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汽车碰撞防护装置设计分析
来源:汽车与驾驶维修  作者:佚名  2018-06-03 08:29:20



    摘要:为了增强汽车的安全性能,本文主要为汽车设计了一种新型的碰撞防护装置,并利用碰撞仿真实验对此种防护装置的可行性进行分析。

    1 目前防撞路障装置在国内的发展现状
    我国对于阻拦型防撞路障的早期研究相对缺乏,并且也尚未建立起与阻拦型防撞路障产品相关的试验与测试规范标准。为了满足安全需求,国内各厂商逐渐重视对汽车防撞装置的研究与开发。北京机械设备研究所开发的是一款升降柱式车辆拦截装置,此种装置主要应用的原理就是在地下埋设防撞柱,当检测到车辆需要被拦截时,拦截装置的自动控制系统就会将防撞柱利用液压升举装置上升到一定的高度,进而可以拦停需要拦截的车辆,进而发挥良好的保护作用。与此相类似的装置还有可自动升降式防撞柱系统,同样是使防撞柱在液压驱动的情况下实现升举,通过遥控来实现防撞柱的即时升降。

    2 设计碰撞防护装益的主要作用
    当汽车发生碰撞后,对车辆内人员造成损伤主要有2方面的原因:一是车辆变形,导致无法打开车门,加之乘车人员身体受到挤压,人员不能够及时逃生;另一方面是车辆发生严重碰撞后,车内人员由于惯性而出现前倾,导致胸部与方向盘、头部与挡风玻璃发生撞击而造成损伤。虽然安全气囊可使这种伤害得到有效避免,但是当气囊没有足够缓冲作用时间的情况下,就会出现无法顺利打开的情况。
    本次所设计的新型汽车碰撞防护装置,不但可以实现迅速停车,而且还能够最大限度的吸收碰撞能量,减轻车辆及人员的伤害,达到理想的保护目的,使现有防撞设备的不足得到有效弥补。

    3 汽车碰撞防护装置的基本设计结构
    本次研究的汽车碰撞防护装置主要的构成部分有弹簧吸能系统、水箱系统、气囊系统、旋转钢板以及L型钢板组件等。弹簧吸能系统由弹簧与弹簧板构成;水箱系统由水、可折叠水箱及橡胶密封套构成;气囊系统由位置传感器、气囊控制单元ECU、气体发生器、气囊及气囊饰盖等构成;L型钢板由吸能及接地钢板与锁死杆臂构成。锁死杆臂的主要作用是能够在2块钢板形成90°夹角状态时,使吸能钢板以轴线为中心做单向旋转。此外,将具有高摩擦系数的橡胶材料附着在接地钢板的外侧,使接地钢板能够紧密的与摩擦材料内部中存在的众多小钢钉形成一个整体。

    4 碰撞防护装置的具体工作过程
    防护装置工作流程:防护装置与车之间形成碰撞出现变形,使滑块掉落,翻转机构产生翻转,L型钢板上的钢针借助汽车动能接触地面,并在成地面变形,即第1次碰撞完成;而当旋转钢板划过气囊传感器检测位置时,气体发生器会收到位于L型钢板前端气囊系统中传感器的激发,而可以迅速给气囊充气,并在L型钢板前端迅速展开,从而完成第2次碰撞;当气囊泄气后,汽车前轮进而会开上装置钢板,并撞击弹簧板,使余下的碰撞动能能够向弹性势能转变,使汽车和装置之间存在的摩擦力出现增加,完成第3次碰撞。

    5 仿真实验
    依据现行的试验标准,并参照汽车在公路上行使的一般规律进行设置,在装有碰撞防护装置的车辆上安装加速度传感器,并将标准的实验假人放置在驾驶员位置上,系好安全带,将试验速度设置为50 km/h。在碰撞试验过程中需要对车身变形情况、实验假人损伤情况以及从碰撞至假人前倾所用时间进行记录。从结果中发现,车身外形并未产生严重变形,假人头部、胸部及腿部未受到严重撞击,车门可顺利打开,从碰撞到假人前倾共经过了58s,超过国家规定的安全气囊打开时间。由此表明此碰撞防护装置可以很好的使碰撞冲击得到有效缓解作用,并且可有足够的时间打开安全气囊。

    6 结束语
    本次所设计的新型碰撞防护装置,有效提升了汽车的防撞特性,车辆的吸能得到提高,使撞击过程中产生的冲击力得以减轻。并且通过碰撞仿真实验发现,当发生撞击后,车辆的外形变形程度减小,车内人员身体遭受挤压的几率降低,车门可顺利打开。
 

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