车前紧急可溶性减撞粘膜及应用

技术领域

本发明涉及汽车减撞技术领域，具体为车前紧急可溶性减撞粘膜及应用。

背景技术

汽车的发展是一个漫长的过程，经过100多年来的不断改进、创新，凝聚了人类的智慧和匠心，并且成为广泛用于社会经济生活多个领域的交通运输工具。

当下，中国每年道路交通事故死亡人数不计其数。从客观角度出发，抛开驾驶人员主观原因，汽车状态是影响交通事故发生概率的重要影响因素之一。近年来，我国汽车行业发展迅速，各式各样的选择摆在大众面前。其中，安全性能是一项重要考虑指标。

以安全气囊系统举例说明，它是一种被动安全性(见汽车安全性能)的保护系统，它与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供有效的防撞保护。在汽车相撞时，汽车安全气囊可使头部受伤率减少25％，面部受伤率减少80％左右。这是对汽车内部人员的一项重要保护，再以安全带进行论证说明，汽车安全带的作用就在于意外事故的发生时，预紧装置就会在撞击的瞬间绷紧，同时也会将松弛的安全带牢牢地贴付在驾驶员身上，预防给驾驶员带来意外的发生。这也是基于车内，对汽车内部人员进行保护的一项措施。

通过上述可知现有技术中大多以此为切入点，大多数预防交通事故均为从汽车内部出发考虑，以保护车内人员为目的进行科学研究，事实上，不仅应该从车内考虑人身安全，也可反向增加车外人身安全考虑。

因此本发明需要设计车前紧急可溶性减撞粘膜及应用来解决上述出现的问题。

发明内容：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供车前紧急可溶性减撞粘膜及应用，解决了背景技术中提到大多数预防交通事故未从汽车内部出发考虑，未以保护车内人员为目的进行科学研究，未反向增加车外人身安全考虑的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

车前紧急可溶性减撞粘膜，包括粘膜内部溶液，所述粘膜内部溶液包括以下成分：

有机胶黏剂构成的溶液组分，主要以聚氨酯胶、环氧树脂为主，具有高粘性，并且可以与KMnO4等强氧化性物质发生反应进行溶解；

特高分子聚合物构成的溶液组分，主要以聚丙烯酸、聚丙烯酰胺为主，并且在与KMnO4等强氧化性物质发生反应时能够发生溶解；

所述粘膜内部溶液各组份的用量(重量份)如下:

作为优选，粘膜内部溶液，粘膜内部溶液填充于粘膜外套内部且随粘膜外套形状变化而变化；所述减撞粘膜还包括：

粘膜外套，粘膜外套安装于车头以及车头两侧前端处。

作为优选，所述粘膜内部溶液为半透明色，与车头相贴后，与车头颜色保持一致。

作为优选，所述粘膜外套的厚度为100-400mm。

作为优选，所述聚氨酯胶和环氧树脂配比比例为1:2，所述聚丙烯酸和聚丙烯酰胺的配比比例为1:5。

作为优选，所述粘膜外套的形状为圆弧形、长方形、正方形、三角形、不规则形其中的一种或多种组合。

作为优选，所述有机胶黏剂构成的溶液组分和特高分子聚合物构成的溶液组分的配比比例为1:10。

如所述的车前紧急可溶性减撞粘膜的应用，将上述可溶性减撞粘膜应用于汽车车头防撞结构技术中。

本发明的有益效果是：本发明通过设置减撞粘膜，在进行使用时通过粘膜外套安装于车头以及车头两侧前端处，通过将粘膜内部溶液填充于粘膜外套内部且随粘膜外套形状变化而变化，实现了与车形变量无关，减撞粘膜具有较强折叠度，保证了一次性，即一次性车前紧急可溶减撞粘膜为一次性使用；保证了强制粘膜，粘膜内部为有机胶黏剂构成的溶液组分和特高分子聚合物构成的溶液组分，具有高强黏性，当粘膜外套被破坏后，液体流出，对所接触物体具有强制粘性；保证了特殊可溶性，由于粘膜内部液体具有高强黏性，需要特殊溶液溶解，与KMnO4等强氧化性物质发生化学反应后从而达到溶解目的，减撞粘膜为车头以及两侧的半透明车膜，基本不影响原车身美观。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是本发明车前紧急可溶性减撞粘膜及应用的减撞粘膜折叠示意图；

