專利名稱：汽車碰撞模擬臺車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對車輛進行安全研究、試驗和檢驗用的汽車碰撞模擬臺車。
為了增加車輛的安全性能以及最可靠地設計車內(nèi)的各種設施的強度、穩(wěn)定性等，在投入生產(chǎn)之前，應對車輛的性能作動態(tài)試驗，以評價前方撞車時各個測試部位的綜合強度和綜合沖擊緩和性，這一試驗是通過再現(xiàn)撞車時的減速度波形和撞車的速度的模擬試驗方法完成的。為了使得到的試驗結(jié)果更準確，試驗中有時用實車，但是其造價相當昂貴，這是因為在作完試驗后，該實車也就基本報廢了；常用的方法是采用模擬碰撞臺車，將準備測試的安全帶、氣囊以及座椅等裝置分別固定在臺車上，在準備測試的裝置上安裝傳感器，用臺車代替汽車實施碰撞，從而得到相應的動態(tài)試驗圖形。但是，用傳統(tǒng)的臺車以及相應設備測試出的動態(tài)曲線都只是單一的曲線，其所表現(xiàn)的與汽車碰撞時各待測裝置的真實動態(tài)性能有偏差。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠準確測試汽車及其內(nèi)設備的動態(tài)特性，具有很好的緩沖性能，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可根據(jù)實際需要進行調(diào)整的汽車碰撞模擬臺車。
本發(fā)明所述的一種汽車碰撞模擬臺車，包括一臺車1，該臺車1的前端設置有固定能量吸收裝置的前橫梁3，上述能量吸收裝置包括能量吸收器和導向支承裝置。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，所述能量吸收器由擠壓?？?0和至少一個能量吸收管11構(gòu)成，其中，上述擠壓?？?0在上述前橫梁3上形成，其數(shù)量與能量吸收管11的數(shù)量相對應，該擠壓?？?0的高度略大于能量吸收管11的壁厚的兩倍，寬度略大于能量吸收管11的周長的一半；能量吸收管11由壓扁的導向部分23和能量吸收部分24組成，所述壓扁的導向部分23穿過上述擠壓?？?0與受沖擊后拉動能量吸收管11的導向支承裝置固定，所述能量吸收管11具有足夠的吸收設定的沖擊能量的變形長度L；所述導向支承裝置包括一對導管5，彼此以一定間隔與所述前橫梁3固定，兩根撞桿6，平行地分別穿過上述導管5，一連接件7與穿過上述導管5的兩根撞桿6的端部分別固定，一聯(lián)接塊8固定在連接件7的大致中間位置，該聯(lián)接塊8上形成有朝向擠壓?？?0的叉形部分，上述能量吸能管11的壓扁的導向部分23與上述叉形部分固定；兩個撞桿6的另一端分別固定有彈性墊13。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，能量吸收器16包括撞桿20和能量吸收管19；其中，撞桿20由相互連成一體的粗桿部分和細桿部分組成，粗桿部分和細桿部分之間的過渡部分為錐臺或球臺；所述能量吸收管19由與所述粗桿部分配合的導向支承套部分26和容納所述細桿部分的能量吸收部分25組成，所述錐臺或球臺的外表面與能量吸收管19內(nèi)相對應的錐形或凹形的內(nèi)表面相配合；所述導向支承裝置的構(gòu)成是在上述導向件17內(nèi)圓周表面的一端形成一個凹槽22，該凹槽22與上述能量吸收管19端部的凸緣部分緊配合，容納所述能量吸收部分25的所述導向件17的內(nèi)徑等于或大于所述撞桿20的粗桿部分直徑與能量吸收管19的能量吸收部分25壁厚的兩倍之和。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，能量吸收裝置4中設置二根能量吸收管11。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，在前橫梁3上至少安裝二個上述能量吸收裝置16。