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保險(xiǎn)杠作用

表面上被設(shè)計(jì)于避免車輛外部損壞對車輛安全系統(tǒng)造成的影響，他們具有在高速撞擊時(shí)減少駕乘人員傷害的能力，現(xiàn)在越來越多的被設(shè)計(jì)用于行人保護(hù)。保險(xiǎn)杠分為前保險(xiǎn)杠和后保險(xiǎn)杠，其作用是當(dāng)汽車受到前、后方向意外的輕度低速沖撞時(shí)，緩和沖擊力，吸收沖撞的能量，降低汽車的損害，保證乘員的安全。

但是保險(xiǎn)杠的作用是有限的，在受到高速沖撞時(shí)，它只能吸收很小的一部分能量，并不能靠它來保險(xiǎn)。只能在車輛發(fā)生碰撞事故時(shí)能起到緩沖作用，保護(hù)前后車體。前后保險(xiǎn)杠的材料主要有金屬材料、塑料、玻璃鋼等，有的保險(xiǎn)杠，內(nèi)部裝有液壓油缸，可以吸收更多的沖擊能量。現(xiàn)代汽車保險(xiǎn)杠一般采用硬質(zhì)聚胺脂塑料注塑成型。

不少保險(xiǎn)杠的外表面有顆粒狀皮紋，看起來有皮質(zhì)感。還有的保險(xiǎn)杠上面裝有轉(zhuǎn)向信號燈和霧燈。

保險(xiǎn)杠輕量化設(shè)計(jì)

（一）輕量化設(shè)計(jì)有兩大途徑

1.改變汽車零件的結(jié)構(gòu)來達(dá)到的輕量化設(shè)計(jì)的目的。通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使部件薄壁化、中空化、小型化及復(fù)合化，繼而輕量化。

2.使用輕量化材料，通過采用輕量化的金屬和非金屬材料，主要是采用高強(qiáng)度鋼材、鋁鎂合金、工程塑料和各種復(fù)合材料進(jìn)行汽車輕量化設(shè)計(jì)。

（二）輕量化材料

1.鋁

鋁的密度僅為鋼鐵的1/3，是以輕量化為設(shè)計(jì)目標(biāo)的汽車保險(xiǎn)杠頻繁采用的材料。奧迪100C3轎車的前保險(xiǎn)杠是由塑料制成的外板和由鋁合金制成的橫梁等組成，橫梁的材料為A1MgSMnW27，板厚為2.0mm。用鋁合金做前保險(xiǎn)杠橫梁的主要目的是減輕質(zhì)量，其次是利用其吸收碰撞能量的特點(diǎn)。

2.泡沫鋁

泡沫金屬鋁材料制造的汽車保險(xiǎn)杠，有很大程度地將兩車的碰撞能量吸收掉，使汽車的安全性得到很大改善。從性能上說，泡沫鋁填充圓管在軸向沖擊時(shí)具有非常優(yōu)異的抗沖擊能量吸收作用，因此它在機(jī)械緩沖裝置中具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

對比傳統(tǒng)的薄壁空心金屬保險(xiǎn)杠，在吸能相同，圓管壁厚、圓管內(nèi)半徑和圓管長度均相同的情況下，泡沫鋁填充圓管汽車保險(xiǎn)杠只需泡沫鋁填充圓管11根，而空心金屬圓管保險(xiǎn)杠需空心金屬圓管20根，一根泡沫鋁填充圓管吸收的能量與一根空心金屬圓管吸收的能量相比提高了82%，因此泡沫鋁填充圓管汽車保險(xiǎn)杠的質(zhì)量比空心金屬圓管保險(xiǎn)杠的減少了55%。汽車專用料、功能母料技術(shù)研討及新產(chǎn)品推廣。

3.鎳鈦合金

鎳鈦合金是一種新型材料，有著其它材料所不具備的特殊性能，如形狀記憶特性和偽彈性等，目前應(yīng)用于某些汽車保險(xiǎn)杠的內(nèi)板和外板。鈦是一種典型的輕金屬，而鎳鈦合金的總體密度也比傳統(tǒng)鋼鐵要低許多，從而擁有較高的比強(qiáng)度和比剛度。由于形狀記憶特性而產(chǎn)生的巨大回復(fù)力也進(jìn)一步提高了材料的總體性能。

4.聚丙烯(PP)