图2是本发明车前紧急可溶性减撞粘膜及应用的减撞粘膜贴合部位结构图；

图3是本发明车前紧急可溶性减撞粘膜及应用不同时间下作用力的示意图。

具体实施方式：

如图1、图2和图3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：

车前紧急可溶性减撞粘膜，包括：所述粘膜内部溶液包括以下成分：

有机胶黏剂构成的溶液组分，主要以聚氨酯胶、环氧树脂为主，具有高粘性，并且可以与KMnO4等强氧化性物质发生反应进行溶解；所述聚氨酯胶和环氧树脂配比比例为1:2；

特高分子聚合物构成的溶液组分，主要以聚丙烯酸、聚丙烯酰胺为主，并且在与KMnO4等强氧化性物质发生反应时能够发生溶解，所述聚丙烯酸和聚丙烯酰胺的配比比例为1:5；

所述有机胶黏剂构成的溶液组分和特高分子聚合物构成的溶液组分的配比比例为1:10。

所述粘膜内部溶液各组份的用量(重量份)如下:

可以理解的是，本发明通过设置有有机胶黏剂构成的溶液组分和特高分子聚合物构成的溶液组分，保证了特殊可溶性，由于粘膜内部液体具有高强黏性，需要特殊溶液溶解，与KMnO4等强氧化性物质发生化学反应后从而达到溶解目的。

如图1、图2和图3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：

车前紧急可溶性减撞粘膜，包括：

粘膜外套，粘膜外套安装于车头以及车头两侧前端处；所述粘膜外套的形状为圆弧形、长方形、正方形、三角形、不规则形其中的一种或多种组合；所述粘膜外套的厚度为100-400mm；

粘膜内部溶液，粘膜内部溶液填充于粘膜外套内部且随粘膜外套形状变化而变化，其折叠度表现为，粘膜外套与车头紧密贴合，与车头形变无关，可随车头任意改变贴合形状，所述粘膜内部溶液为半透明色，与车头相贴后，与车头颜色保持一致，不影响原本车型美观。

可以理解的是，本发明通过设置减撞粘膜，在进行使用时通过粘膜外套安装于车头以及车头两侧前端处，通过将粘膜内部溶液填充于粘膜外套内部且随粘膜外套形状变化而变化，实现了与车形变量无关，减撞粘膜具有较强折叠度，保证了一次性，即一次性车前紧急可溶减撞粘膜为一次性使用；保证了强制粘膜，粘膜内部为有机胶黏剂构成的溶液组分和特高分子聚合物构成的溶液组分，具有高强黏性，当粘膜外套被破坏后，液体流出，对所接触物体具有强制粘性；保证了特殊可溶性，由于粘膜内部液体具有高强黏性，需要特殊溶液溶解，与KMnO4等强氧化性物质发生化学反应后从而达到溶解目的，减撞粘膜为车头以及两侧的半透明车膜，基本不影响原车身美观。

如所述的车前紧急可溶性减撞粘膜的应用，将上述可溶性减撞粘膜应用于汽车车头防撞结构技术中。

实施例1可行性证明：

当车辆与行人发生碰撞的时候，绝大多数的情况是车头与行人发生碰撞，行人的下肢和头部是最频繁受到伤害的部位，在交通事故中伤害分为两类：原发性损伤或第一次损伤，是车辆第一次碰撞或碾压人体造成的损伤，如直撞伤(最常见类型，如保险杠损伤、承重腿损伤、机动车车头碰撞伤)，过度伸展造成的伸展创，碾压伤(如刹车碾压和不刹车碾压伤)；继发性损伤或第二次损伤，是人体被撞击后身体与地面或其他物体相碰撞、擦划形成，如摔跌伤、拖擦伤。

