CN102514629A

CN102514629A - 吸能小变形的货车车架

Info

Publication number: CN102514629A
Application number: CN2011104186383A
Authority: CN
Inventors: 吴永海; 王�锋
Original assignee: Huaiyin Institute of Technology
Current assignee: Huaiyin Institute of Technology
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2012-06-27

Abstract

吸能小变形的货车车架，属于涉及汽车部件的设计加工技术领域。由左、右纵梁、若干根横梁、左、右斜撑梁、支承轨道、后固定块、螺纹套筒、冲击滑块、导杆和圆柱销组成，其中螺纹套筒、冲击滑块和导杆组成螺纹吸能部件。当冲击滑块高速撞击导杆并冲击螺纹套筒内的螺纹圈时，螺纹圈的内螺纹牙在切向力作用下发生剪切变形并被剪切脱离，在此过程中螺纹套筒内的螺纹圈剪切变形和脱离吸收了导杆的大部分动能，并且对导杆进行缓冲减速。本发明专利的基本思想是利用了金属材料在被剪切破坏时需耗能的原理来有效地吸收碰撞冲击能量，减小货车车架纵横梁的变形，进而减小车头驾驶室的变形，保护驾驶员的生命安全。

Description

吸能小变形的货车车架

技术领域

本发明专利涉及梯形货车车架，它是对货车车架的改进，属于汽车部件的设计加工技术领域。

背景技术

货车在国家建设中发挥着举足轻重的作用，但货车的交通安全形势不容乐观。目前，在汽车安全领域，人们非常关注轿车，各国政府在治理汽车安全时，制定相关的汽车安全法规主要都是针对轿车。在汽车安全法规的约束下，轿车的安全车身、乘员约束系统(安全带、安全气囊)技术得以迅速发展，其被动安全性能已达到很高的水平。近年来，交通事故统计数据表明，货车司机在交通事故中死亡和重伤的比例逐渐升高。如何有效促进货车安全技术的研发，提升货车安全品质，降低货车事故造成的死亡率，成为全社会关注的热点问题，也是我国道路交通安全中的重要问题之一。本发明专利采用剪切破坏吸能技术，其基本思想就是利用了金属材料在被剪切破坏时需耗能的原理来有效地吸收碰撞冲击能量，减小货车车架纵横梁的变形，进而减小车头驾驶室的变形，保护驾驶员的生命安全。

发明内容

本发明专利涉及梯形货车车架，它由左、右纵梁1、若干根横梁2、左、右斜撑梁3、支承轨道4、后固定块5、螺纹套筒6、冲击滑块7、导杆8和圆柱销9组成。安装于车架的前端和后端。其中螺纹套筒6、冲击滑块7和导杆8组成螺纹吸能部件。螺纹套筒6的内部加工有梯形内螺纹，其材料为灰铸铁HT300。导杆8使用合金钢制造，材料为16Mn钢。螺纹套筒6材料的强度最低，低于车架材料Q235的强度，导杆8材料的强度最高，这样配合使用可以使碰撞发生时，螺纹吸能部件先于车架发生破坏，尽可能的吸收碰撞能量。左、右斜撑梁3的一侧固定，另一侧可移动，其固定侧焊接在车架的前端部，移动侧加工有半圆柱体结构，且沿圆柱体轴向中间处开一立体槽，在该处与冲击滑块7采用圆柱销9连接相连。冲击滑块7的前侧有半圆柱体结构，其表面上有一个同轴通孔，与左、右斜撑梁3对应结构相连，冲击滑块7的底部左、右两侧加工有滑槽，可在支承轨道4内滑动。

