CN111038424B - 碰撞吸能机构和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种碰撞吸能机构和车辆，包括固定支架和安装到该固定支架上的吸能装置，所述固定支架由金属材料制成，所述吸能装置包括吸能柱塞和外壳，该外壳包括相对设置的内壁和外壁，以及连接在所述内壁和所述外壁之间的侧壁，所述侧壁、所述内壁以及所述外壁共同围成封闭的液压室，所述吸能柱塞的一端可伸缩地连接到所述液压室内部，且将所述液压室分隔成两个腔室，另一端凸出设置在所述液压室的外部，所述吸能柱塞上设置有能够使得所述液压室内的油液在所述两个腔室之间流通的缓冲结构。油液在两个腔室之间流通时，将动能转化为热能，消耗碰撞能量，从而能够起到缓冲吸能的作用，降低乘员生命安全受到伤害的风险。

Description

碰撞吸能机构和车辆

技术领域

本公开涉及车辆的防碰撞领域，具体地，涉及一种碰撞吸能机构和车辆。

背景技术

当前我国汽车保有量快速增长，交通事故的发生率和死亡率也居高不下，在碰撞能量日益加剧的形势下，传统的单纯依靠钢板塑性变形吸收碰撞能量具有一定的局限性，不但导致乘员生命安全受到较大的伤害，同时在车辆发生轻微的碰撞后，车辆修复难度高，车辆维修成本高，浪费社会资源。而受材料、工艺、重量及成本的制约，也不能通过无限度的布置加强板和提高零件材料的强度的方式来提高防碰撞能力。

发明内容

本公开的目的是提供一种碰撞吸能机构，该碰撞吸能机构结构简单，吸能减震效果较好。

为了实现上述目的，本公开提供一种碰撞吸能机构，包括固定支架和安装到该固定支架上的吸能装置，所述固定支架由金属材料制成，所述吸能装置包括吸能柱塞和外壳，该外壳包括相对设置的内壁和外壁，以及连接在所述内壁和所述外壁之间的侧壁，所述侧壁、所述内壁以及所述外壁共同围成封闭的液压室，所述吸能柱塞的一端可伸缩地连接到所述液压室内部，且将所述液压室分隔成两个腔室，另一端凸出设置在所述液压室的外部，所述吸能柱塞上设置有能够使得所述液压室内的油液在所述两个腔室之间流通的缓冲结构。

可选地，所述缓冲结构为限压阀或多个阻尼孔。

可选地，所述吸能柱塞的一端还通过弹性元件连接到所述内壁。

可选地，所述弹性元件为压缩弹簧。

可选地，所述吸能柱塞包括可伸缩地插接到所述液压室内部的杆部和设置在所述液压室外部的头部，所述杆部包括连接杆和将所述液压室分隔成两个腔室的隔板，所述隔板与所述头部平行设置且由所述连接杆连接，其中，所述隔板上设置有所述缓冲结构。

可选地，所述头部形成为限位止挡板，且该限位止挡板的横截面积不小于所述外壁的横截面积。

可选地，所述外壁上开设有与所述连接杆配合连接插孔。

可选地，所述固定支架包括连接支架和限位支架，所述连接支架包括连接主体和分别连接在该连接主体的两端的两个第一安装部，所述限位支架包括限位主体以及分别连接在该限位主体的两端的两个第二安装部，相应地，两个所述第一安装部一一对应焊接到两个所述第二安装部上，所述限位主体形成为n形，所述连接主体形成为与所述限位主体相对布置的U形，所述限位主体的顶壁形成有限位孔，所述吸能装置穿过所述限位孔并焊接到所述连接主体的底壁，所述顶壁和所述底壁相对间隔设置。

根据本公开的另一方面，还提供一种车辆，包括上述公开的碰撞吸能机构。

可选地，所述车辆包括B柱总成，该B柱总成包括侧围外板和B柱内板，以及设置在该侧围外板和所述B柱内板之间的B柱加强板，所述固定支架焊接在所述B柱加强板和所述B柱内板之间。

本技术的有益效果是：当吸能装置受到外界碰撞力的时，吸能柱塞朝向位于内侧的腔室的方向运动，此时，位于内侧腔室内的油液会通过缓冲结构流通到外侧的腔室，当油液在两个腔室之间流通时，将动能转化为热能，消耗碰撞能量，从而能够起到缓冲吸能的作用。取代传统的单纯依靠钢板塑性变形吸收碰撞能量的局限性，降低乘员生命安全受到伤害的风险。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开提供的碰撞吸能机构的示意图；