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，能量吸收管19由具有延展性的鋁合金制成。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，各個撞桿20的長度和直徑可以相同或不同。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，其特征在于所述各個能量吸收管的長度、壁厚、直徑和材質(zhì)可以相同或者不同。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，在臺車1上安裝各種滿足不同需要的傳感器。
本發(fā)明所述的汽車碰撞模擬臺車，在發(fā)生碰撞時，推動能量吸收裝置的撞桿，通過撞桿的運動對能量吸收管的能量吸收部分進行擠壓或膨脹，由此，將臺車的動能轉(zhuǎn)化為使能量吸收部分擠壓成扁平管或者使能量吸收部分膨脹所需的能量和克服摩擦力所需的能量，從而能夠得到準確反映碰撞時真實動態(tài)性能的圖形，同時，可以根據(jù)實際需要選擇能量吸收管的結(jié)構(gòu)和布置方式，從而增加測試的準確性。這種臺車具有較好的緩沖性能、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
如

圖1所示，臺車1可沿著軌道2運動。臺車1的前橫梁3上安裝有兩個或者兩個以上的能量吸收裝置4，本圖中只表示出兩個，其數(shù)量可根據(jù)需要調(diào)整，這些能量吸收裝置4基本上均布在臺車的前橫梁3上。
圖2表示出圖1中臺車上安裝的一個能量吸收裝置4的具體結(jié)構(gòu)。該能量吸收裝置4包括能量吸收器和導向支承裝置。能量吸收器由擠壓模口10和至少一個能量吸收管11構(gòu)成，其中，擠壓?？?0在前橫梁3上形成，其數(shù)量與能量吸收管11的數(shù)量相對應，這些擠壓?？?0的高度略大于能量吸收管11的壁厚的兩倍，寬度(在本圖中將進入紙的方向定義為寬度方向)略大于能量吸收管11的外徑，能量吸收管11由壓扁的導向部分23和能量吸收部分24組成，在上述導向部分23和能量吸收部分24之間形成有過渡錐形部分，所述壓扁的導向部分23穿過上述擠壓?？?0與受沖擊后拉動能量吸收管11的導向支承裝置固定，在擠壓?？?0朝向能量吸收部分24的一側(cè)，形成有與能量吸收管11的過渡部分相同角度的錐形倒角部分，以便于將能量吸收管11引入擠壓?？?0，同時有助于保護擠壓?？?0，延長擠壓?？?0的使用壽命。能量吸收管11具有足夠的吸收設定的沖擊能量的變形長度L。導向支承裝置的結(jié)構(gòu)是一對導管5，平行地分別穿過在前橫梁3上形成的具有一定間隔的孔，利用例如焊接方法將這對導管5固定在前橫梁3上，這兩根導管5可以是水平方向平行設置，也可以是豎直方向平行設置；兩根撞桿6，平行地可滑動地分別穿過上述導管5。一連接件7，利用例如螺釘連接等傳統(tǒng)方法，與穿過上述導管5的兩根撞桿6的端部分別固定。一聯(lián)接塊8，利用例如螺釘連接等傳統(tǒng)方法，與連接件7的大致中間位置固定，該聯(lián)接塊8的大致中間位置上形成有朝向前橫梁3的叉形部分9，能量吸能管11的壓扁的導向部分23插入叉形部分9中間，利用例如雙頭螺栓等方法將二者固定。當能量吸收器中裝有兩個以上的能量吸收管11時，可以采用任何型式的聯(lián)接塊，只要能將能量吸收管的導向部分23與聯(lián)接塊固定即可。在前橫梁3外側(cè)的撞桿6的自由端固定有起緩沖作用的彈性墊13，使撞桿6發(fā)生碰撞時起到緩沖作用。
