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      簡易外置車輛行李廂門開啟工具的設(shè)計(jì)

      2015-12-02 03:49:58任櫟琿袁新文
      汽車電器 2015年7期
      關(guān)鍵詞:壁障行李廂橋式

      任櫟琿,袁新文

      (神龍汽車有限公司技術(shù)中心,湖北 武漢 430056)

      目前車輛安全標(biāo)準(zhǔn)越來越受到廣大汽車消費(fèi)者的重視。C-NCAP碰撞安全性能測試的評價(jià)已成為國內(nèi)各主機(jī)廠衡量整車安全性能的主要標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)碰撞試驗(yàn)涉及到諸多試驗(yàn)環(huán)節(jié),只有各環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行才能保證整個(gè)試驗(yàn)的完整性和有效性。本設(shè)計(jì)以東風(fēng)標(biāo)致408為例,采用新方法,有效解決了試驗(yàn)過程中遇到的一個(gè)普遍存在的問題:行李廂門無法開啟。同時(shí),通過進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化,使新方法的實(shí)施更可靠、更便捷、更安全,為試驗(yàn)的順利進(jìn)行掃清了障礙,大大提高了試驗(yàn)效率。

      1 碰撞測試過程簡介

      目前,C-NCAP碰撞試驗(yàn)共包括 “試驗(yàn)車輛100%重疊正面沖擊固定剛性壁障 (簡稱:正面碰撞)”、“試驗(yàn)車輛40%重疊正面沖擊固定可變形吸能壁障 (簡稱:偏置碰撞)”和 “移動臺車前端加裝可變形吸能壁障沖擊試驗(yàn)車輛駕駛員側(cè) (簡稱:側(cè)面碰撞)” 3個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目[1]。

      1.1 正面碰撞

      碰撞速度為50 km/h(試驗(yàn)速度不得低于50 km/h)。試驗(yàn)車輛到達(dá)壁障的路線在橫向任一方向偏離理論軌跡均不得超過150mm。在前排駕駛員和乘員位置分別放置一個(gè)男性假人,在第2排座椅上放置一個(gè)女性假人和一個(gè)3歲兒童假人,用以考核測量前排人員受傷害情況和乘員約束系統(tǒng)性能及對兒童乘員的保護(hù)。 如圖1a所示[1]。

      1.2 偏置碰撞

      碰撞速度為56 km/h(試驗(yàn)速度不得低于56 km/h),試驗(yàn)車輛與可變形壁障碰撞重疊寬度應(yīng)在40%車寬±20mm的范圍內(nèi)。在前排駕駛員、乘員位置以及第2排座椅最左側(cè)座位上分別放置一個(gè)假人,用以測量前排人員受傷害情況和乘員約束系統(tǒng)的性能。 如圖1b所示[1]。

      1.3 側(cè)面碰撞

      移動壁障行駛方向與試驗(yàn)車輛垂直,移動壁障中心線對準(zhǔn)試驗(yàn)車輛恒橫向中點(diǎn),碰撞速度為50km/h(試驗(yàn)速度不得低于50km/h)。移動壁障的縱向中垂面與試驗(yàn)車輛上通過碰撞側(cè)前排座椅的橫斷垂面之間的距離應(yīng)在±25 mm內(nèi)。在駕駛員和第2排座椅被撞擊側(cè)分別放置假人并使用安全帶,用以測量駕駛員和第2排乘員位置受傷害情況。如圖1c所示[1]。

      在以上3個(gè)試驗(yàn)之前,試驗(yàn)人員需要將假人的數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備和各種傳感器的控制設(shè)備布置在車輛的行李廂內(nèi),這些設(shè)備多是造價(jià)高昂的精密電子設(shè)備,如圖2所示。在試驗(yàn)結(jié)束以后,布置在車內(nèi)的設(shè)備要及時(shí)取出,以獲取采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

      2 電控式行李廂門鎖的工作原理

      電控式行李廂門鎖包括機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)和驅(qū)動器控制兩部分,其外形如圖3所示,其電路原理如圖4所示[2]。

      圖4中,引腳1:正極線,用于驅(qū)動驅(qū)動器動作,使鎖舌釋放鎖鉤 (驅(qū)動電壓:直流12~15 V);引腳2:負(fù)極線,連接車身搭鐵點(diǎn);引腳3:信號線,鎖舌與鎖扣分離時(shí)觸點(diǎn)閉合,用于反饋門鎖狀態(tài)信號給整車網(wǎng)絡(luò)[3]。從門鎖的工作原理可知,當(dāng)引腳1和引腳2之間有12~15 V的電壓差時(shí),行李廂門鎖就可以被開啟了。

      3 碰撞試驗(yàn)遇到的問題

      在碰撞試驗(yàn)結(jié)束以后,車輛的蓄電池、線束或控制行李廂門的電控單元常常被損壞,無法正常工作,如圖5所示。但行李廂門部分一般不會受到碰撞的影響,機(jī)械結(jié)構(gòu)基本不會發(fā)生變化,行李廂門鎖部件本身不會損壞,如圖6所示。由于蓄電池等損壞的部件不易及時(shí)修復(fù)或更換,因此行李廂門也就常常無法順利打開。

      4 解決方案及分析

      4.1 原解決方案:物理破壞法

      使用撬杠、榔頭、電鋸等工具,通過破壞行李廂門或行李廂門鎖以打開行李廂。由于行李廂門一般采用多層鋼板焊接而成,穩(wěn)定堅(jiān)固。因此本方案實(shí)施難度較大,需要投入較多人力,耗時(shí)長 (一般需要1~2h),而且造成車內(nèi)電子設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)極大。

