本發(fā)明屬于汽車保護(hù)裝置，特別涉及一種汽車碰撞吸能緩沖裝置

背景技術(shù)：

雖然主動(dòng)安全系統(tǒng)在一定程度上可以避免事故的發(fā)生,但并非可以避開所有的事故，被動(dòng)安全系統(tǒng)作為駕乘者生命的最后一道防線在汽車安全系統(tǒng)中也十分重要目前,現(xiàn)有技術(shù)中防止汽車正面碰撞的方式主要有兩種，一種方式是將一塊強(qiáng)度較高的保險(xiǎn)杠固定在汽車前端的大梁上，這種單一的保險(xiǎn)杠裝置雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是一旦汽車發(fā)生正面碰撞時(shí)，只能硬碰硬的與碰撞物相碰，不能有效地減緩或降低碰撞時(shí)的沖擊力，從而很容易造成汽車和駕駛員受到傷害；另一種方式是將裝有卸壓彈簧的油缸裝在汽車上，作為汽車的緩沖保護(hù)裝置，但卸壓彈簧的油缸一般只在油缸底部安裝單向閥或在底部設(shè)置其它泄油裝置，汽車碰撞過程中不能均勻地減少加速度，且當(dāng)發(fā)生高速碰撞時(shí)，緩沖裝置反應(yīng)遲緩，單向閥延時(shí)較長(zhǎng)，導(dǎo)致泄油不及時(shí)，此時(shí)近似剛性碰撞，對(duì)碰撞過程仍存在不利的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有汽車碰撞保護(hù)裝置的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種既能平緩減小碰撞加速度，又能更大程度地吸收碰撞時(shí)所產(chǎn)生能量的汽車碰撞吸能緩沖裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種氣液聯(lián)合作用的汽車碰撞緩沖裝置，該碰撞緩沖裝置包括液壓缸體(7)，柱塞桿(2)，阻尼孔組(19)，氣囊(11)，爆破片(21)和帶刀端蓋(9)。其特征在于所述液壓缸體(7)內(nèi)設(shè)有氣囊(11)，氣囊(11)內(nèi)充滿壓縮氣體，液壓缸體(7)內(nèi)其余部分充滿液壓油。所述液壓缸體(7)外側(cè)壁上連接充氣閥(14)，所述充氣閥(14)與液壓缸體(7)內(nèi)的氣囊(11)連通。所述柱塞桿(2)沿液壓缸體(7)內(nèi)壁滑動(dòng)，并在底部端面安裝帶刀端蓋(9)。所述柱塞桿(2)內(nèi)設(shè)有爆破片(21)和阻尼孔組(19)，所述氣腔阻尼孔組(19)端面均勻分布多個(gè)阻尼孔(18)，并且由爆破片(21)使阻尼孔(18)封閉。所述阻尼孔組(19)與安裝環(huán)(20)夾持爆破片(21)，由帶刀端蓋(9)壓緊阻尼孔組(19)使爆破片(21)和安裝環(huán)(20)定位。

進(jìn)一步地，所述缸體(7)前端加工定位臺(tái)階，使缸體(7)前端與導(dǎo)向環(huán)(4)配合安裝，缸體(7)底端與安裝基座連接。

進(jìn)一步地，所述柱塞桿(2)為內(nèi)空結(jié)構(gòu)。所述柱塞桿(2)底端內(nèi)壁加工定位臺(tái)階，用于安裝阻尼孔組(19)，爆破片(21)，安裝環(huán)(20)和帶刀端蓋(9)。

進(jìn)一步地，所述氣壓腔阻尼孔組(19)為圓盤形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述阻尼孔(18)的截面積形狀為圓形，方形或六邊形。

進(jìn)一步地，所述阻尼孔(18)的尺寸根據(jù)通過介質(zhì)和流量選擇不同的尺寸，所述阻尼孔(18)的數(shù)量也可根據(jù)通過介質(zhì)和流量選擇不同的數(shù)量。

