一種防客車側(cè)翻的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及客車安全性防護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種防客車側(cè)翻的系統(tǒng)，是由設(shè)置在車體重心位置的傾角傳感器感知車身的傾斜角度，當(dāng)客車行駛過程中車身傾角超過設(shè)定的臨界角度時(shí)通過控制器對(duì)設(shè)置在行李艙門與車身間的艙門彈出機(jī)構(gòu)發(fā)出指令打開行李艙門，先于車身觸地的行李艙門，通過車身腰梁下立柱、與車身腰梁下立柱鉸連的艙門立柱、兩端分別鉸連于車身腰梁下立柱和艙門立柱上的折疊式拉桿組成的三角形結(jié)構(gòu)提前吸收一部分撞擊能量，以緩沖和減少車身結(jié)構(gòu)的觸地變形，保護(hù)乘員生存空間的作用。本發(fā)明能更好的利用車身現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，通過主動(dòng)方式提升客車抗側(cè)翻性能。
【專利說明】一種防客車側(cè)翻的系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及客車安全性防護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種防客車側(cè)翻的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)汽車安全性的關(guān)注度越來越高，而客車作為現(xiàn)代社會(huì)的主要公共交通工具，其安全性更加受到人們的重視。在所有交通事故中，客車側(cè)翻往往導(dǎo)致重大傷亡，屬重大交通事故，因此，提高客車抗側(cè)翻能力，確保側(cè)翻事故中乘客生命安全已成為一個(gè)非常重要的課題。目前，歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(Economic Commission for Europe,ECE)制定了客車側(cè)翻法規(guī)(ECE R66)并強(qiáng)制執(zhí)行。而我國參考ECE R66法規(guī)，制定了《客車上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的規(guī)定》(GB/T 17578-1998)的國家標(biāo)準(zhǔn)，以提高我國的客車技術(shù)水平。針對(duì)相應(yīng)的法規(guī)要求，國內(nèi)外普遍采用的方式均集中在對(duì)側(cè)翻時(shí)頂蓋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及保證乘員生存空間的車身結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)與改進(jìn)研究，通過增加車身骨架截面尺寸、增加截面厚度、在側(cè)圍內(nèi)外部貼加強(qiáng)筋或者調(diào)整局部接頭連接形式等方式實(shí)現(xiàn)。上述方案不僅增加了車身結(jié)構(gòu)自重，而且對(duì)于客車側(cè)翻安全性也沒有顯著的提高，這就使得車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常行駛時(shí)的使用強(qiáng)度，不利于節(jié)能減排和車身輕量化的設(shè)計(jì)。由于傳統(tǒng)客車的結(jié)構(gòu)形式所限，在側(cè)圍外部不能增加吸能結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決客車側(cè)翻過程中，客車側(cè)圍無法設(shè)計(jì)有效的吸能結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，本發(fā)明是在現(xiàn)有的歐洲ECE R66法規(guī)要求基礎(chǔ)上提出的一種提高客車側(cè)翻安全性的設(shè)計(jì)方案，致力于在不改變原車身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過增加活動(dòng)式吸能機(jī)構(gòu)來提高客車側(cè)翻安全性以實(shí)現(xiàn)車身輕量化設(shè)計(jì)。
