CN206107178U

CN206107178U - 一种落水可自救的汽车

Info

Publication number: CN206107178U
Application number: CN201620521965.XU
Authority: CN
Inventors: 李旺
Original assignee: Jiangxi University of Technology
Current assignee: Jiangxi University of Technology
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2026-06-01

Abstract

一种落水可自救的汽车，包括车体、气源装置和导气管路。车体的驾驶室内设有多个第一气囊，每个第一气囊通过至少三个连接点固定于车体内部的底部并通过导气管路与气源装置连通；第一气囊充气后沿车体底部向车体顶部方向分布，抽气收缩后平铺折叠于车体底部；车体的发动机仓室的内壁与发动机的外形轮廓之间形成的空间内设有多个第二气囊，每个第二气囊通过多个固定点固定于发动机仓室的内壁上；在车体与车体上设置的部件之间的间隙内设有第一空心封闭体，第一封闭体通过紧固件固定于车体上；以及在车体的夹层中填充有第二空心封闭体。本实用新型具有良好的自救效果，其落水自救装置易于实施且无安全隐患。

Description

一种落水可自救的汽车

技术领域

本实用新型涉及一种汽车安全技术领域，具体涉及一种落水可自救的汽车。

背景技术

目前，汽车安全愈来愈被人们所重视。汽车落水后驾乘人员的自救逃生也愈发引起人们的关注。汽车落水时，水压作用于汽车车门，使得车门难以打开。即使车门打开，也有可能造成车外的水涌入车厢内，使人难以逃出，而且还会加快汽车落水，因此在汽车落水的交通事故中，致人死亡的概率特别高，特别是对于不会游泳和老弱病残、妇女儿童等驾乘人员的自救问题则更为严重。汽车落水自救装置作为一种防范就会变得极为重要。

现有技术中，给汽车配置充气气囊是该技术领域较为普遍采用的方法。如，申请号为201210330632.5的专利文件公开了一种汽车落水自救装置，申请号为201110148366.x的专利文件公开了一种汽车落水防沉方法及装置，申请号为201310414836.1的专利文件则公开了一种汽车落水漂浮逃生系统及其制造方法。在上述各公开文件中，为了实现汽车自救，申请号为201210330632.5的专利文件提出在汽车的车身侧面安装气囊；申请号为201310513783.9的专利文件提出在汽车的底部安装气囊，气囊与气体发生装置连接；申请号为201110148366.X的专利文件在汽车后备箱中设有增压装置和真空安全气囊。

但上述公开专利文件中所述的汽车自救装置，在实际应用中却存在如下问题：第一，气囊放置于汽车四周或者底部，由于气囊的密度最小，气囊将会向上浮，这样，如果汽车失去不平衡，将会造成汽车侧翻，也很容易会造成汽车倒浮在水中而气囊露在水面的状态。第二，气囊安装于四周，汽车车体一旦落水，气囊由于形状不定，在水压及浮力作用下，气囊与车体连接位置体积收小而气囊顶部较大，这样排开水的体积会比设计的明显减小；第三，气囊放置于车体四周时，如果气囊意外弹开，将会对行驶的汽车造成重大的安全隐患；第四，气囊的安装需要一定的收纳空间，因此需要专门设计气囊收纳结构，这对车底盘的强度会产生影响，而安装在车门外侧，需要气路管道，导气管路的气密性要求难度较大。

由上可知，上述安装落水自救装置的汽车的自救效果并不理想，且落水自救装置的实施难度较大且存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有良好的自救效果、落水自救装置易于实施且无安全隐患的汽车。

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种落水可自救的汽车，包括车体、气源装置和导气管路；

所述车体的驾驶室内设有多个第一气囊，每个第一气囊通过至少三个连接点固定于所述车体内部的底部并通过所述导气管路与所述气源装置连通；第一气囊充气后沿所述车体底部向车体顶部方向分布，抽气收缩后平铺折叠于所述车体底部；

所述车体的发动机仓室的内壁与发动机的外形轮廓之间形成的空间内设有多个第二气囊，每个第二气囊通过多个固定点固定于所述发动机仓室的内壁上；

在所述车体与车体上设置的部件之间的间隙内设有第一空心封闭体，第一封闭体通过紧固件固定于所述车体上；以及在所述车体的夹层中填充有第二空心封闭体。

进一步地，第一气囊上设有可拆装的救生气囊，所述救生气囊与第一气囊之间通过单向阀连接。

更进一步地，第一气囊和第二气囊上均设有自动放气阀和手动放气阀。

再进一步地，第一气囊和第二气囊的外部或内部设有用以束缚气囊展开后形状的加强绳网。

优选地，第一空心封闭体设置于车体的前后保险杠内侧间隙、前后挡泥板内侧间隙、前轮侧翼挡板内侧、后轮侧翼挡板内侧、车门内侧面、车门立柱内部空间、驾驶室内仪表盘内部间隙、发动机外轮廓与前车厢之间的间隙和发动机外轮廓与前盖板下侧之间的间隙内。

