CN105253081A - 液气混合式主动防撞汽车 - Google Patents

Abstract

液气混合式主动防撞汽车，本发明属汽车安全技术中的一个领域。为了使汽车具有主动防撞功能的同时又不因此而增加汽车的总长，本方案采取了如下技术措施：在油箱内安装气体发生器，油箱通过阀门连通油缸，防撞梁可通过油缸上的连杆驱动向外伸出，油缸或阀门上开有排放孔通，油箱上装有排放装置,当油箱上的排放装置为电磁阀时该电磁阀连接计算机；在汽车上安装测距装置，测距装置连接计算机，计算机连接气体发生器的引爆装置；本发明的好处是：本申请采用了气体发生器用爆炸的方式驱动防撞梁向外伸出，与同类使用弹簧力弹出防撞梁的技术方案相比，这样的结构具有反应快、力量大、初始承受撞击能力强等诸多优点，防撞效果更好。

Description

液气混合式主动防撞汽车

技术领域

本发明属汽车安全技术中的一个领域。

背景技术

路面上的汽车越来越多，交通事故也越来越频繁。汽车高速行驶时，由于物质的惯性作用，汽车及其乘客都存储有巨大的惯性能量。万一这时汽车发生正面撞击，这些能量瞬间释放，将产生巨大的冲击力，其后果是不堪设想的。因为汽车正面碰撞时，车速瞬间减小，甚至回复静止状态。车内乘客在这过程中，将要承受巨大的向前冲击力，将因此有可能受伤。现有技术中，为了在汽车发生正面碰撞时，能缓和外界的冲击力，都在汽车车架的纵梁的前面和后面，安装有防撞钢梁和低速吸能盒。希望它在撞击发生时，能通金属的变形来吸收冲击能量。减小车内各乘员承受的冲击力，尽量保护汽车及乘客。但是，由于防撞钢梁和低速吸能盒合起来的前后总距离只有约20-30公分。因此，它的几何变形尺寸非常有限，对汽车及乘客的保护也非常有限。理由很简单，在惯性能量的释放过程中，同样惯性能量的前提下，作用距离越长，产生的冲击力越小，反之则反。从目前汽车交通事故的伤亡情况来看，20-30公分的变形空间是远远不够的，它能形成的保护能力非常有限。现有技术中，为补这一不足，发明了安全气囊。但是，汽车上并非每一个座位上都装上安全气囊，况且安全气囊的展开自身也有一定的危险性。虽然安全气囊质量不大，但瞬间展开时的速度却极高，这一冲击速度对人体而言并非是一个小数目。根据一些国家公路安全管理部门的统计数据，安全气囊在碰撞交通事故中每挽救100名乘员生命的同时，也因气囊的不适当展开及乘员的不正确乘坐位置和坐姿，不幸导致57名乘员失去了生命。上述的这些，都是撞车事故发生后，特别是在汽车前方撞击的事故中，总是有那么多人受伤甚至死亡的主要原因之一。

可见，现有技术在这方面的努力并不尽如人意，仍有很大的改善空间。如何能让汽车在发生碰撞时，车厢内的乘客所具有的惯性能量能得到尽可能慢的释放，以便减小车厢内乘员承受的冲击力度、减小伤亡的同时又不影响汽车的灵活性，乃是本发明的目的所在。

发明内容

为了使汽车具有主动防撞功能的同时又不因此而增加汽车的总长，本方案采取了如下技术措施：在油箱内安装气体发生器,油箱通过阀门连通油缸，防撞梁可通过油缸上的连杆或由油缸直接驱动向外伸出，油缸或阀门上开有排放孔通，油箱上装有排放装置,当油箱上的排放装置为电磁阀时该电磁阀连接计算机；在汽车上安装测距装置，测距装置连接计算机，计算机连接气体发生器的引爆装置。

