新型汽車防撞裝置的設計*

□ 馬洋洋1 □ 郝 卓1 □ 蔡夢偉

1.長安大學 汽車學院 西安 710064 2.火箭軍工程大學 一系 西安 710025

1 設計背景

2018年,我國汽車保有量已達2.1億輛。在汽車給人們出行帶來極大便利的同時,交通事故發生的頻率也大幅提高[1]。汽車在發生碰撞的過程中,汽車車身的撞擊傷害較大,存在極大的人身和財產安全隱患。對此,在生產汽車時,會在內部增設安全氣囊。在發生事故時,安全氣囊能夠起保護車內人員的作用[2]。許多車輛都裝有保險杠,保險杠可以減小外界沖擊,防護車身前后部,進而起保護作用,但作用有限[3-6]。筆者設計一種新型汽車防撞裝置,能夠有效減小車輛碰撞過程中的沖擊,減輕汽車車身的損傷,同時保護車內人員。

對于汽車防撞裝置,已有技術人員進行了研究。胡紅舟等[7]提出一種鋁合金波紋板加強結構,設計了盒形汽車防撞梁。賈安詳等[8]設計了一種汽車前保險杠防撞梁的結構。王韻儀[9]設計了車頭防撞裝置,利用車速傳感器和安全氣囊將事故隱患降至最低。郭明建等[10]通過設置防撞梁的客車車頭防撞裝置,來保護客車在與硬性物件撞擊時車頭不受損傷。綜合分析已有的研究,所設計的汽車防撞裝置整體成本較高,難以實用化。

2 新型汽車防撞裝置結構

筆者設計的新型汽車防撞裝置側視結構如圖1所示,充氣氣囊放置盒俯視剖面結構如圖2所示,支撐塊連接板正視結構如圖3所示,放置盒固定支撐塊側視結構如圖4所示。

圖1 新型汽車防撞裝置側視結構

圖2 充氣氣囊放置盒俯視剖面結構

圖3 支撐塊連接板正視結構

圖4 放置盒固定支撐塊側視結構

在新型汽車防撞裝置中,充氣氣囊放置盒的兩側均固定連接保險杠連接塊。汽車保險杠可卡在保險杠連接塊的內部,第三螺栓可使汽車防撞裝置固定在保險杠上。充氣氣囊放置盒一側的頂部和底部均設置空氣推動桿,空氣推動桿的一端活動連接儲氣筒,儲氣筒用于儲存空氣壓縮機壓縮出的氣體。空氣推動桿的另一端貫穿進氣端口的內部,與充氣氣囊固定連接。空氣推動桿可以將儲氣筒內的壓縮空氣擠壓入充氣氣囊。充氣氣囊放置盒的一側插接進氣端口,壓縮空氣可通過進氣端口進入充氣氣囊。充氣氣囊發生膨脹后起緩沖作用,減小車頭受到撞擊時的沖擊力,同時對發生碰撞的物體或行人起保護作用。

充氣氣囊放置盒一側的上表面和下表面均通過第一螺栓與放置盒連接塊固定連接。充氣氣囊放置盒遠離警示牌放置盒的一側固定連接放置盒固定支撐塊,放置盒固定支撐塊可以對充氣氣囊放置盒起支撐作用。放置盒固定支撐塊遠離充氣氣囊放置盒的一側設置支撐塊連接板,放置盒固定支撐塊通過支撐塊連接板與車頭安裝板固定在車頭和保險杠之間。支撐塊連接板的內部開有凹槽,車頭安裝板可與凹槽相適配,卡在凹槽內,使放置盒固定支撐塊固定在車頭安裝板的一側。支撐塊連接板一側的頂部和底部均固定連接儲氣筒基座,儲氣筒通過儲氣筒基座與支撐塊連接板固定連接。支撐塊連接板的內部開有螺紋孔,以便通過螺栓緊固安裝。

警示牌放置盒內部的一側固定連接警示牌,警示牌可以對行人或司機起警示作用。警示牌放置盒連接塊遠離充氣氣囊放置盒的一側設置透光鏡,透光鏡可以避免夜間行車時燈光對司機視線的影響。警示牌放置盒的內底壁和內頂壁均固定連接照明燈基座,照明燈基座的內部設置照明燈和蓄電池。蓄電池可為照明燈提供電力。

3 結構特點

所設計的新型汽車防撞裝置有兩大結構特點。

(1) 設置充氣氣囊放置盒、空氣推動桿、儲氣筒和充氣氣囊,當保險杠因汽車碰撞而產生損壞時,充氣氣囊放置盒推動空氣推動桿,空氣推動桿受力后將儲氣筒內的壓縮空氣擠壓入充氣氣囊并膨脹,利用充氣氣囊的緩沖可以減小車頭所受的沖擊力,同時降低碰撞對行人或物體造成的傷害。

(2) 警示牌可以警示行人和司機,使汽車與汽車或汽車與行人間保持距離,避免發生碰撞。透光鏡可以避免燈光影響司機的視線。通過設置透光鏡、照明燈、警示牌,可以在一定程度上降低汽車發生碰撞的概率。

4 結束語

筆者設計的新型汽車防撞裝置結構簡單,安裝方便,造價較低,具有較強的實用性,適于推廣應用。