一種五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車用裝置，尤其涉及一種五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，隨之帶來(lái)的交通事故也成為了一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。汽車正面碰撞事故及其所造成的人員傷亡，一直是所有碰撞形態(tài)中致死率最高的。但是追求輕量化已經(jīng)成為當(dāng)今汽車設(shè)計(jì)的主流，所以當(dāng)前汽車的前部空間受到諸多的壓縮，更加難以達(dá)到較好的碰撞安全性能。汽車保險(xiǎn)杠是汽車在發(fā)生碰撞時(shí)最大限度保護(hù)乘員安全的重要部件，其主要構(gòu)成包括橫梁和連接于橫梁與車體安裝板之間的吸能器。吸能器是在汽車受到撞擊時(shí)以其壓縮變形來(lái)充分吸收碰撞動(dòng)能以減小最大撞擊力，起到緩沖吸能的部件，所以，吸能器的吸能效果很大程度上決定著乘員的安全。
[0003]中國(guó)專利CN 00224934.0提供的碰撞保護(hù)裝置，由三層同心鋼管互相嵌套組成，在三層鋼管中有液壓，氣壓，彈簧組成的緩沖裝置，通過(guò)中層鋼管相向收縮，液壓油推動(dòng)彈簧壓縮，頂開(kāi)壓縮氣頂針，由于彈簧的彈力以及其他的壓縮，從而緩沖碰撞能量。該裝置雖然具有三種吸能方式，但是液壓油和氣體密封困難，在實(shí)際作用中所能起到的效果不夠理想，最終主要通過(guò)材料的塑性變形來(lái)達(dá)到吸能效果。
[0004]中國(guó)專利CN 101801757 A提供的碰撞保護(hù)裝置，為直梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)鋼管的互相嵌套組成，該裝置的吸能管位于裝置的尾部，且長(zhǎng)度較小，不能達(dá)到很好的吸能效果，并且裝置不具有緩沖結(jié)構(gòu)，無(wú)法柔性緩沖碰撞能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置及應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有吸能裝置吸能效果不好、無(wú)法柔性緩沖碰撞能量等問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置，包括承壓板，兩端開(kāi)口的中空直梁，筒體；其中，所述筒體一端閉合，另一端與中空直梁一開(kāi)口端剛性對(duì)接；所述筒體由閉合端至另一端方向上依次設(shè)有第一密封活塞，帶有節(jié)流孔的節(jié)流板，以及第二密封活塞；所述筒體閉合端與第一密封活塞之間填充氣體后形成氣壓室，第一密封活塞與第二密封活塞之間填充液壓油并形成液壓室，所述液壓室內(nèi)設(shè)節(jié)流板；
[0007]所述第二密封活塞遠(yuǎn)離液壓室方向一側(cè)固定有緩沖彈簧以及第一柱狀泡沫鋁，所述第一柱狀泡沫鋁位于直梁內(nèi)，所述緩沖彈簧另一端從直梁內(nèi)伸出并固定在承壓板上，所述承壓板上設(shè)有與所述第一柱狀泡沫鋁直線相對(duì)的第二柱狀泡沫鋁，所述第二柱狀泡沫鋁遠(yuǎn)離承壓板一端伸入直梁內(nèi)，且在彈簧在無(wú)彈性形變下，所述第一柱狀泡沫鋁與第二柱狀泡沫鋁彼此間隔；
[0008]所述第一柱狀泡沫鋁與第二柱狀泡沫鋁直線長(zhǎng)度和大于直梁長(zhǎng)度。
[0009]優(yōu)選地，所述筒體由大孔徑筒體和小孔徑筒體構(gòu)成，所述小孔徑筒體一端閉合，另一端與大孔徑筒體的一端對(duì)接，所述大孔徑筒體另一端與中空直梁的一端剛性對(duì)接；
[0010]所述小孔徑筒體內(nèi)由閉合端至與大孔徑筒體對(duì)接端方向依次設(shè)有第一密封活塞和節(jié)流板；所述大孔徑筒體內(nèi)設(shè)有第二密封活塞。
[0011]優(yōu)選地，所述小孔徑筒體與大孔徑筒體之間的對(duì)接處設(shè)為收窄通道，所述收窄通道的截面積均小于小孔徑筒體以及大孔徑筒體的截面積。
[0012]優(yōu)選地，所述小孔徑筒體設(shè)于大孔徑筒體的重力上方。
[0013]優(yōu)選地，所述閉合端設(shè)有充氣閥門(mén)；所述填充氣體為氮?dú)狻?br>[0014]優(yōu)選地，所述第一柱狀泡沫鋁由若干柱狀泡沫鋁構(gòu)成，且以彈簧為中心對(duì)稱分布；
[0015]所述第二柱狀泡沫鋁由若干柱狀泡沫鋁構(gòu)成，且以彈簧為中心對(duì)稱分布；
[0016]所述第一柱狀泡沫招中的各柱狀泡沫招與第二柱狀泡沫招中的各柱狀泡沫招直線相對(duì)。
[0017]優(yōu)選地，所述直梁為截面包括六邊形、八邊形、正方形以及圓形。
[0018]優(yōu)選地，所述直梁、彈簧以及大孔徑筒體共軸心；所述直梁的截面最大直徑小于大孔徑筒體的孔徑。
[0019]本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了上述五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置在提高汽車碰撞安全性能方面的應(yīng)用。
[0020]優(yōu)選地，上述應(yīng)用的具體過(guò)程包括，通過(guò)將所述承壓板固定在汽車保險(xiǎn)杠上，將所述筒體固定在汽車橫梁上，在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，由五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置吸收碰撞能量。
