手自一體破窗器的研制

王 愛，肖軍帥，張 偉，韋秀快，劉吉祥

(湖南神斧集團湘南爆破器材有限責任公司， 湖南 永州市 425000)

0 引 言

破窗器是公共客運車輛消防安全防護系統中的一個部分，當運行車輛處于緊急情況下，能通過車載電源激發可靠破碎汽車玻璃或手動破碎汽車玻璃。它是一種安裝于汽車鋼化玻璃邊沿的安全救生裝置[1]。當汽車處于緊急情況下，乘務人員可以通過啟動破窗器或乘客手動使與之對應的鋼化玻璃瞬間破碎，開啟逃生之窗。其自動破窗器的工作原理是為高能火藥在外界能量激發瞬間產生大量的氣體，帶動沖擊塊高速撞擊鋼化玻璃，達到破碎玻璃的效果。錘頭完成撞擊后會被安全護檔攔截，不會飛射出去。手動時可通過人為拍打手柄沖擊塊撞碎鋼化玻璃實現破窗。

1 手自一體破窗器的設計

1.1 結構尺寸

項目組針對本體結構與沖擊塊、封閉螺母匹配，封閉螺母密封材料選擇，產氣藥量的確定等，進行了大量的試驗研究。同時結合手動破玻裝置功能，通過對主體結構、自動沖擊塊、手動沖擊塊、封閉螺母、防護殼等合理的組裝來實現，手自一體破窗器的結構見圖1。

圖1 手自一體破窗器結構

1.2 本體結構的確定

項目組根據手自一體破窗器的功能要求，設計了破窗器本體結構進行試驗論證（見表1）。

表1 本體結構比較

通過試驗，項目組確定了方形合金鋁本體結構，同時創新雙孔破窗性能，做到了自動破窗部分與手動破窗部分互不影響，相對獨立。

1.3 沖擊塊的確定

沖擊塊能否擊破玻璃主要取決于其硬度和形狀。經過多次試驗（見表2），項目組選定了硬度為90HRA鎢鋼合金60度尖錐沖擊塊，實現了經濟實用，并能達到手動破玻反復使用的要求。

表2 沖擊塊試驗比較

1.4 密封圈的確定

項目組為了解決產品防潮問題進行了大量試驗。試驗結果見表3。

表3 密封圈試驗

1.5 藥劑種類與藥量的確定

項目組根據藥劑種類和藥量，對自動部分的破碎能力和啟動時噪音大小進行了大量的試驗。其試驗結果見表4。

表4 微量控制爆破試驗

通過多次試驗，項目組確定了產氣劑B為破窗器自動部分裝藥類別，通過控制藥量為100 mg，實現破12 mm厚的鋼化玻璃。即通過微量控制爆破基本達到了無煙無聲響的理想效果。

1.6 防護殼的確定

項目組主要根據本體結構與內部電子器件的配合、干涉等問題，先做防護殼外觀設計效果圖，看配合和干涉情況。通過討論分析確定結構之后，與模具廠和模具師傅探討開模具。

2 產品整體組裝及破玻效果

手自一體破窗器產品整體組裝見圖 2，試驗前使用螺絲將破窗器固定在汽車車窗的一角處。使用電子控制系統進行啟動。

圖2 手自一體破窗器

手自一體破窗器破玻效果見圖3。

圖3 破玻效果照片

3 結 論

該破窗器集手動與自動及警示信息于一體，且相互獨立。有效解決了車輛發生事故時乘客難以疏散的問題。遵從“本質安全”，“以人為本”的安全理念，有效解決逃生等問題，司機、乘客以及控制中心三套控制系統聯動，可有效保障生命財產安全。