專利名稱：一種機動車變形吸能碰撞裝置和帶有該變形吸能碰撞裝置的機動車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機動車防撞裝置，特別涉及一種機動車變形吸能碰撞裝置 和帶有該變形吸能碰撞裝置的機動車。
背景技術：
機動車自1886年問世以來，給人類的生活和工作帶來便利的同時，也因道路交 通事故導致了大量的人員傷亡和財產損失。到目前為止全球因車禍死亡人數累計超過 3400萬人，同時導致數億人受傷或致殘。據世界衛生組織(WHO)在2009年6月15日發 表的《道路安全全球狀況》報告中指出2008年涉及道路交通事故的死亡人數高達120 萬，受傷或致殘達2000 3000萬，全球每年因交通事故造成的經濟損失超過7000億美兀。現有機動車在撞擊過程中車身都處于壓縮狀態，這一方面將導致機動車車身發 生變形而損壞，另一方面可能導致駕乘人員的乘坐空間受到擠壓，嚴重時可能危急乘員 的生命安全。例如轉向管柱和方向盤在機動車受到撞擊時都會向后移動而猛擊乘員的頭 部和胸部，NCAP (新車評價規程)規定在標準測試速度50 64km/h下，轉向管柱向 后移動的距離只要不超過12.7cm即可；如在機動車受到撞擊時腳踏板都會向后移動而使 乘員下肢受傷，NCAP規定在標準測試速度下腳踏板向后移動的距離只要不超過20cm即 可。在實際車禍中，許多機動車的速度都超過了 NCAP的標準測試速度，乘員室變形劇 烈，甚至完全消失，許多人實際上是被擠壓而死的，這是車禍死亡率和受傷率居高不下 的主要原因。本申請人提交的專利CN201046689公布了一種帶防撞裝置的新型機動車車身， 該專利可使機動車車身在撞擊過程中處于拉伸狀態，并利用液體噴射消耗機動車的巨大 撞擊言旨量。但是該專利存在以下問題1)B柱初始加速度偏小而加速度峰值偏大。由于防凍液的壓力建立需要一個過 程，防凍液壓力曲線呈現半正弦曲線形狀，壓力從0逐漸升到峰值，然后從峰值逐漸降 到0。由于防凍液壓力的大小與加速度成正比，因此B柱加速度的波形也是半正弦曲線 形狀，B柱加速度也是從0逐漸升到峰值，然后從峰值逐漸降到0。這意味著B柱存在 著初始加速度偏小(0)、而加速度峰值偏大的問題。如何提高B柱的初始加速度和降低 B柱加速度峰值是擺在我們面前的重要研究課題。2)低速碰撞可能導致活塞推進較大距離。多次碰撞試驗結果表明，活塞推進距 離與碰撞速度基本無關。這一試驗結論可以大大提高高速碰撞的安全性，但是低速碰撞 也會和高速碰撞發生幾乎相同程度的活塞推進距離。如何降低低速碰撞的活塞推進距離 是擺在我們面前的重要研究課題。3)活塞頂桿長期伸出活塞缸外，容易被灰塵或污泥污染，發生碰撞時可能導致活塞頂桿推進困難。4)如何確保活塞緊緊壓住活塞缸端蓋，即如何解決活塞定位問題也是需要解決 的問題。發明內容本實用新型就是要解決B柱初始加速度偏小而加速度峰值偏大的問題；要解 決低速碰撞可能導致較大的活塞推進距離的問題，解決活塞頂桿被污染及活塞定位的問 題。一種機動車變形吸能碰撞裝置，其包括機動車防撞桿、液壓緩沖裝置、錐形沖 頭、可破裂吸能管；所述的液壓緩沖裝置包括活塞頂桿、活塞、活塞缸和活塞缸端蓋， 所述的活塞頂桿與所述的防撞桿相連，其特征在于所述的活塞頂桿套有錐形沖頭和可破 裂吸能管，機動車碰撞時所述的錐形沖頭將撕裂所述的可破裂吸能管。所述的可破裂吸 能管的中部開有至少一個破裂誘導槽；所述的可破裂吸能管的頂端開有至少一個破裂誘 導縫；所述的錐形沖頭開有錐形沖頭中心孔。一種機動車，其特征在于在機動車前部、 尾部設置有多個所述的機動車變形吸能碰撞裝置。