CN103738281A - 一种带保护装置的客车外置气囊 - Google Patents

Abstract

一种带保护装置的客车外置气囊，所述保护装置包括内部限位薄板和蒙皮，内部限位薄板右端和蒙皮右端铰接，内部限位薄板和蒙皮之间设置多个可折叠的扇形金属薄板；所述扇形金属薄板之间具有合页铰链。有效地保护外置气囊不被破坏，从而起到侧翻防护作用。

Description

一种带保护装置的客车外置气囊

技术领域

本发明涉及一种客车被动安全技术领域，更具体而言，涉及一种带保护装置的客车外置气囊。

背景技术

目前节能、安全、环保成为当今汽车行业三大主题。为实现节能环保，公共交通受到了广大群众的青睐，客车扮演着越来越重要的角色。然而，近些年，客车交通事故的不断发生，引起了相关部门的高度重视。国内外客车交通事故的统计结果表明，客车侧翻事故所占比重很大，由于客车乘员众多，容易造成群死群伤，人员伤亡和财产损失非常严重。因此，提高客车的抗侧翻性能，保障侧翻事故中乘员的生命安全已成为一个非常重要的课题。

纵观国内外提高客车侧翻安全性的方法，普遍集中在对车体骨架结构本身强度、刚度的设计改进，即通过对车体骨架杆件的布置形式、杆件的截面形式、杆件的截面壁厚、材料特性以及各杆件之间连接工艺等的设计改进，从而达到在客车侧翻过程中，骨架结构合理地变形吸能实现对乘员的保护。虽然增加车身结构强度、刚度可以改善其侧翻安全性，但同时会带来车身结构重量的显著增加，不利于车身轻量化。但由于受到客车自身结构形式的限制，又无法在碰撞区域设置有效的固定式吸能缓冲结构或装置。

目前，针对提高客车侧翻所提出的客车外置气囊的方案仍只是处于概念阶段。如德国专利DE19744817 A1提出了一种汽车外置气囊的概念。中国发明专利201110360482.8，提出了一种多气囊分组展开式客车外置气囊侧翻防护装置。但客车发生侧翻时的周围环境是很复杂的，不可预知的，现有的外置气囊很容易受到损坏而失去其侧翻防护功能。比如，侧翻发生时外置气囊展开与地面发生摩擦而容易被蹭破，外置气囊展开后其织物易被外界尖锐物刺破，或者外置气囊展开后可能被树枝等一些障碍物刮掉等等。

目前的客车侧窗上部空间较小，当外置气囊安装在客车顶盖两侧时，气囊不容易定位，不能保持在理想位置，容易从地面与车体之间被挤出，从而导致失效。

发明内容

针对前面提到的现有改善客车侧翻安全性的技术手段及存在缺陷，本发明在现有技术的基础上，利用客车自身的蒙皮设计提出了一种带保护装置的客车外置安全气囊。

一种带保护装置的客车外置气囊，所述保护装置包括内部限位薄板和蒙皮，其特征在于：内部限位薄板右端和蒙皮右端铰接，内部限位薄板上端和蒙皮上端之间设置多个可折叠的扇形金属薄板；内部限位薄板下端和蒙皮下端之间设置多个可折叠的扇形金属薄板；所述扇形金属薄板之间具有合页铰链。

作为进一步的优选，所述内部限位薄板固定在车身骨架上。

内部限位薄板、蒙皮和所述的扇形金属薄板围成的空腔内设置外置气囊。

作为进一步的优选，所述外置气囊包括恒压泄气装置。

作为进一步的优选，所述的保护装置为多个，设置为两行，一行设置在客车侧窗上端；另一行设置在客车侧窗下端。

作为进一步的优选，还包括倾角传感器，用于检测车身倾斜角度。

作为进一步的优选，内部限位薄板和蒙皮的左端具有隐藏的打开切口。

作为进一步的优选，所述保护装置具有折叠和打开两种状态；在折叠状态下，所述扇形金属薄板的折叠的紧靠在一起，内部限位薄板和蒙皮的左端处于合并状态；在打开状态下，内部限位薄板和蒙皮的左端分开，所述扇形金属薄板的展开。

作为进一步的优选，所述合页铰链包括铰链连接轴。

作为进一步的优选，所述扇形金属薄板的合页铰链是具有交错的凸起部和凹陷部，相邻的扇形金属薄板凸起部和凹陷部配合。

有益效果：

带有保护装置的外置气囊客车侧翻安全防护装置在侧翻发生时可以有效地保护外置气囊不被破坏，从而起到侧翻防护作用；安全防护装置合理的利用客车车身蒙皮，不仅节约成本而且不影响客车外观；安全防护装置结构简单，成本低，安装方便，实用性好；配有该装置的客车车身结构侧翻安全性好，可以为车身抗侧翻能力提供很大的设计空间，如顶部有足够大的空间用来布置一些侧翻辅助防护吸能装置等；另一方面为客车车身轻量化提供很大的设计空间。