[0004]考慮到客車行李艙門是可以開啟的(見附圖7)，而且車身左、右側(cè)各有數(shù)目不等的艙門，因此利用客車從側(cè)翻臨界位置到車身與地面碰撞的這段時(shí)間通過主動(dòng)彈出這些艙門，以提高客車側(cè)翻安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)乘員的保護(hù)。
[0005]本發(fā)明客車側(cè)翻安全防護(hù)方法，是在客車發(fā)生側(cè)翻時(shí)主動(dòng)彈開行李艙門機(jī)構(gòu)，使其先于車身與地面發(fā)生碰撞，通過行李艙門自身機(jī)構(gòu)的碰撞變形提前吸收一部分撞擊能量，以實(shí)現(xiàn)減小車身結(jié)構(gòu)變形，保護(hù)乘員生存空間的作用；其具體實(shí)現(xiàn)方式如下:
通過控制器接收來自駐車制動(dòng)器觸點(diǎn)開關(guān)的信號(hào)，當(dāng)車輛在行駛狀態(tài)時(shí)，控制器輸出控制信號(hào)給彈出機(jī)構(gòu)的兩位兩通電磁閥使其處于封閉狀態(tài)，以確保彈出裝置的密封性能。再由車體重心位置處的傾角傳感器感知車身的傾斜角度，當(dāng)超過設(shè)定的臨界角度時(shí)通過控制器輸出控制信號(hào)對(duì)設(shè)置在行李艙門與車身間的艙門彈出機(jī)構(gòu)發(fā)出指令打開行李艙門，先于車身觸地的行李艙門，通過車身腰梁下立柱、與車身腰梁下立柱鉸連的艙門立柱、兩端分別鉸連于車身腰梁下立柱和艙門立柱上的折疊式拉桿組成的三角形結(jié)構(gòu)即可緩沖和減少車身結(jié)構(gòu)的觸地變形。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述方法的一種客車側(cè)翻安全防護(hù)裝置，由設(shè)置在客車兩側(cè)底部行李艙門上的可使艙門迅速展開的彈出機(jī)構(gòu)、設(shè)置在駐車制動(dòng)器處的觸點(diǎn)開關(guān)、設(shè)置在車體重心位置的傾角傳感器和控制器構(gòu)成；所述的彈出機(jī)構(gòu)包括底端鉸連在行李艙地板橫梁上的氣缸和桿端鉸連在艙門立柱上的活塞以及氣缸外部的電磁閥組件和設(shè)置在氣缸內(nèi)腔底部的氣體發(fā)生器；所述的控制器由控制單元、兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入接口和兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出接口組成，所述的駐車制動(dòng)器處的觸點(diǎn)開關(guān)通過數(shù)據(jù)線與控制器的一個(gè)信號(hào)輸入端口相連，所述的傾角傳感器通過數(shù)據(jù)線與控制器的另一個(gè)信號(hào)輸入端口相連，車身左側(cè)和右側(cè)的氣缸內(nèi)腔底部的氣體發(fā)生器分別通過點(diǎn)火引線與控制器的一個(gè)信號(hào)輸出端口相連，所述的電磁閥組件由一個(gè)兩位兩通的電磁閥和兩個(gè)并聯(lián)的單向閥串聯(lián)而成，兩位兩通電磁閥通過數(shù)據(jù)線與控制器的另一個(gè)信號(hào)輸出端口相連接。
[0007]本發(fā)明客車側(cè)翻安全防護(hù)裝置，通過控制器接收來自駐車制動(dòng)器觸點(diǎn)開關(guān)的信號(hào)，當(dāng)車輛在行駛狀態(tài)時(shí)，控制器輸出控制信號(hào)給彈出機(jī)構(gòu)的兩位兩通電磁閥使其處于封閉狀態(tài)，以確保彈出裝置的密封性能。在客車側(cè)翻時(shí)通過傾角傳感器感應(yīng)側(cè)傾角度，并將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給控制器，當(dāng)側(cè)傾角度超過客車側(cè)翻臨界角后(此時(shí)客車一定發(fā)生側(cè)翻)，由控制器發(fā)出指令使點(diǎn)火引線開始點(diǎn)火，引燃側(cè)翻側(cè)的氣體發(fā)生器，使其迅速產(chǎn)生氣體，并推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞推動(dòng)艙門立柱運(yùn)動(dòng)，使得艙門以艙門立柱與車身腰梁下立柱之間的鉸接點(diǎn)為軸向外打開，由于艙門立柱的運(yùn)動(dòng)，而帶動(dòng)折疊式拉桿迅速展開，最終艙門立柱與腰梁下立柱之間展開為一個(gè)鈍角(120?150之間)，折疊式拉桿展開為一條直線。此時(shí)，由艙門立柱、腰梁下立柱、折疊式拉桿組成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，并先于車身與地面發(fā)生碰撞，通過自身結(jié)構(gòu)變形吸收大量能量，減小車身碰撞能量，實(shí)現(xiàn)保護(hù)生存空間。
