EDR低速碰撞试验承载板车结构设计与优化

EDR低速碰撞试验承载板车结构设计与优化

栗晋杰柳沛赵准摘

要：文章针对EDR低速碰撞试验的要求设计了一款试验用承载板车，通过加工及试验验证，对其车身、转向机构及试验车辆固定装置三个方面的不足进行了结构优化，结构优化后的板车兼容性、灵活性及耐撞击性能均有显著提高，对EDR测试技术的研究和行业发展具有重要意义。Key：EDR;低速碰撞;结构设计;优化：U463

文献标志码：A

：2095-2945（2019）28-0079-03Abstract：Inthispaper，accordingtotherequirementsofEDRlowspeedimpacttest，aloadbearingplatecarfortestisdesigned.Throughprocessingandtestverification，thestructureofitsbody，steeringmechanismandtestvehiclefixingdeviceareoptimized.Thecompatibility，flexibilityandimpactresistanceoftheplatecarafterstructuraloptimizationaresignificantlyimproved，whichisofgreatsignificancetotheresearchofEDRtestingtechnologyandthedevelopmentoftheindustry.Keywords：EDR;lowspeedcollision;structuraldesign;optimization随着汽车智能化、电子化的安全技术发展和应用，车辆在驾驶和安全保护上进行了更多干预，造成事故相关因素的收集和分析愈发复杂，责任界定存在很大困难[1]。EDR（EventDataRecorders）正是在这一技术背景下出现的。EDR是整合于车辆气囊控制模块内部，用来记录碰撞发生前、碰撞中及碰撞后动态时间序列数据的装置[2]。它可以记录碰撞前5s的速度、加速度变化、制动踏板状态、安全带使用情况等数据，这些数据将为交通事故的准确重建提供重要依据[3]。1EDR低速碰撞试验试验室条件下的EDR低速碰撞试验是验证碰撞事件发生前EDR记录数据（驾驶操作信息及车辆电子电器系统状态数据）的准确性和有效性的重要手段。试验中，车辆的发动机处于运转状态（纯电动汽车及混合动力电动汽车处于上电状态），EDR所记录的车辆电子电器系统应设置并保持在开启状态，制动踏板和加速踏板应保持一定行程，避免处于空行程位置。转向盘应固定在一定角度，避免处于空行程位置;安全带带扣应处于锁止状态;要求记录的灯具应处于开启状态。为了在试验中触发碰撞阈值而又能尽量降低对试验车辆的破坏，需要将试验车辆固定在板车上，通过撞击板车，将撞击传递给试验车辆，EDR系统触发并记录相应数据。低速碰撞承载板车作为试验中的重要试验装置，对其进行结构设计和优化对于EDR测试技术研究和行业发展具有重要意义。2EDR低速碰撞试验承载用板车结构设计为了满足低速碰撞试验需求，设计了一款用来固定试验车辆的承载板车，板车结构设计包括板车车身，转向机构，试验车辆定装置三部分。2.1板车车身设计由于板车需要承受瞬时加速度10g的冲击，同时板车还需要能够兼容市面上常见的M1类车型，满足不同车辆的实验需求。因此在设计时需要同时考虑板车的耐撞击性能和兼容性，板车车身主体采用槽钢进行焊接，车辆承载面采用冲压钢板焊接，出于轻量化和便于工装和夹具安装的考虑，在冲压钢板上均布直径21的槽孔。在板车承受撞击的部位，加裝合适的弹性聚氨酯板，起到一定的缓冲作用。图1为板车车身结构示意图。2.2转向机构设计在进行低速碰撞试验时，板车受撞击后需要沿直线方向进行直线运动，但是为了便于日常板车的移动及调整位置，板车在移动时需具备转向功能，因此需设计一种带锁止的转向机构实现相应功能。如图2所示，采用四个聚氨酯轮作为板车的轮子，通过挂车转向盘连接板车车身和车轮实现板车的转向，采用弹簧销作为转向的锁止机构，当进行试验时插入弹簧销，转向机构锁定，确保板车受撞击后能够沿直线进行直线运动。当试验结束后，拔起弹簧销，使板车具备转向功能，便于移动。2.3试验车辆固定装置EDR低速碰撞试验的目的是为了通过碰撞板车将碰撞能量传递到试验车辆，触发EDR系统并进行记录，因此将试验车辆固定于板车之上是试验中重要的一个环节。考虑到不同车辆的轮距和尺寸均不相同，设计了如图3所示的工装对车辆的四个轮胎进行固定，工装的安装间距可以通过板车车身上的槽孔进行调节，实现多种车辆试验的兼容性需求。3EDR低速碰撞试验承载用板车验证过程中的结构优化在完成EDR低速碰撞试验承载用板车的初步设计后，对其进行了加工并完成了试验验证，通过试验发现板车存在一些结构上的不足，为了提高试验的准确性和稳定性，从板车车身、板车转向机构和车辆固定装置三个方面对其进行了结构优化。3.1板车车身兼容性的提高最初板车车身设计时尺寸考虑不足，当进行中大型车辆试验时，车辆轮胎部分会悬空，无法进行车辆轮胎的固定，导致试验无法进行。通过调研多种大型乘用车的尺寸及轮距等参数，如图5所示，在现有板车主体两侧通过螺栓连接型材进行加宽，并在其上面加装活动翻板，当试验车辆尺寸较小时，翻板可收起，当试验车辆尺寸较大时，翻板放下，可以满足不同车辆试验需求。3.2转向机构优化最初板车的转向机构通过带锁止机构的挂车转向盘实现，当需要试验时将锁止机构激活。在使用过程中发现，由于板车整体质量较重，尤其当试验车辆放置于板车上时，板车的移动和转向将会非常费力，需要多人共同努力才能将其移动，对工作效率的提高造成了很大阻碍。为了解决转向灵活性的问题，通过多方调研和讨论，最终将原有的挂车转向盘移除，在板车的前端加装带有液压功能的万向轮装置，当需要移动车辆时，将万向轮装置放下，通过万向轮实现板车的灵活转向。当需要进行碰撞试验时，通过液压装置将万向轮升起，激活锁止机构，此时板车还通过原有的四个聚氨酯轮实现直线运动。转向机构的优化不仅降低了板车的整体重量，还大幅度提高了转向的灵活性。3.3试验车辆固定装置优化最初通过四对工装对车辆四个轮胎进行固定，在试验过程中发现，当碰撞产生的一瞬间，由于车辆悬挂系统以及车辆固定不牢等多方面因素影响，试验车辆的车身与轮胎之间会发生较大的晃动，造成工装与车身碰撞，损坏车辆。为了更好的固定板车与试验车辆，设计了一种夹紧装置，通过液压千斤顶实现固定装置高度的调节，以适应不同高度的车辆，在千斤顶端部加装液压钳，通过液压钳对试验车辆底部凸起进行夹紧，实现板车与试验车辆的固定。同时为了优化原有固定车轮的装置，在原有装置上加装了阻车器及间距调整机构，提高了轮胎固定装置操作的便捷性和稳定性，如图7所示。4结束语随着EDR技术的大规模推广应用，EDR在事故调查、车辆改进等方面发挥了越来越重要的作用。相信随着我国EDR相关标准的出臺，EDR系统的相关开发测试及验证试验将会越来越多，本文针对EDR系统驾驶操作数据的低速碰撞试验设计了一款试验用承载板车并对其进行了结构优化，提高了低速碰撞试验测试稳定性及精确度，对EDR测试技术的研究和行业发展具有重要意义。Reference：[1]朱鹏.汽车事件数