CN1800808A - 汽车碰撞台车试验吸能器 - Google Patents

Abstract

汽车碰撞台车试验吸能器属于汽车被动安全领域，解决了该领域台车试验中试验精度高则设备造价就高，造价低则试验精度就差的难题。它通过限位板、限位块及前后固定结构，使设备实现了结构小，刚度大，使用寿命长，造价低；通过螺栓销插拔式工作方式及中空结构，使设备操作简便、快捷；通过钢筋预变形及不同刚度、长度的钢筋组合方式，确保了使用成本低，复现精度高，可重复性好。该设备可广泛用在正面及侧面安全气囊研发过程中的台车试验；按ECE R16等标准进行的安全带的动态试验；按ECE R17、ECE R80等标准进行的座椅及头枕的动态试验。

Description

汽车碰撞台车试验吸能器

技术领域

汽车被动安全

背景技术

当前，随着汽车安全法规的不断出台，安全气囊、安全带、座椅及头枕的研发得以迅猛发展。在其研发过程中都要做大量的台车试验。台车试验包括加速型和减速型两类。加速型是利用液压或气压的突然增大将台车发射出去，并通过发射过程中推动压力的变化使台车的加速度改变，复现所需要的加速度波形。其特点是精度高，但造价高，一套设备要上千万元；减速型台车试验，主要是通过某种吸能装置，使按一定速度行驶的台车按照某种指定的减速波形减速进而停下来。目前，减速吸能装置主要为钢筋或钢板式，即在两列销柱之间放上长短不一的钢筋或钢板，使具有一定速度的台车按某种波形停下来。其特点是造价不高，但设备大，使用耗材大，而且调节能力差，波形的复现精度不高。

发明内容

汽车碰撞台车试验吸能器其主要组成部件如下：前挡销、限位板、上槽盖、限位块、下槽座、移动板、支撑销(上下移动板、支撑销和中间销柱组成移动架，位于上槽盖和下槽座之间，在液压系统控制下可前后移动)、连接栓、螺栓销、底座、不同刚度和不同长度的钢筋组合、液压系统。

其工作原理是：

a.通过给钢筋预变形增加钢筋的阻尼效果，降低使用成本。

b.通过调整钢筋的摆放方式来调整加速度波形(为了便于说明，文中所讨论的减速度取反)：在台车探头与钢筋冲击过程中，遇波形突升，则冲击至此有钢筋叠加；遇波形突降，冲击至此遇空位，且原有钢筋有脱离，脱离根数依下降幅度调整。

c.通过不同刚度的钢筋组合来提高所复现加速度波形的精度。同种钢筋，如果刚度太低，不利于调整幅值较高的波形；如果刚度太高，不便于波形幅值的精调，所以采用相同直径、不同刚度的钢筋进行组合。经试验分析，采用某材质的高低不同刚度的钢筋(软状态和硬状态)，并将高强度钢筋分别进行正火和退火处理，在使用过程中以低强度钢筋为主。

d.通过调整不同刚度的钢筋的长度，调整钢筋在被冲击拉出过程中的脱离变化，进而调出运动过程中阻尼效果的变化。最终，实现对冲击台车减速度波形的控制。

e.通过调整液压缸的行程及前挡销的直径，可调整移动板的后移量，即调整钢筋变形的程度，来调节各种刚度的单根钢筋的动摩擦力，从而可以提高波形的复现精度。

附图说明

图1所示：钢筋两端在力F(液压系统张紧，移动架后移)的作用下进行预变形，并保持一定的预紧力(前挡销插下限制移动架复位)，从而增加了钢筋组合中部受到冲击后移时钢筋轴向移动的摩擦力，提高了钢筋的阻尼效果；

图2所示：a、b、c为三种不同状态的钢筋，其中，一位有钢筋a三根，钢筋b一根；二位有钢筋a三根，钢筋c一根，；三位轮空，且一位的钢筋被冲击到此时有两根脱离，其中有钢筋b；

