CN112268711A - 汽车门板安装盖的释放压力试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种汽车门板安装盖的释放压力试验装置，包括：气体容器、控制设备、压力组件和数据采集组件。气体容器收集并存储试验气体。控制设备与气体容器连接，控制设备开闭，利用气体容器内的试验气体形成气压脉冲。压力组件安装在汽车门板上并形成密闭空间，控制设备利用气体容器内的试验气体形成气压脉冲导入到压力组件的密闭空间内形成高压环境。数据采集组件安装在汽车门板安装盖上，数据采集组件采集汽车门板安装盖的安装状态和密闭空间内的气压。本发明的汽车门板安装盖的释放压力试验装置能简化试验装置、降低试验成本、能快速便捷地检测试件性能，提高汽车零部件的开发效率。

Description

汽车门板安装盖的释放压力试验装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，更具体地说，涉及汽车零部件的测试设备领域。

背景技术

汽车门板发生碰撞时，短时间内门钣金因碰撞挤压急剧塌缩变形，门腔容积急速缩小，引起门腔内空气压力快速增大。当气压峰值增大到安全气囊传感器激活阈值时，整车被动安全系统接收到安全气囊传感器激活信号并立即发出指令使安全气囊打开，保护车内人员安全。为了实现上述被动安全过程，要求安装在汽车门钣金内侧的门板安装盖在车门发生碰撞时不能轻易脱落，以确保门腔内形成封闭空间，封闭空间内的气压能够增大到安全气囊传感器激活阈值。

目前为了检测汽车车门发生碰撞时门板安装盖的防脱性能，检测机构大多采用整车与障碍块通过牵引装置进行相对碰撞或采用摆动铅锤撞击整车车门的形式，然后通过数据采集设备连接整车控制系统读取门腔内气压传感器的试验数据，以检测门板安装盖发生脱落时，门内腔的实际气压是否达到安全气囊传感器的激活阈值。图3揭示了现有技术中使用的摆锤试验装置的结构示意图。摆锤试验装置包括整车301、摆锤机构302和车门部件303。摆锤机构302摆动撞击固定在整车301上的车门部件303。过数据采集设备连接整车控制系统读取门腔内气压传感器的试验数据。此种试验形式需要使用的试验设备组成复杂、安装过程繁琐。摆锤机构撞击车门部件会破坏车门部件的结构，每一次试验都需要使用一个新的车门部件。有时还会意外损伤到整车，造成试验成本高、耗时长，不利于零件性能的快速检测和开发成本控制。

发明内容

本发明提出一种能够代替碰撞试验的汽车门板安装盖的释放压力试验装置。

根据本发明的一实施例，提出一种汽车门板安装盖的释放压力试验装置，包括：气体容器、控制设备、压力组件和数据采集组件。气体容器收集并存储试验气体。控制设备与气体容器连接，控制设备开闭，利用气体容器内的试验气体形成气压脉冲。压力组件安装在汽车门板上并形成密闭空间，控制设备利用气体容器内的试验气体形成气压脉冲导入到压力组件的密闭空间内形成高压环境。数据采集组件安装在汽车门板安装盖上，数据采集组件采集汽车门板安装盖的安装状态和密闭空间内的气压。

在一个实施例中，气体容器包括：储气罐、进气管路、出气管路、压力表和安全阀。储气罐具有入口和出口，入口装有进气球阀，出口装有出气球阀。进气管路连接气源和储气罐的入口，试验气体通过进气管路输入至储气罐。出气管路连接控制设备和储气罐的出口，试验气体通过出气管路输出至控制设备。压力表安装在储气罐上，压力表显示储气罐内的试验气体的气压。安全阀安装在储气罐上，储气罐内的试验气体的气压大于设计压力，安全阀打开排出储气罐内的气体。

在一个实施例中，进气管路通过气管转接头连接到储气罐的入口，出气管路通过气管转接头连接到储气罐的出口，储气罐还包括排污阀。

在一个实施例中，控制设备包括：控制模块、切换阀和角座阀。控制模块产生开闭指令。切换阀连接到控制模块，根据所述开闭指令释放或者切断先导介质。角座阀的控制端连接到切换阀，角座阀的主通道连接到所述出气管路，切换阀释放先导介质，角座阀的主通道打开放出试验气体，切换阀切断先导介质，角座阀的主通道关闭，通过角座阀的主通道的试验气体形成气压脉冲。

