CN2871311Y - 汽车碰撞保护装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车碰撞保护装置，包括可固定车体前端的前置板，与所述前置板垂直固定有若干个并列设置的保护器，所述保护器包括前端垂直固定于所述前置板上的纵向轴，所述纵向轴上滑动套设有外箱体，所述纵向轴的后端连接有弹性装置；所述纵向轴置于所述外箱体内部的轴体上轴向均匀凸设有阻挡体，所述外箱体内壁上间隔设有将阻挡体隔成若干单元的冲击锤，所述冲击锤的冲击部与其前面的阻挡体对应设置；该外箱体的上端面设有对应于车体底面中后部的安装部。本实用新型通过连续剪切阻挡物和纵向轴尾部连接的弹性装置，吸收碰撞能量，从而保护车体前部的碰撞部位及人员免受损坏；适用于各种车辆。

Description

汽车碰撞保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种车辆碰撞保护装置，特别涉及一种可将车体与其它物体发生碰撞时，将相互作用力传递至车体中、后部，并通过阻挡物被剪断来逐步消耗车体的前冲动能，以保护驾驶舱免受损坏的保护装置。

背景技术

现有的车辆碰撞保护器，比如普通保险杠、安全气囊、安全带和ABS防抱死系统等，其中普通保险杠只在车辆低速行驶的情况下有微弱的保护作用；而安全气囊虽然对人有一定的保护作用，但成本高，结构复杂，而且对车体无保护作用；安全带在碰撞力很小的情况下，对人有保护作用，但也是无法使车体得到保护。ABS防抱死系统不但成本高，结构复杂，维护困难，而且保护作用有限。针对上述问题，出现了切割式吸能碰撞保护器，包括相互滑动配合的圆柱形构件，在沿滑动配合面上设置有齿状凸起物，并通过构件的尾部直接固定于车体上，当构件相互滑动时，通过连续切割一定数量的齿状凸起物，从而吸收碰撞能量，使车体的前部不受刚性冲击，以保护物体。此种结构对保护被碰撞车辆不受损有一定作用，但也存在如下缺陷：由于构件为圆柱形，构件尾部固定于车体上，在碰撞时，要达到切割泄能，对两构件的强度要求极高，否则在高速碰撞时构件就会发生折断，无法达到逐步泄能的目的；另外，此结构的保护装置与车体的联接方式使碰撞力作用于车体的局部位置，易造成碰撞后的摆动。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型提供一种可将碰撞力传递到车体的中后部，并逐步消耗车体前冲动能以减少车体的前移量，从而保护车体前部的驾驭舱免受损坏，进而保护驾驭舱内的人员安全。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种汽车碰撞保护装置，包括可固定于汽车保险杠上的前置板，与所述前置板固定有若干个并列设置的保护器，所述保护器包括前端垂直固定于所述前置板上的纵向轴，所述纵向轴上滑动套设有外箱体，所述纵向轴的后端连接有弹性装置；所述纵向轴置于所述外箱体内部的轴体上轴向均匀凸设有径向分布的阻挡体，所述外箱体内壁上间隔设有将阻挡体隔成若干单元的冲击锤，所述冲击锤的冲击部与其前面的阻挡体对应设置；该外箱体的上端面设有对应于车体底面中后部的安装部。当车辆前面碰撞发生时，直接通过上述结构中的纵向轴将被撞物体的相互作用力传递到车体的中部、后部区，而产生与车体行驶方向相反的作用力，即对于车体的向后拉力，并利用上述结构中的冲撞锤与阻挡物的相互剪切作用，使阻挡物折断来消耗车体的前冲动能，减少车体的前移量，以起到安全保护作用。

所述弹性装置包括一端固定于外箱体内端面的强力弹簧，强力弹簧另一端与纵向轴的后端通过隔板固定连接，所述隔板通过螺栓固定于外箱体内壁的上。该螺栓起到限力的作用，通过纵向轴将碰撞作用力直接作用于车体中部、尾部，当发生中高级碰撞(20-30公里/小时以上)时，纵向轴后端隔板撞断限力剪切螺栓，纵向轴与车体的固定分开，外箱体仍与车体固定，而纵向轴与前置顶板通过前保险杠与被撞物体因发生非弹性碰撞而相互作用成为一体。这时，相当于被撞物体接触点成为相对固定支点，纵向轴成为传递被撞物体的冲撞动能的水平导轨，车体因惯性在与纵向轴作平行相反方向运动，固定于外箱体上的冲撞锤与纵向轴上的阻挡物的相互剪切作用，使阻挡物折断由此产生的剪切阻力抵消车体后部、中部的向前惯性能量，相当于用外部拉力作用于车体。即由以往发生相撞时的：车体前部多点外部约束阻力，变为(车体前部多点约束阻力)+(车体底面多点约束阻力)，通过将车前方的碰撞作用力直接作用于车体中部、尾部产生的与行驶方向相反的作用力来约束车体尾部的侧向移动，避免因横向移动而与其它物体发生侧面碰撞。

