空调客车外翻转型车窗的设计

2015-11-28唐剑波杨佳宙赵跃黄东云曾俊延

湖北汽车工业学院学报 2015年2期

唐剑波，杨佳宙，赵跃，黄东云，曾俊延

（湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北十堰442002）

城市公交车承担着繁重的客运工作，难免出现车辆在行驶中出现事故甚至火灾发生，而汽车火灾大多是电路故障引起，事故发生时司机无法正常开启车门，车窗就成了乘客逃生的便捷出口，快速打开车窗玻璃尤为重要。国内公交车都配有安全锤，遇到火灾或其他紧急情况时，用安全锤砸碎玻璃从车窗逃生，但是安全锤很容易丢失，有时乘客误判而砸车窗玻璃跳车，导致车主和乘客纠纷。另外，使用安全锤砸碎车窗玻璃费时费力，因此会延误最佳逃生时机，甚至造成对乘客的其他伤害。其他形式的逃生窗或安全门作用单一，往往因长期不用，当灾难来临乘客不知所措，或打开很费劲，可见现有的逃生装置都存在一定的缺陷。空调客车外翻转型车窗就是基于此而设计开发，其设计灵感来自流动餐车的外翻转遮雨板（图1）。

1 设计方案

1.1 工作原理

由于电磁继电器电路独立于汽车电路总线，在正常行驶以及停车时，电磁继电器电路处于断开状态，衔铁不受电磁铁吸引，故弹簧处于初始压缩状态，此时弹簧将衔铁压向车窗挡板，增大了车窗与锁销之间的摩擦力，使锁销与车窗锁槽紧密贴合在一起，防止有乘客不小心将锁止开关打开而导致意外事故的发生，如图2a所示。

在电磁继电器电路无法正常工作的情况下，乘客可以通过往内拉车窗框体上的把手，实现弹簧的二次压缩，使锁销与车窗锁槽分离以减小两者间的摩擦力，此时按下锁扣按钮，锁销即能顺利的与锁槽分离，从而实现车窗的开启。

在车辆发生事故时，司机按下电磁继电器电路开关，该电路接通，其电源由汽车自带的蓄电池供电。此时衔铁受到电磁铁的吸引，弹簧受到二次压缩，这时挡板与车窗不再紧密贴合，这时乘客只需将锁扣按钮按下，锁销收缩，解除对车窗框体的锁定，车窗框体可自由向外翻转，给乘客打开一个逃生通道，如图2b所示。

图2 车窗模型图

由于电磁继电器只在车辆发生事故时才会接通工作，所以在平时并不会消耗蓄电池的电能。另外，即使蓄电池的电流过小，导致压缩弹簧的力不够大，只会稍微增加开启防故障装置的力，并不会影响防故障装置正常开启。

1.2 电磁继电器原理结构

利用客车车窗上部充足的高度和车体夹层空间，使用可外翻转车窗框、电磁继电器（图3）和窗体锁止装置（图4）实现车窗框体的向外翻转。车窗由可翻转车窗框、锁止装置、电磁继电器及其电路三大部分组成。可翻转车窗框由玻璃窗体和周边密封装置材料组成，其下方可与车身形成转动轴。窗体逃生锁扣则起到对车窗框的锁定作用。窗体锁止装置由锁扣与车窗的锁槽以及电磁继电器电路的电磁铁部分组成。

图3 电磁继电器工作原理图

图4 锁止装置

本装置中的电磁继电器是在原有的电磁铁上套装了一个塑料弹簧，而采用塑料弹簧不仅是可以减少电磁铁对金属材料弹簧的影响，还可以减轻质量。弹簧的一端与电磁铁的底座相连，另一端与衔铁相连。在不通电的情况下，衔铁与车窗框体贴合在一起，车窗框体对塑料弹簧产生一个压力，此压力的反作用力即弹簧的弹力将车窗框体与车身紧密压合在一起，增大了锁止装置的锁销与车窗锁槽的摩擦力，因而车窗与车身不会轻易分离，防止乘客因不小心触碰锁止装置导致意外发生。发生紧急情况时，司机按下电磁继电器开关控制按钮，电磁继电器电路接通，电磁铁对衔铁产生吸引力，使衔铁向远离车窗框体的方向移动，塑料弹簧受到二次压缩，衔铁与车窗框体分离，锁销与锁槽之间的摩擦力消失，乘客只需轻轻按下锁扣的开关，锁销与锁槽即能轻易分离，乘客推开车窗钻出车外。