在一个实施例中，先导介质是压缩气体，压缩气体由气源提供。

在一个实施例中，压力组件包括：密封安装盘和输气管。密封安装盘安装在汽车门板上并形成密闭空间。输气管的一端连接到角座阀的主通道，输入管的另一端通过卡箍连接到密封安装盘，气压脉冲经由输气管通过密封安装盘进入到密闭空间内，形成高压环境。

在一个实施例中，密封安装盘的形状尺寸与汽车门板上的扬声器安装孔相匹配，密封安装盘的外周具有密封橡胶圈，密封安装盘安装在扬声器安装孔的位置。

在一个实施例中，数据采集组件包括：气压传感器和位置传感器。气压传感器安装在汽车门板安装盖上，气压传感器位于所述密闭空间内，气压传感器检测密闭空间内的气压。位置传感器安装在汽车门板安装盖上，位置传感器检测汽车门板安装盖是否脱落。

在一个实施例中，数据采集组件还包括：处理及展示设备，处理及展示设备连接到气压传感器和位置传感器，处理及展示设备根据气压传感器和位置传感器采集的信号生成气压-时间曲线以及汽车门板安装盖的脱落标记。

在一个实施例中，该汽车门板安装盖的释放压力试验装置还包括：温度箱，汽车门板放置在温度箱中，温度箱调节测试温度。

本发明的汽车门板安装盖的释放压力试验装置能简化试验装置、降低试验成本、能快速便捷地检测试件性能，提高汽车零部件的开发效率。

附图说明

图1揭示了根据本发明的一实施例的汽车门板安装盖的释放压力试验装置的分解结构示意图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的汽车门板安装盖的释放压力试验装置的使用状态示意图。

图3揭示了现有技术中使用的摆锤试验装置的结构示意图。

具体实施方式

参考图1所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的汽车门板安装盖的释放压力试验装置的分解结构示意图。该汽车门板安装盖的释放压力试验装置，包括：气体容器、控制设备、压力组件和数据采集组件。

气体容器收集并存储试验气体，通常实验气体是来自试验气源的压缩空气。在图示的实施例中，气体容器包括：储气罐110、进气管路113、出气管路115、压力表116和安全阀117。储气罐110具有入口和出口，入口装有进气球阀111，出口装有出气球阀112。在一个实施例中，储气罐110为不锈钢材质的罐体，容积不小于1000L，设计压力不低于1.05Mpa。进气管路113连接气源100和储气罐的入口，在图示的实施例中，进气管路113通过气管转接头114连接到储气罐的入口的进气球阀111。试验气体通过进气管路113输入至储气罐。出气管路115连接控制设备和储气罐的出口，在图示的实施例中，出气管路115也通过气管转接头114连接到储气罐的出口的出气球阀112。试验气体通过出气管路115输出至控制设备。压力表116安装在储气罐110上，压力表116显示储气罐110内的试验气体的气压。安全阀117安装在储气罐110上，储气罐110内的试验气体的气压大于设计压力，安全阀117打开排出储气罐内的气体，以将储气罐内的气压维持在不高于设计压力的水平。在图示的实施例中，储气罐110还包括排污阀118。排污阀118设置在储气罐110的底部，排污阀118在清洗储气罐时打开，将储气罐110中的污水排出。在对储气罐进行充气时，会使用气压高于储气罐的设计压力的试验气源。在试验气源的气压大于储气罐内气压的条件下，试验气源通过进气管路不断导入储气罐，储气罐内的气压不断升高，当达到设定的储气罐气压时，切断储气罐的进气管路，完成对储气罐的充气过程。此时储气罐内存储有达到设定压力的压缩气体，这些气体会被用于形成气压脉冲来模拟撞击时车门腔内气压升高的情况。

控制设备与气体容器连接，控制设备开闭，利用气体容器内的试验气体形成气压脉冲。在图示的实施例中，控制设备包括：控制模块121、切换阀122和角座阀123。控制模块121产生开闭指令，在一个实施例中，控制模块121是PLC控制模块。切换阀122连接到控制模块121，切换阀122根据控制模块121发出的开闭指令释放或者切断先导介质。在图示的实施例中，先导介质是压缩气体，压缩气体由气源100提供。切换阀的先导介质和储气罐的试验气体都来自于气源100，因此在图示的实施例中气源100输出的气体分为两路，一路提供给储气罐，另一路通过导气管路124提供给切换阀。角座阀123的控制端连接到切换阀122，角座阀123的主通道连接到出气管路。在控制模块121的控制下，切换阀122释放先导介质，角座阀123的主通道打开放出试验气体。一段时间后，切换阀122切断先导介质，角座阀123的主通道关闭，通过角座阀的主通道的试验气体形成气压脉冲。因汽车发生碰撞事故时作用时间较短(毫秒级别)，为模拟真实的碰撞过程，气压脉冲时间不宜过大，所以切换阀是快速切换阀，以控制气压脉冲的时间。在进行试验时，设定好快速切换阀的切换时间，按下人机交互界面中的开始按钮，PLC控制模块激活快速切换阀打开，作为先导介质的压缩空气通过快速切换阀进入角座阀的先导介质驱动腔(控制端)，控制角座阀的主通道打开，此时储气罐内的高压气体通过出气球阀和气管转接头，从角座阀喷出。PLC控制模块中设定好快速切换阀的打开时间窗口，当时间窗口关闭时，角座阀关闭，从而利用储气罐中存储的高压的试验气体形成气压脉冲。