为增加纵向轴的强度，所述纵向轴为空心轴，空腔内设有填充有物。

所述填充物为高分子化合工程塑料、高分子化合硬化合成橡胶、氮化硅高温结构陶瓷或常压烧结碳化硅轻体陶瓷。

所述阻挡体由若干径向均匀凸设的柱体构成，所述冲击锤的冲击部与所述柱体的根部对应设置。

所述阻挡体与纵向轴一体制成，以便于加工制造。

所述冲击锤与外箱体一体制成，以便于加工制造。

为了便于安装，所述外箱体为分体式结构。

当车体与其它物体发生碰撞时，车体与相撞物体相互作用，发生非弹性碰撞，车体前部发生损毁，直至全部动能完全损失，车体不再向前移动，此过程由于横截面的挤压力过于集中，不能释放完全而造成驾乘舱变形。利用此两相撞物体的冲撞动能相互作用抵消部分作用力。

根据能量守恒原理：两物体相向运动发生非弹性碰撞时，动能损失直到完全损失，此时物体停止运动。假设物体1的质量为M1，速度为V1，其动量：M1×V1，物体2的质量M2，速度V2，其动量：M2×V2，发生相撞时M1作用于M2的作用力为F1，M2作用M1的作用力为F2，那么发生于碰撞面A1面与B1面相碰撞时的作用力为F1和F2；当两物体都加入本实用新型后，假设通过纵向轴传递给M1，M2的底面作用力为F1′和F2′，A1、B1面相接触的作用力的F1″和F2″，此时：

F1＝F1′+F1″，

F2＝F2′+F2″，

假设理论上如果作用于底面的与行驶方向相反的水平推力和剪切力足够大，使F1＝F1′，F2＝F2′，那么接触面A1面和B1面之间的力在发生相撞时为“0”，即完全无作用力。F1″和F2″为0，如果两车体都装载本实用新型提供的结构而发生相撞，在材料强度允许的情况下，理论上可以做到前正面无损停止。

以往车辆与前方车辆相撞，只有车体前部分在碰撞瞬间与被撞物体相接触成为被约束体，而车体中部、后部因惯性(冲撞动能尚未损失)依然向前移动造成相互挤压，而应用构件后，利用车体纵向薄型钢板、纵向钢梁的被拉伸破坏的极限负荷，远大于其纵向挤压变形的极限负荷的优点，降低车体的制造难度。

传统汽车设计的纵向梁，将其演变为发生前面碰撞时的一种可移动的利用外力对车体进行强制制动的纵向构造。

针对卡车的质量大，前保险杠刚度大，当与小轿车发生正面相撞时对轿车冲击力过大，可将撞击时总负载冲撞动能化解成逐次递减的分步行为，亦可为撞击后轿车的保护气囊打开提供时间。

当轿车与轿车正面发生碰撞时，通过同以往不同的车体受力方式，直接将部分冲撞动能传递到车体的中部、尾部，产生与相驶方向相反的向后推力，并利用本实用新型的损毁来抵消部分前冲动能，以减小车体前部溃烂，移位过大挤压乘、驾人员轿箱所发生的伤害，并通过将相撞作用力直接作用于车体中部、尾部来约束车体减少其侧摆及侧移量。

本实用新型结构简单，制作工艺简单，成本低，适于推广应用；而且适于各种机动车辆，安装方便，不影响车体的外形美观。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图，

