CN1107428A - 机动车辆用双向碰撞保护装置 - Google Patents

Abstract

机动车辆用双向碰撞保护装置，由碰撞前横梁 (1)、碰撞后横梁(2)、左分式弹性碰撞杆(3)、右分式 弹性碰撞杆(4)、销钉(5)、双头销钉式弹簧座(6)、上 拉簧(7)、下拉簧(8)、上弹簧座24、下弹簧座25组 成。本装置特别适合应用于各种机动车辆在发生碰 撞时的安全保护，由现在的行驶车辆在发生碰撞时， 车辆头部或后面所受到的正向碰撞压力，经本装置改 变为，对车架大梁沿受力线分段均布由拉簧缓冲后的 反向拉力，与碰撞压力达到自动平衡。

Description

机动车辆用双向碰撞保护装置

本发明属于一种双向碰撞保护装置，特别是属于一种机动车辆用双向碰撞保护装置，属于机动车辆安全保护领域。

本发明特别适合应用于各种机动车辆在发生碰撞时的安全保护。由现在的行驶车辆在发生碰撞时，车辆头部所受到的正向碰撞压力，经双向碰撞保护装置(以下简称装置)改变为，对车架大梁沿受力线分段均布经拉簧缓冲后的反向拉力。这种拉力也使车辆的惯性冲力，在一定程度上起到自动平衡的作用，同时由于车辆头部避免了直接的碰撞，因此，车辆的安全也得到了最大限度的保护。如果车辆的尾部受到碰撞，其保护作用如头部一样。

在当今的社会，汽车已成为人们必不可少的交通工具，随着社会的发展，技术的进步，汽车的速度也越来越高，最快速度已达到每小时二百三十多公里以上，而车辆相撞的这种危险也越来越频繁，车辆毁坏的程度也越来越严重。对于类似事故的发生所造成的车辆的损坏，目前，还没有很好的办法能较好地保护车辆的安全。我们常见到所有的机动车辆的最前面都装有一种叫保险杠的零件，与车架大梁紧固相连。当行驶车辆发生碰撞时，它们之间的接触可被视为硬性接触，首先由保险杠承受碰撞时所产生的巨大压力，同时整个车身都受到由保险杠传导给车身的巨大震动力，当这种碰撞力大于保险杠的抗弯能力时，便发生变形，同时引起相关零件车架大梁和其他相关零件的变形，严重时可以使整个车辆头部彻底毁坏，其他非接触部位也因震动力超过了相应部位的材料强度而产生不同程度的损坏。这种碰撞压力的分布，由车辆头部碰撞点的碰撞压力最大，车尾端受力最小，沿车体长度呈梯度分布，而车辆的破坏程度也与上述的梯度分布相一致。

还有一种情况是在保险杠的前面再加装一种弹性缓冲装置，这种弹性缓冲装置可被视为软性接触。当行驶车辆发生碰撞时可以起到削弱一部分碰撞正向压力的作用，但不能从根本上有效地保护车辆的安全，因为碰撞正向压力是一个变量，与车辆的质量和速度成正比，而缓冲阻力则是一个仅仅与缓冲材料有关的量，并且具有一定的取值范围，所以当碰撞正向压力相对较大时，弹性缓冲装置所能起到的作用就显得微乎其微了。同时这种缓冲装置解决不了碰撞正向压力集中的问题，因此，当车辆头部发生碰撞时，车辆头部遭到相应程度地破坏便是不可避免的了。如果车辆的尾部发生碰撞，而车辆的安全就更得不到保护了。

本发明的目的，旨在对各种机动车辆提供一种双向碰撞安全保护装置，当高速行驶中的机动车辆无论是头部或尾部发生碰撞，都可以最大限度地保障车辆安全。

这种装置以活动悬挂方式，置于车辆底部，车架大梁内侧凹槽或合适的空隙位置中。该装置为一对称框架型结构，前后各有一根结构相同的碰撞横梁，与左右对称的分段式弹性碰撞杆用活动销进行联接，该装置与车架大梁的连接是由左右两排纵向均布且双向动作的组成拉力弹簧，以上、下弹簧夹的悬挂方式来实现的。

下面结合附图详细说明本发明：

本发明双向碰撞保护装置(以下简称装置)为一对称框架结构，由碰撞前横梁(1)、碰撞后横梁(2)、左分段式弹性碰撞杆(3)、右分段式弹性碰撞杆(4)、销钉(5)、双头销钉式弹簧座(6)、上拉簧(7)、下拉簧(8)见(图1)、上弹簧座(24)见(图2)、下弹簧座(25)见(图3)组成。碰撞前横梁(1)见(图1)，由碰撞横梁基座(9)、子弹袋式弹性体(10)和外罩(11)组成，子弹袋式弹性体(10)起减震和缓冲作用，外罩起外观美化作用，碰撞前横梁(1)和碰撞后横梁(2)的结构完全一样。左分段式弹性碰撞杆(3)见(图1)可根据车体的长度和不同车架大梁的结构要求分为若干段，但每段至少有一组(两个)或多组上下贯通的滑槽(12)和(13)，这两个滑槽的长度完全相等，也是碰撞装置最大的缓冲距离(约300毫米左右，但不包括碰撞横梁上弹性体的压缩距离)；在左分段式弹性碰撞杆(3)的最前端有销孔(14)，最后端有销孔(15)，每段之间有减震垫(16)；双头销钉式弹簧座(6)的数量与滑槽(12)和(13)相等，并插进每一个滑槽内；双头销钉式弹簧座(6)的上端与上拉簧(7)相连，下端与下拉簧(8)相连，每组弹簧的安装方向必须是非相连端的朝向相对。右分段式弹性碰撞杆(4)与左分段式弹性碰撞(3)对称。

