汽車防撞減震器開發(fā)與應用

李鐵軍 胡細東 唐道湘 田貴俊

（張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，湖南張家界 427000）

汽車防撞減震器開發(fā)與應用

李鐵軍 胡細東 唐道湘 田貴俊

（張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，湖南張家界 427000）

近年來隨著我國經(jīng)濟的快速、穩(wěn)定發(fā)展，作為主要基礎(chǔ)設施的公路交通網(wǎng)也越來越發(fā)達，汽車走進普通家庭并成為重要的交通工具。而汽車保有量快速增長和道路建設的發(fā)展，也帶來了一系列的社會問題，如交通安全、空氣污染、能源問題等。本文在當前汽車防撞減震器研究基礎(chǔ)上，通過研究汽車正面碰撞相互影響的因素，開發(fā)了一種新型汽車防撞減震器，分析了該新型汽車防撞減震器的關(guān)鍵技術(shù)、意義及其應用價值。

汽車碰撞 減震器 保護裝置

1 引言

近年來隨著我國經(jīng)濟的快速、穩(wěn)定發(fā)展，作為主要基礎(chǔ)設施的公路交通網(wǎng)也越來越發(fā)達，汽車走進普通家庭并成為重要的交通工具。而汽車保有量快速增長和道路建設的發(fā)展，也帶來了一系列的社會問題，如交通安全、空氣污染、能源問題等。其中，交通事故是其中最嚴重的問題之一，已成為嚴重的公共安全問題。汽車在行駛過程中，受到外界種種因素影響，意外總是時有發(fā)生，在意外發(fā)生的時候，如何使得車內(nèi)乘員和被碰撞的行人能夠最大程度的減少受傷，保證生命的安全就是最為關(guān)鍵的事情，因此，汽車的被動安全性能相比其主動安全性具有更為重要的研究價值。

2 目前研究現(xiàn)狀及其缺點

我國從世紀年代初期開始進行汽車被動安全性研究，清華大學和國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢測中心先后在長春、襄樊、上海成立科研中心建立整車碰撞試驗室，中國汽車技術(shù)研究中心也在天津落成，湖南大學也建成了自己的臺車碰撞試驗室，使得中國幾乃至上千輛次的碰撞試驗得以實施；一汽、二汽、上汽、清華大學、吉林大學、湖南大學、上海交通大學、武漢理工大學、重慶大學等隨后進行了大量的碰撞仿真分析，為許多汽車產(chǎn)品的改進及優(yōu)化提供了重要依據(jù)。中國關(guān)于汽車保險杠的研究開始于世紀年代后期，雖然晚于國外起步，但一些成績己經(jīng)有目共睹，在中國，很多大學和汽車研究機構(gòu)都成立了自己的汽車碰撞實驗室，正在進行著汽車碰撞安全性的研究。目前，清華大學的研究方向包括碰撞試驗機構(gòu)及假人與氣囊模擬計算方法，以及道路交通事故再現(xiàn)模擬分析系統(tǒng)等；湖南大學的研究方向包括碰撞接觸算法和氣囊展開過程中的接觸搜尋問題等；吉林工業(yè)大學的主要研究方向為安全帶等約束系統(tǒng)；上海交通大學的研究方向包括整車碰撞模擬，吸能結(jié)構(gòu)和保險杠的研究等；同濟大學的研究方向包括追尾、側(cè)碰分析和乘員響應分析等。前具有汽車碰撞試驗能力的機構(gòu)有：中國汽車技術(shù)研究中心、清華大學汽車碰撞試驗室、一汽長春汽車研究所、二汽襄樊汽車試驗研究所等。綜上所述，國內(nèi)外對汽車碰撞形式、碰撞傷害機理、模擬分析與分析手段的研究投入了大量的精力，但車身結(jié)構(gòu)設計應對措施方面還都局限于結(jié)構(gòu)優(yōu)化和新材料、新工藝的應用，對新型吸能手段的研究還不夠充分。

對于汽車保險杠的減震震器的設計和研發(fā)相對較少，大多數(shù)汽車前后防撞裝置大都是剛性防撞裝置，沒有減震效果，由于防撞擊減震裝置大多安裝在汽車保險杠與發(fā)動機之間，二者的距離很短，很難安裝大型減器，而小型減震器對于汽車防撞功能的效果不好，上述發(fā)明都未能產(chǎn)業(yè)化。

3 主要內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)

設計一種車輛聯(lián)動碰撞減震器，主要包括設置在車輛前部的主支座、設置在車輛其他部位的副支座和防撞塊，在主支座和副支座內(nèi)都安有彈簧和滑塊。通過鋼絲拉索把主支座受到的沖擊載荷分散到多個副支座上去。通過主支座和副支座的配合，能承受非常大的撞擊力，實現(xiàn)軟著力消減減震力，起到減震作用，能保護發(fā)動機不受損傷，且對車體和車內(nèi)的人起到很好的保護作用。多個減震器之間可以產(chǎn)生聯(lián)動，多個減震可以合在一起，增加減震力。同時采用分散式結(jié)構(gòu)，副支座通過拉索連接，可以設置在汽車上的任意位置，其形狀大小可以根據(jù)車輛等機體各部位空間狀況靈活設計、制造和安裝，可以很好地解決汽車前端空間不足的問題。

4 創(chuàng)新點及意義

關(guān)鍵問題在于實現(xiàn)產(chǎn)品功能及其效能分析。

本研究的特色與創(chuàng)新：

（1）提出離散式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)同一套系統(tǒng)滿足前后保險杠的需要；

（2）提出聯(lián)動式減震器結(jié)構(gòu)，多個減震器聯(lián)動提高防撞效果；

（3）減震器可以安裝在汽車上的任意位置，形狀大小可以根據(jù)車輛等機體各部位空間狀況靈活設計。

《2015-2020年中國汽車整車制造市場評估及投資前景預測報告》顯示2015年6月，我國汽車保有量已經(jīng)突破了1.63億輛，保有量已經(jīng)僅次于美國，成為全球第二。2014年《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》指出，全國道路交通事故萬車死亡人數(shù)為2.22人，比2013年底萬車死亡人數(shù)2.3人下降了5%，但通過2014年汽車保有量數(shù)據(jù)可得出2014年的交通事故死亡人數(shù)為34292.34人，比2013年的死亡31604.3人增加了2688.04人，增長率為8.5%；相比2012年的死亡30222.5人，增加了4069.84人，增長率為13.46%；相比2011年的死亡29618人，增加了4676.34人，增長率為15.78%，2015年全國交通事故總量超過20萬起。據(jù)環(huán)球網(wǎng)報道，中國交通事故死亡率是發(fā)達國家8倍。該產(chǎn)品成本低廉，能夠在事故發(fā)生后降低死亡率。

［1］陳王威，李云飛.汽車減震器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.企業(yè)導報，2013.

［2］藍鳳英，鄭瑩娜，李揚，等.轎車減震器示功特性與減震器性能研究［J］.自動化儀表，2013.

［3］周玉存，賀麗娟，崔世海，等.汽車減震器的運動仿真和應力分析［J］.液壓與氣動，2013.

李鐵軍（1964—），男，漢族，湖南張家界人，張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院副研究員，從事機械控制工程、信息管理等的教學和研究，研究方向：控制工程信息管理。