CN106004741B - 一种高效渐进式稳定吸能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效渐进式稳定吸能装置，包括保险杠、位于保险杠后侧的油压吸能机构，油压吸能机构包括油缸体、连接件、活动设置在油缸体内的油压活塞板，连接件传动连接在保险杠和油压活塞板之间，油缸体一端设有出油口，油压吸能机构还包括用于开关所述出油口的压盖；位于保险杠后侧的气压吸能机构，气压吸能机构包括气缸体、活动设置在气缸体内的气压活塞板；保险杠受到撞击时，撞击力通连接件传递给油压活塞板，油压活塞板挤压油缸体内的油并使油推开压盖从出油口流出，油对气压活塞板施加压力使气压活塞板压缩气缸体内的空气。此装置不仅能较好的吸收能量，而且减振缓冲，降低碰撞力，提高稳定性，从而对驾驶员和乘员起到很好的保护作用。

Description

一种高效渐进式稳定吸能装置
技术领域
本发明涉及一种高效渐进式稳定吸能装置，属于碰撞防护领域。
背景技术
随着汽车工业的不断发展以及人们生活水平的不断提高，我国汽车的保有量正在不断增加，然而汽车交通事故的发生率也在逐年增多，据世界卫生组织统计,全球每年约有130万人死于道路交通事故。汽车的安全隐患严重影响人们的人身和财产安全。因此，车辆的碰撞安全性越来越受到人们的重视，科学研究者及汽车设计人员如何研究出高性能、安全可靠的吸能装置已经成为了一个紧迫而重要的课题。
对于汽车吸能装置，国内外也早就有了很多研究。由于薄壁结构具有质量轻，吸能效果好的特点，因而很早就被广泛地应用到汽车的吸能装置中。而现有的吸能装置大多数是对汽车的保险杠进行改造，选用铝、镁等型材做为保险杠，配合薄壁结构与车身骨架相连，虽然具有一定的吸能效果，但是，无法抵抗大的撞击。另外，汽车碰撞过程中产生的巨大振动也容易伤及车上人员。因此，现有的吸能装置存在吸能效果差的技术问题，同时无法减小撞击产生的振动。
发明内容
本发明提供了一种高效渐进式稳定吸能装置，具有很好的吸能效果，并且可以缓冲碰撞力，减小撞击产生的振动。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高效渐进式稳定吸能装置，包括保险杠，还包括
位于保险杠后侧的油压吸能机构，油压吸能机构包括油缸体、连接件、活动设置在油缸体内的油压活塞板，连接件传动连接在保险杠和油压活塞板之间，油缸体一端设有出油口，油压吸能机构还包括用于开关所述出油口的压盖；
位于保险杠后侧的气压吸能机构，气压吸能机构包括气缸体、活动设置在气缸体内的气压活塞板；
保险杠受到撞击时，撞击力通连接件传递给油压活塞板，油压活塞板挤压油缸体内的油并使油推开压盖从出油口流出，之后，油对气压活塞板施加压力使气压活塞板压缩气缸体内的空气。
一较佳实施例之中：所述连接件是锥形多胞薄壁管。
一较佳实施例之中：锥形多胞薄壁管的横截面是三个嵌套在一起的矩形边框，中间层矩形边框的转角点连接在外层矩形边框边线的中心点，内层矩形边框的转角点连接在中间层矩形边框边线的中心点。
一较佳实施例之中：所述保险杠后部连接有金属块，连接件前端设有金属板，金属块和金属板之间连接有缓冲弹簧。
一较佳实施例之中：油压吸能机构还包括油活动设置在油缸体内的压板，压板连接在连接件后端，压板与油压活塞板之间设有层级填充材料；保险杠内设有层级填充材料。
一较佳实施例之中：所述层级填充材料是铝合金材料并呈蜂窝结构。