本實用新型是這樣實現的1)加工錐形沖頭，并在錐形沖頭上鉆一個錐形沖頭中心孔。2)加工可破裂吸能管，并在可破裂吸能管的中部開破裂誘導槽，在可破裂吸能 管的頂端開破裂誘導縫。3)將可破裂吸能管套在活塞頂桿上，然后將錐形沖頭套在活塞頂桿上。本實用新型有如下效果1)可以提高B柱初始加速度，可以降低B柱加速度峰值。2)在輕微碰撞下活塞頂桿及活塞不會移動。3)在低速碰撞下，活塞頂桿及活塞推進距離將變小。4)可以防止灰塵和污泥污染活塞頂桿。5)可以使活塞準確定位，即能確保活塞頂桿伸出的長度保持一致。
圖1為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置垂向剖視圖；圖2為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置的A-A面剖視示意圖；圖3為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置俯視示意圖；圖4為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置左視示意圖；圖5為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置的錐形沖頭剖視示意圖；圖6為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置的錐形沖頭右視示意圖；圖7為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置的可破裂吸能管示意圖；圖8為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置的可破裂吸能管B-B剖視圖；圖9為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置的可破裂吸能管C-C剖視圖；圖10為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置的可破裂吸能管D-D剖視圖；圖11為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置第二實施方式的可破裂吸能管剖視 圖；[0034]圖12為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置第三實施方式的可破裂吸能管剖視 圖；圖13為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置第四實施方式的可破裂吸能管剖視 圖；圖14為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置第五實施方式；圖15為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置第六實施方式。其中附圖標記如下活塞頂桿1、活塞2、活塞缸3、活塞缸端蓋4、噴射緩沖室5、排液管6、錐形 沖頭7、可破裂吸能管8、圓柱體9、圓柱體沉槽10、活塞頂桿連接孔11、鉸接基座12、 圓柱槽13、圓柱槽端蓋14、防撞桿15、第一水平螺栓16、第二水平螺栓17、第三水平螺 栓18、第四水平螺栓19、第五水平螺栓20、第六水平螺栓21、第七水平螺栓22、第八水 平螺栓23、第一防撞桿滑槽24、第二防撞桿滑槽25、第三防撞桿滑槽26、第四防撞桿滑 槽27、排液軟管28、防凍液盒29、活塞頂桿外螺紋30、第一活塞噴射孔201、第二活塞 噴射孔202、第三活塞噴射孔203、第四活塞噴射孔204、第一管壁噴射孔301、第二管 壁噴射孔302、錐形沖頭中心孔701、第一破裂誘導槽801、第二破裂誘導槽802、第三破 裂誘導槽803、第四破裂誘導槽804、第一破裂誘導縫805、第二破裂誘導縫806、第三破 裂誘導縫807、第四破裂誘導縫808。