附图说明

图1带有保护装置的客车外置气囊示意图及局部放大图。

图2带有保护装置的客车外置气囊示意图。

图3客车外置气囊保护装置示意图。

图4客车外置气囊保护装置完全展开时的俯视图。

图5客车外置气囊保护装置完全展开时的前视图。

图6客车外置气囊保护装置完全展开时的前视图。

图7扇形外置气囊展开示意图。

图8客车车身外部结构示意图。

图9带有保护装置的外置气囊展开时的客车车身外部结构示意图。

其中：1、倾角传感器 2、控制器 3、安全气囊气体发生器 4、安全气囊织带 5、可折叠扇形薄板组 6、内部限位薄板 7、蒙皮 8、侧围上横梁 9、侧窗上横梁 10、侧窗下横梁11、腰梁 12、安全气囊织带 13、安全气囊恒压泄气装置 14、合页铰链 15、扇形金属薄板 16、扇形金属薄板Ⅰ 17、扇形金属薄板Ⅱ 18、合页铰链连接轴 19、上部安装安全气囊及安全气囊保护装置的区域 20、中部安装安全气囊及安全气囊保护装置的区域 H、上部气囊组 L、下部气囊组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细地说明。

在客车发生侧翻时，利用客车从侧翻临界位置到车身与地面碰撞的这段时间通过主动起爆外置气囊装置，形成一种气囊-车身骨架的两级缓冲吸能结构，吸收客车侧翻过程中产生的能量。客车发生侧翻时，外置气囊首先与地面接触，外置气囊恒压泄气提前吸收一部分碰撞能量，进而由客车骨架塑性变形吸收残余能量。

如图1所示，一种带有保护装置的客车外置气囊包括带有保护装置的上外置气囊组H、带有保护装置的下外置气囊组L、设置在驻车制动器处的触点开关、设置在车体重心位置的倾角传感器1和控制器2等。

带有保护装置的外置气囊组的点火引线与控制器2的信号输出端口相连；所述的倾角传感器1、驻车制动器处触点开关分别与控制器2的信号输入端口相连，倾角传感器1采集车身倾斜角度信号输入控制器2，当倾斜角度满足控制器2的预设值时，作为一种优选，预设值为30至40度之间；控制器2引爆带有保护装置的外置气囊组中的气囊，使气囊展开，同时气囊的爆破力使气囊保护装置展开并包络在气囊的外侧，全部过程在气囊接触地面之前完成。当气囊开始接触地面时，按照侧翻过程中车体骨架变形特性，气囊与地面接触并保持恒压泄气，完成侧翻过程中绝大部分能量的吸收转化。最后，在气囊泄气完毕后车体骨架与地面接触，通过车体骨架自身塑性变形来吸收客车侧翻残余能量。整个侧翻过程中通过控制气囊触发时间、充气量、气囊内部压力及泄气速度等，保证乘客的生存空间不被侵入。

所述的带有保护装置的外置气囊是由外置气囊保护装置和与之相应的外置气囊两部分组成，如图2所示。

如图1、8、9所示，客车具有多个外置安全气囊，外置安全气囊设置成多行，作为一种优选，设置成两行，一行外置安全气囊设置在侧窗的上面，一行外置安全气囊设置在侧窗的下面。

如图2、3所示，该外置气囊保护装置包括蒙皮7、上部可折叠扇形薄板组（由D、A1、A围成的三角形）、下部可折叠扇形薄板组（由C、B1、B围成的三角形）和内部限位薄板6等。其中，如图4所示，上部可折叠扇形薄板组和下部可折叠扇形薄板组均是由若干块扇形金属薄板15通过多个合页铰链14连接组成。蒙皮上端AD、下端BC和后端AB为可展开转动的边界，蒙皮后端AB和内部限位薄板6的左端A1B1采用隐藏式安全气囊打开切口。蒙皮7上端连接上部可折叠扇形薄板组，蒙皮7下端连接下部可折叠扇形薄板组，内部限位薄板6的右端铰接蒙皮7的右端，内部限位薄板6的上端和下端分别连接上部可折叠扇形薄板组的另一端和下部可折叠扇形薄板组的另一端。在展开状态下，外置气囊保护装置内形成内腔，用于容纳展开状态下的外置气囊。在外置气囊未展开的情况下，所述的扇形金属薄板15处于折叠状态，内部限位薄板6左端和蒙皮7的左端合并为一条线，外置气囊保护装置的形状为矩形平板。

隐藏式安全气囊打开切口不仅提供保护装置的形状体积改变，而且为外置气囊的膨胀提供了体积扩张的出口，外置气囊在体积膨胀后，可以伸出保护装置的隐藏式打开切口。

当客车正常行驶时，保护装置处于闭合状态；当侧翻发生时，外置气囊展开，外置气囊展开产生的冲击力使保护装置沿着隐藏式安全气囊打开切口打开，同时蒙皮7、上部可折叠扇形薄板组、下部可折叠扇形薄板组包覆于外置气囊的外侧很好地保护气囊，内部限位薄板6具有一定的结构强度，可以防止气囊被挤入车内。作为一种优选，内部限位薄板6通过焊接，连接在客车结构件上，蒙皮7和车身外部蒙皮齐平。

