当前位置: 首页 > 专利查询>杨沛英专利>正文

汽车碰撞弹性缓冲器制造技术

技术编号:1107344 阅读:164 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种汽车碰撞弹性缓冲器,其包括分别与汽车保险杠、车架相固定的活塞和液压缸,其特征在于所述的液压缸为高压油缸,该高压油缸的油腔通过高压油管与蓄压瓶相连通,且油腔、高压油管和蓄压瓶中均充满了液压油而形成封闭的液压系统。也可以仅为高压油缸。本发明专利技术将液压系统设计成封闭结构,利用液压油的可压缩性,将高压油缸设计成真正意义上的大劲度“弹簧”,它将碰撞所产生的动能大部分转化为液压油的弹性势能,而其余部分转化为热能,且整个过程具有阻尼作用,使“弹簧”变形时间加长,由此增加了冲量的作用时间,从而有效地减小撞击力。因此,本发明专利技术既保护了车内乘员的安全,又避免了车体遭受损坏,解决了长期没法实现的“车不毁,人不亡”的目标,所以值得在现有各车辆上推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碰撞缓冲器,尤其指一种应用于汽车上而使汽车在碰撞的瞬间免遭损坏的碰撞弹性缓冲器。
技术介绍
目前,汽车因其方便、快捷而早已成为人们生活中息息相关的交通工具。但同时伴随的交通事故所导致的车毁人亡惨剧也时有发生。而从各种事故的分析中可知,汽车前、后端的碰撞损失最为严重。为了尽量保护车内乘员的生命安全,传统的汽车前、后端设计遵循着“宁可车毁而人不亡”的原则。同时,在汽车的前、后部还设计有保险杠,该保险杠与车体之间为刚性连接。当汽车遭受一个不大的碰撞力时,该保险杠还可在一定程度上起到保护车体的作用。但随着汽车业的发展,汽车的行驶速度也越来越快,当车速达到60千米/小时的汽车发生碰撞瞬间,巨大的惯性力将使汽车头部或尾部受到挤压而发生严重变形,而此时的保险杠根本无法实现保护车体的目的。因此,如何保护乘员安全的同时保存车体,已成为汽车设计者和制造人员所面临的重大课题。为此,人们设计出不同的汽车防碰撞装置来,如中国授权公告号为CN2318085Y的《汽车液压缓冲器》就披露了这样一种装置。其主要包括液压柱、钢套、油泵、喷油室、储油室、弹簧栓子等部件,它是利用液压柱挤压喷油室内的液体油,使栓子下移,使液压油通过喷流间隙高速喷射入储油室,使汽车碰撞的动能转化为液体高速喷出的动能,以便起到缓解物体冲撞力的作用。上述方案虽然在原理上可行,但从分析可知汽车碰撞所产生的巨大动能,要想在20毫秒至30毫秒极短的碰撞时间段内,全部转化为从间隙中喷出的液压油动能,这是不可能的。也就是说,活塞压缩油液,使其从小孔中喷出,虽然有能量消耗,但该能量消耗与汽车碰撞瞬间所产生的动能远不在一个数量级上,即汽车碰撞所产生的动能无法由流阻所转化掉。因此,它不能解决问题。同时,在这样短的时间段内,液压油如不能从喷油口中及时排走,就会使得喷油室内的压力急剧升高,而极有可能出现钢套爆裂的现象。再者,由于喷油口的存在,上述缓冲器只能在低压力下工作,其体积将十分庞大,而想将其安装在现有车体头部或尾部的狭窄空间内是很不现实的,因而上述方案实施起来无法达到预想的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种汽车碰撞弹性缓冲器,它在汽车受到强烈撞击时,既可延长汽车碰撞时间,减小撞击力,又能吸收碰撞所产生的动能,从而可实现人体和车体同时免遭损害的目的。本专利技术解决上述技术问题所采用的第一个技术方案为该汽车碰撞弹性缓冲器包括液压缸,该液压缸的活塞与汽车的保险杠相固定,而液压缸则连接在汽车车架上,其特征在于所述的液压缸为高压油缸,该高压油缸的油腔通过高压油管与蓄压瓶相连通,且所述的油腔、高压油管和蓄压瓶中均充满了液压油而形成封闭的液压系统。该方案中的高压油缸的体积可做的较小,而蓄压瓶可放置在车体的其它部位,使高压油缸方便地安装在车体头部或后部的空间内。作为本专利技术第一个技术方案的进一步改进,所述的高压油管上可以串装有允许液压油从所述的油腔向所述的蓄压瓶侧移动的第一单向阀,且该第一单向阀上还带有供所述蓄压瓶内的液压油缓慢流入所述油腔的阻尼孔。作为本专利技术第一个技术方案的另一种改进,其还可以包括低压供油泵,该低压供油泵通过管道与上述封闭的液压系统相连接,并在该管道上安装有让液压油从低压供油泵流向所述封闭的液压系统的第二单向阀。在上述各方案中,所述高压油缸可以为一个或二个或二个以上。当采用二个或二个以上的高压油缸时,各高压油缸分别并列地安装在所述汽车保险杠和汽车车架之间。