手自一体破窗器的研制

王 爱，肖军帅，张 伟，韦秀快，刘吉祥

(湖南神斧集团湘南爆破器材有限责任公司， 湖南 永州市 425000)

0 引 言

破窗器是公共客运车辆消防安全防护系统中的一个部分，当运行车辆处于紧急情况下，能通过车载电源激发可靠破碎汽车玻璃或手动破碎汽车玻璃。它是一种安装于汽车钢化玻璃边沿的安全救生装置[1]。当汽车处于紧急情况下，乘务人员可以通过启动破窗器或乘客手动使与之对应的钢化玻璃瞬间破碎，开启逃生之窗。其自动破窗器的工作原理是为高能火药在外界能量激发瞬间产生大量的气体，带动冲击块高速撞击钢化玻璃，达到破碎玻璃的效果。锤头完成撞击后会被安全护档拦截，不会飞射出去。手动时可通过人为拍打手柄冲击块撞碎钢化玻璃实现破窗。

1 手自一体破窗器的设计

1.1 结构尺寸

项目组针对本体结构与冲击块、封闭螺母匹配，封闭螺母密封材料选择，产气药量的确定等，进行了大量的试验研究。同时结合手动破玻装置功能，通过对主体结构、自动冲击块、手动冲击块、封闭螺母、防护壳等合理的组装来实现，手自一体破窗器的结构见图1。

图1 手自一体破窗器结构

1.2 本体结构的确定

项目组根据手自一体破窗器的功能要求，设计了破窗器本体结构进行试验论证（见表1）。

表1 本体结构比较

通过试验，项目组确定了方形合金铝本体结构，同时创新双孔破窗性能，做到了自动破窗部分与手动破窗部分互不影响，相对独立。

1.3 冲击块的确定

冲击块能否击破玻璃主要取决于其硬度和形状。经过多次试验（见表2），项目组选定了硬度为90HRA钨钢合金60度尖锥冲击块，实现了经济实用，并能达到手动破玻反复使用的要求。

表2 冲击块试验比较

1.4 密封圈的确定

项目组为了解决产品防潮问题进行了大量试验。试验结果见表3。

表3 密封圈试验

1.5 药剂种类与药量的确定

项目组根据药剂种类和药量，对自动部分的破碎能力和启动时噪音大小进行了大量的试验。其试验结果见表4。

表4 微量控制爆破试验

通过多次试验，项目组确定了产气剂B为破窗器自动部分装药类别，通过控制药量为100 mg，实现破12 mm厚的钢化玻璃。即通过微量控制爆破基本达到了无烟无声响的理想效果。

1.6 防护壳的确定

项目组主要根据本体结构与内部电子器件的配合、干涉等问题，先做防护壳外观设计效果图，看配合和干涉情况。通过讨论分析确定结构之后，与模具厂和模具师傅探讨开模具。

2 产品整体组装及破玻效果

手自一体破窗器产品整体组装见图 2，试验前使用螺丝将破窗器固定在汽车车窗的一角处。使用电子控制系统进行启动。

图2 手自一体破窗器

手自一体破窗器破玻效果见图3。

图3 破玻效果照片

3 结 论

该破窗器集手动与自动及警示信息于一体，且相互独立。有效解决了车辆发生事故时乘客难以疏散的问题。遵从“本质安全”，“以人为本”的安全理念，有效解决逃生等问题，司机、乘客以及控制中心三套控制系统联动，可有效保障生命财产安全。