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货车后部防护装置的结构计算设计

摘要

目前，我国汽车安全研究侧重于主动安全性方面，被动安全方面的试验测试

和研究较少，且汽车被动安全性研究的重在于小车保险杠的改进与优化，鲜有

涉及载货汽车后下部安全装置的碰撞试验研究。在全国道路交通事故中高速公路

交通事故占很大的比重，追尾碰撞是高速公路交通事故中最具有代表性的事故形

式。在涉及大型货车的交通事故中，小轿车追尾大货车造成的恶性程度很大，极

易造成车毁人亡。小轿车追尾大货车事故约占追尾交通事故的46%,其致死比

例是轿车与其他车型碰撞致死比例的四倍。因此，设计安全、可靠的货车后部防

护装置非常有必要。

货车后部防护装置由防护架、液压缸和连接装置组成。当小车冲撞货车后部

时，货车后部防护横梁阻止小车钻入，防护横梁支撑臂后部连接的液压缸对其碰

撞起到缓冲作用。发生碰撞时，液压缸中的活塞受到外部碰撞力发生移动，由于

液压油的存在，对外部碰撞力有一个反作用力，起到一定的缓冲作用。同时，由

于液压油流速较大，压力较高，启动减压阀，减压阀的阀芯移动，致使压力降至

设定压力，对流速进行控制，起到相应的缓冲作用。

本论文主要进行货车后部安全防护装置的设计。首先，确定了货车后部防护

装置的整体方案；其次，进行了货车后部安全防护装置中防护架的设计及相应校

核；随后，进行了货车后部安全防护装置中液压系统的设计及相应校核。

关键词：货车；防护装置；液压

1绪论1

1.1研究背景及意义1

1.2国内夕卜研究现＞1犬2

1.3论文主要内容3

2货车后部防护装置的整体方案4

2.1防护装置的设计要求4

2.2防护装置的总体结构5

2.3防护架的选择5

2.4初始参数6

3防护架的设计8

3.1防护架的组成8

3.2防护架的计算8

3.2.1碰撞力的计算8

3.2.2相关结构的设计9

4液压装置的设计13

4.1工作原理13

4.2液压缸的设计14

4.3活塞和活塞杆的设计15

4.4端盖的设计17

4.5缓冲装置和排气装置的设计18

4.6减压阀的设计21

4.7防护架连接装置21

4.7.1连接装置装配形式22

4.7.2连接装置强度设计22

结论23

参考文献24

1绪论

1.1研究背景及意义

随着国民经济的发展，汽车在我们日常生活中发挥的作用越来越大，汽车的

数量越来越多。尽管汽车的出现给人们出行带来极大便利，但随着汽车数量的剧

增，带来了极大的出行安全性问题。2008年，全国累计发生道路交通事故约25

万起。在2009年的上半年，全国总共发生了道路交通事故107193起，造成了

29866人死亡、128336人受伤错误!未找到引用源。。汽车的安全性问题直接关系到个人的

生命，必须得到高度重视。

追尾碰撞是高速公路交通事故中最具有代表性的事故形式。在涉及大型货车

的交通事故中，小轿车追尾大货车事故（如图1所示）约占追尾交通事故的46%,

其致死比例是轿车与其他车型碰撞致死比例的四倍⑴，造成的恶性程度很大，极

易造成车毁人亡。为了防止并减轻载货汽车被追尾事故带来的严重伤害，大型载

货汽车的被动安全性必须引起重视。

图1小轿车追尾大货车事故现场

目前，我国大型载货汽车后防护栏的被动安全性水平低下，在离地高度、刚

度、强度等方面存在一定的缺陷⑵。只有设计出合适的后防护装置，才能切实提

高载货汽车被动安全性，有效保护驾驶人员和乘车人员的安全。因此，设计科学

合理的货车后防护装置是十分必要的。

1

1.2国内外研究现状

(1)发展历程

20世纪80年代末，国内首个实车碰撞试验台在清华大学搭建成功并投入试

验研究⑶。西华大学在2014年进行了货车后部装置的优化设计，达到防止安装

了不合格后下部防护装置的车辆进入社会的目的，对开展后下部防护装置的设计

工作具有积极推动意义囹。重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心在

2016年设计了一款新的货车后部防护装置，设计了一款兼顾车辆通过性能，在

遇到障碍物时可向后翻转的新型RWD并通过静态加载、壁障碰撞、车辆追尾等

碰撞仿真分析，验证RUPD的缓冲吸能性和阻挡性能。新装置对于提高货车通

过性