圖3所示的是另一種型式的能量吸收裝置。其結(jié)構(gòu)基本上與圖2所示的能量吸收裝置的結(jié)構(gòu)相似，所不同的是將能量吸收管11增加為兩個，聯(lián)接塊14與圖2中的聯(lián)接塊8的結(jié)構(gòu)也略有不同，聯(lián)接塊14上有一個突出部分15伸向前橫梁3，在與突出部分15對應的前橫梁3上，開有兩個使能量吸收管11的導向部分23通過的擠壓模口10，這兩個擠壓?？?0之間的間距略大于突出部分15的寬度，使得兩個能量吸收管11的導向部分在分別穿過擠壓?？?0時，正好位于突出部分15的兩個側(cè)面，從而，可以利用螺栓12將能量吸收管的導向部分固定在突出部分15的兩側(cè)。
對圖1所示的裝有圖2、3所示的能量吸收裝置的臺車而言，當臺車撞向試驗所用的障礙壁時，撞桿6首先接觸到障礙壁，由于障礙壁重達70噸以上，撞桿被阻擋在障礙壁上，而臺車還繼續(xù)向前運動，在臺車內(nèi)的連接件7上的聯(lián)接塊8拉動能量吸收管11的能量吸收部分24通過擠壓?？?0，而使能量吸收部分24變成壓扁的導向部分23，從而使臺車對能量吸收管11做功，即將臺車的動能轉(zhuǎn)化為能量吸收管11的能量吸收部分24收縮成扁平的導向部分所需的能量和克服摩擦力所需的能量。
圖4表示與前橫梁3固定的第三種能量吸收裝置，該能量吸收裝置包含能量吸收器16和導向支承裝置。能量吸收器16包括撞桿20和能量吸收管19；其中，撞桿20由相互連成一體的粗桿部分和細桿部分組成，粗桿部分和細桿部分之間的過渡部分為錐臺或球臺；能量吸收管19由與粗桿部分配合的導向支承套部分26和容納細桿部分的能量吸收部分25組成，導向支承套部分26的端部形成有外凸緣，錐臺或球臺的外表面與能量吸收管19內(nèi)相對應的錐形或凹形的內(nèi)表面相配合，能量吸收管19具有足夠的吸收設定的沖擊能量的變形長度L。在導向支承裝置中，導向件17的凸臺部分通過螺釘18與前橫梁3固定，在導向件17的凸緣的內(nèi)圓周表面的一端形成一個凹槽22，該凹槽22與能量吸收管19的導向支承部分26的端部形成的外凸緣部分緊配合，該能量吸收管19的其它部分的外徑小于導向件17的內(nèi)徑，所述導向件17的內(nèi)徑等于或大于所述撞桿20的粗桿部分直徑與能量吸收管19的能量吸收部分25壁厚的兩倍之和。在撞桿20的自由端固定有起到緩沖作用的彈性墊21，對撞桿20發(fā)生碰撞時起到緩沖作用。
如圖5所示，當臺車撞向試驗所用的障礙壁時，撞桿20被阻擋在障礙壁上，而臺車繼續(xù)向前運動，撞桿向能量吸收管19中推進，而使能量吸收管19膨脹，從而使臺車對能量吸收管19做功，即將臺車的能量轉(zhuǎn)化為使能量吸收管19膨脹所需的能量和克服摩擦力所需的能量。
根據(jù)不同的模擬試驗要求，圖2、3和圖4所示的能量吸收裝置中的能量吸收管的長度、壁厚、直徑可以彼此相同或者不同；能量吸收管11的材料可以是鐵、銅、鋁等金屬材料；能量吸收管19應由具有延展性能的材料制成，例如鋁合金；對能量吸收裝置的布置，既可以全部采用圖4所示的膨脹方式的能量吸收裝置16，也可以全部采用圖2、3所示的收縮方式的能量吸收裝置4，或者將兩種型式的能量吸能裝置安裝在同一臺車上；在同一臺車上的撞桿7、20的長度、直徑可以是相同或者不相同。
在測量時可以把要測試的實車放在臺車上進行檢測；也可以把安全帶、座椅等需檢測的裝置以及假人等直接放在臺車上進行檢測，此時將測試各種性能的傳感器固定在臺車的適當位置。
在試驗當中，可以根據(jù)傳感器檢測到的信息，繪制出被檢測裝置的動態(tài)性能圖，從而對汽車的被檢測部件進行準確的分析，有利于及時調(diào)整被檢測裝置的性能，從而提高汽車的安全性能。
權利要求
