專利名稱：汽車受到撞擊時的液壓緩沖裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車安全裝置，尤其涉及一種當汽車受到撞擊時的液壓緩 沖裝置。
技術背景目前，汽車撞擊緩沖裝置大多是如中國實用新型專利說明書972312072.3所 公開的類型，它主要包括液壓柱、鋼套、油泵、噴油室、儲油室、彈簧栓子等， 這種或具有類似結構的液壓緩沖裝置在動作之后，都需要借助油泵等動力設備 才能將從噴油室(壓油腔)中噴出的油送回到噴油室中，油泵及管路不僅使液 壓緩沖裝置的結構變得復雜，還會增大液壓緩沖裝置本身出現故障的概率。 發明內容本發明要解決的技術問題在于提供一種活塞在活塞腔中移動后再回到原來 位置時，壓油腔中原來被排走的油可不借助任何動力設備能自動流回到壓油腔 中且結構簡單的液壓緩沖裝置。本發明的上述技術問題是通過提供具有如下結構的液壓緩沖裝置而解決的，該液壓緩沖裝置包括由活塞缸、活塞、活塞桿組成的液壓緩沖器和該液 壓緩沖器的緩沖啟動裝置，活塞與活塞桿的一端相連并置于活塞缸之中，活塞 缸、活塞、活塞桿三者形成一內部空間，稱其為活塞腔，活塞缸與活塞桿及活 塞的配合均為動配合，活塞將活塞腔分隔為相互連通的前腔和后腔，在活塞腔 中注入油，有密封裝置使活塞腔中的油不會滲漏，在緩沖過程中，伸入活塞缸 中的活塞桿部分會減小活塞腔的容積，要求在液壓緩沖裝置的緩沖作用達到最 大設計緩沖能力之前，油不會充滿與活塞腔連通的整個空間，緩沖啟動裝置有 兩個固定點，分別固定在與活塞缸不發生相對位置變化的部件上，和與活塞桿 不發生相對位置變化的部件上，使活塞與活塞缸不產生相對運動，當緩沖裝置 受到沿活塞桿中心線自前腔向后腔方向的撞擊力達到某個臨界值時，緩沖裝置 開始發揮緩沖作用，稱該臨界值為緩沖裝置的啟動力。該液壓緩沖裝置是這樣 發揮緩沖作用的當汽車受到若無該裝置則可能危及車內人員人身安全的撞擊 時，當然，也可在汽車受到更小的撞擊時，緩沖啟動裝置動作，當油充滿整個 后腔時，其中的油受壓后被排至前腔或與后腔相連通的其他儲油裝置，活塞以 比較慢的速度繼續移動直至停止，從而起到液壓緩沖作用，當活塞退回到原來 位置時，后腔中被排走的油又流回到后腔中。采取這種液壓緩沖裝置，由于前腔和后腔是連通的，活塞向后腔方向移動 后再回到原來位置時，后腔中被排走的油可自動流回到后腔中，由于油泵是比 較容易出故障的設備，沒有常規液壓緩沖裝置的油泵，不僅使液壓緩沖裝置的
結構變得簡單，還可提高其可靠性。另外，不存在常規液壓緩沖裝置必須考慮 的壓油腔與儲油室之間串油的問題；由于活塞腔中的油處于無壓狀態，順活塞桿向外滲油的問題也相對容易解決。可采取下述方式連通前后腔在活塞與活塞缸配合處留有比較大的間隙； 在活塞上鉆一個或多個連通孔，其中以在活塞上關于活塞中心線的對稱位置鉆 若干個同徑連通孔為優，這樣可使活塞和活塞缸內壁在緩沖過程中受力較均勻， 緩沖較平穩；在活塞缸正上方設置一個儲油室并分別連通前腔與后腔；或采取 以上連通方式的任意組合。可采用已被預壓的彈簧作為緩沖啟動裝置，將活塞定位在前腔極限位置， 進一步改進，使彈簧的兩個固定點的其中一個強度相對較小，在彈簧被壓縮至 接近極限位置時，強度較小的固定點被損壞，在彈簧伸長過程中被取代已壞固 定點的第三個固定點擋住，彈簧可繼續發揮緩沖儲能作用；也可采用鋼性結構 的緩沖啟動裝置，這是一種自毀性緩沖啟動裝置，它有一個薄弱處，當液壓緩 沖裝置的受力達到其設計的啟動力時，該薄弱處斷開，活塞向后腔方向移動。 相對而言，以己被預壓的彈簧作為緩沖啟動裝置為優。在活塞缸頂部鉆若干個通氣孔連通活塞腔與外界，可有效解決全封閉活塞 腔的下述問題由于活塞向后腔移動時，全封閉活塞腔的容積減小，其中的氣 體被壓縮且位于前腔中推動活塞向后腔方向移動，相當于加大了汽車受撞力。 進一步完善，采取措施防止油從通氣孔中噴出，或通過在活塞缸頂部設置集油 槽和擋油罩來回收從通氣孔噴出的油。