      4.2 新解決方案:外部供電法

      4.2.1 實(shí)施步驟

      試驗(yàn)前,打開行李廂門,找到行李廂門鎖的供電線束。以東風(fēng)標(biāo)致408為例,此處是一組3根導(dǎo)線組成的線束,分別為信號線、負(fù)極線、正極線,如圖7所示。將正極線和負(fù)極線的絕緣層撥開,分別外接一根較長的導(dǎo)線,并將外接導(dǎo)線沿后擋風(fēng)玻璃方向引出至車外。然后關(guān)上行李廂門,用膠帶將引出的導(dǎo)線固定在行李廂門外側(cè)上面,并標(biāo)注正負(fù)極性。如圖8、圖9所示。

      試驗(yàn)后,首先檢查行李廂門的開啟功能是否正常。如果功能失效,則向試驗(yàn)前外接的兩根正負(fù)極導(dǎo)線供給12~15 V的直流電,即可開啟行李廂門。如果現(xiàn)場條件允許,可采用其它車輛上的蓄電池作為供電的直流電源。

      4.2.2 過程驗(yàn)證及分析

      使用此方案,可以在現(xiàn)場觀察到,當(dāng)將12~15V的直流電供給外接導(dǎo)線時(shí),行李廂鎖發(fā)出 “碰”的解鎖聲,并自動彈開,說明該方案對解決問題有效。

      此方案在不影響碰撞試驗(yàn)結(jié)果的前提下,有效解決了試驗(yàn)后行李廂門無法開啟的問題,完全取代了原解決方案中耗時(shí)耗力、破壞性大的物理開啟方式。但該方案也存在一些不足之處:①由于原車線束被破壞,因此線路短路的風(fēng)險(xiǎn)大大增加;②在剝開原車線束線絕緣層時(shí),如果操作不當(dāng),極易弄斷線束;③外接電源的不固定性導(dǎo)致方案失敗的風(fēng)險(xiǎn)增加。

      5 改進(jìn)方案及分析

      鑒于上述不足之處,筆者為使新解決方案的實(shí)施更可靠、更便捷、更安全,對此方案進(jìn)行了改進(jìn)。

      5.1 橋接導(dǎo)線

      根據(jù)行李廂門鎖插接件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),筆者自制橋式導(dǎo)線將門鎖線束引出。橋式導(dǎo)線有3個(gè)互相導(dǎo)通的端口,分別連接行李廂門鎖插接件、行李廂門鎖線束插接件和一個(gè)引出車外的端口,每個(gè)端口中都包含一個(gè)正極線端和一個(gè)負(fù)極線端。如圖10所示。

      端口A與行李廂線束的母端插接件相同,用于連接到門鎖的公端插接件上;端口B與門鎖上的公端插接件相同,用于連接到行李廂線束的母端插接件上;端口C用于將連接門鎖的正負(fù)極線引出車外,以備試驗(yàn)后連接電源。

      5.2 外置穩(wěn)壓電源

      為能穩(wěn)定安全地提供12~15 V直流電,筆者選取一款普通的12 V直流穩(wěn)壓電源作為外置電源。對此電源簡單改造,將其自帶的直流輸出端去掉,替換為一個(gè)可以和橋式導(dǎo)線的C端相連的插接件,并在此對接的插接件前段增加一個(gè)觸點(diǎn)式常開開關(guān)。如圖11所示。

      使用外接電源時(shí),先將其直流輸出端E連接到橋式導(dǎo)線的C端口上,再將電源接入220 V交流電。在需要向門鎖供電時(shí),按壓觸點(diǎn)式開關(guān)即可。如圖12所示。

      5.3 改進(jìn)方案分析

      自制橋式導(dǎo)線避免了剝開線束絕緣層的操作步驟,有效降低了短路和斷路的風(fēng)險(xiǎn),且操作更加簡便,同時(shí)又保證了行李廂線束的完整性。筆者選用的直流穩(wěn)壓電源和觸點(diǎn)式開關(guān)在電子市場上都較為常見,且價(jià)格低廉。

      6 結(jié)束語及展望

      經(jīng)過簡單的設(shè)計(jì)、改造和組合而成的外置開鎖工具,有效解決了碰撞試驗(yàn)過程中遇到的無法開啟行李廂門的問題,且此工具的制造成本低、經(jīng)濟(jì)性好。在此基礎(chǔ)上,筆者還考慮可將橋式導(dǎo)線的A、B端進(jìn)行更換,以適用于各主機(jī)廠同類電控型行李廂門鎖。這樣簡單的改進(jìn)和推廣,可以有效解決同類問題。

      隨著近年來不斷發(fā)生的車輛落水蓄電池短路導(dǎo)致車門、車窗無法打開,造成人員傷亡的案例,一種獨(dú)立于整車、緊急時(shí)可單獨(dú)供電 (或通過其他方式)打開車窗、車門的設(shè)計(jì)變得很有必要,希望本設(shè)計(jì)能起到拋磚引玉的效果,引起汽車人對這方面問題的思考。

      [1]中國汽車技術(shù)研究中心.C-NCAP管理規(guī)則 (2012年版)[Z].2012: 14-15.

      [2]神龍汽車有限公司.東風(fēng)標(biāo)致408行李廂門鎖結(jié)構(gòu)圖紙9627816980[Z].2005.

      [3]PSA法國標(biāo)致雪鐵龍公司.408(中國)整車電路原理圖[Z].2010: 76-77.

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