具體實施方式
由于機動車底盤左右幾乎對稱，為了描述的方便，只描述機動車的左邊部分， 右邊相同的部分不再描述。本實用新型所述的“至少一個”應理解為大于等于一個，小 于等于η個，η的取值范圍由產品大小和本領域技術常識來確定。第一實施方式圖1為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置垂向剖視圖；圖2為本實用新型機動 車變形吸能碰撞裝置的A-A面剖視示意圖；圖3為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置 俯視示意圖；圖4為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置左視示意圖；圖5為本實用新 型機動車變形吸能碰撞裝置錐形沖頭剖視示意圖；圖6為本實用新型機動車變形吸能碰 撞裝置錐形沖頭右視示意圖；圖7為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置可破裂吸能管 示意圖；圖8為本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置可破裂吸能管B-B剖視圖；圖9為 本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置可破裂吸能管C-C剖視圖；圖10為本實用新型機動 車變形吸能碰撞裝置可破裂吸能管D-D剖視圖。由于機動車碰撞裝置左右對稱，為了描述方便，只描述機動車碰撞裝置的左邊 部分。如圖1 圖10所示，本實用新型機動車變形吸能碰撞裝置包括活塞頂桿1、活塞 2、活塞缸3、活塞缸端蓋4、噴射緩沖室5、排液管6、錐形沖頭7、可破裂吸能管8、圓 柱體9、圓柱體沉槽10、活塞頂桿連接孔11、鉸接基座12、圓柱槽13、圓柱槽端蓋14、 防撞桿15、第一水平螺栓16、第二水平螺栓17、第三水平螺栓18、第四水平螺栓19、第 五水平螺栓20、第六水平螺栓21、第七水平螺栓22、第八水平螺栓23、第一防撞桿滑槽 24、第二防撞桿滑槽25、第三防撞桿滑槽26、第四防撞桿滑槽27、排液軟管28、防凍液盒29、第一活塞噴射孔201、第二活塞噴射孔202、第三活塞噴射孔203、第四活塞噴射 孔204、第一管壁噴射孔301、第二管壁噴射孔302、錐形沖頭中心孔701、第一破裂誘導 槽801、第二破裂誘導槽802、第三破裂誘導槽803、第四破裂誘導槽804、第一破裂誘導 縫805、第二破裂誘導縫806、第三破裂誘導縫807、第四破裂誘導縫808。所述的錐形沖頭中心孔701開在錐形沖頭7上；所述的第一破裂誘導槽801、第 二破裂誘導槽802、第三破裂誘導槽803、第四破裂誘導槽804開在可破裂吸能管8的中 間部分；所述的第一破裂誘導縫805、第二破裂誘導縫806、第三破裂誘導縫807、第四 破裂誘導縫808開在可破裂吸能管的頂端，并靠近錐形沖頭7。所述的圓柱體沉槽10開 在圓柱體9上；所述的活塞頂桿連接孔11開在圓柱體9上；所述的活塞缸端蓋4安裝在 活塞缸3的前部；所述的活塞頂桿1一端與活塞2的頂部相連，另一端依次穿過活塞缸端 蓋4、可破裂吸能管8、錐形沖頭7，最后與圓柱體9上的活塞頂桿連接孔11相連；所述 的圓柱體9安裝在鉸接基座12上的圓柱槽13內；當圓柱體9放入圓柱槽13之后用圓柱 槽端蓋14蓋住；所述的防撞桿15通過若干水平螺栓(16、17、18、19)與鉸接基座12相 連。