图3所示：1-探杆；2-限位板；3-前挡销；4-上槽盖；5-螺栓销；6-连接栓；7-限位块；8-下槽座；9-液压系统；10-移动架(上下移动板、支撑销和中间销柱组成，位于上槽盖和下槽座之间，在液压系统控制下可前后移动)；11-底座；12-不同刚度和不同长度的钢筋组合。图中，移动架已后移，前挡销已插下限制其复位，使钢筋处于变形状态

具体实施方式

1)根据所要复现波形的精度要求，确定前挡销的型号，如精度要求相当高，就选择直径细的前挡销，并同时确定所用程序——按当前前挡销作用下推出的各刚度的钢筋的不同位移条件下的阻尼效果编制的程序；

2)将所要复现的波形的数组调入程序，确定不同螺栓销间的钢筋组合，即每个位置的各种刚度的钢筋的数量、各个钢筋的长度；

3)按程序输出结果，在各螺栓销间摆放钢筋；

4)起动液压系统，进行“张紧”操作，将移动架后移，将钢筋变形；

5)插入选好的前挡销；

6)按下液压系统“停止”按钮，关闭液压系统电源；

7)发射台车，C形探头撞上钢筋，在带动钢筋向前运行过程中，随钢筋两侧合成摩擦力的变化，台车受到的阻尼力不断发生变化，最终按期望的减速度波形减速停下来，完成试验；

8)起动液压系统，进行“张紧”操作，拔出前挡销；

9)对液压系统进行“松开”操作，将移动架前移复位，之后按下“停止”按钮，关闭液压系统电源；

10)拔出有钢筋处的螺栓销，从设备中空部位取出钢筋；

11)插入螺栓销，使整个设备复位。

Claims (1)

1. 汽车碰撞台车试验吸能器，其结构及技术特点如下：

   1)限位板：使设备具有整体性，同时，在台车冲击过程中，限制两侧上槽盖内收，延长螺栓销使用寿命；

   2)限位块：在台车冲击过程中，限制上槽盖相对下槽座后窜，防止螺栓销折断或造成“内伤”；

   3)连接栓：前后通过连接栓，将上槽盖、下槽座、限位板、限位块、底座连接在一起，大大提高了整个设备的刚度，起到了小设备抗大冲击的作用(最大的冲击力通常为：F＝ma＝1500kg×40g＝600kN)：

   4)螺栓销插入式结构：螺栓销采用插入式结构，增大了销与上槽盖及下槽座间的接触面，与沉孔方式相比，在台车冲击过程中，使销孔不至于被销压馈，也使销不会被轻易拔出；另外，在钢筋的摆放与拆除过程中，只通过插拔螺栓销就可实现，使设备的操作更简单；

   5)设备中部为上下通的中空结构：使结构紧凑、质量轻，而且操作更方便。安装钢筋过程中，通过中空部分调整钢筋，便其分别成一列，并通过U形夹板定位(预变形后取下夹板)；在拆除钢筋过程中，拔掉相应的螺栓销后，从中空部位直接取出钢筋：

   6)底座：H型钢前后布置，不但节约用料，使设备更轻；上表面两侧加工，便于下槽座的定位，防止两侧下槽座内收，使设备具有较好的刚性和整体性；另外，使设备形成中空，既便于设备在地板上的安装，也便于使用过程中的操作；

   7)钢筋预先变形工作方式：增大了钢筋的动摩擦力，减少了试验耗材；

   8)不同刚度的钢筋组合方式：因不同刚度的钢筋在同等变形条件下的动摩擦力不同，组合使用，提高了波形的调节能力，使复现的台车的减速度波形的精度更高；

   9)前挡销变径工作方式：通过使用不同直径的前挡销，可以改变移动架的位移，进而改变钢筋的变形程度，提高了对波形的调节能力。

   请求保护的范围如下；

   结构方面：1)限位板结构

             2)限位块结构

             3)连接栓前后固定方式

             4)螺栓销插入式工作方式

             5)设备中部为上下通的或只有下部有板的中部上空结构

             6)底座前后布置结构

   工作原理：1)钢筋预先变形增加阻尼效果的工作方式

             2)不同刚度的钢筋组合使用提高波形复现精度的工作方式

             3)通过前挡销变径提高波形复现精度的工作方式

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