EDR低速碰撞試驗(yàn)承載板車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

栗晉杰 柳沛 趙準(zhǔn)

摘 ?要：文章針對(duì)EDR低速碰撞試驗(yàn)的要求設(shè)計(jì)了一款試驗(yàn)用承載板車，通過(guò)加工及試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)其車身、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及試驗(yàn)車輛固定裝置三個(gè)方面的不足進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的板車兼容性、靈活性及耐撞擊性能均有顯著提高，對(duì)EDR測(cè)試技術(shù)的研究和行業(yè)發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：EDR;低速碰撞;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化

中圖分類號(hào)：U463 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）28-0079-03

Abstract： In this paper， according to the requirements of EDR low speed impact test， a load bearing plate car for test is designed. Through processing and test verification， the structure of its body， steering mechanism and test vehicle fixing device are optimized. The compatibility， flexibility and impact resistance of the plate car after structural optimization are significantly improved， which is of great significance to the research of EDR testing technology and the development of the industry.

Keywords： EDR; low speed collision; structural design; optimization

隨著汽車智能化、電子化的安全技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，車輛在駕駛和安全保護(hù)上進(jìn)行了更多干預(yù)，造成事故相關(guān)因素的收集和分析愈發(fā)復(fù)雜，責(zé)任界定存在很大困難[1]。EDR（Event Data Recorders）正是在這一技術(shù)背景下出現(xiàn)的。

EDR是整合于車輛氣囊控制模塊內(nèi)部，用來(lái)記錄碰撞發(fā)生前、碰撞中及碰撞后動(dòng)態(tài)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的裝置[2]。它可以記錄碰撞前5s的速度、加速度變化、制動(dòng)踏板狀態(tài)、安全帶使用情況等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將為交通事故的準(zhǔn)確重建提供重要依據(jù)[3]。

1 EDR低速碰撞試驗(yàn)

試驗(yàn)室條件下的EDR低速碰撞試驗(yàn)是驗(yàn)證碰撞事件發(fā)生前EDR記錄數(shù)據(jù)（駕駛操作信息及車輛電子電器系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)）的準(zhǔn)確性和有效性的重要手段。

試驗(yàn)中，車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（純電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于上電狀態(tài)），EDR所記錄的車輛電子電器系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置并保持在開啟狀態(tài)，制動(dòng)踏板和加速踏板應(yīng)保持一定行程，避免處于空行程位置。

轉(zhuǎn)向盤應(yīng)固定在一定角度，避免處于空行程位置;安全帶帶扣應(yīng)處于鎖止?fàn)顟B(tài);要求記錄的燈具應(yīng)處于開啟狀態(tài)。

為了在試驗(yàn)中觸發(fā)碰撞閾值而又能盡量降低對(duì)試驗(yàn)車輛的破壞，需要將試驗(yàn)車輛固定在板車上，通過(guò)撞擊板車，將撞擊傳遞給試驗(yàn)車輛，EDR系統(tǒng)觸發(fā)并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。

低速碰撞承載板車作為試驗(yàn)中的重要試驗(yàn)裝置，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化對(duì)于EDR測(cè)試技術(shù)研究和行業(yè)發(fā)展具有重要意義。

2 EDR低速碰撞試驗(yàn)承載用板車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了滿足低速碰撞試驗(yàn)需求，設(shè)計(jì)了一款用來(lái)固定試驗(yàn)車輛的承載板車，板車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括板車車身，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)車輛定裝置三部分。

2.1 板車車身設(shè)計(jì)

由于板車需要承受瞬時(shí)加速度10g的沖擊，同時(shí)板車還需要能夠兼容市面上常見的M1類車型，滿足不同車輛的實(shí)驗(yàn)需求。因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要同時(shí)考慮板車的耐撞擊性能和兼容性，板車車身主體采用槽鋼進(jìn)行焊接，車輛承載面采用沖壓鋼板焊接，出于輕量化和便于工裝和夾具安裝的考慮，在沖壓鋼板上均布直徑21的槽孔。在板車承受撞擊的部位，加裝合適的彈性聚氨酯板，起到一定的緩沖作用。圖1為板車車身結(jié)構(gòu)示意圖。

2.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行低速碰撞試驗(yàn)時(shí)，板車受撞擊后需要沿直線方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，但是為了便于日常板車的移動(dòng)及調(diào)整位置，板車在移動(dòng)時(shí)需具備轉(zhuǎn)向功能，因此需設(shè)計(jì)一種帶鎖止的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

如圖2所示，采用四個(gè)聚氨酯輪作為板車的輪子，通過(guò)掛車轉(zhuǎn)向盤連接板車車身和車輪實(shí)現(xiàn)板車的轉(zhuǎn)向，采用彈簧銷作為轉(zhuǎn)向的鎖止機(jī)構(gòu)，當(dāng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)插入彈簧銷，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)鎖定，確保板車受撞擊后能夠沿直線進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后，拔起彈簧銷，使板車具備轉(zhuǎn)向功能，便于移動(dòng)。