所述的活塞2又包括第一活塞噴射孔201、第二活塞噴射孔202、第三活塞噴射 孔203、第四活塞噴射孔204。上述這些活塞噴射孔從活塞2的底部貫穿活塞2的頂部。所述的噴射緩沖室5與第一活塞缸3固定相連；所述的排液管6與噴射緩沖室5 固定相連；所述的排液軟管28 —端與防凍液盒29相連，另一端與排液管6相連。所述 的第一管壁噴射孔301、第二管壁噴射孔302貫穿活塞缸3的壁。1)下面分析本實用新型一種帶錐形沖頭和可破裂吸能管的機動車碰撞裝置如何 提高B柱初始加速度？如圖1 圖10所示，當一種帶錐形沖頭和可破裂吸能管的機動車碰撞裝置發生 碰撞時，巨大的撞擊力將首先撞到防撞桿15的左邊，然后依次傳到對應的鉸接基座12、 圓柱體9和活塞頂桿1上，活塞頂桿1將與帶有諸活塞噴射孔201、202、203、204的活 塞2—起向后移動，從而消耗機動車碰撞能量。有兩種方式來消耗機動車碰撞能量一 種方式是高壓液體噴射消耗能量；另一種是可破裂吸能管吸能。現在分析高壓液體噴射如何消耗機動車碰撞能量在活塞2的擠壓下，防凍液 的壓力將從0逐漸上升到壓力峰值，高壓液體將通過活塞2上的諸活塞噴射孔201、202、 203、204和活塞缸3上的諸管壁噴射孔301、302高速噴射而消耗機動車碰撞能量。在液 體高速噴射消耗機動車碰撞能量的同時可破裂吸能管也將吸收部分機動車碰撞能量。下面分析可破裂吸能管如何消耗機動車撞擊能量由于活塞頂桿1上套有錐形 沖頭7和可破裂吸能管8，錐形沖頭7將擠壓可破裂吸能管8，在錐形沖頭7的沖擊作用 下，可破裂吸能管8首先發生擴脹變形吸能，由于可破裂吸能管8有破裂誘導縫，可破裂 吸能管8將發生撕裂吸能。由于可破裂吸能管8初始擴脹變形力和初始撕裂力與可破裂吸能管8壁厚成正 比，這意味著當可破裂吸能管8的壁厚一定時，碰撞力要達到一定值時可破裂吸能管8才 能發生變形。這樣可以提高B柱的初始加速度，使之不再是零加速度了，也就是說可以 提高B柱的初始加速度。與此同時還意味著輕微碰撞不會導致機動車的變形。2)下面分析本實用新型一種帶錐形沖頭和可破裂吸能管的機動車碰撞裝置如何降低B柱的峰值加速度？當活塞頂桿1及活塞2不斷向前推進時，可破裂吸能管8也將不斷被撕裂。當活 塞2推進到活塞缸3中部時，活塞缸3內的液體壓力進入峰值區間，由于B柱加速度與液 體壓力成正比，則B柱加速度將進入峰值區間。由于在可破裂吸能管8的中部開有破裂 誘導槽，可破裂吸能管8的擴脹力和撕裂力將急劇下降數倍甚至十幾倍，因此可以降低B 柱的加速度峰值。3)下面分析本實用新型一種帶錐形沖頭和可破裂吸能管的機動車碰撞裝置如何 防止灰塵和污泥污染活塞頂桿。在機動車發生碰撞時，活塞頂桿1將不斷通過活塞缸端蓋4進入活塞缸3內部， 如果灰塵或污泥污染了活塞頂桿1，則可能導致活塞頂桿1推進困難，嚴重時會被卡死。 我們在活塞頂桿1上套上錐形沖頭7和可破裂吸能管8，灰塵和污泥就不會污染活塞頂桿 1，因此不會出現活塞頂桿1推進困難的現象，更不會出現活塞頂桿1被卡死的現象。第二實施方式圖11為機動車變形吸能碰撞裝置第二實施方式的可破裂吸能管剖視圖；第二 實施方式與第一實施方式基本上相同在第一實施方式基礎上去掉了可破裂吸能管8頂 端的第一破裂誘導縫805、第二破裂誘導縫806、第三破裂誘導縫807、第四破裂誘導縫 808。第三實施方式圖12為機動車變形吸能碰撞裝置第三實施方式的可破裂吸能管剖視圖。