□ 马洋洋1 □ 郝 卓1 □ 蔡梦伟

1.长安大学 汽车学院 西安 710064 2.火箭军工程大学 一系 西安 710025

1 设计背景

2018年,我国汽车保有量已达2.1亿辆。在汽车给人们出行带来极大便利的同时,交通事故发生的频率也大幅提高[1]。汽车在发生碰撞的过程中,汽车车身的撞击伤害较大,存在极大的人身和财产安全隐患。对此,在生产汽车时,会在内部增设安全气囊。在发生事故时,安全气囊能够起保护车内人员的作用[2]。许多车辆都装有保险杠,保险杠可以减小外界冲击,防护车身前后部,进而起保护作用,但作用有限[3-6]。笔者设计一种新型汽车防撞装置,能够有效减小车辆碰撞过程中的冲击,减轻汽车车身的损伤,同时保护车内人员。

对于汽车防撞装置,已有技术人员进行了研究。胡红舟等[7]提出一种铝合金波纹板加强结构,设计了盒形汽车防撞梁。贾安详等[8]设计了一种汽车前保险杠防撞梁的结构。王韵仪[9]设计了车头防撞装置,利用车速传感器和安全气囊将事故隐患降至最低。郭明建等[10]通过设置防撞梁的客车车头防撞装置,来保护客车在与硬性物件撞击时车头不受损伤。综合分析已有的研究,所设计的汽车防撞装置整体成本较高,难以实用化。

2 新型汽车防撞装置结构

笔者设计的新型汽车防撞装置侧视结构如图1所示,充气气囊放置盒俯视剖面结构如图2所示,支撑块连接板正视结构如图3所示,放置盒固定支撑块侧视结构如图4所示。

图1 新型汽车防撞装置侧视结构

图2 充气气囊放置盒俯视剖面结构

图3 支撑块连接板正视结构

图4 放置盒固定支撑块侧视结构

在新型汽车防撞装置中,充气气囊放置盒的两侧均固定连接保险杠连接块。汽车保险杠可卡在保险杠连接块的内部,第三螺栓可使汽车防撞装置固定在保险杠上。充气气囊放置盒一侧的顶部和底部均设置空气推动杆,空气推动杆的一端活动连接储气筒,储气筒用于储存空气压缩机压缩出的气体。空气推动杆的另一端贯穿进气端口的内部,与充气气囊固定连接。空气推动杆可以将储气筒内的压缩空气挤压入充气气囊。充气气囊放置盒的一侧插接进气端口,压缩空气可通过进气端口进入充气气囊。充气气囊发生膨胀后起缓冲作用,减小车头受到撞击时的冲击力,同时对发生碰撞的物体或行人起保护作用。

充气气囊放置盒一侧的上表面和下表面均通过第一螺栓与放置盒连接块固定连接。充气气囊放置盒远离警示牌放置盒的一侧固定连接放置盒固定支撑块,放置盒固定支撑块可以对充气气囊放置盒起支撑作用。放置盒固定支撑块远离充气气囊放置盒的一侧设置支撑块连接板,放置盒固定支撑块通过支撑块连接板与车头安装板固定在车头和保险杠之间。支撑块连接板的内部开有凹槽,车头安装板可与凹槽相适配,卡在凹槽内,使放置盒固定支撑块固定在车头安装板的一侧。支撑块连接板一侧的顶部和底部均固定连接储气筒基座,储气筒通过储气筒基座与支撑块连接板固定连接。支撑块连接板的内部开有螺纹孔,以便通过螺栓紧固安装。

警示牌放置盒内部的一侧固定连接警示牌,警示牌可以对行人或司机起警示作用。警示牌放置盒连接块远离充气气囊放置盒的一侧设置透光镜,透光镜可以避免夜间行车时灯光对司机视线的影响。警示牌放置盒的内底壁和内顶壁均固定连接照明灯基座,照明灯基座的内部设置照明灯和蓄电池。蓄电池可为照明灯提供电力。

3 结构特点

所设计的新型汽车防撞装置有两大结构特点。

(1) 设置充气气囊放置盒、空气推动杆、储气筒和充气气囊,当保险杠因汽车碰撞而产生损坏时,充气气囊放置盒推动空气推动杆,空气推动杆受力后将储气筒内的压缩空气挤压入充气气囊并膨胀,利用充气气囊的缓冲可以减小车头所受的冲击力,同时降低碰撞对行人或物体造成的伤害。

(2) 警示牌可以警示行人和司机,使汽车与汽车或汽车与行人间保持距离,避免发生碰撞。透光镜可以避免灯光影响司机的视线。通过设置透光镜、照明灯、警示牌,可以在一定程度上降低汽车发生碰撞的概率。

4 结束语

笔者设计的新型汽车防撞装置结构简单,安装方便,造价较低,具有较强的实用性,适于推广应用。