一较佳实施例之中：所述气缸体呈环状并套住油缸体，气缸体的轴向后端壁与压盖之间设有开盖弹簧；油缸体出油口与气缸体的轴向后端壁之间设有缺口，油通过缺口流进气缸体。
一较佳实施例之中：气缸体内设有节流元件和单向阀，节流元件上设有多个节流孔，油依次流过节流孔和单向阀之后推动气压活塞板。
一较佳实施例之中：所述气缸体内设有多块金属薄壁挡片，气压活塞板压缩空气的同时逐渐铲断金属薄壁挡片。
一较佳实施例之中：气缸体轴向前端连接有塑胶挡块。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1.发生碰撞时，除了保险杠能够吸收能量外，其他能量传递至油压吸能机构和气压吸能机构，用来压缩油和空气，大幅度降低汽车的碰撞力，使得汽车能够在最短的时间内耗散动能。此装置不仅能较好的吸收能量，而且减振缓冲，降低碰撞力，提高稳定性，从而对驾驶员和乘员起到很好的保护作用。
2.所述连接件是锥形多胞薄壁管，在轴向和斜向多工况下碰撞下都会表现出优秀的吸能特性，尤其在具有一定角度的斜向碰撞下更加稳定，不易发生失稳，能量吸收更高，更适用于生活中实际的碰撞情况。
3.金属块和金属板之间连接有缓冲弹簧，进一步提高吸能效果和减振效果。
4.压板与油压活塞板之间设有蜂窝结构的层级填充材料，保险杠内设有蜂窝结构的层级填充材料，层级填充材料可以吸收部分撞击力，而且其质量轻，强度高，刚度大，与普通的泡沫铝，泡沫镁等填充材料相比具有更好的能量吸收特性。
5.气缸体的轴向后端壁与压盖之间设有开盖弹簧，进一步提高吸能效果和减振效果。
6.油依次流过节流孔和单向阀之后推动气压活塞板，油通过节流孔板时可以起到节流耗能的作用，单向阀防止液压油倒流，同时高压油通过单向阀时会形成高压喷射，有助于耗散能量。
7.所述气缸体内设有多块金属薄壁挡片，气压活塞板压缩空气的同时逐渐铲断金属薄壁挡片，进一步充分将碰撞能耗散。
8.塑胶挡块防止碰撞过于激烈时保险杠与气缸体发生刚性接触，从而起到很好的保护作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1绘示了高效渐进式稳定吸能装置的示意图。
图2绘示了高效渐进式稳定吸能装置的局部放大示意图。
图3绘示了高效渐进式稳定吸能装置的层级填充材料的示意图。
图4绘示了高效渐进式稳定吸能装置的连接件的端面示意图。
图5绘示了高效渐进式稳定吸能装置的节流元件的示意图。
具体实施方式
请参照图1和图2，高效渐进式稳定吸能装置，包括保险杠1、位于保险杠后侧的油压吸能机构、位于保险杠后侧的气压吸能机构。
油压吸能机构包括油缸体14、连接件6、活动设置在油缸体内的油压活塞板9，连接件6传动连接在保险杠1和油压活塞板9之间，油缸体14一端设有出油口，油压吸能机构还包括用于开关所述出油口的压盖11。
气压吸能机构包括气缸体17、活动设置在气缸体内的气压活塞板16。
保险杠1受到撞击时，撞击力通连接件6传递给油压活塞板9，油压活塞板9挤压油缸体14内的油10并使油10推开压盖11从出油口流出，之后，油10对气压活塞板16施加压力使气压活塞板16压缩气缸体17内的空气19。
所述连接件6是锥形多胞薄壁管，采用碳纤维复合材料(CFRP)制作而成。连接件6的截面尺寸从前往后逐渐减小。结合图4所示，锥形多胞薄壁管的横截面是三个嵌套在一起的矩形边框，中间层矩形边框的转角点连接在外层矩形边框边线的中心点，内层矩形边框的转角点连接在中间层矩形边框边线的中心点。