進(jìn)一步地，所述爆破片(21)可以為平板形爆破片(21)，也可為正拱形爆破片(21)，所述爆破片(21)材料可以為金屬也可以為非金屬。

進(jìn)一步地，所述缸體(7)底端側(cè)面設(shè)置有向所述氣囊(11)充氣的充氣閥(14)閥。用于建立緩沖裝置的初始?jí)毫?。該充氣閥(14)可以根據(jù)緩沖裝置的不同安裝要求調(diào)整氣囊(11)的初始?jí)毫Α?/p>

進(jìn)一步地，所述緩沖裝置的密封系統(tǒng)由三套結(jié)構(gòu)部件組成，第一套是所述安裝環(huán)(20)和柱塞桿(2)配合并設(shè)置靜密封系統(tǒng)，第二套是所述柱塞桿(2)與缸體(7)內(nèi)壁配合并設(shè)置動(dòng)密封系統(tǒng)。第三套是所述導(dǎo)向環(huán)(4)與缸體(7)內(nèi)壁配合并設(shè)置靜密封系統(tǒng)和導(dǎo)向環(huán)(4)與柱塞桿(2)外壁配合并設(shè)置動(dòng)密封系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述氣囊(11)內(nèi)充滿壓縮氣體為氮?dú)饣蛘呖諝?。所述壓縮氣體壓力不超過氣壓腔爆破片(21)的爆破壓力。

進(jìn)一步地，所述帶刀端蓋(9)為帶凸肩的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，所述帶刀端蓋(9)內(nèi)圓面上焊有多個(gè)刀片(17)。刀刃方向與帶刀端蓋(9)安裝面方向相反。所述刀片(17)數(shù)量可以為兩片，也可以為三片或者更多。刀片(17)組合可以為十字交叉組合，或者互為角度組合。

當(dāng)汽車發(fā)生高速碰撞時(shí)，在強(qiáng)烈的沖擊作用下，柱塞桿(2)向缸底部方向運(yùn)動(dòng)，使氣囊(11)被壓縮，氣囊(11)的壓力隨著壓縮量的增長(zhǎng)呈曲線上升。與此同時(shí)，液壓缸體(7)內(nèi)液壓油壓力隨之上升，并作用在爆破片(21)上，當(dāng)缸內(nèi)壓力上升至爆破片(21)選定爆破壓力時(shí)，爆破片(21)在極短時(shí)間內(nèi)迅 速破裂，液壓缸內(nèi)液壓油通過阻尼孔(18)向外平緩射出，耗散碰撞能量，使碰撞時(shí)汽車的加速度均勻減小。當(dāng)液壓缸體(7)內(nèi)液體全部排除后，柱塞桿(2)推進(jìn)并繼續(xù)壓縮氣囊(11)，此時(shí)帶刀端蓋(9)直接接觸氣囊(11)表面，鋒利的刀刃(17)扎破氣囊(11)，氣囊(11)內(nèi)壓縮氣體溢出并通過阻尼孔(18)泄出缸體(7)。在汽車發(fā)生低速碰撞時(shí)，沒有強(qiáng)烈的撞擊，液壓缸體(7)內(nèi)壓力未能達(dá)到爆破片(21)開啟壓力，爆破片(21)不破裂，氣囊(11)壓縮而液壓油不泄出缸外，此時(shí)該裝置相當(dāng)于氣壓彈簧，起到緩沖撞擊力的作用。

本發(fā)明的有益效果是：該裝置采用氣液聯(lián)合緩沖吸能。在碰撞發(fā)生初期，氣囊(11)氣體被壓縮，氣囊(11)壓縮量的增長(zhǎng)使得相應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車碰撞加速度也相應(yīng)平緩增大。由于氣囊(11)的作用類似于氣壓彈簧，壓縮過程很柔軟，汽車不會(huì)出現(xiàn)剛性碰撞的現(xiàn)象。由此可以避免汽車碰撞的初期30ms內(nèi)出現(xiàn)峰值壓力；爆破片(21)反應(yīng)時(shí)間極短，不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)遲滯現(xiàn)象，當(dāng)液壓缸體(7)內(nèi)壓力上升至爆破片(21)額定爆破壓力時(shí)，爆破片(21)迅速破裂，液壓腔內(nèi)液壓油通過阻尼孔組(19)上阻尼孔(18)平緩射出，汽車碰撞產(chǎn)生的沖擊動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤河偷臒崮?，使汽車碰撞加速度均勻減小，降低碰撞對(duì)車體和人身的傷害程度；當(dāng)帶刀端蓋(9)直接接觸氣囊(11)表面時(shí)，刀刃扎破氣囊(11)，氣囊(11)內(nèi)氣體排空后便沒有了沒有氣壓彈簧的作用，消除汽車發(fā)生二次碰撞的隱患。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是帶刀端蓋示意圖；