本发明的好处是：本申请采用了气体发生器用爆炸的方式驱动防撞梁向外伸出，与同类使用弹簧力弹出防撞梁的技术方案相比，这样的结构具有反应快、力量大、初始承受撞击能力强等诸多优点，防撞效果更好；另一方面，由于本发明的防撞梁平时处在正常的缩入状态并收藏在汽车上，所以不妨碍汽车的正常行驶、不增加汽车总长。当计算机根据测距装置传来的数据判断汽车即将有可能发生碰撞时,便引爆气体发生器上的炸药。强大的爆炸力通过液压油、油缸等推动防撞梁迅速向外伸出迎接撞击，实现主动防撞；本发明另一个特点是采用了液体流过小孔时产生的流动阻力来消耗汽车撞击时的惯性能量，减缓冲击力度。相对于气体，液体的流动阻力是气体的几百倍，用它来阻尼汽车的撞击，可使汽车承受更大的撞击能量，并在惯性能量的消减过程中更平稳。相对于同类技术方案而言，使汽车可增加额外的、更大更好的保障，更好地保护司乘人员。相对于现有技术，本发明还有另一个优点。那就是在撞击过去后，由于有排放装置的作用，油缸不会产生反弹，不会产生二次伤害。

附图说明

图1是液气混合式主动防撞汽车，防撞梁处在伸出状态示意图。

图2是排放孔在油缸上的油缸等部件的剖视图。

图3是排放孔在阀门上的油缸等部件的剖视图。

图中：油箱1、排放装置2、油缸3、防撞梁4、气体发生器5、连杆6、阀门7、排放孔8、大梁9、活塞10。

具体实施方式

本申请所述的“防撞梁可通过油缸上的连杆或由油缸直接驱动向外伸出”是指油缸可通过连杆或由油缸直接驱动防撞梁伸出车外，两种结构的不同之处在于油缸与连杆的安装位置互换，但所得的功能相同；在结构上能实现这一功能的组合有多种多样。例如把防撞梁固定安装在连杆上或把防撞梁活动安装（这里所指的活动安装是防撞梁可相对于大梁或车架伸出或缩入移动的安装方式，能够实现这一功能的组合结构同样有很多，例如防撞梁通过导轨或筒套安装在大梁或车架上等）在大梁或车架上，这些结构都能实现防撞梁由连杆驱动向外伸出等等。另一方面，把连杆安装在大梁或车架上，把防撞梁安装在油缸上或把防撞梁活动安装（这里所指的活动安装是防撞梁可相对于大梁或车架伸出或缩入移动的安装方式，能够实现这一功能的组合结构同样有很多，例如防撞梁通过导轨或筒套安装在大梁或车架上等）在大梁或车架上，这些结构都能实现由油缸驱动防撞梁向外伸出。也就是说，在上述结构的基础上，把油缸装在防撞梁上，连杆装在大梁或车架上同样能实现“防撞梁可由油缸直接驱动向外伸出”的效果；本申请所述的油箱和油缸内装载的“液压油”并非可燃油类液体，而是非油类且属不可燃不会爆的液体。之所以把它称为“油或液压油”只是为了方便我们的称呼上的习惯；本申请所述的气体发生器主要包括炸药和电引爆装置。由电引爆装置引爆炸药产生大量的气体并产生巨大的压力，这个压力通过液压油、油缸等可迅速把防撞梁推伸出车外；本申请所述的排放装置是指能在一定的压力下能自动打开或由计算机控制，在引爆后适当时间打开排放气体、避免油箱爆裂的安全装置。例如安全阀或电磁阀等等。当排放装置是电磁阀时，电磁阀连接计算机，并由计算机控制，在引爆后的适当时间打开排放气体。另一方面，排放装置还可以避免万一防撞梁来不及完全伸出已发生撞击，造成油箱内压力过大而导致油箱的爆裂。

为了油缸3、活塞10、连杆6组合在一起能驱动防撞梁4向外伸出，本方案在油箱1内安装有气体发生器5作为动力源。通过炸药爆炸产生的气压驱动液压油，液压油驱动活塞10，活塞10推动连杆6和防撞梁4向外伸出。这样，在汽车发生撞击前防撞梁就可在极短的时间内迅速向外伸出迎接撞击物，为汽车撞击能量的释放赢得了时间和空间，如图1所示；另一方面，适当选取炸药量，可使气体发生器5内的炸药爆炸，防撞梁完全伸出车外后，油箱1和油缸3内仍有适当大的压力，这个压力为防撞梁在撞击的初始阶段提供了强大的支持；油缸3通过阀门7连通油箱1如图2和图3所示，阀门7是单向阀门，这样的结构是方便爆炸时液压油能快速地进入油缸，驱动活塞。在防撞梁4受到对方撞击后，防撞梁4向连杆6和活塞10传递了巨大的反向作用力，这个反向的作用力通过液压油推动阀门7关闭油缸3通往油箱1的通道。当阀门上开有排放孔8时，液压油只能通过排放孔8流出油缸。由于排放孔的直径很小，液压油流过它时的阻力很大，这样就能使撞击能量得到缓慢的释放。本方案还可以把排放孔开在油缸上。撞击发生时，油缸内的高压液压油在阀门7关闭后，可通过该排放孔排放出油缸。同样由于孔径很小，它对液压油的流动产生了很大的阻力，这个阻力正好用于撞击能量的消耗；为了避免油箱在工作过程中爆裂，本方案在油箱上装有排放装置2，用于防止油箱内的压力过高。在汽车上安装测距装置，测距装置连接计算机，目的是为了捕捉汽车可能发生碰撞前的一瞬。