所述保险杠1后部连接有金属块3。连接件6前端设有金属板5，金属块3和金属板5之间连接有缓冲弹簧4。缓冲弹簧4上弹簧钢制成。
油压吸能机构还包括油活动设置在油缸体14内的压板7，压板7连接在连接件6后端，压板7与油压活塞板9之间设有层级填充材料8。结合图3所示，层级填充材料8是蜂窝结构的层级填充材料，优选是铝合金材质。压板7与油压活塞板9是用铝合金制成的。
同样，保险杠1内设有层级填充材料2，层级填充材料2是蜂窝结构的层级填充材料，与层级填充材料8相同。保险杠受到撞击时，保险杠和其内的层级填充材料首先受到压缩，然后撞击力再通过连接件传递给油压活塞板。
所述气缸体17呈环状并套住油缸体14，气缸体17的轴向后端壁与压盖11之间设有开盖弹簧12。油缸体14出油口与气缸体17的轴向后端壁之间设有缺口，油通过缺口流进气缸体17。
气缸体17内设有节流元件13和单向阀15，结合图5所示，节流元件13上设有多个节流孔，油依次流过节流孔和单向阀15之后推动气压活塞板16压缩空气19。
所述气缸体17内设有多块金属薄壁挡片18，气压活塞板16压缩空气19的同时逐渐铲断金属薄壁挡片18，进一步消耗掉撞击的能量。
气缸体17轴向前端连接有塑胶挡块20。塑料挡块20是由热塑性聚氨酯弹性塑料(TPUEP)制成。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种高效渐进式稳定吸能装置，包括保险杠，其特征在于：还包括
位于保险杠后侧的油压吸能机构，油压吸能机构包括油缸体、连接件、活动设置在油缸体内的油压活塞板，连接件传动连接在保险杠和油压活塞板之间，油缸体一端设有出油口，油压吸能机构还包括用于开关所述出油口的压盖；
位于保险杠后侧的气压吸能机构，气压吸能机构包括气缸体、活动设置在气缸体内的气压活塞板；
所述气缸体呈环状并套住油缸体，气缸体的轴向后端壁与压盖之间设有开盖弹簧；
保险杠受到撞击时，撞击力通过连接件传递给油压活塞板，油压活塞板挤压油缸体内的油并使油推开压盖从出油口流出，之后，油对气压活塞板施加压力使气压活塞板压缩气缸体内的空气。
2.根据权利要求1所述的一种高效渐进式稳定吸能装置，其特征在于：所述连接件是锥形多胞薄壁管。
3.根据权利要求2所述的一种高效渐进式稳定吸能装置，其特征在于：锥形多胞薄壁管的横截面是三个嵌套在一起的矩形边框，中间层矩形边框的转角点连接在外层矩形边框边线的中心点，内层矩形边框的转角点连接在中间层矩形边框边线的中心点。
4.根据权利要求1所述的一种高效渐进式稳定吸能装置，其特征在于：所述保险杠后部连接有金属块，连接件前端设有金属板，金属块和金属板之间连接有缓冲弹簧。
5.根据权利要求4所述的一种高效渐进式稳定吸能装置，其特征在于：油压吸能机构还包括活动设置在油缸体内的压板，压板连接在连接件后端，压板与油压活塞板之间设有层级填充材料；保险杠内设有层级填充材料。
6.根据权利要求5所述的一种高效渐进式稳定吸能装置，其特征在于：所述层级填充材料是铝合金材料并呈蜂窝结构。
7.根据权利要求1所述的一种高效渐进式稳定吸能装置，其特征在于：气缸体内设有节流元件和单向阀，节流元件上设有多个节流孔，油依次流过节流孔和单向阀之后推动气压活塞板。
8.根据权利要求1所述的一种高效渐进式稳定吸能装置，其特征在于：所述气缸体内设有多块金属薄壁挡片，气压活塞板压缩空气的同时逐渐铲断金属薄壁挡片。
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