其中，所述气源装置包括储气瓶，气泵和气路控制开关；

所述储气瓶与所述气泵的充气口连通，所述储气瓶上设有压力传感器，在所述储气瓶内的压力小于设定压力值时，所述气泵对所述储气瓶充气；

所述气路控制开关包括气囊充气开关、手动开关和气囊抽气开关，所述气囊充气开关设置于所述车体重心较重的一端，所述手动开关设置于所述驾驶室内；所述气囊抽气开关设置于气泵的进气口上。

进一步地，所述储气瓶内还设有气体发生器；

所述气路控制开关还包括气源切换开关，所述气源切换开关分别与所述气泵的开关和所述气体发生器的开关电连接，在所述气源切换开关处于浸水状态时，所述气源切换开关关闭所述气泵的开关，并开启所述气体发生器的开关。

进一步优选地，所述气囊充气开关包括至少两组水控开关电路和两组手控开关电路，两组手控开关电路和至少两组水控开关电路并联。

其中，所述导气管路包括充气管路和抽气管路，所述充气管路上设有充气控制阀门；所述充气管路的一端与所述储气瓶连通，另一端分别与第一气囊和第二气囊连通；

所述抽气管路的一端与所述气泵的进气口连通，另一端分别与第一气囊和第二气囊连通；

所述充气控制阀门与所述气囊充气开关和所述手动开关电连接。

由以上技术方案可知，本申请中的落水可自救的汽车具有如下有益效果：

1、汽车在浸入水中后，低密度的第一气囊、第二气囊、第一空心封闭体和第二空心封闭体与的密度较大的汽车发动机和底盘形成类似于“不倒翁”的结构，从而使汽车不会造成侧翻。

2、第一气囊、第二气囊通过多点接触的方式安装在汽车底部并沿驾驶室内及发动机仓室底部向上的空间趋势分布，由于低密度填充体、充气展开的气囊及汽车本身车体的体积所排开水的重量远大于汽车的车重，因此汽车将会浮在水中。

3、第一气囊和第二气囊设置于车体内部，即使气囊意外弹开，也不会对行驶的汽车造成重大的安全隐患。

4、第一气囊和第二气囊安装与车体驾驶室内部或车体的发动机仓室的内壁与发动机的外形轮廓之间形成的空间内，无需特定的收纳空间和特定的气路管道，大大降低导气管路的气密性要求。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为根据一优选实施例示出的落水可自救的汽车的一个剖面图；

图2为根据一优选实施例示出的落水可自救的汽车的另一个剖面图；

图3 为根据一优选实施示出的第一气囊充气展开后的外形结构图；

图4 为根据一优选实施示出的第一气囊充气展开后的另一外形结构图；

图5 为根据一优选实施示出的第一空心封闭体的结构示意图；

图6为根据一优选实施示出的第一空心封闭体的剖面示意图；

图7为根据一优选实施例示出的气源装置的工作模式图；

图8为汽车车体分成五个部分计算体积示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

图2为根据一优选实施例示出的落水可自救的汽车的另一个剖面图。

如图1和图2所示，落水可自救的汽车包括车体1、气源装置和导气管路。

车体的驾驶室内设有多个第一气囊。本申请中，多个第一气囊按其安装位置可区分为汽车主、副驾座位前方气囊211、乘座前气囊212、驾驶室内座位下气囊213等，上述每个第一气囊通过至少三个连接点231固定于车体内部的底部并通过导气管路与气源装置连通。第一气囊与车体内部的底部形成由多个连接点231组成的面接触，用以确保第一气囊在水压和浮力的作用，不会明显变形。

第一气囊充气后沿车体底部向车体顶部方向分布，具体第，第一气囊充气展开后的形状具有以下特征：每个第一气囊充气展开后沿驾驶室内从底部到车顶或车窗高度方向分布，并在靠近车门方向局部收缩空位，如图3和图4所示中A所指示的空位区，这可以为驾乘人员在气囊充气展开后保留一定的活动空间。在不需要使用的状态时，第一气囊通过抽气收缩折叠后沿车体的驾驶室底部平铺。

