用于汽車安全系統(tǒng)的形狀記憶合金

Viorel Gheorghita et al. Proceedings of the FISITA 2012 World Automotive Congress. Springer Berlin Heidelberg,2013:909-917.

編譯：劉曉瑩

各種各樣的執(zhí)行器應(yīng)用于現(xiàn)代汽車的安全系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)形式有機(jī)械式、電動(dòng)機(jī)械式和電磁式，均采用電能或者機(jī)械能作為驅(qū)動(dòng)能量來(lái)源。提出一種新的采用形狀記憶合金的執(zhí)行器，并應(yīng)用于汽車安全系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)向柱的夾緊裝置中采用形狀記憶模塊，可使汽車達(dá)到安全、舒適。形狀記憶模塊控制打開(kāi)和關(guān)閉功能的最大轉(zhuǎn)向力為5000N。第1種類型為鼓式執(zhí)行器，其利用形狀記憶合金打開(kāi)系統(tǒng)，并且利用碟片彈簧關(guān)閉系統(tǒng)。第2種類型為橫向執(zhí)行器，其直接采用形狀記憶模塊來(lái)控制打開(kāi)和關(guān)閉功能。對(duì)采用16根合金線的鼓式執(zhí)行器進(jìn)行測(cè)試。每根合金線預(yù)先加載50N，與之對(duì)應(yīng)的碟片彈簧壓緊力為800N。合金線被電激活后，當(dāng)?shù)瑥椈闪_(dá)到1200N時(shí)，其對(duì)應(yīng)縮短1mm。此時(shí)，采用的電源電壓為16V，電流為56A。橫向執(zhí)行器采用4根半徑為0.5mm的合金線控制關(guān)閉，采用2根合金線控制夾緊機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟。開(kāi)啟夾緊機(jī)構(gòu)的時(shí)間不到1s，需要7A電流和12V電源電壓，而在1.5s內(nèi)關(guān)閉則需要14A電流和12V電源電壓。目前第1種類型執(zhí)行器的使用受到能量的限制，因?yàn)槟壳捌嚿系碾姵夭荒芴峁┳銐虻碾妷?。在轉(zhuǎn)向柱設(shè)計(jì)中采用形狀記憶合金的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕，由于形狀記憶執(zhí)行器是由電激活，并由電阻進(jìn)行控制，所以其還具有較高的可控性。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，執(zhí)行器被激活，轉(zhuǎn)向盤(pán)甚至可以被釋放，為安全氣囊留出足夠的空間，避免駕駛員與轉(zhuǎn)向盤(pán)發(fā)生碰撞。