论文总字数：26913字

摘 要

目前，交通事故的发生率随着汽车保有量的逐年升高而正向提高，尤其对于载客量和载货量较高的大型客车而言，事故的发生常常伴随着汽车火灾的发生，进而引发严重的生命财产损失。现如今，大型客车已存在几种逃生方式，能够针对不同的突发状况辅助乘客进行逃生。但综合考虑逃生效率、实用性及安全性等重要因素，现有的逃生方案存在着诸多缺陷。本文综合现有大型客车逃生装置的优缺点，借鉴飞机逃生门的相关设计，创新性地提出一种新的大型客车逃生机构概念设计，以解决以下问题：

（1）目前国内外各类新型逃生机构存在的的实用性、安全性、经济性问题；

（2）实现安全、有效、快速的乘员逃生；

（3）设计逃生机构与目前应用广泛的大型客车的兼容性问题；

本文主要进行了大型客车创新逃生机构的可行性分析，提出了该逃生机构的主要零部件的概念设计和逃生门控制方案设计并对该逃生机构的安全性进行了研究分析，针对部分设计存在的问题提出了优化方案。在理想模型下，使该设计能够满足大型客车逃生的要求。

关键词：大型客车 汽车火灾 乘客逃生 逃生机构 概念设计

Innovation design of virtual concept of escape mechanism of large bus

Abstract

At present, the incidence of traffic accident with the car ownership is increasing and is improving, especially for carrying large passenger and cargo capacity is higher, the occurrence of fire accidents often accompanied by cars, causing serious losses of lives and property of nowadays, large passenger cars have been around escape ways, can according to different emergency auxiliary passengers to escape but considering the practicality and safety evacuation efficiency and other important factors, there are many defects existing escape plan . In this paper, based on the advantages and disadvantages of the existing escape devices for large buses and the relevant design of aircraft escape doors, a new conceptual design of escape mechanism for large buses is proposed to solve the following problems in an innovative way :

1. All kinds of new-type escape organizations exist at home and abroad used in large buses existing problem in regard to practical, security, economic ;
2. To realize safe, effective and fast crew escape;
3. The compatibility between the design of the escape mechanism and the large bus which is widely used at present .

This composition mainly carried out the feasibility analysis of the innovative escape mechanism of the large buses , put forward the conceptual design of the main parts of the escape mechanism and the escape door control scheme design, researched and analyzed the safety of the escape mechanism, and put forward the optimization scheme for the problems existing in part of the design. Under the ideal model, the design can meet the requirement of escape of large bus.

Key words: Large bus; Car fire; Passenger escape; Escape mechanism; conceptional design

