CN209972580U - 一种汽车碰撞吸能锁止装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车碰撞吸能锁止装置，属于汽车被动安全领域。所述装置包括吸能部分和锁止部分，所述吸能部分包括挺柱、吸能弹簧，所述锁止部分包括锁止柱、锁止弹簧、锁止盘，所述挺柱的柱状结构一周设有向外凸起的锁止挡圈，所述挺柱的柱状结构外部套有吸能弹簧，所述挺柱的下部置于锁止盘内圈，所述锁止盘内圈内壁上开设有固定孔，所述固定孔内放置有锁止弹簧和锁止柱，所述锁止柱与挺柱相接处。当车辆低速正面碰撞时，该装置可完全吸收碰撞能量，使得车辆关键部件免于损坏，降低维修费用。当车辆发生碰撞时，该装置压缩至最大位置，不会对原车碰撞吸能结构产生不利影响。

Description

一种汽车碰撞吸能锁止装置

技术领域

本实用新型属于汽车被动安全领域，尤其涉及一种汽车碰撞吸能锁止装置。

背景技术

在各个国家年度交通事故的统计研究中发现:车对车发生碰撞的比例高达53%，是发生几率较多的一种碰撞形式。同时，两车发生的正面碰撞事故中，偏置率为50%及以下的事故数量最多，其中95%的车辆发生碰撞时的速度在50km/h以下。车对车发生碰撞时，碰撞能量的分布情况远比车与材质均匀的障碍物碰撞复杂，对驾乘人员的冲击更加严重，如果发生碰撞时的集中冲击力不能被有效分散，将对车体造成严重的损伤，危及驾乘人员生命安全。经过分析在发生意外情况时，传统保险杠和其他碰撞保护装置很难保证乘客的安全。分析传统汽车碰撞保护装置的特点可知，在发生碰撞事故时，车内驾乘人员的保护主要通过车体结构的溃缩实现，通过预先设定的褶皱永久变形，能够吸收外力冲击的大部分。但基于标准化的碰撞试验结果并不能够涵盖一切突发的车辆事故，所以在极端的事故中这些车辆的安全性还是有待进一步研究。而汽车碰撞吸能锁止装置，能将碰撞时的动能转化为弹簧弹性势能，并进行锁止储能。在高速正面碰撞时，本实用新型可吸收大部分碰撞能量，有效保证驾乘人员人身财产安全，在低速正面碰撞时，本实用新型可吸收全部碰撞能量，从而降低车辆维修费用。

现代汽车采用的都是保险杠内部的吸能盒连接，碰撞之后吸能盒会变形。用弹簧最严重的问题是他只能缓冲，但不能吸能。碰撞过程中，吸能盒发生形变，可以吸收动能，而弹簧只是压缩再拉伸，并不吸收能量，所以达不到缓冲的效果。最早保险杠有通过弹簧和汽车链接，随着技术的不断发展，这种方式被淘汰。

现有汽车主流碰撞吸能装置大多通过吸能材料和车体溃缩或液压吸能装置实现对能量的吸收和缓冲，其吸能效果差、结构复杂、价格昂贵、体积大质量重、推广性差。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种碰撞吸能锁止装置，该装置通过在挺柱上设置锁止挡圈，外部设置吸能弹簧，挺柱底部设置锁止盘，实现碰撞压缩锁止，吸收碰撞能的作用。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种汽车碰撞吸能锁止装置，所述装置包括吸能部分和锁止部分，所述吸能部分包括挺柱、吸能弹簧，所述锁止部分包括锁止柱、锁止弹簧、锁止盘，所述挺柱前端面为圆盘结构，所述圆盘结构下部为柱状结构，所述挺柱的柱状结构一周设有向外凸起的锁止挡圈，所述锁止挡圈下部为斜坡状，上部为直角状；所述挺柱的柱状结构外部套有吸能弹簧，所述吸能弹簧的内径大于挺柱的锁止挡圈，外径小于挺柱端部的圆盘结构，所述挺柱的下部置于锁止盘内圈，所述锁止盘内圈内壁上开设有固定孔，所述固定孔内放置有锁止弹簧和锁止柱，所述固定孔的尺寸与锁止柱外径相匹配，固定孔内径刚好能容纳锁止柱。所述锁止弹簧置于锁止柱下方，所述锁止柱与挺柱相接处，所述锁止盘外直径大于吸能弹簧外径；所述锁止盘内圈直径大于挺柱的柱状结构并小于挺柱上的直角状锁止挡圈。

所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，所述挺柱圆盘结构内侧开设有弹簧卡槽。

所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，所述锁止挡圈为三级。

所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，锁止弹簧外径等于锁止柱外径。

所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，所述吸能弹簧为碳素弹簧钢，所述锁止盘、锁止柱为合金，锁止弹簧为碳素钢。