本装置与现有车辆的结合是这样来实现的：先让我们了解一下现在普通车架大梁的结构，见(图4)由保险杠(17)、左大梁(18)、右大梁(19)、后横梁(20)、中横梁(21)和(22)等零部件经铆接或焊接组成一固定框架结构，(A-A)剖视是中横梁(21)和(22)与左大梁(18)的联接处，有大梁内侧凹槽与中横梁端部半圆形成的孔(23)，或其他形状的空隙位置。在此基础上实施本装置，先去掉原保险杠(17)，换成前横梁(27)如中横梁(21)和(22)一样的形式；第二步见(图5)及(B向视图)在左大梁(18)、右大梁(19)内侧凹槽或合适的空隙位置的上方加一排与上拉簧(7)相应的上弹簧座(24)，下方加一排与下拉簧(8)相应的下弹簧座(25)；然后，将左分段式弹性碰撞杆(3)安放在左大梁(18)内侧的凹槽或合适的空隙位置内，并与相应位置的上弹簧座(24)和下弹簧座(25)相联接，同时，在左分段式弹性碰撞杆(3)和左大梁(18)之间的相应部位装上弹性减震垫(26)，右边的安装与左边相同；最后，将碰撞前横梁(1)、碰撞后横梁(2)，用销钉(5)分别与左分段式弹性碰撞杆(3)和右分段式弹性碰撞杆(4)相边，至此本装置与车架大梁全部安装完毕。

当车辆前面发生碰撞时，首先由碰撞横梁(1)承受碰撞压力，因子弹袋式弹性体(10)的压缩动作，使碰撞横梁(1)的运动速度受到减弱至终止，这是碰撞发生时的最初缓冲；接着，因车轮向前的运转和巨大的惯性，以车架大梁(18)、(19)为基体的车辆本体继续向前运动，但受到拉簧(7)、(8)的阻碍使向前的速度放慢，随着拉簧(7)、(8)的伸长，对车架大梁(18)、(19)的向后拉力也越来越大，当拉簧的总拉力与碰撞压力平衡时，拉簧(7)、(8)不再伸长，缓冲距离达到极限，车辆本体也停止向前运动，整个碰撞过程也随之结束。如果车辆后面发生碰撞，与车辆前面发生碰撞一样。

综上所述，本发明与现有碰撞装置的区别，不仅仅只是将硬性接触改为软性接触，或者只是在软性接触的形式上略有区别，而是在于：第一，将碰撞装置与以车架大梁(18)、(19)为基体的车辆本体的分离，无论发生什么样的碰撞情况，都只是碰撞装置之间的碰撞，车辆本体避免了直接接触；第二，由于分段式弹性碰撞杆(3)和(4)的作用，使得集中碰撞压力分解为多组分力，并且由拉簧(7)、(8)作用于车架大梁(18)、(19)为缓冲后的拉力；第三，本装置可前后双向动作，所以车辆后面发生碰撞与前面发生碰撞时一样；因此车辆的安全便得到了最有效的保护；第四，由于子弹袋式弹性体(10)拉簧(7)、(8)的同时作用，车辆发生碰撞时的震动大为减弱，车辆因震动而遭到的损坏也相应减轻；第五，因本装置框架结构是用销钉(5)连接的，故而允许有较大范围的变形，当车辆无论正向、正侧向发生碰撞，都可以使碰撞压力自动平衡，而不至损坏本装置，影响重复使用；第六，由于分段式弹性碰撞杆的分段特性，更适合应用于各种现有车辆的安装和各种新型车辆的设计。

本发明还可适用于其他类似于机动车辆的其他运载车辆和运载工具的碰撞保护。

Claims (2)

1.机动车辆用双向碰撞保护装置为一对称框架结构，其特征在于上述装置由碰撞前横梁(1)、碰撞后横梁(2)、左分段式弹性碰撞杆(3)、右分段式弹性碰撞杆(4)、销钉(5)、双头销钉式弹簧座(6)、上拉簧(7)、下拉簧(8)、上弹簧座24、下弹簧座25组成，其中碰撞前横梁(1)由碰撞基座(9)、子弹袋式弹性体(10)和外罩(11)组成、碰撞前横梁(1)和碰撞后横梁(2)结构相同；在左分段式弹性碰撞杆(3)的每一段至少有一组(两个)或多组上下贯通的滑槽(12)和(13)，所有滑槽长度完全相等，也是本装置最大的缓冲距离约(300毫米)，在左分段式弹性碰撞杆(3)的最前端有销孔(14)，最后端有销孔(15)，每段之间有减震垫(16)，双头销钉式弹簧(6)插进左分段式弹性碰撞杆(3)的每一段滑槽(12)和(13)内，上端与上拉簧(7)相连，下端与下拉簧(8)相连，每组弹簧的安装方向必须是非相连接端的朝向相对，这是本装置可双向动作的必要条件；右分段式弹性碰撞杆(4)与左分段式弹性碰撞杆(3)对称，它们分别放进相对应的车架大梁(18)、(19)内侧的凹槽或合适的空隙位置，并与相应位置上的上弹簧座(24)和下弹簧座(25)相联接，同时在分段式弹性碰撞杆(3)、(4)与车架大梁(18)、(19)之间的相应部位装上弹性减震垫(26)；最后将碰撞前横梁(1)、碰撞后横梁(2)用销钉(5)，分别与左分段式弹性碰撞杆(3)、右分段式弹性碰撞杆(4)相连接。

2、根据权利要求1所述的上弹簧座(24)、下弹簧座(25)，是安装在左大梁(18)、右大梁(19)内侧凹槽或合适的空隙位置的上方和下方，并与上拉簧(7)、下拉簧(8)相连接的相应位置上；也是本装置与车辆本体之间唯一有固定连接的地方。

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