摘 要:當(dāng)前,新能源城市客車已呈快速發(fā)展趨勢(shì)下,淺析城市客車安全設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念,來(lái)提高新能源城市客車的安全系數(shù)。
關(guān)鍵詞:新能源城市客車;設(shè)計(jì)理念;安全
新能源城市客車,在城市公共交通中已起著不可替代的主導(dǎo)作用;作為一種公共交通工具,城市客車安全是一個(gè)永恒的話題,也是全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。如何提高新能源城市客車的安全系數(shù)是擺在所有生產(chǎn)企業(yè)面前的一個(gè)挑戰(zhàn),也是追求的主題。
1 車身結(jié)構(gòu)方面
1.1 采用全承載車身結(jié)構(gòu)
“全承載車身”是一種將飛機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于客車上而形成的一體化桁架結(jié)構(gòu)的車身,根據(jù)其車身結(jié)構(gòu)采用封閉環(huán)的特點(diǎn),也被形象地被稱為“鳥(niǎo)籠結(jié)構(gòu)”。全承載客車的車身是一個(gè)完整的桁架式整體封閉環(huán)機(jī)構(gòu),在受到外部碰撞時(shí),能將沖擊力迅速地通過(guò)桁架分解到整車各個(gè)部位,車身整體受力較為均勻,保證車身結(jié)構(gòu)不因劇烈的沖擊而遭受破壞,被動(dòng)安全性好,能為車內(nèi)的司乘人員提供有效的安全的空間。
1.2 采用應(yīng)急出口天窗
從安全的角度出發(fā),裝配具有應(yīng)急出口功能的安全天窗已逐步地形成趨勢(shì)。帶應(yīng)急出口功能的天窗從內(nèi)而外打開(kāi)后可以作為應(yīng)急出口。
1.3采用前內(nèi)擺、后外擺乘客門(mén)
我國(guó)現(xiàn)“服役”的城市客車的乘客門(mén)可分為兩類:折疊門(mén)與內(nèi)擺門(mén)。折疊門(mén)因其占用客車內(nèi)部空間較大,已逐步地被淘汰?,F(xiàn)階段新研發(fā)生產(chǎn)的城市客車中,其乘客門(mén)幾乎全采用為內(nèi)擺門(mén)結(jié)構(gòu)。
筆者認(rèn)為:前(上客)乘客門(mén)采用內(nèi)擺結(jié)構(gòu),后(下客)乘客門(mén)采用外擺門(mén)結(jié)構(gòu)是最為適宜的。尤其是后乘客門(mén)設(shè)計(jì)為雙外擺門(mén)結(jié)構(gòu)不僅可以滿足城市客車隨處停車快速下車通道的要求,也可解決因火災(zāi)等突發(fā)性事件造成的人員擁堵開(kāi)不了車門(mén)的問(wèn)題。
1.4側(cè)窗預(yù)留應(yīng)急安全出口
我國(guó)大多數(shù)城市客車側(cè)窗仍以金屬框式推拉窗為主。近年以來(lái),一些經(jīng)濟(jì)條件較好的城市開(kāi)始采用粘接式內(nèi)置推拉窗或全封閉式粘接側(cè)窗。根據(jù)GB 13094-2017《客車結(jié)構(gòu)安全要求》:“應(yīng)急窗應(yīng)易于從車內(nèi)和車外迅速打開(kāi);或者采用易擊碎的安全玻璃,并在每扇應(yīng)急窗的鄰近處提供一個(gè)方便用來(lái)?yè)羲閼?yīng)急窗的工具。”也就是說(shuō)側(cè)窗作為應(yīng)急出口可采用兩種處理方式:“加裝迅速開(kāi)啟的裝置即推拉側(cè)窗或者外推窗”或“安全錘”。
預(yù)留安全應(yīng)急窗必須保證充分的應(yīng)急出口面積,國(guó)內(nèi)大部分城市前部乘客區(qū)車側(cè)壁均裝設(shè)有側(cè)圍扶手,這也相當(dāng)于分割了應(yīng)急窗口的有效逃生面積,側(cè)圍扶手的位置設(shè)計(jì)還是比較關(guān)鍵的,設(shè)計(jì)不合理應(yīng)急出口,就必須低頭彎腰從側(cè)圍扶手下的空隙鉆出,而且逃生者極易卡在窗口,這也是一個(gè)容易被忽視的“安全隱患”。
1.5 后風(fēng)窗設(shè)計(jì)為安全應(yīng)急出口
新能源汽車后部空間通常作為動(dòng)力電池艙,在結(jié)構(gòu)上,受電池艙的影響,利用后風(fēng)窗進(jìn)行逃生存在一定的難度。為此,可以借鑒國(guó)外客車,在車身預(yù)留攀爬抓手及腳窩,對(duì)于緊急逃生的乘客而言,增加一個(gè)應(yīng)急出口就相當(dāng)于多了一份生還的可能。
2 車身電氣方面
2.1儀表臺(tái)處設(shè)置乘客門(mén)應(yīng)急開(kāi)關(guān)