所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，所述锁止盘环状盘内圈上沿圆周方向均匀等距开设有八个固定孔。

本实用新型的有益效果是：

通过在挺柱上设置锁止挡圈，外部设置吸能弹簧，挺柱底部设置锁止盘，实现碰撞压缩锁止，吸收碰撞能的作用。最大限度的利用弹簧的弹性势能吸收撞击产生的动能，增加吸能空间，延长碰撞时间历程，降低减速度，降低对驾乘人员伤害程度，最大程度保证乘员安全，投入成本少，经济实用，且可靠性高，可放于汽车上的多个位置，具有较高的可研究性和较好的市场前景。

本实用新型利用弹簧吸收碰撞时的能量，为防止弹簧回弹造成二次伤害，使用锁止装置对锁止后的弹簧进行锁止。该装置在完全压缩状态下，当车辆发生碰撞时，不会对原车碰撞吸能结构产生不利影响。本碰撞吸能锁止装置，通过简单的机械结构，将动能转化为弹簧的弹性势能，并通过锁止机构将能量锁存起来，具有结构简单、成本低、体积小、吸能效果好、推广性好等优点。

本装置中使用锁止盘锁止，锁止盘内表面设置的锁止柱可在锁止弹簧的作用下始终贴合在挺住柱身。挺柱柱身设置可锁档位，档位可适应不同车速碰撞的条件。装置中采用纯机械结构，结构简单，一旦安装好可不必定期维护。此装置可放置位置多变，可随设计需求校核其安装位置和零件选型。本装置可设置在汽车前纵梁与前防撞梁之间，或其他承受碰撞位置，所完成的实物产品可以更大程度低保户车内驾乘人员，投入成本少，经济实用，且可靠性高。

本实用新型所设计的产品结构简单、免维护、承载能力大、安装位置可变。安装简单，实用性强，可广泛的用于各种符合不同安装条件的车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型汽车碰撞吸能锁止装置结构示意图；

图2为本实用新型锁止盘俯视结构示意图；

图3为本实用新型挺柱结构示意图。

图中部件：1 为挺柱、2为吸能弹簧、3为锁止柱、4为锁止弹簧、5为锁止盘。

具体实施方式

下面结合具体实施实例对上述方案做进一步说明， 应理解这些实例是用于说明本实用新型而不是限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一部调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1

一种汽车碰撞吸能锁止装置，包括吸能部分和锁止两部分；其中吸能部分由挺柱1、吸能弹簧2组成；锁止部分由锁止柱3、锁止弹簧4、锁止盘5组成。将吸能弹簧2嵌套在挺柱1上，锁止盘5内圈存在8个深孔，用来安装锁止弹簧4和锁止柱3，锁止弹簧4将弹力作用在锁止柱3上，使锁止柱产生可锁住挺柱1上档位的能力，将装配好吸能弹簧2的挺柱1插入锁止盘3内圈。