圖3是阻尼孔組示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1所示是本發(fā)明一實(shí)施例的碰撞緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該碰撞緩沖裝置可以設(shè)置于車輛的前側(cè)和或后側(cè)，也可以是其它可能的位置。需要說明的是，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，控制車架重量，碰撞緩沖裝置可以與車輛其它部件組合成一體。碰撞緩沖裝置可以安裝在車架本體上，也可以安裝在與車架有關(guān)聯(lián)連接的零部件上，本發(fā)明并不受限于此。

如圖1所示，該碰撞緩沖裝置至少包括液壓缸體(7)，柱塞桿(2)，阻尼孔組(19)，氣囊(11)，爆破片(21)和帶刀端蓋(9)。缸體(7)內(nèi)壁前端加工定位臺(tái)階，使缸體(7)前端與導(dǎo)向環(huán)(4)配合安裝，缸體(7)底端與安裝基座連接。液壓缸體(7)內(nèi)設(shè)有氣囊(11)，氣囊(11)內(nèi)充滿壓縮氣體，本實(shí)施例選用的合適氣體為氮?dú)?，氮?dú)鈮毫Σ捎?.5-1Mpa，液壓缸內(nèi)其余部分充滿液壓油。液壓缸體(7)外側(cè)壁上連接充氣閥(14)，充氣閥(14)與液壓缸體(7)內(nèi)的氣囊(11)連通。柱塞桿(2)沿液壓缸體(7)內(nèi)壁滑動(dòng)，其結(jié)構(gòu)為內(nèi)空結(jié)構(gòu)，底端內(nèi)壁加工定位臺(tái)階，并在底部端面安裝帶刀端蓋(9)。柱塞桿(2)內(nèi)設(shè)有爆破片(21)和阻尼孔組(19)，所述阻尼孔組(19)與安裝環(huán)(20)夾持爆破片(21)，依靠柱塞桿(2)內(nèi)定位臺(tái)階，并由帶刀端蓋(9)壓緊阻尼孔組(19)使爆破片(21)和安裝環(huán)(20)定位。氣腔阻尼孔組(19)端面均勻分布多個(gè)阻尼孔(18)，并且由爆破片(21)使阻尼孔(18)封閉。

本實(shí)施例所述阻尼孔組(19)為圓盤形結(jié)構(gòu)，阻尼孔組(19)與爆破片(21)接觸部分需精磨加工，以保證氣壓腔阻尼孔組(19)能夠緊密壓緊爆破片(21)，保證液壓缸的密封性能，避免漏油。

本實(shí)施例所述阻尼孔(18)的截面積形狀為圓形，方形或六邊形，可以采用細(xì)孔放電加工或者鉆削。阻尼孔(18)的尺寸根據(jù)通過介質(zhì)和流量選擇不同的尺寸，阻尼孔(18)的數(shù)量也可根據(jù)通過介質(zhì)和流量選擇不同的個(gè)數(shù)。

本實(shí)施例中所述爆破片(21)為正拱形爆破片(21)，爆破片(21)根據(jù)安裝位置不同而選定不同的爆破壓力。

本實(shí)施例中所述缸體(7)氣壓腔一端側(cè)面設(shè)置有向所述氣囊(11)充氣的充氣閥(14)。用于建立緩沖裝置的初始?jí)簭?qiáng)。該充氣閥(14)可以根據(jù)緩沖裝置的不同安裝要求調(diào)整氣囊(11)的初始?jí)毫Α?/p>

