CN101652648B - 用于执行碰撞测试的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于执行碰撞测试的方法，其中物体，特别是机动车辆或机动车辆的一部分，典型安装在经过加速的测试滑块上，由加压气体容器产生加速力，并经由活塞和推杆特别施加到加速物体上，同时为了减少循环时间，通过移动自身暴露在液压流体内的活塞而产生加压气体容器中期望的气压，从而在气体上施加压力。本发明还涉及相应的实施系统。

Description

用于执行碰撞测试的方法和系统
本发明涉及一种用于执行碰撞测试的方法，其中物体，特别是机动车辆或机动车辆的一部分，典型安装在被加速的测试滑块上，由加压气体容器产生加速力，并经由活塞和推杆特别施加到加速物体上。
本发明还涉及一种用于执行碰撞测试的系统，其中物体，特别是机动车辆或机动车辆的一部分，典型安装在被加速的测试滑块上，由加压气体容器产生加速力，并经由活塞和推杆特别施加到加速物体上。
例如在WO00/79236A1中已经较早地描述了所涉及类型的方法和系统。依据早期的方法，通过加速测试物体模拟实际碰撞测试中的惯性减速。这意味着通过相对于测试物体加速测试滑块来直接施加通过与障碍的碰撞而作用于移动的车辆的加速度力。滑块因此可能达到对真实世界减速曲线的很好的复制。该测试目标不会被损坏。然而，也可以在传统的碰撞测试中采用本发明，其中物体被加速至一个特定的速度并且引起以该速度与障碍物的碰撞，也在仅包括机动车车辆的部件的碰撞测试中采用本发明，例如在EP1750112A1中所描述的。
在这些较早的方法和系统中，通过压缩器在加压气体容器中产生必要的气压。这会花费相当长的时间来填充加压气体容器，其反过来导致碰撞测试周期之间相对长的延迟。
因此本发明的目标是引入一种上面所提及类型的方法和系统，通过该方法周期时间可以缩短。
通过上面提到类型的方法达到该目标，其中，施加液压流体至活塞使活塞移动并且对气体施加压力，从而在加压气体容器中产生期望的气压。
此外，利用上面提到类型的系统实现所声称的目标，因为它集成活塞和气缸组件，其中活塞将气缸分成容纳加压气体的第一活塞腔室和接收液压流体的第二活塞腔室，该第二活塞腔室可填满用于移动活塞的液压流体。
通过液压操作的活塞产生必要的气压可以显著缩短周期时间。由适当的的液压泵供给液压流体，因此显著减小了用来填充加压气体容器花费的时间。根据所采用的液压泵，可以达到小于15分钟的周期时间。
优选在独立的活塞腔室中提供气源，其中在活塞一侧上具有容纳的气体，并且在活塞的另一侧上具有液压流体。有利地，可以利用商业上可购买的液压活塞型蓄能器来实现，这将减小该系统的成本。
在本发明的特别优选的结构中，碰撞测试一旦完成，气体会反馈进入气体容器，即活塞型蓄能器。该有利的结果是利用闭环气体反馈回路，消除了压缩气体的通风中传统的固有噪声问题。此外，气体的膨胀和压缩所引起的温度变化问题显著减小，使得就施加的压力而言可以对加压气体容器进行更精确的填充。
通过在加压气体容器中提供另一个活塞，并且再次由液压流体进行驱动来优选实施气体再循环。优选地，由与传送液压流体来加压气体的液压泵相同的液压泵来移动液压流体。这大大简化了反回到气体容器内的气体再循环。
为了允许填充加压气体容器的气体量的变化，以及由此带来的气体压力变化，优选的方法是提供一种液压流体容器，从该液压流体容器，活塞和气缸组件的第二活塞腔室可按照需要进行填满。
一旦完成碰撞测试，通过推杆的收缩加压气体气缸中的另一个活塞在它的部分上返回到它的原位，这再次组成特别简单的解决方法。
主要采用的气体是氮气，从膨胀和压缩特性以及减小的腐蚀危险的观点来看，氮气是理想的。
依据本发明的方法特别适用于碰撞测试，其中仅模拟了真实碰撞中产生的惯性力，并且特别是气压产生的加速力大于实际需要的力的过程中，制动装置用于产生期望的加速曲线。
所有上述方法相关的描述同样适用于依据本发明的系统。
在相关附图和如下描述中阐述本发明的具体实施例。
作为唯一的图示：
图1示出了根据本发明的示意形式的系统，用于在碰撞测试的加压气体容器产生压力。
所述的系统包围气缸的气压腔室1，以气缸2包含可动第一活塞3的形式。第一活塞3刚性连接到推杆4上，该推杆4从气缸2的一端突出并用于操作碰撞测试滑块。