所述的合页铰链示意图如图6中的局部放大图所示，扇形金属薄板Ⅰ16和扇形金属薄板Ⅱ17交错卷起通过合页铰链连接轴18来组成合页铰链。如图4所示，扇形金属薄板Ⅰ16和扇形金属薄板Ⅱ17之间的合页铰链具有相互交错的凸出部和凹陷部，连接轴18贯穿过凸出部和凹陷部，使扇形金属薄板Ⅰ16和扇形金属薄板Ⅱ17能够自由的展开和折叠。扇形金属薄板Ⅰ16和扇形金属薄板Ⅱ17都为扇形，以上部扇形金属薄板15为例，包括多片扇形金属薄板Ⅰ16和扇形金属薄板Ⅱ17，扇形金属薄板Ⅰ16和扇形金属薄板Ⅱ17都是同样的结构和形状，多片扇形金属薄板Ⅰ16和扇形金属薄板Ⅱ17之间通过连接轴18铰接。在蒙皮7和内部限位薄板6的内侧面上下端分别设置凸起部，上部扇形金属薄板15最外侧的两片扇形金属薄板，分别通过连接轴18铰接到蒙皮7和内部限位薄板6上。作为一种优选，上部和下部扇形金属薄板都以圆角过度，不存在尖锐的几何形状，不会损伤外置气囊，并且能够将外力可靠地传递给外置气囊。

外置气囊保护装置在折叠状态下，呈现矩形，内部限位薄板6固定在车身表面的凹陷处，蒙皮7和车身表面齐平；外置气囊保护装置在展开状态下，呈现扇形，扇形金属薄板能够自由的展开，当外置气囊保护装置触碰到物体时，在外力的作用下，扇形金属薄板能够自由的折叠，将外力传递给外置气囊，使外置气囊发挥缓冲作用。

外置气囊与外置气囊保护装置相对应，外置气囊展开后是呈扇形。如图7所示，外置气囊是由气囊织物12和安全气囊恒压泄气装置13组成。作为一种优选，恒压泄气装置13可以为多个。恒压泄气装置13所在的气囊织物12的面伸出隐藏打开切口。

作为一种优选，应用于客车的带有保护装置的外置气囊可根据实际需要安装在客车任何合理的部位。

在客车发生侧翻时能够可靠地发挥侧翻防护作用，即利用客车从侧翻临界位置到车身与地面碰撞的这段时间通过主动起爆外置气囊装置，形成一种气囊-车身骨架的两级缓冲吸能结构，以尽可能多吸收客车侧翻过程中产生的能量，实现对客舱内乘员更有效的保护。客车发生侧翻时，外置气囊首先与地面接触，通过外置气囊恒压泄气提前吸收一部分碰撞能量，进而由客车骨架塑性变形吸收残余能量，由于客车侧翻过程中的相当一部分能量被防护气囊释放出的气体带走，很大程度降低了对车体结构抗碰撞能力的要求。既起到有效的侧翻防护作用，同时也为整车轻量化设计提供了更大空间。

该带有保护装置的外置气囊结构简单，利用客车车身蒙皮，不仅节约成本而且不影响客车外观，成本低，安装方便，实用性好。配有该装置的新型客车车身结构不仅从本质上保证外置气囊的侧翻防护作用能发挥到最大，还可以为提高侧翻安全性提供设计空间，如在侧窗上部空间设计一些侧翻辅助防护吸能装置。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带保护装置的客车外置气囊，所述保护装置包括内部限位薄板和蒙皮，其特征在于：内部限位薄板右端和蒙皮右端铰接，内部限位薄板上端和蒙皮上端之间设置多个可折叠的扇形金属薄板；内部限位薄板下端和蒙皮下端之间设置多个可折叠的扇形金属薄板；所述扇形金属薄板之间具有合页铰链。

2.根据权利要求1所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于：所述内部限位薄板固定在车身骨架上。

3.根据权利要求1所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于：内部限位薄板、蒙皮和所述的扇形金属薄板围成的空腔内设置外置气囊。

4.根据权利要求3所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于：所述外置气囊包括恒压泄气装置。

5.根据权利要求3所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于：所述的保护装置为多个，设置为两行，一行设置在客车侧窗上端；另一行设置在客车侧窗下端。

6.根据权利要求3所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于：还包括倾角传感器，用于检测车身倾斜角度。

7.根据权利要求1所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于： 内部限位薄板和蒙皮的左端具有隐藏的打开切口。

8.根据权利要求1-7之一所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于：所述保护装置具有折叠和打开两种状态；在折叠状态下，所述扇形金属薄板的折叠的紧靠在一起；在打开状态下，内部限位薄板和蒙皮的左端分开，保护装置呈现扇形。

9.根据权利要求1所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于：所述合页铰链包括铰链连接轴。

10.根据权利要求9所述的带保护装置的客车外置气囊，其特征在于：所述扇形金属薄板的合页铰链是具有交错的凸起部和凹陷部，相邻的扇形金属薄板凸起部和凹陷部配合。

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