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1大型客车火灾分析 1

1.1.1 基于客车整体的火灾原因分析 1

1.1.2 基于客车构造的火灾原因分析 2

1.1.3 客车火灾特点分析 2

1.2 车辆逃生技术及研究国内外现状 2

1.2.1 现有客车逃生机构应用 2

1.2.2国内外新型客车逃生机构的研究 2

1.2.3 车辆逃生机构的意义及设计要求 3

第二章 车辆逃生机构概述 4

2.1 当前车辆逃生机构特征分析 4

2.2 车辆逃生方式的创新概念设计 5

2.2.1 车辆逃生方式的创新设想 5

2.2.2 车辆创新逃生方式的特点及可行性 6

第三章 车辆创新逃生机构的设计 7

3.1 车辆创新逃生门设计 7

3.1.1 车门设计方案一 8

3.1.2 车门设计方案二 9

3.1.3 车门方案设计总结 10

3.2 车辆创新逃生门打开方式及工作原理 10

3.2.1 车辆创新逃生门打开控制方式 10

3.2.2 车辆创新逃生门工作原理 11

3.3 车辆创新逃生门机构组成 11

3.4车辆创新逃生门机构主要零部件结构形式设计 12

3.4.1 车辆创新逃生门铰链设计 12

3.4.2 车辆创新逃生门传感器设计 13

3.4.3 车辆创新逃生门ECU设计 17

3.4.4 车辆创新逃生门执行器设计 18

3.5 车辆创新逃生气垫 19

3.5.1 车辆创新逃生气垫主要零部件 19

3.5.2 车辆创新逃生气垫工作过程 21

第四章 车辆创新逃生门的控制原理 23

4.1 车辆创新逃生门司机控制 23

4.2 车辆创新逃生门自动控制 24

4.3 车辆创新逃生门乘客控制 25

第五章 车辆创新逃生门优化设计 27

5.1 车辆创新逃生门机构组成优化设计 27

5.2 车辆创新逃生门气垫优化设计 28

5.3 车辆创新逃生门控制系统优化设计 28

5.3.1 车辆创新逃生门ECU数据模糊处理 28

5.3.2 车辆创新逃生门控制系统复位处理 29

5.3.3 车辆创新逃生门控制系统修复处理 29

第六章 车辆创新逃生门安全性分析 31

6.1 基于车辆创新逃生门机构的安全性分析 31

6.2 基于车辆创新逃生门气囊滑梯的安全性分析 33

6.3 基于车辆创新逃生门电子控制系统的安全性分析 34

6.4 车辆创新逃生门经济性分析 34

6.5 车辆创新逃生门工作过程 35

第七章 总结与展望 39

参考文献 40

致谢 42

第一章 引言

随着汽车保有量的大幅提高，交通事故率连年攀升，特别是大型客车交通事故发生时常伴随火灾。相比于短途汽车，由于在高速路上行驶时汽车一旦发生火情，火焰在风驰中会很快侵吞整个车厢，使得长途大型公共巴士火灾事故损失更为严重^[1]。从大量的汽车火灾事故来看,汽车在行驶当中发生火灾的几率高于停放状态^[2]。因此，对于大型客车而言，发生火灾时人员逃生困难较大，往往会造成巨大的人员伤亡和财产损失。为此从汽车设计、制造等技术层面研究大型客车交通事故发生时如何快速逃生，安排科学合理的逃生手段和使用安全有效的逃生辅助机构成为必要。

1.1大型客车火灾分析

汽车发生火灾的原因是多样的，火灾的发生也往往是突变的，很难提前预测根据统计调查分析，对于研究火灾发生时乘员逃生问题来说，结合具体实例，从多个方面具体研究大型客车火灾发生原因，发生特点意义重大。对于火灾的分析，国内学者对事故的研究主要是从汽车火灾事故的原因展开调查，其研究重点放在如何找到起火部位或起火点，并通过事故调查来总结并预防汽车火灾事故发生的方法^[3][4]；而国外学者主要是针对汽车火灾安全的行标准或法规进行研究^[5][6]。本文将从车辆行驶整体和其具体构造角度对客车火灾原因进行分析，并总结火灾发生的特点，指导对客车逃生机构的设计^[7]。

1.1.1 基于客车整体的火灾原因分析

基于客车整体分析，大型客车事故原因主要可分为载客车厢内部引发火灾(油路泄露、电路短路、过载等原因诱发火灾等)、车厢外部火源及发动机舱引发火灾(人为纵火和遗留明火源等)、客车机械故障及撞车翻车事故引发火灾(其他火灾延伸到事故车上的事故源)^[8]。

由具体实例来看，由人为蓄意纵火原因导致的火灾产生的危害最为严重，例如2008年上海“5·5”公交车爆燃事故和2014年的“8·20”山东烟台公交纵火案，这些案例中，人为纵火的起火点一般在汽车内部，且由于使用了汽油、乙醇等液体燃料，火焰会随着可燃流体的流动在车内地板的流动迅速扩散，使车内其余可燃物迅速被点燃，引起车内乘客的极大恐慌，大大降低了乘客逃生的效率^[9]。

1.1.2 基于客车构造的火灾原因分析

在客车行驶过程中，其各系统、部件在工作过程中，会产生故障或发生过载，产生明火并成为火源，最终导致火灾的发生。如汽车动力系统故障：窜油漏油，油管破裂，冷却系统失效导致发动机过热，润滑系统失效导致部件间摩擦严重；制动系统过载：车轮摩擦过剧自燃，制动油缸过热等；汽车电子系统：线路短路过载，用电器功率过大，电路破损等。在客车制造过程中，出于对成本等原因的考虑，车内饰品大都由易燃制品制成，成为火灾快速传播的捷径。

1.1.3 客车火灾特点分析

以上客车火灾原因分析，导致客车发生火灾的原因是多样的，且各类型的客车火灾中，火灾着火点位置，火焰传播速度以及危害程度也不尽相同。由以上分析可以总结出，大型客车的火灾具有如下特点：(1) 火灾发生原因多样，火灾初期难以察觉；(2) 火焰传播迅速，逃生时间短；(3) 火势较大，一般情况乘客逃生优于扑灭；(4) 车内可燃织物和皮革易扩大火势，燃烧产生大量有害气体和浓烟；(5) 车内火情复杂，通风口虽有利于排除浓烟等有害物但会加剧火焰燃烧^[10]；(6) 人员密集，火灾损失大等。

1.2 车辆逃生技术及研究国内外现状

1.2.1 现有客车逃生机构应用

目前，事故发生时，大型客车提供给乘客逃离的主要方法有：在火灾未彻底扩散时，司机自主打开或乘客通过应急阀打开客车现有的一个或两个进出门进行逃生；利用逃生锤敲碎车窗并从车窗处跃下客车；从客车顶部天窗逃离。在过去的一段时间，这三种方法得到了广泛的运用^[11][12]，但经过多年来的使用，使这些方法的弊端逐渐显现出来。

1.2.2国内外新型客车逃生机构的研究

目前，对于客车逃生机构设计的研究较多，这些设计主要从客车车门、窗户、天窗以及车身结构出发，进行创新型改动，使其在客车遭遇事故时，能有效提高乘客逃生效率和生存几率。

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