并且可移动地容纳在气缸2中的是第二活塞5。它定位在与第一活塞3相对并远离推杆4的侧面上，并与第一活塞3形成气压腔室1，并且气缸2中的它的另一侧上具有一个附加的第三活塞腔室6。
通过延伸穿过第二活塞5的管道7，并且经由定向控制阀8，气压腔室1与单独的活塞与气缸组件10的第一活塞腔室9相连。典型地，通过电磁装置可将定向控制阀8设定成如所述那样关闭或打开管道7。该活塞与气缸组件10包括在气缸12中移动的第三活塞11，并将气缸12细分成第一活塞腔室9和第二活塞腔室13。通过管道14和另一个定向控制阀15将第二活塞腔室13连接到液压单元16上，该液压单元包围液压泵和液压流体容器。通过该定向控制阀15和液压馈线17也可以将液压单元16连接到加压气体容器2的第三活塞腔室6。
定向控制阀15具有三个设置，除了如图所示的位置外，包括其中液压单元16的液压泵将液压流体泵入活塞与气缸组件10的第二活塞腔室13这一设置，而来自加压气体容器2的第三活塞腔室6的流体可以经由管道17反向流回液压单元16内；以及第三种设置，其中液压单元16的液压泵将流体泵入加压气体容器2的第三活塞腔室6，而来自活塞与气缸装配体10的第二活塞腔室13的流体可以流回液压单元16的液压流体容器中。优选地，第二定向控制阀15也由电磁装置进行操作。
为了使用根据本发明的系统启动碰撞测试，定向控制阀8设定到打开位置，并且定向控制阀15设定成将液压单元16的液压泵与活塞与气缸组件10的第二活塞腔室13相连。启动液压单元16的液压泵会将流体泵入第二活塞腔室13内。因此活塞11移动至左侧，如双向箭头III所示，迫使第一活塞腔室9中存在的气体通过定向控制阀8，并经由第二活塞5进入气压腔室1。该过程继续直至气压腔室1中达到期望的气压。制动装置(未示出)使用推杆4将活塞3保持在一定位置，如双向箭头I所示，第二活塞5如果现在没有在其最终位置，可以移动进入最终位置。一旦已经建立期望的压力，两个定向控制阀8和15关闭，允许在不操作液压泵的情况下保持压力。现在可以进行碰撞测试，因为制动装置(未示出)被松开。这会将通过第一活塞3驱动的推杆4移动到右侧，并移动到加压气体容器2之外，如双向箭头II所示，以期望的形式推动测试物体。具体地，制动装置以沿着弹性惯性曲线加速测试物体的方式工作。
一旦碰撞测试完成，定向控制阀8被重新打开，并且定向控制阀15被切换至它的第二打开设置，该第二打开设置将液压单元16的液压泵与加压气体容器2的第三活塞腔室6相连，并且液压流体容器与活塞与气缸组件10的第二活塞腔室13相连。启动液压泵会把液压流体泵入第三活塞腔室6内，移动活塞5至右侧，如双向箭头I所示。结果，活塞5和活塞3之间的加压气体，即氮气会通过管道7重新循环，并通过定向控制阀8反向进入气压即活塞腔室9内。这依次将活塞11移动至如双向箭头III所示的右侧，将流体通过管道14推动到第二活塞腔室13之外，并且定向控制阀15返回液压单元16的液压流体容器内。一旦第二活塞5与第一活塞3接触，所有加压气体将回到气体压力即第一活塞腔室9中。如双向箭头II所示，推杆4将移动到左侧并且返回至它的原位，同步引起第二活塞5移动到左侧，如其自身的原位方向上双向箭头I所示。现在就可以如上所述重新填充气压腔室1，同时通过制动装置将推杆4再次保持在合适的位置并用气压腔室1中建立气压将第二活塞5移动到左侧并进入它的最后位置。在该过程中，并且随着通过推杆4移动第二活塞5，第三活塞腔室6中存在的的流体经由管道17和定向控制阀15回到液压单元16的液压流体容器。
参考符号的清单
1气压腔室
2加压气体容器
3第一活塞
4推杆
5第二活塞
6第三活塞腔室
7管道
8定向控制阀
9第一活塞腔室
10活塞与气缸组件
11第三活塞
12气缸
13第二活塞腔室
14管道
15定向控制阀
16液压单元
17管道
I双向箭头
II双向箭头
III双向箭头

Claims (15)

1.一种用于执行碰撞测试的方法，其中物体，安装在经过加速的测试滑块上，由加压气体容器(2)产生加速力，该加速力经由第一活塞(3)和推杆(4)施加到加速物体上，其特征在于：
通过第三活塞(11)的运动在加压气体容器(2)的气压腔室(1)中产生期望的气压，其中，第三活塞(11)暴露于活塞与气缸组件(10)中的液压流体的压力；