图2是是本公开提供的吸能装置的剖视图；

图3是本公开提供的碰撞吸能机构的装配图；

图4是本公开提供的碰撞吸能机构的布置图；

图5是本公开提供的应力应变曲线图。

附图标记说明

1固定支架 11连接支架 111连接主体

112第一安装部 12限位支架 121限位主体

122第二安装部 2吸能柱塞 21杆部

211连接杆 212隔板 22头部

3外壳 31内壁 32外壁

33侧壁 4油液 5缓冲结构

6弹性元件 7插孔 8顶壁

81限位孔 9底壁 10B柱总成

101侧围外板 102B柱加强板 103B柱内板

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1至图5所示，本公开提供一种碰撞吸能机构，包括固定支架1和安装到该固定支架1上的吸能装置，固定支架由金属材料制成，吸能装置包括吸能柱塞2和外壳3，该外壳3包括相对设置的内壁31和外壁32，以及连接在内壁31和外壁32之间的侧壁33，侧壁33、内壁31以及外壁32共同围成液压室，吸能柱塞2的一端可伸缩地连接到液压室内部，且将液压室分隔成两个腔室，另一端凸出设置在液压室的外部，吸能柱塞2上设置有能够使得液压室内的油液4在两个腔室之间流通的缓冲结构5。

其中液压室内充满了油液4，并通过缓冲结构5保证两个腔室之间的压力平衡。当吸能装置受到外界碰撞力的时，吸能柱塞2朝向位于内侧的腔室的方向运动，此时，位于内侧腔室内的油液会通过缓冲结构流通到外侧的腔室，具体地，缓冲结构可以为多个阻尼孔或者限压阀，这样，当油液在两个腔室之间流通时，将动能转化为热能，消耗碰撞能量，从而能够起到缓冲吸能的作用。当吸能柱塞2所受的外力卸载后，吸能柱塞2会朝向外侧的腔室的方向运动，再次保持两个腔室之间的平衡。需要说明的是，上述提到的“内侧、外侧”是针对于碰撞吸能机构安装到车辆上的位置定义的，接近车辆内部的为内侧，远离车辆的一侧外侧。

进一步地，在本实施方式中，如图2和图3所示，吸能柱塞2的一端还通过弹性元件6连接到内壁31。也即，本公开中在上述的液压减震的基础上，进一步通过弹性元件的设置实现弹性减震。具体地，弹性元件6为压缩弹簧，或者也可以为弹性橡胶块，对此本公开不作限制。当吸能装置受到外力时，首先吸能柱塞2会运动，实现油液在两个腔室之间流动，与此同时，吸能柱塞2的弹性元件6还被压缩，弹性元件6的弹性压缩变形也可以将部分动能消耗，进一步实现了碰撞过程中的吸能减震。另一方面，在受到轻微的碰撞外力时，弹性元件6的弹性回复力有助于吸能柱塞2的复位。

具体地，如图2所示，在本实施方式中，吸能柱塞2包括可伸缩地插接到液压室内部的杆部21和设置在液压室外部的头部22，杆部21包括连接杆211和将液压室分隔成两个腔室的隔板212，隔板212与头部22平行设置且由连接杆211连接，其中，隔板212上设置有缓冲结构5。换言之，当头部22受到碰撞外力时，会通过推动连接杆21进一步推动隔板212朝向内侧的腔室运动，油液4便会通过隔板212上的缓冲结构5在两个腔室之间流动，以将动能转化为热能，消耗碰撞能量。

另外，在本实施方式中，头部22形成为限位止挡板，且该限位止挡板的横截面积不小于外壁32的横截面积。一方面，头部22相当于盖板，配合连接杆211实现液压室的完全封闭，并在受到外力时，起到限位止挡的作用，避免吸能装置的缓冲失效；另一方面，头部22的面积要大于外壁32的面积，也即使得头部22在收到外界碰撞朝向外壁32运动时，可以与外壁32完全接触，也即最大化二者的接触面积，降低对于外壁32的碰撞，进一步起到减震的作用。

其中，在本实施方式中，外壁32上开设有与连接杆21配合连接的插孔7。这样，既能够实现吸能柱塞2的杆部的安装，又能够实现头部22的外部设置，并且连接杆21与插孔7的配合连接，结合头部22的设置，实现了液压室的完全密封。

具体地，如图1和图3所示，在本实施方式中，固定支架1包括连接支架11和限位支架12，连接支架11包括连接主体111和分别连接在该连接主体111的两端的两个第一安装部112，限位支架12包括限位主体121以及分别连接在该限位主体121的两端的两个第二安装部122，相应地，两个第一安装部112一一对应焊接到两个第二安装部122上，限位主体121形成为n形，连接主体111形成为与限位主体12相对布置的U形，限位主体121的顶壁8形成有限位孔81，吸能装置穿过限位孔81并焊接到连接主体111的底壁9，顶壁8和底壁9相对间隔设置。

也即，连接支架11通过第一安装部112负责将吸能装置固定到车身部件上，并且也通过第一安装部112实现与限位支架12的固定。而限位支架12则负责配合连接支架11将整个吸能装置进行限位布置，具体将外壳3限制到限位主体121和连接主体111之间的间隔设置的空间内，保证吸能装置的固定安装，避免其产生晃动。当然，在其他实施方式中，连接支架和限位支架还可以为其他任意合适的结构，只要能够满足固定和限位吸能装置即可。