压力组件安装在汽车门板上并形成密闭空间，控制设备利用气体容器内的试验气体形成气压脉冲导入到压力组件的密闭空间内形成高压环境。在图示的实施例中，压力组件包括：密封安装盘131和输气管132。密封安装盘131安装在汽车门板151上并形成密闭空间。在一个实施例中，密封安装盘131的形状尺寸与汽车门板上的扬声器安装孔相匹配，密封安装盘131的外周具有密封橡胶圈，密封安装盘131安装在扬声器安装孔的位置，从而将汽车门板的门腔密封，形成一个密闭空间。输气管132的一端连接到角座阀的主通道，输入管的另一端通过卡箍连接到密封安装盘。角座阀控制下形成的气压脉冲经由输气管132通过密封安装盘131进入到车门门板的门腔形成的密闭空间内，形成高压环境。气压脉冲使得门腔内的气压在短时间内快速升高，模拟实际碰撞时汽车门板门腔内气压快速升高的过程。

数据采集组件安装在汽车门板安装盖152上，数据采集组件采集汽车门板安装盖的安装状态和密闭空间内的气压。在图示的实施例中，数据采集组件包括：气压传感器141和位置传感器142。气压传感器141安装在汽车门板安装盖152上，气压传感器141位于门腔所形成的密闭空间内，气压传感器141检测密闭空间内的气压。位置传感器142安装在汽车门板安装盖152上，位置传感器142检测汽车门板安装盖152是否脱落。在图示的实施例中，数据采集组件还包括：处理及展示设备143，处理及展示设备143连接到气压传感器141和位置传感器142，处理及展示设备143根据气压传感器141和位置传感器142采集的信号生成气压-时间曲线以及汽车门板安装盖的脱落标记。在一个实施例中，在汽车门板安装盖152上安装有两个气压传感器141，通过设置两个气压传感器，可以对两个气压传感器采集的气压信号进行对比，如果其中一个气压传感器的信号异常，可以及时发现。相较于传统的单个气压传感器检测方法，双气压传感器检测方法试验数据可信度更高。

在一个实施例中(参考图2所示)，该汽车门板安装盖的释放压力试验装置还包括：温度箱106，汽车门板151放置在温度箱中，温度箱调节106测试温度。利用温度箱106可以实现不同温度环境下的汽车门板安装盖的释放压力试验。

图2揭示了根据本发明的一实施例的汽车门板安装盖的释放压力试验装置的使用状态示意图。该汽车门板安装盖的释放压力试验装置的使用过程如下：汽车门板作为试件，试验时将门钣金上的扬声器拆除，将具有密封圈的密封安装盘与门钣金通过螺栓连接在一起，然后用卡箍将输气管一端连接到密封安装盘，输气管的另一端连接到角座阀的出气口。试验时将气压传感器和位置传感器固定在门板安装盖的内侧，然后将门板安装盖安装到门钣金上。这时在门钣金内侧的门腔内形成密闭空间。然后安装好车门内饰板，最后将气压传感器和位置传感器连接到处理及展示设备即可准备开始试验。处理及展示设备包括数据采集组件和电脑；数据采集组件与各传感器通过线缆相连，电脑对数据采集组件采集的信号进行处理，生成实时输出气压-时间曲线，采样频率最高可达10KHZ。根据位置传感器的信号，还能感知门板安装盖是否脱落，在门板安装盖脱落时生成脱落标记。

本发明的汽车门板安装盖的释放压力试验装置能简化试验装置、降低试验成本、能快速便捷地检测试件性能，提高汽车零部件的开发效率。综合而言，本发明具有以下优势：

1)传统汽车车门碰撞试验采用滑轨牵引汽车整车与障碍物进行相对撞击或采用摆动铅锤撞击整车车门的形式，试验场地空间要求大，试验台架搭建复杂，试验成本高，耗时长。本发明所设计的试验台架搭建简便，使用单独的汽车门钣金就可以进行试验，占地空间小，试验成本低，试验耗时短。