车体1的发动机仓室的内壁与发动机的外形轮廓之间形成的空间内设有多个第二气囊，每个第二气囊通过多个固定点固定于发动机仓室的内壁上。对于发动机外形轮廓与发动机仓室内壁之间的空间，如发动机仓进气口700与发动机600之间的空间，在此空间安装第二气囊221，并通过多个固定点与车体结构连接。汽车正常行驶时，第二气囊221收纳，不影响发动机的进气和散热；当汽车意外落水后，第二气囊221充气展开，为汽车提供向上的浮力。

优选的，本申请中的第一气囊和第二气囊可由塑料、橡胶、复合皮革等材料进行制备。进一步地优选地，第一气囊和第二气囊在制备过程中，还可在第一气囊和第二气囊的外部或者内部设有加强绳网，通过加强网绳以束缚气囊展开后的形状。例如，采用纤维织网，然后涂以硅胶密封后制备成第一气囊和第二气囊。

更为优选的，第一气囊和第二气囊上均带有自动放气阀。当第一气囊和第二气囊内的气压达到设定压力值后，第一气囊和第二气囊会自动放气。同时，第一气囊上还配置可拆卸的救生气囊241，救生气囊241与第一气囊通过单向阀连接。具体地，救生气囊241上设有可插导管的接口，第一气囊的插头向救生气囊241中输入气体；当拔出插头后，接口自动封闭，第一气囊的插头中设置单向进气阀，气体只能进入，而不能自动导出。

本申请中，在车体与车体上设置的部件之间的间隙内设有低密度的第一空心封闭体，第一封闭体通过紧固件固定于车体上；以及在车体的夹层中填充有低密度的第二空心封闭体。需要说明的是，本申请中所述的低密度第一空心封闭体和低密度第二空心封闭体，是指制作第一空心封闭体和第二空心封闭体的材料的密度远小于车体制作材料的密度。

第一空心封闭体按其安装位置可区分为：汽车前轮挡泥板内侧间隙封闭体111、前轮侧翼挡板内侧封闭体112、后轮挡泥板及侧翼内部封闭体113、车门内侧面封闭体114、车门立柱内部空间封闭体115、发动机空隙封闭体121、前盖板下侧封闭体122、发动机内部与仓室侧壁间隙封闭体123、驾驶室内仪表盘内部封闭体124等。

优选的，第二空心封闭体125设置于汽车底盘夹层等处。本申请中的第一空心封闭体和第二空心封闭体可通过塑料吹塑成型形成空心封闭体。如汽车前轮挡泥板内侧间隙的第一空心封闭体111可采用PET塑料通过吹塑成型的方法，形成按其挡泥板内部空间趋势形成封闭的空心体，如图5所示。第一空心封闭体可按所处空隙的形状一体成型，也可以按所处空隙的空间趋势拆分成两个或者多个进行吹塑成型，例如图5中，可以将第一空心封闭体111分成 111-A和111-B两个空心封闭体，然后再拼接安装镶嵌在汽车前轮挡泥板的内侧。

对于汽车部件空隙或者间隙复杂的空间位置，如发动机内部与仓室侧壁间隙的第一空心封闭体123、驾驶室内仪表盘内部间隙的第一空心封闭体124、位于汽车底盘夹层的第二空心封闭体125，可采用大小空心封闭体组合填充的方式，其示意图如图6。优选的，填充所用的大小封闭空心体采用PET塑料吹塑成型，其大小分为至少三个等级，所用封闭体统一装入网兜131中。具体填充方式可以为：先把网兜放入发动机内部与仓室侧壁间隙、驾驶室内仪表盘内的空隙位置，并在局部使网兜与车体结构通过多个连接点231连接，然后向网兜中填入不同大小等级的空心封闭体，通过网兜形成发动机内部与仓室侧壁间隙的第一空心封闭体123、驾驶室内仪表盘内部间隙的第一空心封闭体124、汽车底盘夹层部分的第二空心封闭体125。

图7为根据一优选实施例示出的气源装置的工作模式图。如图7所示，气源装置包括储气瓶511、气泵512和气路控制开关。储气瓶511与气泵512的充气口连通，储气瓶511上设有压力传感器，在储气瓶511内的压力小于设定压力值时，气泵512对储气瓶511充气。进一步地，储气瓶511内还设有气体发生器。