一次性车前紧急可溶减撞粘膜主要针对继发性损伤或第二次损伤，即二次伤害进行可行性分析，一般汽车碰撞过程作用时间为0.2秒左右，车辆从具有一定速度的状态减速到静止状态所产生的能量是非常大的，这些能量中的大部分被汽车的结构所吸收、车辆制动与地面摩擦生热、使被撞物体产生形变等。未受过专业训练的人反应时间通常在0.2～0.3秒，且结合人和车子的响应时间，正常情况下反应时间耗去0.5～0.6秒，实际上，人遇到突然的、惊吓情况下，大部分人的动作时间需要1秒，甚至更多。

在不考虑空气阻力，车与地面摩擦等理想状态下，试用动量定理进行计算分析，冲量是力对时间的积累效应。力对物体的冲量，使物体的动量发生变化，而且冲量等于物体动量的变化量。在人车碰撞过程中，相碰作用的时间极短，但力却很大，而且力在这短暂的时间内变化十分剧烈，因此很难对撞压力和人的加速度做准确的测量；只需考虑撞压力在作用时间内的积累作用和它产生的效果。如图3所示；

I＝Ft＝mΔv式(1)

mΔv＝m1v1-m2m2式(2)

F＝PS式(3)

分析一：当人车相撞时，近似把人看成固态带入公式条件进行分析，在公式(1)可知的是如何减少人体伤害需要从减少受力进行分析，在冲量为一定时，通过一次性车前紧急减撞粘膜增加力作用时间，因为粘膜内部为液体，液体与固态受力不同，液体受力不均匀会受力的大小而增加力作用时间，从而达到减少人体受伤的目的。

分析二：肇事的车型不同，给行人造成的损伤不同。小轿车或吉普车等车头较突的车型撞击人体时常发生典型的四联损伤即撞击伤—抛举伤—再撞击伤—再抛举伤，从而造成人体多发性严重性损伤，如心脏破裂和大血管断离。小汽车和大卡车撞击行人的部位不同，结果则各异，如果肇事车是旅行车、面包车、公共汽车、大客车或大卡车，被撞行人可向前方凌空抛出，然后坠地；或被车头碰撞向前移动一段距离后才倒地；也可被车拖住在地面拖擦。

一次性车前紧急可溶减撞粘膜内部为具有高强黏性液体，当撞压力达到粘膜最小限定值，粘膜破坏，液体流出，与接触人体进行粘合，从而避免人体被拖行、撞飞，以及卷入车底的情况，降低人体伤害。结合公式(2)和(3)来看，当人体与车头黏液相互作用时，在汽车未停止即司机反应时间的内，人车相对于地面未停止运动，也就是指末速度不为零，而初动量不变，即动量整体减少，反过来对于冲量来说，也是减少，作用时间增长，人体所受撞压力减少，从而人体伤害降低。

分析三：将人体看似为固态进行代入公式(3)进行分析，通过一次性车前紧急可溶粘膜降低撞压力后，已知人体与汽车相撞面积不可改变，即人体所受压强效果减少，可得人体所受伤害降低。

综上所述，一次性车前紧急可溶粘膜具有降低人体伤害的作用，对汽车安全性能有效提升，具有实际可行性研究意义。

实施例2实用性证明：

特殊黏液由膜包裹，当粘膜所受力最大到达临界值，粘膜被破坏。以手机钢化膜为例进行类比说明：钢化膜是一种保护手机屏幕的材质，能有效地避免因为外力导致屏幕直接损坏，达到减轻内屏损坏的几率。材质应该是两层粘膜夹附着中间的玻璃，从而起到保护屏幕的作用。

将一次性车前紧急可溶减撞粘膜单独处于三维空间来看，可近似看成一个厚度极小的特殊材料所制液体气球。气球膜看成粘膜，里面空气看成特殊液体。以液体气球进行简要概述，此处考虑的是以粘膜厚度处处均等，可近似得到以下分析过程。已知液体气球表面张力处处相等，可将问题等价于一个流体力学的问题——静态流体界面形状求解。其Young-Laplace方程公式如下：

其中，ΔP表示液面内外压力差，在液体气球里，压力差由静力学压强提供。r表示表面张力系数，R1,R2表示界面主曲率半径。

综上所述：想在实验中获得精准在粘膜受力参数具有一定难度，因此，针对一次性车前紧急可溶减撞粘膜只需确定人车相撞最小范围，即粘膜最大限力。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

另外，还需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案所记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。