下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步祥細說明。圖1為本發明第一種實施方式液壓緩沖裝置的示意性剖視圖。圖2為本發明第二種實施方式液壓緩沖裝置的局部剖視圖。 圖3為一種鋼性結構的緩沖緩沖啟動裝置及其安裝位置的示意性剖視圖。
具體實施方式
圖1是本發明一種較佳實施方式液壓緩沖裝置的結構示意圖，活塞缸實為 由多個部件及密封材料組裝而成的一個裝置，其組裝方式不屬于本發明的內容， 為簡單計，在圖中將其作為一個整體畫出。與活塞桿3連為一整體的活塞2的 過中心線18的剖面是一凸形，活塞2置于活塞缸1中，活塞缸1與活塞桿3的 配合為具有油密封功能的動配合，活塞缸1與活塞2配合處留有較大間隙8，稱 由活塞缸l、活塞2、活塞桿3形成的內部空間為活塞腔，活塞2將活塞腔分隔 為前腔5和后腔6，在活塞2上關于中心線18的對稱位置鉆四個連通孔7連通 前腔5與后腔6，在活塞缸1上部設置一個儲油室11，有連通孔9與前腔5相
通，有連通孔10與后腔6相通，另有一通氣孔13與外界相通，通過連通孔9 和連通孔10往儲油室11中噴油的方向都不對正通氣孔13。以套在活塞桿3上 已被預壓的彈簧4作為由活塞缸1、活塞2、活塞桿3組成的液壓緩沖器的緩沖 啟動裝置4，該緩沖啟動裝置4的固定點之一即彈簧座41固定在活塞缸1上， 另一固定點即彈簧蓋42固定在活塞桿3上，其中彈簧座41的強度較小，當彈 簧4被壓縮到接近極限位置時，彈簧座41被損壞，受壓彈簧4伸長后立即頂在 活塞缸1上，彈簧4具有以下幾方面的作用 一、將活塞2固定在前腔5的極 限位置，使其與活塞缸1不產生相對運動直至彈簧4被繼續壓縮；二、其本身 就是彈性緩沖器，可發揮緩沖儲能速度快的特點；三、當后腔6充滿油時啟動 液壓緩沖器；四、彈簧座41損壞后彈簧4可起二次緩沖作用；五、使液壓緩沖 器復位。在活塞腔中注滿油，但儲油室11中無油，儲油室11的容積不小于活 塞2移動到后腔6極限位置時新伸入活塞腔的活塞桿3部分的體積。圖1所示是液壓緩沖裝置未受撞擊時的狀態。彈簧4本身就是一個彈性緩 沖器，當裝有該液壓緩沖裝置的汽車受到的撞擊力超過彈簧預緊力時，活塞2 向后腔6方向移動，彈簧4被繼續壓縮暫時儲存能量，同時，后腔6中的油受 壓后通過連通孔7和間隙8排至前腔5、通過連通孔10排至儲油室11，通過合 適地設計間隙8和連通孔7、 10的孔徑來控制排油速度，滿足液壓緩沖裝置的 緩沖過程及緩沖能力的設計要求。另外，彈簧4可起到使液壓緩沖器自動復位 的作用，與常規液壓緩沖器的復位彈簧相比，其復位速度要緩慢平穩得多，常 規液壓緩沖器復位時，復位彈簧在瞬間釋放其全部壓縮能使汽車急速倒退，加 劇車內人員向前傾倒的慣性，而本發明的液壓緩沖器復位時，由于活塞桿3新 伸入到活塞腔的部分使活塞腔容積減小及后腔6中的部分油在緩沖過程中被排 至前腔5，前腔5會在活塞2退回到原來位置之前充滿油，從而使活塞2緩慢退 回到原位，這樣還減輕了對活塞缸l前壁的撞擊，儲油室11中的油回流到活塞 腔中；當足夠大的撞擊力損壞彈簧座41時，被壓縮的彈簧4得以伸長釋放其部 分或全部壓縮能，彈簧4伸長后頂在活塞缸1上繼續發揮緩沖儲能作用。