本實(shí)施例中所述帶刀端蓋(9)為帶凸肩的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，所述帶刀端蓋(9)內(nèi)圓面上焊有兩個(gè)十字交叉組合的不銹鋼刀片(17)，刀刃方向與帶刀端蓋(9)安裝面方向相反。本例中帶刀端蓋(9)與柱塞桿(2)底部留有1mm的間隙，并利用多個(gè)內(nèi)六角螺釘安裝，保證帶刀端蓋(9)能夠牢固的壓緊爆破片(21)和阻尼孔組(19)。

本實(shí)施例中所述所述緩沖裝置的密封系統(tǒng)由三套結(jié)構(gòu)部件組成，第一套 是所述安裝環(huán)(20)和柱塞桿(2)配合并設(shè)置靜密封系統(tǒng)，第二套是所述柱塞桿(2)與缸體(7)內(nèi)壁配合并設(shè)置動(dòng)密封系統(tǒng)。第三套是所述導(dǎo)向環(huán)(4)與缸體(7)內(nèi)壁配合并設(shè)置靜密封系統(tǒng)和導(dǎo)向環(huán)(4)與活塞桿外壁配合并設(shè)置動(dòng)密封系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例的工作過程是這樣的：

當(dāng)汽車發(fā)生高速碰撞時(shí)，在強(qiáng)烈的沖擊作用下，柱塞桿(2)向缸底部方向運(yùn)動(dòng)，使氣囊(11)被壓縮，氣囊(11)的壓力隨著壓縮量的增長(zhǎng)呈曲線上升。由于氣囊(11)的作用類似于氣壓彈簧，壓縮過程很柔軟，汽車不會(huì)出現(xiàn)剛性碰撞的現(xiàn)象。由此可以避免汽車碰撞的初期30ms內(nèi)出現(xiàn)峰值壓力；與此同時(shí)，液壓缸體內(nèi)液壓油壓力隨之上升，并作用在爆破片(21)上，當(dāng)缸內(nèi)壓力上升至爆破片(21)選定爆破壓力時(shí)，爆破片(21)在極短時(shí)間內(nèi)迅速破裂，液壓缸內(nèi)液壓油通過阻尼孔(18)向外平緩射出，汽車碰撞產(chǎn)生的沖擊動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤河偷臒崮?，碰撞能量被耗散，使汽車碰撞加速度均勻減小，降低碰撞對(duì)車體和人身的傷害程度；當(dāng)液壓缸內(nèi)液體全部排除后，柱塞桿(2)推進(jìn)并繼續(xù)壓縮氣囊(11)，此時(shí)帶刀端蓋(9)直接接觸氣囊(11)表面，鋒利的刀刃扎破氣囊(11)，氣囊(11)內(nèi)壓縮氣體溢出并通過阻尼孔(18)泄出缸體(7)。氣囊(11)內(nèi)氣體排空后便沒有了沒有氣壓彈簧的作用，消除汽車發(fā)生二次碰撞的隱患。在汽車發(fā)生低速碰撞時(shí)，沒有強(qiáng)烈的撞擊，液壓缸體(7)內(nèi)壓力未能達(dá)到爆破片(21)開啟壓力，爆破片(21)不破裂，氣囊(11)壓縮而液壓油不泄出缸外，此時(shí)該裝置相當(dāng)于氣壓彈簧，起到緩沖撞擊力的作用。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明可以在碰撞的過程中，通過柱塞桿(2)壓縮液壓缸內(nèi)液體和氣體介質(zhì)，形成緩沖作用，快速吸收、衰減和緩沖碰撞帶來的沖擊力和沖擊能量，能夠瞬時(shí)使沖擊力顯著降低，達(dá)到使碰撞時(shí)汽車的加速度均勻減小的目的。對(duì)于液壓缸內(nèi)液壓油而言，利用節(jié)流原理，液壓油通過阻尼孔(18)泄露早能能量損失來實(shí)現(xiàn)緩沖作用；而對(duì)于氣囊(11)而言，通過壓縮氣囊(11)以及氣體通過阻尼孔(18)噴射的節(jié)流原理，從而實(shí)現(xiàn)緩沖作用。