第三實 施方式與第一實施方式基本上相同唯一不同的是去掉了可破裂吸能管8中部的第一破 裂誘導槽801、第二破裂誘導槽802、第三破裂誘導槽803、第四破裂誘導槽804。第四實施方式圖13為機動車變形吸能碰撞裝置第四實施方式的可破裂吸能管剖視圖；第四實 施方式與第一實施方式基本上相同唯一不同的是去掉了可破裂吸能管8中部的第一破 裂誘導槽801、第二破裂誘導槽802、第三破裂誘導槽803、第四破裂誘導槽804，去掉了 可破裂吸能管8頂端的第一破裂誘導縫805、第二破裂誘導縫806、第三破裂誘導縫807、 第四破裂誘導縫808。第五實施方式圖14為機動車變形吸能碰撞裝置第五實施方式；第五實施方式與第一實施方式 基本上相同，唯一不同的是將錐形沖頭7和可破裂吸能管8交換了位置，即錐形沖頭7緊 靠活塞缸端蓋4。第六實施方式圖15為機動車變形吸能碰撞裝置第六實施方式；第六實施方式與第一實施方式 基本上相同唯一不同的是在活塞頂桿1的頂端加工了活塞頂桿外螺紋30，與此對應錐 形沖頭7上的錐形沖頭中心孔加工為內螺紋，所述的錐形沖頭7與所述的活塞頂桿1相螺 接。第六實施方式可以使活塞2更容易定位，通過擰錐形沖頭7即可使活塞2緊緊壓在 活塞缸端蓋4上。當活塞2緊緊壓在活塞缸端蓋4上時，繼續擰錐形沖頭7，將導致可破 裂吸能管8發生預變形。其它實施方式頁 應該理解本實用新型并不局限于上述實施方式，上述優選實施方式僅為示例性 的，本領域的技術人員可以根據本實用新型的精神實質，做出各種等同的修改和替換及 不同組合，而得到不同的實施方式。如本實用新型所述的活塞頂桿與所述的防撞桿相連 包括直接相連和間接相連。
權利要求1.一種機動車變形吸能碰撞裝置，其包括機動車防撞桿(15)、液壓緩沖裝置(1，2， 3，4)、錐形沖頭(7)、可破裂吸能管(8)；所述的液壓緩沖裝置(1，2，3，4)包括活塞 頂桿(1)、活塞(2)、活塞缸(3)和活塞缸端蓋(4)，所述的活塞頂桿(1)與所述的防撞桿 (15)相連，其特征在于所述的活塞頂桿(1)套有錐形沖頭(7)和可破裂吸能管(8)，機動 車碰撞時所述的錐形沖頭(7)將撕裂所述的可破裂吸能管(8)。
2.根據權利要求1所述的機動車變形吸能碰撞裝置，其特征在于所述的可破裂吸能管 (8)的中部開有至少一個破裂誘導槽(801、802、803、804)。
3.根據權利要求1或2所述的機動車變形吸能碰撞裝置，其特征在于所述的可破裂吸 能管(8)的頂端開有至少一個破裂誘導縫(805、806、807、808)。
4.根據權利要求1所述的機動車變形吸能碰撞裝置，其特征在于所述的活塞頂桿(1) 加工有活塞頂桿外螺紋(30)，所述的錐形沖頭(7)的中心孔(701)是內螺紋孔，所述的活 塞頂桿(1)與所述的錐形沖頭(7)相螺接。
5.—種機動車，其特征在于在機動車前部、尾部設置有多個如權利要求1所述的機動 車變形吸能碰撞裝置。
專利摘要一種機動車變形吸能碰撞裝置，其包括機動車上的活塞頂桿、活塞、活塞缸、活塞缸端蓋、錐形沖頭和可破裂吸能管；其特征在于所述的活塞頂桿套有錐形沖頭和可破裂吸能管。所述的可破裂吸能管的中部開有至少一個破裂誘導槽，所述的可破裂吸能管的頂端開有至少一個破裂誘導縫，所述的錐形沖頭開有錐形沖頭中心孔。在機動車發生碰撞時，可提高B柱的初始加速度，可降低B柱加速度峰值，可防止活塞頂桿被污染。
文檔編號B60R19/32GK201800658SQ20102028453
公開日2011年4月20日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者凌建軍, 凌閣, 李越, 楊鑄, 黃鸝 申請人:凌建軍