圖2為本發明第二種實施方式液壓緩沖裝置的局部剖視圖，示出了液壓緩 沖裝置在緩沖和復位過程中用于排出前腔5中受壓氣體及回收被排出的油的一 種裝置。與圖1所述實施方式相比其區別在于沒有圖1中的連通孔9、 10和 儲油室ll;油沒有充滿整個活塞腔。在活塞缸l內壁上靠前腔5頂部位置加工 一個不會延伸到后腔6的凹槽12，在活塞缸1外壁上靠前腔5頂部位置加工一 個集油槽15，在集油槽15的底部鉆兩個通氣孔14及一個帶螺紋的注油孔17與 前腔5連通， 一個帶螺桿的擋油罩16通過螺紋連接固定在活塞缸1上，罩住整 個集油槽15，但留有通氣縫隙。該液壓緩沖裝置的工作過程如下彈簧4動作
后的-一小段時間內，由于后腔6存在無油空間，活塞2不會受到太大的來自后 腔6中油的阻力，液壓緩沖器基本上不起緩沖作用，彈簧4本身作為一個彈性 緩沖器被繼續壓縮從而暫時儲存部分撞擊能量，當油充滿整個后腔6時液壓緩 沖器開始發揮作用，后腔6中的油受壓后通過連通孔7和間隙8排至前腔5而 消除部分撞擊能量，使活塞2向后腔6緩慢移動直至停止再至復位，或彈簧座 41被損壞實現彈簧4的二次緩沖，但不能自動復位。其中凹槽12增加了活塞腔 的總容積，可以往活塞腔中多加一些油減小后腔6的無油空間，從而減小使后 腔6快速充滿油的不起液壓緩沖作用的活塞2移動距離；集油槽15和擋油罩16 用于回收活塞2復位時從通氣孔14噴出的油，由于后腔6處于負壓狀態，只要 通氣孔14的孔徑不是太大，從通氣孔14排出比被排至后腔6的油少得多，這 些油被擋油罩16擋回在集油槽15中，最后流回到活塞腔中。為滿足活塞缸1 強度要求無法加工足夠深的集油槽來回收在緩沖及復位過程中可能噴出的最大 油量時，可設置高出原集油槽上邊緣最低位置的擋油邊。如將通氣孔14設置在 后腔6側，在緩沖過程中從通氣孔14排出的油量比上述在復位過程中排出的油 量更多，故以在前腔5側設置通氣孔14為優。圖3示出了一種鋼性結構的緩沖啟動裝置4，由相互垂直的兩段圓柱構成， 其一端固定在活塞缸1上，另一端固定在活塞桿3上，與活塞桿3相連的圓柱 上有一個薄弱處43，當裝有這種液壓緩沖裝置的汽車受到若無緩沖則可能危及 車內人員人身安全的撞擊時，緩沖啟動裝置4從該薄弱處43斷開，這是一種自 毀性緩沖啟動裝置，可用它取代前述實施方式中的彈簧4。由于當汽車受到猛烈 撞擊時，即使液壓緩沖裝置沒被完全損壞，也必須對該裝置進行全面檢査或更 換，液壓緩沖器的自動復位己無實際意義，所以，在某些情況下采取自毀性緩 沖啟動裝置也是可考慮的。緩沖啟動裝置4還可由多個具有相同規格的彈簧組成，關于中心線18對稱 布置，彈簧伸縮方向與中心線18方向一致，各彈簧具有相同的預壓量。以上所述僅是本發明的優選實施方式。應當指出，對于本領域的普通技術 人員來說，在不脫離液壓緩沖器的前后腔是相互連通的這個本發明基本原理的 前提下，還可作出若干變形，這些應視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種汽車受到撞擊時的液壓緩沖裝置，它包括活塞缸(1)、活塞(2)、活塞桿(3)、緩沖啟動裝置(4)、所述活塞(2)將由所述活塞缸(1)、活塞(2)、活塞桿(3)形成的活塞腔分隔為前腔(5)和后腔(6)，所述活塞缸(1)與活塞桿(3)及活塞(2)的配合均為動配合，在活塞腔中注入油，有密封裝置使活塞腔中的油不會滲漏，其特征在于所述前腔(5)與后腔(6)是連通的；在所述液壓緩沖裝置的緩沖作用達到最大設計緩沖能力之前，油不會充滿與活塞腔連通的整個空間；所述緩沖啟動裝置(4)有兩個固定點，分別固定在與所述活塞缸(1)不發生相對位置變化的部件上，和與所述活塞桿(3)不發生相對位置變化的部件上，當汽車受撞力達到所述液壓緩沖裝置的啟動力時，所述緩沖啟動裝置(4)使所述液壓緩沖裝置開始發揮緩沖作用。