[0021]本發(fā)明提供五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置及其應(yīng)用，該裝置包括承壓板，兩端開(kāi)口的中空直梁，筒體；筒體由第一密封活塞、第二密封活塞分割成的氣壓室和液壓室構(gòu)成，液壓室內(nèi)設(shè)節(jié)流板，第二密封活塞遠(yuǎn)離液壓室方向一側(cè)固定有緩沖彈簧以及第一柱狀泡沫鋁，第一柱狀泡沫鋁位于直梁內(nèi)，緩沖彈簧另一端從直梁內(nèi)伸出并固定在承壓板上，承壓板上設(shè)有與第一柱狀泡沫鋁直線相對(duì)的第二柱狀泡沫鋁，第二柱狀泡沫鋁遠(yuǎn)離承壓板一端伸入直梁內(nèi)，且在彈簧在無(wú)彈性形變下，第一柱狀泡沫鋁與第二柱狀泡沫鋁彼此間隔；第一柱狀泡沫鋁與第二柱狀泡沫鋁直線長(zhǎng)度和大于直梁長(zhǎng)度。該裝置應(yīng)用在汽車上以提高汽車碰撞安全性能。
[0022]相比于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明通過(guò)在汽車保險(xiǎn)杠與橫梁之間通過(guò)五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置進(jìn)行彈性連接，該五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置將彈簧吸能、液壓吸能、氣壓吸能、填充吸能材料吸能以及變形吸能，五種吸能方式應(yīng)用于裝置中，通過(guò)逐級(jí)加大的吸能量，逐步吸收和緩沖碰撞能量，從而很好的保證車內(nèi)乘客的人身安全。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置安裝在汽車上后的正視剖面圖；
[0024]圖2為本發(fā)明五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置在未壓縮狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置在壓縮狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置中節(jié)流板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]如圖1?4所示，其中，圖1為本發(fā)明五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置安裝在汽車上后的正視剖面圖；圖2為本發(fā)明五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置在未壓縮狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置在壓縮狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置中節(jié)流板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]一種五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置，包括承壓板1，兩端開(kāi)口的中空直梁12，筒體；其中，所述筒體一端閉合，另一端與中空直梁12 —開(kāi)口端剛性對(duì)接；所述筒體由閉合端至另一端方向上依次設(shè)有第一密封活塞8，帶有節(jié)流孔的節(jié)流板7，以及第二密封活塞5 ;所述筒體閉合端與第一密封活塞8之間填充氣體并形成氣壓室9，第一密封活塞8與第二密封活塞5之間填充液壓油并形成液壓室6，所述液壓室6內(nèi)設(shè)節(jié)流板7 ;
[0030]所述第二密封活塞5遠(yuǎn)離液壓油方向一側(cè)固定有緩沖彈簧4以及第一柱狀泡沫鋁3，所述第一柱狀泡沫鋁3位于直梁10內(nèi)，所述緩沖彈簧4另一端從直梁10內(nèi)伸出并固定在承壓板I上，所述承壓板I上設(shè)有與所述第一柱狀泡沫鋁3直線相對(duì)的第二柱狀泡沫鋁2，所述第二柱狀泡沫鋁2遠(yuǎn)離承壓板I 一端伸入直梁10內(nèi)，且在彈簧4在無(wú)彈性形變下，所述第一柱狀泡沫鋁3與第二柱狀泡沫鋁2彼此間隔；
[0031]所述第一柱狀泡沫鋁3與第二柱狀泡沫鋁2直線長(zhǎng)度和大于直梁10長(zhǎng)度。
[0032]在本發(fā)明中，通過(guò)將所述承壓板I固定在汽車保險(xiǎn)杠11上，將所述筒體固定在汽車橫梁12上，在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，由該五級(jí)漸進(jìn)式氣液固耦合碰撞吸能裝置吸收碰撞能量。
[0033]在本發(fā)明實(shí)施例中，本發(fā)明的承壓板I為鋼板，第一柱狀泡沫鋁3、第二柱狀泡沫鋁2為吸能材料，該吸能材料不限于泡沫鋁材料，填充于直梁10內(nèi)。第一柱狀泡沫鋁3、第二柱狀泡沫鋁2的數(shù)量和大小根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，在數(shù)量較多時(shí)，以彈簧4為中心對(duì)稱分布。直梁10為截面呈六邊形、八邊形、正方形以及圓形等規(guī)則面的柱體，直梁10的柱壁厚度和材質(zhì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般情況下，為鐵質(zhì)薄壁，以在汽車的保險(xiǎn)杠11與橫梁12極限沖擊下能壓縮變形為宜。本發(fā)明的節(jié)流板7為圓形板，按照等分的方式鏤空?qǐng)A環(huán)。
[0034]在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)汽車保險(xiǎn)杠11首先受到撞擊后，承壓板I壓縮彈簧4，彈簧4發(fā)生彈性形變后形成第一級(jí)吸能，即彈簧吸能。彈簧4將撞擊力傳導(dǎo)到第二密封活塞5上，第二密封活塞5將液壓油壓縮，壓縮過(guò)程中，液壓油通過(guò)節(jié)流板7，節(jié)流板7控制