1.一種汽車碰撞模擬臺車，包括一臺車(1)，其特征在于臺車(1)的前端設置有固定能量吸收裝置(4，16)的前橫梁(3)，上述能量吸收裝置(4，16)包括能量吸收器和導向支承裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車碰撞模擬臺車，所述能量吸收器由擠壓?？?10)和至少一個能量吸收管(11)構(gòu)成，其中，上述擠壓模口(10)在上述前橫梁(3)上形成，其數(shù)量與能量吸收管(11)的數(shù)量相對應，該擠壓?？?10)的高度略大于能量吸收管(11)的壁厚的兩倍，寬度略大于能量吸收管(11)的周長的一半；能量吸收管(11)由壓扁的導向部分(23)和能量吸收部分(24)組成，所述壓扁的導向部分(23)穿過上述擠壓模口(10)與受沖擊后拉動能量吸收管(11)的導向支承裝置固定，所述能量吸收管(11)具有足夠的吸收設定的沖擊能量的變形長度(L)；所述導向支承裝置包括一對導管(5)，彼此以一定間隔與所述前橫梁(3)固定，兩根撞桿(6)，平行地分別穿過上述導管(5)，一連接件(7)與穿過上述導管(5)的兩根撞桿(6)的端部分別固定，一聯(lián)接塊(8)固定在連接件(7)的大致中間位置，該聯(lián)接塊(8)上形成有朝向擠壓模口(10)的叉形部分，上述能量吸能管(11)的壓扁的導向部分(23)與上述叉形部分固定；兩個撞桿(6)的另一端分別固定有彈性墊(13)。
3.根據(jù)權利要求1所述的汽車碰撞模擬臺車，其特征在于上述能量吸收器(16)包括撞桿(20)和能量吸收管(19)；其中，撞桿(20)由相互連成一體的粗桿部分和細桿部分組成，粗桿部分和細桿部分之間的過渡部分為錐臺或球臺；所述能量吸收管(19)由與所述粗桿部分配合的導向支承套部分(26)和容納所述細桿部分的能量吸收部分(25)組成，所述錐臺或球臺的外表面與能量吸收管(19)內(nèi)相對應的錐形或凹形的內(nèi)表面相配合；所述導向支承裝置的構(gòu)成是在上述導向件(17)內(nèi)圓周表面的一端形成一個凹槽(22)，該凹槽(22)與上述能量吸收管(19)端部的凸緣部分緊配合，容納所述能量吸收部分(25)的所述導向件(17)的內(nèi)徑等于或大于所述撞桿(20)的粗桿部分直徑與能量吸收管(19)的能量吸收部分(25)壁厚的兩倍之和。
4.根據(jù)權利要求2所述的汽車碰撞模擬臺車，其特征在于能量吸收裝置(4)中設置2根能量吸收管(11)。
5.根據(jù)權利要求3所述的汽車碰撞模擬臺車，其特征在于在前橫梁(3)上至少安裝二個上述能量吸收裝置(16)。
6.根據(jù)權利要求3所述的汽車碰撞模擬臺車，其特征在于能量吸收管(19)由具有延展性的鋁合金制成。
7.根據(jù)權利要求3、5和6中任一項所述的汽車碰撞模擬臺車，其特征在于各個撞桿(20)的長度和直徑可以相同或不同。
8.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的汽車碰撞模擬臺車，其特征在于所述各個能量吸收管(11，19)的長度、壁厚、直徑和材質(zhì)可以相同或者不同。
9.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的汽車碰撞模擬臺車，其特征在于在臺車(1)上安裝各種滿足不同需要的傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車碰撞模擬臺車,在發(fā)生碰撞時,推動能量吸收裝置的撞桿,通過撞桿的運動對能量吸收管的能量吸收部分進行擠壓或擴漲,將臺車的動能轉(zhuǎn)化為使能量吸收部分擠壓成扁平管或者使其膨脹所需的能量和克服摩擦力所需的能量,從而能夠得到準確反映碰撞時真實動態(tài)性能的圖形,還可以根據(jù)實際需要選擇能量吸收裝置的結(jié)構(gòu)和布置方式,從而增加測試的準確性。而且,這種臺車具有較好的緩沖性能、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
文檔編號G01M17/007GK1381368SQ0111536
公開日2002年11月27日 申請日期2001年4月23日 優(yōu)先權日2001年4月23日
發(fā)明者王武生 申請人:王武生, 余濤, 封逸民