图2为图1中沿A-A剖面图，

图3为图2中沿B-B剖面图。

附图标识

1、前置板      2、保护器       3、纵向轴     4、外箱体

5、阻挡体      6、冲击锤       7、安装部     8、隔板

9、螺栓        10、强力弹簧    11、填充物

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

一种汽车碰撞保护装置，包括可固定于汽车保险杠上的前置板1，也可固定于保险杠的前端面上，与所述前置板1固定有若干个并列设置的保护器2，所述保护器2包括前端垂直固定于所述前置板1上的纵向轴3，该纵向轴3与车体的纵向对称线平行，所述纵向轴3上滑动套设有外箱体4，纵向轴3穿设外箱体4端面的联接处留有小的间隙，以使纵向轴3与外箱体4的端面之间可发生相对滑动，所述纵向轴3的后端连接有弹性装置；通过弹性装置来抵消由纵向轴3传递来的向后的冲击能量；并当弹性装置到达压缩极限后而产生的反作用力也可抵消部分冲击能量。所述纵向轴3置于所述外箱体4内部的轴体上轴向均匀凸设有阻挡体5，所述外箱体4内壁上间隔设有将阻挡体隔成若干单元的冲击锤6，所述冲击锤6的冲击部与其前面的阻挡体5对应设置；该外箱体2的上端面设有对应于车体底面中后部的安装部7。安装时，将前置板1与汽车的前保险杠固定连接，外箱体安装部对应于车体底面的中部、后部分，或卡车纵梁中、后部，或直接应用替代车体的纵向梁。

如图1至图3所示，为本实用新型的另一个具体实施例，具有上述的基本结构，这里不在重复。本例中的保护器2为两个，并列固定于车体底面，所述弹性装置可以是本例中的强力弹簧装置，也可以是液压装置，都可起到缓冲、泄能的作用。本例中的弹性装置，包括一端固定于外箱体4内端面的强力弹簧10，并于设有弹簧导向结构；强力弹簧的个数可为一个或多个，可根据不同车型作不同的选择；本例中，强力弹簧10为1个，与纵向轴3同轴设置。强力弹簧10另一端与纵向轴的后端通过隔板8固定连接，所述隔板通过螺栓9固定于外箱体内壁的上。为了增加纵向轴的强度，所述纵向轴3为空心轴，并于空腔内设填充物，可以选用高分子化合工程塑料、高分子化合硬化合成橡胶、氮化硅高温结构陶瓷或常压烧结碳化硅轻体陶瓷。所述阻挡体5由若干径向均匀凸设的柱体构成，所述冲击锤6的冲击部与所述柱体的根部对应设置。为了方便安装制造，所述阻挡体5与纵向轴3一体制成，所述冲击锤6与外箱体4一体制成，所述外箱体4为分体式结构。

当安装有本实用新型的车辆遭到碰撞后，由于外箱体固定于车体的中后部，部分冲撞动能被传递到车体的中部、尾部，产生与相驶方向相反的向后推力，而车体的中后部由于惯性还存在向前的冲力，此时，在由冲撞锤隔成的每个单元内，冲撞锤冲毁阻挡物的作用力之和；隔板上的剪切限力剪力螺栓的作用力；隔板压缩强力弹簧的作用力；强力弹簧由压缩极限后而产生的反作用力，这些力的总和使车体中后部的前冲动能消耗掉，以车体前部得到保护，同时使驾驶和乘坐人员免受损伤。

Claims (8)

1、一种汽车碰撞保护装置，包括置于车体前端的前置板(1)，与所述前置板(1)上固定有若干个并列设置的保护器(2)，其特征在于，

所述保护器(2)包括前端垂直固定于所述前置板(1)上的纵向轴(3)，所述纵向轴(3)上滑动套设有外箱体(4)，所述纵向轴(3)的后端连接有弹性装置；所述纵向轴(3)置于所述外箱体(4)内部的轴体上轴向均匀凸设有阻挡体(5)，所述外箱体(4)内壁上间隔设有将阻挡体(5)隔成若干单元的冲击锤(6)，所述冲击锤(6)的冲击部与其前面的阻挡体(5)对应设置；该外箱体(2)的上端面设有对应于车体底面中后部的安装部(7)。

2、如权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于，所述弹性装置包括一端固定于外箱体(4)内端面的强力弹簧(10)，强力弹簧(10)另一端与纵向轴(3)的后端通过隔板(8)固定连接，所述隔板(8)通过螺栓(9)固定于外箱体(4)的内壁上。

3、如权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于，所述纵向轴为空心轴，空腔内设有填充物(11)。

4、如权利要求3所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于，所述填充物(11)为高分子化合工程塑料、高分子化合硬化合成橡胶、氮化硅高温结构陶瓷或常压烧结碳化硅轻体陶瓷。

5、如权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于，所述阻挡体(5)由若干径向均匀凸设的柱体构成，所述冲击锤(6)的冲击部与所述柱体的根部对应设置。

6、如权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于，所述阻挡体(5)与纵向轴(3)一体制成。

7、如权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于，所述冲击锤(6)与外箱体(4)一体制成。

8、如权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于，所述外箱体(4)为分体式结构。

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