2. 如權利要求1所述的液壓緩沖裝置，其特征在于在所述活塞缸(1)的 頂部有一個儲油室(11)，有連通孔(9)直接連通所述儲油室(11)與所述前 腔(5)，連通孔(10)直接連通所述儲油室(11)與所述后腔(6)。
3. 如權利要求2所述的液壓緩沖裝置，其特征在于在所述儲油室ll的頂 部有通氣孔13，通過所述連通孔9和連通孔10往所述儲油室11中噴油的方向 都不對正所述通氣孔13。
4. 如權利要求1或2所述的液壓緩沖裝置，其特征在于在所述活塞(2) 上鉆有連通孔(7)連通所述前腔(5)與后腔(6)。
5. 如權利要求1所述的液壓緩沖裝置，其特征在于所述緩沖啟動裝置(4) 是鋼性結構，其上有一個相對薄弱處(43)，當所述活塞桿受力達到所述液壓緩 沖裝置的啟動力時，所述緩沖啟動裝置(4)從該薄弱處(43)斷開。
6. 如權利要求1所述的液壓緩沖裝置，其特征在于所述緩沖啟動裝置(4) 是一個被預壓的彈簧，該彈簧套在所述活塞桿G)上。
7. 如權利要求1所述的液壓緩沖裝置，其特征在于所述緩沖啟動裝置(4) 是兩個或更多具有相同預壓力的同規格彈簧，所有彈簧關于中心線(18)對稱 布置，且彈簧伸縮方向與所述中心線(18)方向一致。
8. 如權利要求6或7所述的液壓緩沖裝置，其特征在于當所述彈簧被壓 縮至接近極限位置時，所述彈簧的其中一個固定點斷開，受壓彈簧在伸長一定 長度后被第三個固定點擋住。
9. 如權利要求1所述的液壓緩沖裝置，其特征在于所述活塞缸(1)內壁頂部靠所述前腔(5)側有一個不延伸到所述后腔(6)的凹槽(12)。
10. 如權利要求1所述的液壓緩沖裝置，其特征在于在所述活塞缸(1) 頂部鉆若干個通氣孔(14)使所述活塞腔與外界連通；在所述活塞缸(1)的頂部有一個集油槽(15)，所述通氣孔(14)的孔口全部位于該集油槽(15)的底 部；設置一個擋油罩(16)固定在所述活塞缸(1)上并罩住整個所述集油槽U5)， 留有所述集油槽(15)與外界的空氣通道。。
11.如權利要求IO所述的液壓緩沖裝置，其特征在于在所述集油槽(15) 的中間位置有一個帶螺紋的注油孔(17)與活塞腔連通，所述擋油罩(16)帶 有與注油孔(17)相配的螺桿，并通過螺紋連接固定在所述活塞缸(1)」:。
全文摘要
本發明涉及一種汽車受到撞擊時的液壓緩沖裝置。該液壓緩沖裝置包括活塞缸、活塞、活塞桿、緩沖啟動裝置，活塞缸與活塞桿及活塞的配合均為動配合，注入了油的活塞腔被活塞分隔為相互連通的前腔和后腔，在液壓緩沖裝置的緩沖作用達到最大設計緩沖能力之前，油不會充滿與活塞腔連通的整個空間，緩沖啟動裝置用以固定活塞與活塞缸的相對位置，當汽車受撞力達到某個設計值時使液壓緩沖裝置開始發揮緩沖作用，這種液壓緩沖裝置在緩沖復位后，后腔中被排走的油可自動流回。當在活塞缸上開有通氣孔連通前腔與外界，并采取措施防止油從通氣孔排出，可取得更好的緩沖效果；以彈簧作為緩沖啟動裝置還可實現液壓緩沖裝置的緩慢復位及彈簧的二次緩沖。
文檔編號B60R19/24GK101125539SQ200610015318
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月14日 優先權日2006年8月14日
發明者李正才 申請人:李正才