[0008]本發(fā)明能更好的利用車身現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，通過主動(dòng)方式提升客車抗側(cè)翻性能。利用客車側(cè)面現(xiàn)有的艙門結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其在客車發(fā)生側(cè)翻時(shí)主動(dòng)彈出艙門機(jī)構(gòu)，并先于車身與地面發(fā)生碰撞，通過自身結(jié)構(gòu)變形替車身結(jié)構(gòu)吸收能量，起到減小車身結(jié)構(gòu)變形，保護(hù)乘員生存空間的作用，并在艙門正常使用時(shí)(停車狀態(tài))，仍然能使艙門自由開啟和關(guān)閉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明客車行李艙門結(jié)構(gòu)主視圖；
圖2是圖1的側(cè)視圖；
圖3是本發(fā)明客車側(cè)翻安全防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的控制流程圖；
圖5是圖3中所示的彈出機(jī)構(gòu)示意圖；
圖6是當(dāng)客車側(cè)翻時(shí)本發(fā)明裝置展開過程示意圖；
圖7是一般客車行李艙門分布示意圖；
圖8是裝有本裝置的客車側(cè)翻過程示意圖；
圖9是未采用本裝置碰撞后的仿真結(jié)果示意圖；
圖10是采用了本裝置碰撞的仿真結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0011]如圖1、2所示，圖中:1為車身腰梁下立柱、2為艙門立柱、3為折疊式拉桿、4為艙門橫梁、5為鉸鏈；本發(fā)明客車側(cè)翻安全防護(hù)方法，是在客車發(fā)生側(cè)翻時(shí)主動(dòng)彈開行李艙門機(jī)構(gòu)，使其先于車身與地面發(fā)生碰撞，通過行李艙門自身機(jī)構(gòu)的碰撞變形替車身結(jié)構(gòu)吸收撞擊能量，以實(shí)現(xiàn)減小車身結(jié)構(gòu)變形，保護(hù)乘員生存空間的作用:其具體實(shí)現(xiàn)方式如下:由控制器7接收駐車制動(dòng)器處的觸點(diǎn)開關(guān)的信號(hào)，當(dāng)車輛行駛時(shí)，控制器關(guān)閉位于彈出氣缸外部的兩位兩通電磁閥17，確保氣缸的密封性。在客車側(cè)翻時(shí)，由設(shè)置在客車重心位置的傾角傳感器6感知車身的傾斜角度，當(dāng)超過設(shè)定的臨界角度時(shí)通過控制器7對(duì)設(shè)置在行李艙門與車身間的艙門彈出機(jī)構(gòu)發(fā)出指令打開行李艙門，先于車身觸地的行李艙門，通過車身腰梁下立柱1、與車身腰梁下立柱鉸連的艙門立柱2、兩端分別鉸連于車身腰梁下立柱和艙門立柱上的折疊式拉桿3組成的三角形結(jié)構(gòu)即可緩沖和減少車身結(jié)構(gòu)的觸地變形。
[0012]為了解決客車側(cè)翻安全性與輕量化設(shè)計(jì)之間的矛盾，能更好的利用車身現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，通過主動(dòng)方式提升客車抗側(cè)翻性能。本發(fā)明利用客車側(cè)面現(xiàn)有的艙門結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其在客車發(fā)生側(cè)翻時(shí)主動(dòng)彈出艙門機(jī)構(gòu)，并先于車身與地面發(fā)生碰撞，通過自身結(jié)構(gòu)變形替車身結(jié)構(gòu)吸收能量，起到減小車身結(jié)構(gòu)變形，保護(hù)乘員生存空間的作用。
[0013]參照圖3至5，圖中，6為傾角傳感器、7為控制器、8為數(shù)據(jù)線、9為彈出機(jī)構(gòu)總成、10為氣體發(fā)生器點(diǎn)火引線、11為氣體發(fā)生器總成、12為氣缸、13為活塞、14為鉸鏈座A、15為鉸鏈座B、16為控制器數(shù)據(jù)輸出線、17為兩位兩通電磁閥、18為氣壓單向閥A、19為氣壓單向閥B ;