气路控制开关包括气囊充气开关411、手动开关412、气囊抽气开关315和气源切换开关413。气囊充气开关411设置于车体重心较重的一端，如汽车发动机前端中心下位置。手动开关412设置于驾驶室内。气囊抽气开关315设置于气泵512的进气口上。气源切换开关413分别与气泵512的开关和气体发生器的开关电连接，在气源切换开关413处于浸水状态时，气源切换开关413关闭气泵512的开关，并开启气体发生器的开关。气源切换开关413安装在车体重心较轻一端的上部，如汽车后窗的位置。尽量满足在汽车落水后，气囊充气开关411浸入水中，而气源切换开关413露在水面之上。

导气管路包括充气管路311和抽气管路312，充气管路上设有充气控制阀门313。充气管路的一端与储气瓶511连通，另一端分别与第一气囊和第二气囊连通。抽气管路的一端与气泵512的进气口连通，另一端分别与第一气囊和第二气囊连通。充气控制阀门与气囊充气开关411和手动开关412电连接并由气囊充气开关411或手动开关412控制。

优选地，气囊充气开关411包括至少两组水控开关电路和两组手控开关电路，两组手控开关电路和至少两组水控开关电路并联，以确保汽车落水后可以打开充气控制阀门。

储气瓶511与气泵512连接，储气瓶511通过气泵对储气瓶511进行充气或者通过气体发生器513的引发对储瓶进行补气。优先的，储气瓶511上设置压力传感器，当储气瓶中的气压小于设定值时，气泵512开始工作，对储气瓶进行充压；当达到设置值时，气泵512停止工作。另外，所述气泵512的进气口通过一个三通接口与气囊抽气管路312和气泵进气管路314相连通，并在气泵进气管路314上设置气囊抽气开关315。气源切换开关413与气泵进气管路314的端口设置于同一位置，如汽车后窗位置，气源切换开关413选择控制气泵的工作状态，同时控制储气瓶511中的气体发生器513。

下面将对落水可自救的汽车的工作方式和自救工作原理进行详细阐述。

当汽车由于意外落入水中，发动机仓室中的气囊充气开关411浸水后接通或者驾乘人员打开手动开关412，充气管路上的充气控制阀门313打开，储气瓶511中的气体将开始向驾驶室内第一气囊211、212、213和发动机仓室内的第二气囊211进行充气。在此种情况下，如果后窗位置处的气源切换开关413未浸水，气泵512启动工作对储气瓶513补充气体。如果气源切换开关413浸入水中，将会由气泵的电源控制切换到对气体发生器513控制，此时气泵512停止工作，而气体发生器513开始工作，发生化学反应产生气体，从而对储气瓶511进行补气。当对第一气囊和第二气囊进行抽气收缩收纳时，气囊充气开关411、手动开关412关闭，停止对气囊的充气，之后打开抽气开关315，气泵的进口切换到气囊的抽气管路312来实现对第一气囊和第二气囊进行抽气、收纳。

本实施例中的汽车落水后能够达到驾乘人员自救的工作原理为：汽车刚落水后，汽车由于车门处于关闭状态，水不会立即进入驾驶室内，汽车将暂时飘浮在水面之上。由于汽车的重心偏向于发动机仓室方向，发动机800将首先浸入水中，安装在发动机仓室内的第二气囊在气囊充气开关411自动打开或者驾乘人员意识落水后将驾驶室内的手动开关412使充气控制阀门313打开，储气瓶511中的气体向第二气囊充气使第二气囊展开，驾驶室内的第一气囊同时也会被充气而展开。随时间的进行，驾驶内将流入水，在此过程中，第一气囊和第二气囊逐渐充气饱和将产生向上的浮力，由于第一气囊是与车体底部通过多点接触连接，这样第一气囊的变形量会很小而使排开水的体积最大，这样会对车体产生相应最大的向上的拉力。另外，由于车体与车体各部件之间的空隙位置、发动机仓室的夹层填充了第一空心封闭体和第二空心封闭体，而且第一空心封闭体和第二空心封闭体与车体结构经过多点接触固定，第一空心封闭体和第二空心封闭体也将对车体产向上的浮力。由于低密度第一空心封闭体和第二空心封闭体、第一气囊和第二气囊充气展开后，均没有超过汽车的轮廓，而第一气囊展开后是沿车体底部向车顶方向分布，这样汽车的重心将靠近车体底部，在水中将会产生类似“不倒翁”的效果而永远不会侧翻。