正常情況下,城市客車可由駕駛員儀表臺(tái)翹板開(kāi)關(guān)按鈕控制乘客門(mén)的開(kāi)關(guān)。對(duì)于每個(gè)乘客門(mén),國(guó)標(biāo)均要求車身內(nèi)外裝有車門(mén)應(yīng)急控制器,在緊急情況下,位于車門(mén)前的乘客或外部人員可通過(guò)應(yīng)急控制器實(shí)現(xiàn)車門(mén)的開(kāi)啟,通常是紅色旋鈕或開(kāi)關(guān),較容易識(shí)別和操作。值得注意的是,發(fā)生事故時(shí)乘客比較擁擠慌亂,很難有時(shí)間去打開(kāi)應(yīng)急控制器,所以建議在儀表臺(tái)處設(shè)置乘客門(mén)手動(dòng)應(yīng)急開(kāi)關(guān),在緊急情況由駕駛員操縱緊急開(kāi)關(guān)將所有乘客門(mén)同時(shí)開(kāi)啟,確保在最短的時(shí)間內(nèi)打開(kāi)全部乘客門(mén),珍惜緊急時(shí)刻的每一秒。
2.2 電池艙等處設(shè)置自動(dòng)滅火裝置、艙溫報(bào)警裝置
新能源客車主要為純電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車,由于驅(qū)動(dòng)能量的傳輸主要采用電能,因而在安全上有異于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)客車。動(dòng)力電池、電容、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、高壓線路等在加熱、過(guò)充過(guò)放電流、振動(dòng)、擠壓等濫用條件下可能導(dǎo)致?lián)p壞,甚至?xí)l(fā)生著火、爆炸等事件,因而在動(dòng)力艙或電池艙加裝自動(dòng)滅火裝置、艙溫報(bào)警裝置,以提高安全系數(shù)。
2.3 設(shè)計(jì)應(yīng)急出口鋼化玻璃爆破裝置
鋼化玻璃爆破裝置是一種輔助工具,在發(fā)生汽車起火或交通事故等緊急情況,利用該工具能在瞬間將車內(nèi)的安全玻璃破碎,形成安全通道,使車內(nèi)人員得以實(shí)現(xiàn)迅速逃生。一般情況下,該輔助工具裝置在城市客車安全玻璃的一角或邊沿部。此裝置可以作為應(yīng)急出口安全玻璃破碎的第一裝置,可以將安全錘作為第二裝置。
2.4 主動(dòng)安全關(guān)鍵在電器設(shè)計(jì)
新能源城市客車的電源系統(tǒng)一般采用三級(jí)保護(hù),第一級(jí)是總保險(xiǎn)、第二級(jí)是主保險(xiǎn)、第三級(jí)是子保險(xiǎn),通過(guò)多級(jí)保險(xiǎn)裝置,提升了電器過(guò)載和短路的保護(hù)能力;同時(shí)在設(shè)計(jì)源頭工作中,引入了失效模式分析、冗余設(shè)計(jì)等理念,進(jìn)一步提高新能源客車的安全性和可靠性。
2.5 安裝乘客計(jì)數(shù)器,杜絕超載
建議增加乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng),前后門(mén)設(shè)計(jì)人數(shù)計(jì)量器,通過(guò)上下乘客數(shù)量加減獲得車廂內(nèi)乘客人數(shù),如果超載發(fā)出報(bào)警信號(hào),讓城市客車不再超載運(yùn)行,以避免在緊急情況下,最大限度地預(yù)防可能發(fā)生的悲劇。
2.6電池系統(tǒng)的主動(dòng)安全設(shè)計(jì)
考慮實(shí)際運(yùn)行的需要,動(dòng)力電池的容量較大,設(shè)計(jì)時(shí),動(dòng)力電池采用分箱處理,并要求每個(gè)分箱均能迅速的解鎖?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的純電動(dòng)客車的動(dòng)力電池包都是采用螺栓固定的方式,隱患較大。在此,建議采用動(dòng)力電池“一鍵脫離車體”的主動(dòng)安全設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)在動(dòng)力電池包出現(xiàn)冒煙,起火等危險(xiǎn)情況時(shí),可以快速的使危險(xiǎn)電池包脫離車體,切實(shí)保護(hù)乘客及車輛安全;同時(shí),該結(jié)構(gòu)亦便于維護(hù)及緊急更換。
總之新能源城市客車是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì),是我國(guó)解決能源危機(jī)及城市污染等問(wèn)題的有效途徑之一。發(fā)展新能源城市客車的企業(yè)發(fā)展時(shí)機(jī)刻不容緩也迫在眉睫,但我們應(yīng)該注意到,新能源城市客車發(fā)展過(guò)程中急功近利的行為將會(huì)帶來(lái)莫大的隱患,新能源客車企業(yè)有責(zé)任在發(fā)展過(guò)程中安全設(shè)計(jì)理念必須放在第一位。
參考文獻(xiàn):
[1]客車結(jié)構(gòu)安全要求:GB 13094-2017[S].
作者簡(jiǎn)介:林利平(1961-),男,福建龍巖人,專科,中級(jí)工程師,研究方向:客車及客車專用車。