一種實(shí)現(xiàn)上述方法的客車側(cè)翻安全防護(hù)裝置，由設(shè)置在客車兩側(cè)底部行李艙門上的可使艙門迅速展開的彈出機(jī)構(gòu)、設(shè)置在駐車制動(dòng)器處的觸點(diǎn)開關(guān)、設(shè)置在車體重心位置的傾角傳感器6和控制器7構(gòu)成；所述的彈出機(jī)構(gòu)包括底端鉸連在行李艙地板橫梁上的氣缸12和桿端鉸連在艙門立柱2上的活塞13以及氣缸外部的電磁閥組件和設(shè)置在氣缸內(nèi)腔底部的氣體發(fā)生器11。所述的控制器7由控制單元、兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入接口和兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出接口組成，所述的駐車制動(dòng)器處的觸點(diǎn)開關(guān)通過數(shù)據(jù)線8與控制器的一個(gè)信號(hào)輸入端口相連，所述的傾角傳感器6通過數(shù)據(jù)線8與控制器的另一個(gè)信號(hào)輸入端口相連，車身左側(cè)和右側(cè)的氣缸內(nèi)腔底部的氣體發(fā)生器11分別通過點(diǎn)火引線10與控制器的一個(gè)信號(hào)輸出端口相連，電磁閥組件由一個(gè)兩位兩通的電磁閥17和兩個(gè)并聯(lián)的單向閥18、19串聯(lián)而成，所述的兩位兩通電磁閥17通過數(shù)據(jù)線16與控制器的另一個(gè)信號(hào)輸出端口相連接。
[0014]艙門拉桿機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為多種展開形式:多段折疊式、收縮式、套筒拉伸式等。具體形式根據(jù)具體車型車身結(jié)構(gòu)形式及側(cè)翻安全需求進(jìn)行安裝匹配。
[0015]艙門拉桿機(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)為拉伸吸能元件。在側(cè)翻過程中，艙門被彈出后，艙門為受彎趨勢，而艙門拉桿為受拉趨勢，故將艙門拉桿設(shè)計(jì)為拉伸吸能元件有助于多吸收能量，減少車身本體的碰撞能量，提高客車側(cè)翻安全性。
[0016]本發(fā)明通過控制器7感應(yīng)來自駐車手動(dòng)剎車處設(shè)置的觸點(diǎn)開關(guān)的輸入信號(hào)，當(dāng)駐車制動(dòng)器為非使用狀態(tài)時(shí)(即客車為行駛狀態(tài))，控制器7輸出控制信號(hào)給彈出機(jī)構(gòu)的兩位兩通電磁閥17使其處于封閉狀態(tài)，以確保彈出裝置氣缸的密封性能。當(dāng)駐車制動(dòng)器為使用狀態(tài)時(shí)(即為客車駐車狀態(tài))，控制器7通過數(shù)據(jù)引線8輸出信號(hào)使兩位兩通電磁閥17處于開啟狀態(tài)，當(dāng)需要打開艙門時(shí)，即活塞向外運(yùn)動(dòng)，此時(shí)單向氣壓閥A18鎖止，空氣通過單向氣壓閥B19進(jìn)入氣缸內(nèi)；同樣的，在關(guān)閉艙門時(shí)，即活塞向氣缸內(nèi)部運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩位兩通電磁閥17仍處于開啟狀態(tài)，單向氣壓閥B19鎖止，氣缸內(nèi)的空氣通過單向氣壓閥A18流向外界。
[0017]在客車側(cè)翻時(shí)通過傾角傳感器6感應(yīng)側(cè)傾角度，并將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給控制器7，當(dāng)側(cè)傾角度超過客車側(cè)翻臨界角后(此時(shí)客車一定發(fā)生側(cè)翻)，由控制器7判斷側(cè)翻方向，并發(fā)出指令使側(cè)翻側(cè)氣體發(fā)生器11點(diǎn)火并迅速產(chǎn)生氣體，推動(dòng)活塞13運(yùn)動(dòng)，活塞13推動(dòng)艙門立柱運(yùn)動(dòng)，使得艙門以艙門立柱2與車身腰梁下立柱I之間的鉸接點(diǎn)為軸向外打開，由于艙門立柱2的運(yùn)動(dòng)，而帶動(dòng)折疊式拉桿3迅速展開，最終艙門立柱與腰梁下立柱之間展開為一個(gè)鈍角(120?150之間)，折疊式拉桿展開為一條直線，展開過程如附圖6所示。此時(shí)，由艙門立柱2、腰梁下立柱1、折疊式拉桿3組成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，并先于車身與地面發(fā)生碰撞，通過自身結(jié)構(gòu)變形吸收大量能量，減小車身碰撞能量，保護(hù)生存空間。