其中，储存在活塞与气缸组件(10)的第一活塞腔室(9)中的气体与活塞与气缸组件(10)的第二活塞腔室(13)中的液压流体被第三活塞(11)分开，并且其中，液压流体压力施加至活塞与气缸组件(10)的第二活塞腔室(13)从而在气压腔室(1)中得到所期望的气压；
其中，一旦碰撞测试结束，通过在加压气体容器(2)的第三活塞腔室(6)中施加液压压力，气体返回到第一活塞腔室(9)中，并且其中，活塞与气缸组件(10)的第二活塞腔室(13)中的液压压力被释放至液压单元的液压流体容器中，并且启动液压单元(16)中的液压泵把液压压力施加在加压气体容器(2)的第三活塞腔室(6)中，从而移动第二活塞(5)并且通过压力管道(7)和定向控制阀(8)将第一活塞(3)和第二活塞(5)之间的加压气体排至第一活塞腔室(9)，因此，当第二活塞(5)到达第一活塞(3)时，实质上所有的所述气体被排至活塞与气缸组件(10)的第一活塞腔室(9)中；
以及其中，当用于下一次碰撞试验的加压气体被填充时，加压气体容器(2)的第三活塞腔室(6)的液压流体经由管道(17)返回至液压单元(16)的液压流体容器中，气体以闭环反馈回路再循环。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
通过所述液压泵向活塞与气缸组件中的第二活塞腔室施加液压流体。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
在特定的单独活塞与气缸组件中提供必要的气体供应，在第三活塞的一侧上，所述活塞与气缸组件容纳气体，并且在另一侧上，所述活塞与气缸组件容纳液压流体。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
由推杆的收缩将第二活塞返回至自身原位。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在闭环反馈回路中发生液压流体再循环。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
采用的气体是氮气。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
通过沿着真实的惯性减速曲线加速测试物体来模拟真实碰撞的惯性减速力。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
在利用测试滑块的碰撞测试过程中，在加速度的方向上所施加的力大于与真实的惯性减速曲线相对应的加速度所需的力，并且为了获得期望的加速曲线，碰撞测试滑块，或者驱动它的装置，被暴露于具有与加速度的方向相反的矢量的制动力，该制动力足够大从而引起的合成力能够沿着期望的加速曲线加速所述测试滑块。
9.一种用于执行碰撞测试的系统，其中物体，安装在被加速的测试滑块上，所述系统包括用于产生加速力的加压气体容器，该加速力经由第一活塞和推杆施加到加速物体上，其特征在于：
活塞和气缸组件具有第三活塞，该第三活塞将气缸细分成接收加压气体的第一活塞腔室，以及接收液压流体的第二活塞腔室，第二活塞腔室可被填满用于移动第三活塞的液压流体；加压气体容器具有第二活塞，通过该第二活塞，气体能从加压气体容器返回到第一活塞腔室内；该第二活塞将加压气体容器细分成用于气体的气压腔室，和第三活塞腔室，其中第三活塞腔室可填满用于移动第二活塞的液压流体；在闭环反馈回路中再循环气体。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于：
第二活塞腔室经由液压泵连接至液压流体容器。
11.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于：
活塞和气缸组件被布置成单独的活塞型蓄能器，并且第一活塞腔室经由压力管道连接至加压气体容器。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于：
第三活塞腔室经由相同的液压泵连接至液压流体容器。
13.如权利要求9所述的系统，其特征在于：
通过推杆的收缩，该第二活塞能返回至自身原位。
14.如权利要求9所述的系统，其特征在于：
在闭环反馈回路中再循环液压流体。
15.如权利要求9所述的系统，其特征在于：
采用的气体是氮气。
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