由以上可知，本申请中的汽车通过第一气囊、第二气囊和低密度的第一空心封闭体和第二空心封闭体填充，有效增大了汽车排开水的体积，加之汽车车体本身也会产生向上浮力，因而汽车受到的浮力大于车、驾乘人员及车体上设置装置的重力，而使汽车浮在水面而不会浸没在水中。

下面将以一种轿车对实施例进行说明，汽车的平面基本尺寸如图8所示，其中车体的宽度一般为1.8m。为说明得更加清楚，将图8中汽车车体分成五个部分计算体积，分为前挡风玻璃起前方车体（发动机仓室）V1；驾驶室内下方车体底盘V2；仪表盘区V3；主副驾驶座椅和乘客座椅V4；后车轮及后备箱下方底盘V5；车门及立柱V6(图中未标出)。通过计算机模拟计算，分别得出6部分的外观体积（轮廓所围成的体积），。根据车体部分的特点，对车体夹层及空隙部分采用低密度第一空心封闭体和第二空心封闭体进行填充，第一空心封闭体和第二空心封闭体将与车体本身体积一起作为有效排开水的体积，来计算所产生的浮力。优选的，对于汽车前部分发动仓室V1，考虑到发动机散热及维修，填充体及气囊不宜过多，满足填充体与发动机及其他各部件占V1总体积的60%即可，那么有效排开水的体积V1*=V1×60%。而对于其他部分如车体底盘V2、仪表盘V3、座椅V4、后轮及后备箱底盘V5及车门V6可以较大程度填充低密度第一空心封闭体和第二空心封闭体，这样各部分有效排开水的体积比可以达到70%-90%以上。以最保守的情况来计算，分别设定各部分有效排开水体积所占比例，可得出有效排开水的体积V总*= 1.443m3。

另外，汽车落水后，充气展开的第一气囊211体积 0.15×2=0.30m³；第一气囊212的体积=0.25m³；第一气囊213的体积0.8×0.4×0.1=0.03m³。由此可以计算出：V气囊=0.58m³。

一般此种车型车的质量为1.3~1.6T，另外，实施例中填充体、气囊、储气瓶等共约30kg，那么总重力最大为1.63T。而车体夹层及空隙的低密度第一空心封闭体和第二空心封闭体、车体自身、驾驶室内气囊排开水的总体积为1.443 m³+0.58 m³=2.02m³，即所排开水的总体积为2.02m³。

根据浮力计算公式：F浮=水gV排计算产生的浮力F浮=2.02×104N；而车的重力G车=(1.6+0.03)×103×g=1.63×104N。F浮>>G车，汽车将飘浮在水面上。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

Claims

1.一种落水可自救的汽车，包括车体、气源装置和导气管路，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的落水可自救的汽车，其特征在于，第一气囊上设有可拆装的救生气囊，所述救生气囊与第一气囊之间通过单向阀连接。

3.根据权利要求1所述的落水可自救的汽车，其特征在于，第一气囊和第二气囊上均设有自动放气阀和手动放气阀。

4.根据权利要求1所述的落水可自救的汽车，其特征在于，第一气囊和第二气囊的外部或内部设有用以束缚气囊展开后形状的加强绳网。

5.根据权利要求1至4中任一所述的落水可自救的汽车，其特征在于，第一空心封闭体设置于车体的前后保险杠内侧间隙、前后挡泥板内侧间隙、前轮侧翼挡板内侧、后轮侧翼挡板内侧、车门内侧面、车门立柱内部空间、驾驶室内仪表盘内部间隙、发动机外轮廓与前车厢之间的间隙和发动机外轮廓与前盖板下侧之间的间隙内。

6.根据权利要求1所述的落水可自救的汽车，其特征在于，所述气源装置包括储气瓶，气泵和气路控制开关；

7.根据权利要求6所述的落水可自救的汽车，其特征在于，所述储气瓶内还设有气体发生器；

8.根据权利要求6所述的落水可自救的汽车，其特征在于，所述气囊充气开关包括至少两组水控开关电路和两组手控开关电路，两组手控开关电路和至少两组水控开关电路并联。

9.根据权利要求6至8中任一所述的落水可自救的汽车，其特征在于，所述导气管路包括充气管路和抽气管路，所述充气管路上设有充气控制阀门；

所述充气管路的一端与所述储气瓶连通，另一端分别与第一气囊和第二气囊连通；所述抽气管路的一端与所述气泵的进气口连通，另一端分别与第一气囊和第二气囊连通；所述充气控制阀门与所述气囊充气开关和所述手动开关电连接。