所述挺柱1的柱上有三个可锁档位，所述可锁档位一面呈斜坡状，一面呈直角状；所述挺柱大头部内有所述吸能弹簧2卡槽。

所述吸能弹簧2为碳素弹簧钢材质。

所述锁止盘5环状盘内表面设置有8个深孔，深度可由所述锁止柱3和锁止弹簧4受力情况而定。

所述锁止盘5，所述锁止柱3为合金材质，具体厚度,直径可由受力情况而定，所述锁止弹簧4为碳素钢材质。

所述锁止柱3一端为圆角，圆角大小可根据所述挺柱1的可锁档位斜坡坡度和直角高度而定。所述锁止弹簧4、所述锁止柱3与所述锁止盘5进行匹配。

汽车碰撞：所谓碰撞，是指汽车与其他车辆或固定物体以及行人等相接触，并在接触中的过程。碰撞事故中，可以认为是由两个不同的过程连接构成的

部分计算校核

汽车碰撞：所谓碰撞，是指汽车与其他车辆或固定物体以及行人等相接触，并在接触中的过程。碰撞事故中，可以认为是由两个不同的过程连接构成的。

1.碰撞过程本身

2.碰撞后的运动过程

标准：整车装备质量选1800kg 时速64km/h

碰撞动能：

弹簧选取：

线径d=17mm

外径D₀=52mm

中径D=35mm

有效线圈n=6

由弹性势能

得出

弹簧自由长度

弹簧安装长度

弹簧工作长度

1.采用碳素钢G=79Gpa 抗拉强度235Mpa-600Mpa 弹性模量E=200-210Gpa

2.压缩弹簧许用切应力

必须设置导杆。

该装置由挺柱、吸能弹簧、锁止盘、锁止柱、锁止弹簧构成。挺柱前端为圆盘结构，其表面设有三级锁止挡圈，挡圈左边为斜坡形，右边为直角形；锁止盘内壁均匀分布八个凹槽，每个凹槽内装有一个锁止弹簧和一个锁止柱；将嵌套有吸能弹簧的挺柱穿过锁止盘，并将锁止盘固定在前防撞梁和前纵梁之间，可焊接固定。当汽车高速碰撞时，该装置可配合吸能材料吸收大部分碰撞能量，保护驾乘人员安全，减小汽车变形，避免车辆关键部位损坏，降低维修费用。

本实用新型提供了一种碰撞吸能锁止装置，包括挺柱、吸能弹簧、锁止盘、锁止柱、锁止弹簧，所述挺柱前端面为圆盘结构，所述挺柱中部有三级锁止挡圈，所述吸能弹簧嵌套在挺柱，所述锁止盘固定在车辆前保险杠，所述挺柱和吸能弹簧装配在锁止盘中，所述锁止盘内壁均匀分布八个凹槽，每个凹槽内置一个所述锁止弹簧，所述锁止柱一端承受锁止弹簧弹力，另一端由于弹力顶在所述挺柱。

当车辆发生碰撞时，所述挺柱向后压缩，所述吸能弹簧将汽车运动的动能转化为所述吸能弹簧的弹性势能，为避免被压缩的所述吸能弹簧释放能量恢复原长对驾乘人员造成二次伤害，采用锁止装置，使所述吸能弹簧始终保持压缩储能状态。为适合不同能量下的所述吸能弹簧压缩长度，根据碰撞速度、能量的不同，在所述挺柱表面设置不同的所述锁止挡圈，在所述吸能弹簧高速压缩的同时，锁止结构可根据所述吸能弹簧压缩程度跃过所述锁止挡圈档位，进行锁止储能。本装置成本低且具备其他优点：结构简单、免维护、承载能力大、安装位置可变，使用寿命长，不易发生故障。

将本装置放置在前纵梁与前防撞梁之间，当行人与汽车发生正面碰撞时，本装置不影响汽车的行人保护，而汽车与汽车发生正面碰撞时，本装置可更大限度的保护车内驾乘人员。

在发生正面碰撞时，前防撞梁变形继续挤压吸能盒，吸能盒吸能形变到一定程度开始由本装置吸能，将碰撞产生的巨大动能尽可能转化为弹簧的弹性势能，由锁止盘将挺柱的可锁档位锁住，让传递到弹簧的动能储存在弹簧中。

Claims (6)

1.一种汽车碰撞吸能锁止装置，其特征在于，所述装置包括吸能部分和锁止部分，所述吸能部分包括挺柱（1）、吸能弹簧（2），所述锁止部分包括锁止柱（3）、锁止弹簧（4）、锁止盘（5），所述挺柱（1）前端面为圆盘结构，所述圆盘结构下部为柱状结构，所述挺柱（1）的柱状结构一周设有向外凸起的锁止挡圈，所述锁止挡圈下部为斜坡状，上部为直角状；所述挺柱（1）的柱状结构外部套有吸能弹簧（2），所述吸能弹簧（2）的内径大于挺柱（1）的锁止挡圈，外径小于挺柱（1）端部的圆盘结构，所述挺柱（1）的下部置于锁止盘（5）内圈，所述锁止盘（5）内圈内壁上开设有固定孔，所述固定孔内放置有锁止弹簧（4）和锁止柱（3），所述锁止弹簧（4）置于锁止柱（3）下方，所述锁止柱（3）与挺柱（1）相接处，所述锁止盘（5）外直径大于吸能弹簧（2）外径；所述锁止盘（5）内圈直径大于挺柱（1）的柱状结构并小于挺柱（1）上的直角状锁止挡圈。

2.根据权利要求1所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，其特征在于，所述挺柱（1）圆盘结构内侧开设有弹簧卡槽。

3.根据权利要求1所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，其特征在于，所述锁止挡圈为三级。

4.根据权利要求1所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，其特征在于，所述锁止弹簧（4）外径等于锁止柱（3）外径。

5.根据权利要求1所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，其特征在于：所述吸能弹簧（2）为碳素弹簧钢，所述锁止盘（5）、锁止柱（3）为合金，锁止弹簧（4）为碳素钢。

6.根据权利要求1所述的一种汽车碰撞吸能锁止装置，其特征在于：所述锁止盘（5）环状盘内圈上沿圆周方向均匀等距开设有八个固定孔。

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