2)本发明的试验方法新颖，不必采用撞击导致门钣金变形从而使门腔内气压发生变化的形式，另辟蹊径，直接采用气压脉冲，模拟门板发生撞击时门内腔的气压变化。

3)为模拟极短时间的碰撞过程，本发明采用快速切换阀与角座阀结合的方式来产生气压脉冲，快速切换阀时间控制精度高，响应时间短，可产生接近于真实碰撞过程的短时气压脉冲。

4)本发明可对单独的汽车门钣金进行试验，试件可以放入温箱，可在传感器工作范围内，模拟任意温湿度工况下的试验，相比于整车试验，试验条件更宽泛，有利于全方位考察零件性能。

5)本发明在门安装盖板内侧固定有两个气压传感器，两个气压传感器可以进行实时数据对比，相较于传统的单个气压传感器检测方法，双气压传感器检测方法试验数据可信度更高。

6)在汽车碰撞试验领域，此试验装置及方法可复制性强，可以方便快捷地测试在一定温度工况下任意车型发生碰撞后门内腔的气压变化。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，包括：

气体容器，气体容器收集并存储试验气体；

控制设备，控制设备与气体容器连接，控制设备开闭，利用气体容器内的试验气体形成气压脉冲；

压力组件，压力组件安装在汽车门板上并形成密闭空间，控制设备利用气体容器内的试验气体形成气压脉冲导入到压力组件的密闭空间内形成高压环境；

数据采集组件，数据采集组件安装在汽车门板安装盖上，数据采集组件采集汽车门板安装盖的安装状态和所述密闭空间内的气压。

2.如权利要求1所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，所述气体容器包括：

储气罐，储气罐具有入口和出口，入口装有进气球阀，出口装有出气球阀；

进气管路，进气管路连接气源和储气罐的入口，试验气体通过进气管路输入至储气罐；

出气管路，出气管路连接控制设备和储气罐的出口，试验气体通过出气管路输出至控制设备；

压力表，安装在储气罐上，压力表显示储气罐内的试验气体的气压；

安全阀，安装在储气罐上，储气罐内的试验气体的气压大于设计压力，安全阀打开排出储气罐内的气体。

3.如权利要求2所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，进气管路通过气管转接头连接到储气罐的入口，出气管路通过气管转接头连接到储气罐的出口，储气罐还包括排污阀。

4.如权利要求2所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，所述控制设备包括：

控制模块，控制模块产生开闭指令；

切换阀，切换阀连接到控制模块，根据所述开闭指令释放或者切断先导介质；

角座阀，角座阀的控制端连接到切换阀，角座阀的主通道连接到所述出气管路，切换阀释放先导介质，角座阀的主通道打开放出试验气体，切换阀切断先导介质，角座阀的主通道关闭，通过角座阀的主通道的试验气体形成气压脉冲。

5.如权利要求4所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，所述先导介质是压缩气体，压缩气体由所述气源提供。

6.如权利要求4所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，所述压力组件包括：

密封安装盘，密封安装盘安装在汽车门板上并形成密闭空间；

输气管，输气管的一端连接到角座阀的主通道，输入管的另一端通过卡箍连接到密封安装盘，所述气压脉冲经由输气管通过密封安装盘进入到密闭空间内，形成高压环境。

7.如权利要求6所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，所述密封安装盘的形状尺寸与汽车门板上的扬声器安装孔相匹配，密封安装盘的外周具有密封橡胶圈，密封安装盘安装在扬声器安装孔的位置。

8.如权利要求1所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，所述数据采集组件包括：

气压传感器，气压传感器安装在汽车门板安装盖上，气压传感器位于所述密闭空间内，气压传感器检测密闭空间内的气压；

位置传感器，位置传感器安装在汽车门板安装盖上，位置传感器检测汽车门板安装盖是否脱落。

9.如权利要求8所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，所述数据采集组件还包括：

处理及展示设备，处理及展示设备连接到气压传感器和位置传感器，处理及展示设备根据气压传感器和位置传感器采集的信号生成气压-时间曲线以及汽车门板安装盖的脱落标记。

10.如权利要求1所述的汽车门板安装盖的释放压力试验装置，其特征在于，该汽车门板安装盖的释放压力试验装置还包括：温度箱，汽车门板放置在温度箱中，温度箱调节测试温度。

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