本发明的工作过程：防撞梁正常状态下是缩入汽车中不增加汽车的总长或总宽。当本发明装在汽车的前面时，测距装置不断测量本车与前面汽车或障碍物的距离。测距装置把测得的数据传递给计算机,计算机将这些数据换算成当前本车与前面汽车或障碍物的相对速度和直线距离。计算机按既定程序处理这些数据，当数据显示，本车与前面汽车或障碍物的相对速度和直线距离达到程序设定的危险程度，例如当相对速度大于10公里/小时、直线距离小于2米时，计算机向气体发生器的引爆装置发出点火引爆的命令。瞬间，气体发生器内的火药被引爆而产生大量气体并使油箱1内的压力骤增。在气压下，油箱1里的液压油通过阀门7流入油缸3，油缸3内的液压油驱动活塞10、连杆6和防撞梁4迅速向外伸出迎接撞击；防撞梁4完全向外伸出后撞击发生时连杆6活塞10对液压油和阀门7产生了巨大的反向作用力，阀门7在这个力的作用下关闭。这时液压油在巨大的压力下只有通过阀门7或油缸3上的排放孔8向外（油箱）排放。由于排放孔8的口径很小，所以液压油的排放阻力很大。这个阻力正好用于撞击能量的消耗。使撞击过程能得到缓冲，汽车及车内乘客得到更好的保护。

上述危险程度主要取决于系统的反应时间,其中防撞梁向外伸出所需要的时间是关键。系统的反应速度越快越好，实际反应速度可由实测确定。以本发明装在汽车的前方为例。为确保安全，在发生碰撞前防撞梁一定要完成向外伸出的动作。也就是说汽车与前方的障外物之间的相对距离Y，除以当前汽车与障外物之间的相对速度X，所得的时间T必须要大于系统的反应时间Z，这是确保安全的首要条件。也就是说当Z为固定时，X越大，汽车与障外物之间的允许距离（这个速度下的危险距离）就越长。反之则反。这一关系说明了在不同的相对速度下有不同的警戒距离（或称危险距离）。这一规律刚好适用于汽车在使用过程中的不同环境，它能非常有效地避免误动作。例如在停车场泊位时，汽车与周边物体的相对车速X很小，由于Z已是固定，所以允许汽车与障外物的相对距离（这个速度下的危险距离）就很小。能确保在泊车是时，很小的相对距离Y，防撞梁也不会误动作向外伸出。另一方面，当汽车以正常的速度行驶，系统允许的相对距离就大大增加。这些特性与路面情况相符。

由于本发明是主动防撞，所以它可以应用在汽车的各方向，并不仅限于正前方。例如可以装在前、后、左、右任何一方。装在那一方，就在那一方配合安装测距装置即可实现主动防撞。

Claims (1)

1.液气混合式主动防撞汽车，主要包括计算机、测距装置、气体发生器和防撞梁，其特征在于：在油箱（1）内安装气体发生器（5）,油箱（1）通过阀门（7）连通油缸（3），防撞梁（4）可通过油缸（3）上的连杆（6）或由油缸（3）直接驱动向外伸出，油缸（3）或阀门（7）上开有排放孔通（8），油箱上装有排放装置（2）,当油箱（1）上的排放装置（2）为电磁阀时该电磁阀连接计算机；在汽车上安装测距装置，测距装置连接计算机，计算机连接气体发生器（5）上的引爆装置。