2.3 試驗(yàn)車輛固定裝置

EDR低速碰撞試驗(yàn)的目的是為了通過(guò)碰撞板車將碰撞能量傳遞到試驗(yàn)車輛，觸發(fā)EDR系統(tǒng)并進(jìn)行記錄，因此將試驗(yàn)車輛固定于板車之上是試驗(yàn)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

考慮到不同車輛的輪距和尺寸均不相同，設(shè)計(jì)了如圖3所示的工裝對(duì)車輛的四個(gè)輪胎進(jìn)行固定，工裝的安裝間距可以通過(guò)板車車身上的槽孔進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)多種車輛試驗(yàn)的兼容性需求。

3 EDR低速碰撞試驗(yàn)承載用板車驗(yàn)證過(guò)程中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在完成EDR低速碰撞試驗(yàn)承載用板車的初步設(shè)計(jì)后，對(duì)其進(jìn)行了加工并完成了試驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)板車存在一些結(jié)構(gòu)上的不足，為了提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，從板車車身、板車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和車輛固定裝置三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

3.1 板車車身兼容性的提高

最初板車車身設(shè)計(jì)時(shí)尺寸考慮不足，當(dāng)進(jìn)行中大型車輛試驗(yàn)時(shí)，車輛輪胎部分會(huì)懸空，無(wú)法進(jìn)行車輛輪胎的固定，導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。通過(guò)調(diào)研多種大型乘用車的尺寸及輪距等參數(shù)，如圖5所示，在現(xiàn)有板車主體兩側(cè)通過(guò)螺栓連接型材進(jìn)行加寬，并在其上面加裝活動(dòng)翻板，當(dāng)試驗(yàn)車輛尺寸較小時(shí)，翻板可收起，當(dāng)試驗(yàn)車輛尺寸較大時(shí)，翻板放下，可以滿足不同車輛試驗(yàn)需求。

3.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)優(yōu)化

最初板車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過(guò)帶鎖止機(jī)構(gòu)的掛車轉(zhuǎn)向盤實(shí)現(xiàn)，當(dāng)需要試驗(yàn)時(shí)將鎖止機(jī)構(gòu)激活。在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于板車整體質(zhì)量較重，尤其當(dāng)試驗(yàn)車輛放置于板車上時(shí)，板車的移動(dòng)和轉(zhuǎn)向?qū)?huì)非常費(fèi)力，需要多人共同努力才能將其移動(dòng)，對(duì)工作效率的提高造成了很大阻礙。

為了解決轉(zhuǎn)向靈活性的問題，通過(guò)多方調(diào)研和討論，最終將原有的掛車轉(zhuǎn)向盤移除，在板車的前端加裝帶有液壓功能的萬(wàn)向輪裝置，當(dāng)需要移動(dòng)車輛時(shí)，將萬(wàn)向輪裝置放下，通過(guò)萬(wàn)向輪實(shí)現(xiàn)板車的靈活轉(zhuǎn)向。當(dāng)需要進(jìn)行碰撞試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)液壓裝置將萬(wàn)向輪升起，激活鎖止機(jī)構(gòu)，此時(shí)板車還通過(guò)原有的四個(gè)聚氨酯輪實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)化不僅降低了板車的整體重量，還大幅度提高了轉(zhuǎn)向的靈活性。

3.3 試驗(yàn)車輛固定裝置優(yōu)化

最初通過(guò)四對(duì)工裝對(duì)車輛四個(gè)輪胎進(jìn)行固定，在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碰撞產(chǎn)生的一瞬間，由于車輛懸掛系統(tǒng)以及車輛固定不牢等多方面因素影響，試驗(yàn)車輛的車身與輪胎之間會(huì)發(fā)生較大的晃動(dòng)，造成工裝與車身碰撞，損壞車輛。為了更好的固定板車與試驗(yàn)車輛，設(shè)計(jì)了一種夾緊裝置，通過(guò)液壓千斤頂實(shí)現(xiàn)固定裝置高度的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同高度的車輛，在千斤頂端部加裝液壓鉗，通過(guò)液壓鉗對(duì)試驗(yàn)車輛底部凸起進(jìn)行夾緊，實(shí)現(xiàn)板車與試驗(yàn)車輛的固定。

同時(shí)為了優(yōu)化原有固定車輪的裝置，在原有裝置上加裝了阻車器及間距調(diào)整機(jī)構(gòu)，提高了輪胎固定裝置操作的便捷性和穩(wěn)定性，如圖7所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著EDR技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，EDR在事故調(diào)查、車輛改進(jìn)等方面發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。相信隨著我國(guó)EDR相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，EDR系統(tǒng)的相關(guān)開發(fā)測(cè)試及驗(yàn)證試驗(yàn)將會(huì)越來(lái)越多，本文針對(duì)EDR系統(tǒng)駕駛操作數(shù)據(jù)的低速碰撞試驗(yàn)設(shè)計(jì)了一款試驗(yàn)用承載板車并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高了低速碰撞試驗(yàn)測(cè)試穩(wěn)定性及精確度，對(duì)EDR測(cè)試技術(shù)的研究和行業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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