根据本公开的另一方面，还提供一种车辆，包括上述公开的碰撞吸能机构，可以根据车辆的受力工况将本碰撞吸能机构应用到车身各处，减缓碰撞力，保证乘员的安全以及乘坐舒适性。

具体地，如图5所示，在本实施方式中，车辆包括B柱总成10，该B柱总成10包括侧围外板101和B柱内板103，以及设置在该侧围外板101和B柱内板103之间的B柱加强板102，固定支架1焊接在B柱加强板102和B柱内板103之间。

这样，当车辆发生侧面碰撞时，侧围外板101、B柱加强板102受到碰撞力发生位移，随着碰撞力的增大，零件发生变形，如图4所示，当零件应变接近Pe时，本碰撞吸能机构发生作用，通过取代传统的依靠金属塑性变形吸收碰撞能量，以达到增加B柱总成吸收碰撞能量的效果，同时在车辆发生轻微的侧面碰撞后，降低车辆修复难度，减少车辆的维修成本。

并且进一步地，如图5所示，本公开还可以根据乘员坐姿，将不同参数的吸能机构布置在A-B之间的头部区域、B-C之间的胸部区域、C-D之间的腹部区域、D-E之间的骨盆区域，在以上区域依次布置，能够保证在发生侧面碰撞时保护乘员的生命安全；而布置在E以下的门槛区域，则能够在发生侧面碰撞时，增加门槛吸收能量，保护底部结构如动力电池。具体地，可以通过调节外壳3的尺寸直径、高度、吸能柱塞2的尺寸直径、高度，以及调节内部液压室的油液参数，设计为不同吸能参数的吸能装置。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种碰撞吸能机构，其特征在于，包括固定支架(1)和安装到该固定支架(1)上的吸能装置，所述固定支架由金属材料制成，所述吸能装置包括吸能柱塞(2)和外壳(3)，该外壳(3)包括相对设置的内壁(31)和外壁(32)，以及连接在所述内壁(31)和所述外壁(32)之间的侧壁(33)，所述侧壁(33)、所述内壁(31)以及所述外壁(32)共同围成封闭的液压室，所述吸能柱塞(2)的一端可伸缩地连接到所述液压室内部，且将所述液压室分隔成两个腔室，另一端凸出设置在所述液压室的外部，所述吸能柱塞(2)上设置有能够使得所述液压室内的油液(4)在所述两个腔室之间流通的缓冲结构(5)；

所述固定支架(1)包括连接支架(11)和限位支架(12)，所述连接支架(11)包括连接主体(111)和分别连接在该连接主体(111)的两端的两个第一安装部(112)，所述限位支架(12)包括限位主体(121)以及分别连接在该限位主体(121)的两端的两个第二安装部(122)，相应地，两个所述第一安装部(112)一一对应焊接到两个所述第二安装部(122)上，所述限位主体(121)形成为n形，所述连接主体(111)形成为与所述限位主体(12)相对布置的U形，所述限位主体(121)的顶壁(8)形成有限位孔(81)，所述吸能装置穿过所述限位孔(81)并焊接到所述连接主体(111)的底壁(9)，所述顶壁(8)和所述底壁(9)相对间隔设置。

2.根据权利要求1所述的碰撞吸能机构，其特征在于，所述缓冲结构(5)为限压阀或多个阻尼孔。

3.根据权利要求1所述的碰撞吸能机构，其特征在于，所述吸能柱塞(2)的一端还通过弹性元件(6)连接到所述内壁(31)。

4.根据权利要求3所述的碰撞吸能机构，其特征在于，所述弹性元件(6)为压缩弹簧。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的碰撞吸能机构，其特征在于，所述吸能柱塞(2)包括可伸缩地插接到所述液压室内部的杆部(21)和设置在所述液压室外部的头部(22)，所述杆部(21)包括连接杆(211)和将所述液压室分隔成两个腔室的隔板(212)，所述隔板(212)与所述头部(22)平行设置且由所述连接杆(211)连接，其中，所述隔板(212)上设置有所述缓冲结构(5)。

6.根据权利要求5所述的碰撞吸能机构，其特征在于，所述头部(22)形成为限位止挡板，且该限位止挡板的横截面积不小于所述外壁(32)的横截面积。

7.根据权利要求5所述的碰撞吸能机构，其特征在于，所述外壁(32)上开设有与所述连接杆(211)配合连接插孔(7)。

8.一种车辆，其特征在于，包括多个根据权利要求1-7中任意一项所述的碰撞吸能机构。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括B柱总成(10)，该B柱总成(10)包括侧围外板(101)和B柱内板(103)，以及设置在该侧围外板(101)和所述B柱内板(103)之间的B柱加强板(102)，所述固定支架(1)焊接在所述B柱加强板(102)和所述B柱内板(103)之间。

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