力超过了耐受限度会导致关节分离和骨折等伤害。
□拉伸―伸展损伤
颈椎拉伸和伸展产生的最常见的损伤是挥鞭伤。当下巴碰撞仪表板或者前额碰撞挡风玻璃的情况下,还会有更严重的损伤。在这两种情况下,头部都是向后旋转同时有拉伸和弯曲的载荷作用在颈部。在前额对挡风玻璃的碰撞中,由于脊椎的伸展和颈椎受到的压力的作用,颈椎关节连接处很可能发生骨折。
□压缩―弯曲损伤
当头部的后上部区域受到力或者当颈部在弯曲时头顶受到了碰撞,颈部就受到了轴向压缩和向前的弯曲的载荷作用,这时前部椎骨很容易发生骨折。
□压缩―伸展损伤
颈部伸展情况下头部受到正碰时会导致压缩―伸展损伤。伤害包括棘突的骨折或者还包括横突、小关节面和终板的对称损伤。
□侧弯损伤
如果作用在头部的作用力或者惯性力显著地偏离中心矢状面,颈部将受到随同轴向载荷和剪力作用侧向弯曲。这类弯曲的损伤表现为椎体的侧向的楔型骨折和椎骨侧后部的骨折。只要存在侧向弯曲,就存在颈部歪曲的可能性。
颈部测试指标
无论国内外的安全标准法规,还是NCAP测试,主要都是在正碰中对颈部指标进行考量,而在侧碰中没有对颈部保护进行要求。首先我们了解一下正碰时人体颈部的运动过程。
正面碰撞时人体头颈部的运动过程通常可以分为三个阶段。
第一阶段,碰撞前瞬间,人体头颈部处于正常位置。碰撞开始时,车身受到一个向后的加速度,乘客由于约束系统的作用,胸部将受到同样的加速度,而头部在惯性作用下保持原来相对躯干的姿态,碰撞瞬间,头部相对颈部水平前移,颈椎形成“S”形。此时下部颈椎间产生较大的剪切力、轴向压力和转矩。然后头部开始向前旋转,最后整个颈椎向前弯曲到最大角度。
第二阶段,弯曲达到极限后,头部开始向后运动,头颈部回到事故前的正常位置。
第三阶段,由于惯性,头部并不会停止在正常位置,如果没有头枕约束,头部将继续向后运动,此时头部产生无转动的水平向后位移,形成一个反“S”形,然后头部向后转动,达到完全伸展状态。如果有头枕的约束,头部在形成反“S”形后,与头枕接触,受到约束,当各种作用力达到平衡之后,将无法继续向后运动。
颈部受到的伤害通常是作用在颈部的最大力和力矩来评价。NIC准则就是 EEVC 研究小组提出来的一套评价指标。它包括三个指标分别为:颈部轴向力Fz,颈部剪切力Fx和颈部弯矩My。颈部轴向力Fz为碰撞时颈部受到上下的压力,颈部剪切力Fx是碰撞时颈部受到的水平方向上的冲击力。颈部弯矩My是假人头部向后仰时的弯矩,用N・m表示。准则还规定了指标超过一定大小的允许时间曲线。对于轴向力而言,超过3.3kN的时间不超过0ms;超过2.9kN的时间不超过35ms;超过1.1kN的时间不超过60ms;1.1kN以下则没有伤害。对于剪切力而言,超过3.1kN的时间不超过0ms,超过 1.5kN的时间不超过25~35ms,超过1.1kN的时间不超过45ms,1.1kN以下则没有伤害。
目前欧洲强制性标准ECE R94就采用这个标准,我国C-NCAP的颈部评价体系与欧洲NCAP相同,也是借鉴EEVC的这三个指标,分别设置了高性能限值和低性能限值,高于高性能限值得满分,低于低性能限值得零分,位于中间时按线性插值法计算对应分数,以其中最低得分作为颈部的得分。具体限值如图所示。
总的来说,目前法规和NCAP机构普遍采用的这三项指标只是对颈部伤害的一个基本考核,主要考量汽车内部的约束系统对颈部的保护能力,只要车辆采用完善的约束系统,一般都能获得高分或满分,但是正如前面所说,颈部的伤害机理异常复杂,这几个指标并不能完全反映出颈部的受伤情况,很多新的指标还处于研究和探讨中。也就是说即使测试车型在颈部指标中取得了满分,在发生车祸时车内乘员的颈部也存在着受伤的风险。
如何提高颈部指标得分
汽车乘员约束系统主要由安全带、安全气囊、座椅等子系统组成。要想提高颈部得分,一方面需要完善汽车乘员约束系统,如增加安全气囊、采用带有预紧装置的安全带,改善座椅设计等。另一方面,还要考虑各个系统之间的匹配情况,如果安全气囊的点火时间与其它系统不匹配,那么不但不能保护好乘员颈部,反而可能会加剧乘员颈部伤害程度。