本专利技术解决上述技术问题所采用的第二个技术方案为该汽车碰撞弹性缓冲器为液压缸,该液压缸的活塞与汽车的保险杠相固定,而液压缸则连接在汽车车架上,其特征在于所述的液压缸为高压油缸,该高压油缸的油腔内充满着液压油而形成封闭的液压腔。在本方案中,高压油缸的体积相对较大,可适用于车体头部或尾部安装位置允许的大型汽车中。作为本专利技术第二技术方案的进一步改进,所述高压油缸至少为二个,分别并列地安装在所述汽车保险杠和汽车车架之间。与现有技术相比,本专利技术的优点在于由于液压缸为高压油缸,且液压系统(或液压腔)呈封闭状态,因此当汽车发生碰撞,保险杠带动活塞内移,油腔内的液压油受到压缩时,液压系统内的压力(或液压腔内的压力)以一定的斜率呈线性升高,其压强最大可以达到100Mpa(如果不用蓄压瓶则可以达到150Mpa),成为一组真正意义上的大劲度“弹簧”,它将碰撞所产生的动能大部分转化为弹性势能,而其余部分则利用液压油分子间的摩擦发热转化为热能,且整个动能吸收过程具有阻尼作用,它使“弹簧”的变形时间加长,也由此增加了冲量的作用时间,从而有效地减小撞击力。而利用带阻尼孔的第一单向阀,使得上述弹性势能在汽车碰撞后能缓慢释放,推动活塞外移或车体后移,使保险杠恢复至原位。因此,本专利技术的缓冲器既保护了车内乘员的安全,又避免了车体遭受损坏,解决了长期没法实现的“车不毁,人不亡”的目标,所以值得在现有各车辆上推广应用。附图说明图1为本专利技术第一实施例的系统统示意图;图2为本专利技术第二实施例中两高压油缸安装在车架前纵梁上的结构示意图。具体实施例方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1如图1所示,该汽车碰撞弹性缓冲器包括两个高压油缸,各高压油缸的活塞1分别与汽车的保险杠8相固定,各高压油缸2则分别安装在汽车车架10的纵梁9上(其安装可参见图2),且各高压油缸的油腔还通过各自的高压油管与蓄压瓶4相连通,油腔、高压油管和蓄压瓶4中均充满了液压油而形成封闭的液压系统。在这里,蓄压瓶4可以放置在车架的其它部位,这样可大大地缩小高压油缸的体积,使其可方便地安装在车头的前部或后部,而同时又要满足汽车碰撞时,活塞移动的体积与封闭液压系统的容积之比符合液压油的弹性变形规律,从液体的可压缩性可知K=1/β=-ΔP*V/ΔV可得,V/ΔV=-K/ΔP如设ΔP为100MpaK为2000Mpa则V/ΔV为20其中K为液压油的弹性模量。β为液压油的体积压缩系数。ΔP为液压油压力的变化值;在本实施例中,按目前条件,液压系统的压力最大可以承受100Mpa,也就是ΔP为100Mpa,当然也可按需取值为小于(或大于)100Mpa的压力变化值。ΔV为液压油体积在压力变化ΔP时,其体积的变化量(压力增加,体积减小),在此,也就是汽车碰撞时活塞移动的体积。V为液压油的初始体积,也就是液压系统的容积。因此,当活塞移动的体积与封闭液压系统的容积之比符合上述规律时,就能使其成为一个大劲度的“弹簧”。在本实施例中,碰撞后,为了使蓄压瓶4中的弹性势能缓慢释放,在上述高压油管上串装有允许液压油从油腔向蓄压瓶侧移动的第一单向阀5,且该第一单向阀5上还带有供蓄压瓶4内的液压油缓慢流入油腔的阻尼孔3。采用上述高压油缸后,当汽车发生碰撞时,保险杠8带动活塞1内移,油腔内的液压油受到压缩,由于液压系统是封闭的,所以其内部的压力随着活塞的内移呈线性升高。根据目前高压油管的承受能力,该液压系统的压强最大可以达到100MPa,即可看成一组大劲度的“弹簧”,它将碰撞所产生的动能大部分转化为液压油的弹性势能,而其余部分则因液压油分子间的摩擦发热转化为热能,且动能吸收过程具有阻尼作用,它使“弹簧”的变形时间加长。根据动量定理可知某段时间内作用在质点上合力的冲量,等于在该本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种汽车碰撞弹性缓冲器,包括液压缸,该液压缸的活塞(1)与汽车的保险杠(8)相固定,而液压缸(2)则连接在汽车车架(10)上,其特征在于:所述的液压缸为高压油缸,该高压油缸的油腔通过高压油管与蓄压瓶(4)相连通,且所述的油腔、高压油管和蓄压瓶中均充满了液压油而形成封闭的液压系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨沛英
申请(专利权)人:杨沛英
类型:发明
国别省市:97[中国|宁波]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1