[0018]裝有本裝置的客車側(cè)翻過程如附圖8所示。為了驗(yàn)證本發(fā)明的有效性，本發(fā)明人以某款客車為例，建立標(biāo)準(zhǔn)車身段有限元模型，按照ECE R66法規(guī)的要求進(jìn)行側(cè)翻仿真分析。同時(shí)建立裝有彈出式艙門保護(hù)機(jī)構(gòu)的車身段有限元模型和不安裝本發(fā)明的車身段有限元模型。利用LS-Dyna軟件進(jìn)行仿真分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)本發(fā)明提升客車側(cè)翻安全性的能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如附圖9、10所示。附圖9為未采用本裝置直接碰撞的仿真結(jié)果(其中車身結(jié)構(gòu)內(nèi)的梯形為法規(guī)要求的生存空間)，窗立柱已經(jīng)侵入生存空間，未能通過法規(guī)，附圖10為采用了本裝置后的碰撞仿真結(jié)果，窗立柱離生存空間仍有一定的距離，可以通過法規(guī)。通過結(jié)果對(duì)比可以明顯地看出本發(fā)明能夠有效地提高客車側(cè)翻安全性。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、同等替換和改進(jìn)等，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種防客車側(cè)翻的系統(tǒng)，其特征在于:是在客車發(fā)生側(cè)翻時(shí)主動(dòng)彈開行李艙門機(jī)構(gòu)，使其先于車身與地面發(fā)生碰撞，通過行李艙門自身機(jī)構(gòu)的碰撞變形提前吸收一部分撞擊能量，以實(shí)現(xiàn)減小車身結(jié)構(gòu)變形，保護(hù)乘員生存空間的作用；其具體實(shí)現(xiàn)方式如下:由設(shè)置在車體重心位置的傾角傳感器感知車身的傾斜角度，當(dāng)客車行駛過程中車身傾角超過設(shè)定的臨界角度時(shí)通過控制器對(duì)設(shè)置在行李艙門與車身間的艙門彈出機(jī)構(gòu)發(fā)出指令打開行李艙門，先于車身觸地的行李艙門，通過車身腰梁下立柱、與車身腰梁下立柱鉸連的艙門立柱、兩端分別鉸連于車身腰梁下立柱和艙門立柱上的折疊式拉桿組成的三角形結(jié)構(gòu)即可緩沖和減少車身結(jié)構(gòu)的觸地變形。
2.根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求1所述一種防客車側(cè)翻的系統(tǒng)，其特征在于:由設(shè)置在客車兩側(cè)底部行李艙門上的可使艙門迅速展開的彈出機(jī)構(gòu)(9)、設(shè)置在駐車制動(dòng)器處的觸點(diǎn)開關(guān)、設(shè)置在車體重心位置的傾角傳感器(6)和控制器(7)構(gòu)成；所述的彈出機(jī)構(gòu)包括底端鉸連在行李艙地板橫梁上的氣缸(12)和桿端鉸連在艙門立柱(2)上的活塞(13)以及氣缸外部的電磁閥組件和設(shè)置在氣缸內(nèi)腔底部的氣體發(fā)生器(II);所述的控制器(7)由控制單元、兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入接口和兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出接口組成，所述的駐車制動(dòng)器處的觸點(diǎn)開關(guān)通過數(shù)據(jù)線與控制器的一個(gè)信號(hào)輸入端口相連，所述的傾角傳感器(6)通過數(shù)據(jù)線與控制器的另一個(gè)信號(hào)輸入端口相連，車身左側(cè)和右側(cè)的氣缸內(nèi)腔底部的氣體發(fā)生器(11)分別通過點(diǎn)火引線(10)與控制器的一個(gè)信號(hào)輸出端口相連，所述的電磁閥組件由一個(gè)兩位兩通的電磁閥(17)和兩個(gè)并聯(lián)的單向閥(18、19)串聯(lián)而成，所述的兩位兩通電磁閥(17)通過數(shù)據(jù)線與控制器的另一個(gè)信號(hào)輸出端口相連接。
【文檔編號(hào)】B60R21/01GK103612609SQ201310673072
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】喬俊峰, 宋東虹, 李輝群, 荊保鋒, 韓勝, 王華強(qiáng) 申請人:河南少林客車股份有限公司