当碰撞载荷作用在车架前端导致其变形时，左、右斜撑梁3推动冲击滑块7撞击导杆8，预压紧的导杆8凸缘对螺纹套管6中的内螺纹圈实施剪切，轴向推进。如果轴向力大于被剪切内螺纹的剪切力及导杆8凸缘与内螺纹剪切面之间的摩擦力之和，便一直推进剪切，直至力平衡。在剪切力和摩擦力的共同作用下，碰撞的能量被逐渐吸收消耗。在材料的塑性变形与剪切破坏中，剪切破坏所需的能量大于变形所需的能量。本发明专利利用了金属材料在被剪切破坏时需耗能的原理。螺纹吸能部件在剪切过程中，由于螺纹圈是连续的，导致整个碰撞过程是连续的。当冲击滑块7高速撞击导杆8并冲击螺纹套筒6内的螺纹圈时，螺纹圈的内螺纹牙在切向力作用下发生剪切变形并被剪切脱离，在此过程中螺纹套筒6内的螺纹圈剪切变形和脱离吸收了导杆8的大部分动能，并且对导杆8进行缓冲减速。因为导杆8每圈所剪切的螺纹横向面积相同，所以导杆8对螺纹套筒6内的螺纹剪切力相同，因而导杆的减速度为定值。根据牛顿定律，可知作用在汽车质心处的减速度值也近似为常值，故碰撞过程是平稳的，减轻了多次碰撞给乘员造成的伤害。

附图说明

图1为本发明专利的车架图；

图2为本发明专利的车架局部图；

图3为冲击滑块图；

图4为螺纹套筒局部图；

图5为导杆图；

图6为支承轨道图；

图7为斜撑梁图。

具体实施方式

下面通过附图及实施例来进一步阐述本发明专利的内容：

附图所表现的实施例是一种梯形货车车架，它由左、右纵梁1、若干根横梁2通过铆接或栓接组成。左、右斜撑梁3的一侧通过焊接固定于车架的前端部，另一侧加工有半圆柱体结构，且沿圆柱体轴向中间处开一立体槽，在该处与冲击滑块7采用圆柱销9进行连接，该侧可随冲击滑块7沿支承轨道4滑动。冲击滑块7的前侧有半圆柱体中空结构，与左、右斜撑梁3对应结构相连，冲击滑块7的底部左、右两侧加工有滑槽，可沿支承轨道4滑动。螺纹套筒6的截面为C型，底部中空，内部加工有内螺纹，使用梯形螺纹Tr40*2.5。螺纹套筒6的后侧由后固定块5进行支撑，阻止螺纹套筒6沿左、右纵梁1的轴向向后运动。后固定块5通过焊接方式连接在左、右纵梁1的C形槽内部。导杆8安装在螺纹套筒6的前侧，导杆8的凸缘顶在螺纹套筒6的螺纹处。当碰撞载荷作用在车架前端导致其变形时，左、右斜撑梁3推动冲击滑块7撞击导杆8，导杆8凸缘对螺纹套管6中的内螺纹牙实施剪切，沿导杆8轴向推进，在剪切力和摩擦力的共同作用下，碰撞的能量被逐渐吸收消耗，减小货车车架纵横梁的变形，进而减小车头驾驶室的变形。螺纹套筒6的材料为灰铸铁HT300，导杆8使用合金钢制造，材料为16Mn钢，车架材料为Q235。由于螺纹套筒6材料的强度最低，低于车架材料的强度，导杆8材料的强度最高，这样配合使用可以使碰撞发生时，螺纹吸能部件先于车架发生破坏，尽可能的吸收碰撞能量。

Claims

1.吸能小变形的货车车架，由左、右纵梁、若干根横梁、左、右斜撑梁、支承轨道、后固定块、螺纹套筒、冲击滑块、导杆和圆柱销组成，其特征在于：所述左、右斜撑梁的一侧固定于车架的前端部，另一侧加工有半圆柱体结构，沿半圆柱体轴向中间处开一立体槽，且该侧可沿支承轨道滑动。

2.根据权利要求1所述的吸能小变形的货车车架，其特征在于：碰撞时，所述导杆凸缘对螺纹套管中的内螺纹牙实施剪切破坏，沿导杆轴向推进。