聚丙烯(PP)塑料具有輕質(zhì)、原料來源豐富、性能價(jià)格比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、易于成型、易于回收等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于汽車保險(xiǎn)杠中。但是PP也存在著抗沖擊性能低、耐老化性和尺寸穩(wěn)定性較差的缺陷，難以滿足汽車制件彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均衡的要求。

因此在汽車制件中使用的PP材料多為改性PP，即PP合金材料[5]。通常用來改性聚丙烯的橡膠類聚合物有順丁橡膠(BR)、乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、SBS、POE等。BR、EPR、EPDM等于PP共混改性，可以大大提高其沖擊強(qiáng)度，特別是EPDM與PP結(jié)構(gòu)相似，溶解度參數(shù)相近，相容性好，因而用EPDM增韌改性PP最為廣泛，共混物的沖擊性能提高幅度也十分顯著。

用PP/EPDM制成的汽車保險(xiǎn)杠具有剛性高、沖擊性能好、耐損傷性、光澤和彈性較好及易涂裝等性能，在汽車高速行駛時(shí)受到?jīng)_撞不易破碎，且裝飾美觀。

5.PC/PBT合金

PC/PBT合金制成的材料不僅力學(xué)性能好，而且沖擊強(qiáng)度比改性PP彈性體高出許多，并易于焊接和涂裝。如美國GE公司的PBT/PC合金，其中的XenoyXT尤適用于汽車保險(xiǎn)杠。DaimlerChrysler公司的Town、Country和Caravan車的后保險(xiǎn)杠就使用了該種塑料合金。目前世界上幾家生產(chǎn)工程塑料的大公司。

6.熱塑性彈性體TPE(ThermoPlasticElastomer)

目前世界保險(xiǎn)杠市場采用TPE的已經(jīng)占有了53%的份額。由于改性PP或PC/PBT合金不利于回收利用，所以國外有汽車公司采用單一的熱塑性彈性體(TPE)來制造汽車保險(xiǎn)杠的面板，而用玻纖增強(qiáng)PP來制造骨架材料，因都是同一族的材料，有利于回收再循環(huán)使用。

TPE可以用熱塑性塑料加工設(shè)備加工，但其性能卻表現(xiàn)出橡膠一樣的彈性，所以也有人稱它為第3代橡膠材料。

TPE材料密度小，容易回收利用，性能介于塑料和橡膠之間。目前汽車上常見的主要有如下4類:熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)、熱塑性聚苯乙烯彈性體(TPS)、聚酯彈性體(TPEE)和聚氨酯彈性體(TPU)，它們之間又有些許差異，適用于不同場合。

帶安全氣囊的保險(xiǎn)杠

目前國外在研制一種帶安全氣囊的汽車保險(xiǎn)杠，為了把這種事故減少到最低限度，保險(xiǎn)杠不僅起裝飾美化汽車的作用，更重要的是起安全保護(hù)作用。它是在汽車與發(fā)生正面碰撞的緊急狀態(tài)下使行人免受傷害或減輕傷害的被動(dòng)安全裝置。

該裝置由傳感器、充氣泵和氣囊等部件組成，并集中裝入保險(xiǎn)杠內(nèi)，在行人觸及保險(xiǎn)杠的瞬間，保險(xiǎn)杠內(nèi)藏推板迅速落下，阻止行人被撞倒在車底下，同時(shí)，裝在保險(xiǎn)杠上的傳感器被觸發(fā)。點(diǎn)火回路導(dǎo)通，閃動(dòng)火花，引燃充氣泵內(nèi)氣體器的固體燃料，燃料燃燒釋放出大量的氮?dú)?，并達(dá)到約1000度的高溫，氣體通過冷卻器層降溫后，進(jìn)入過濾器，經(jīng)過濾后的清潔氣體迅速充入內(nèi)藏的鍥狀氣囊，使其向前張開，托起被碰撞的行人。

與此同時(shí)，保險(xiǎn)杠兩側(cè)的翼狀氣囊充氣后向兩側(cè)舉升，防止行人滾落到公路上，并控制汽車實(shí)施應(yīng)急制動(dòng)。人在撞車事故中不可能本能地保護(hù)自己，靠這種新型的被動(dòng)安全裝置可減輕傷害。由于汽車工業(yè)飛速發(fā)展，汽車數(shù)量與日俱增，發(fā)生事故在所難免。