一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身的製作方法

2023-05-17 23:01:36 2

專利名稱：一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身的製作方法
技術領域：
本發明涉及機動車主動式安全防撞方法及裝置，特別涉及一種前端帶防撞裝置的新 型機動車車身，不但適合有剛性車架的非承載式車身、而且也適合承載式車身和半承載式車身。
技術背景汽車自1886年問世以來，給人類的生活和工作帶來便利的同時，也因道路交通事 故導致了大量的人員傷亡和財產損失。全世界死於汽車事故的累計人數已超過20世紀 死於戰爭的人數，到2006年為止全球因車禍死亡人數累計超過3200萬人，同時導致數 億人受傷或致殘。目前全球正在行駛的汽車高達7.2億輛，儘管廣泛採用了安全帶、安 全氣囊等安全技術，每年仍有70多萬人死於車禍，1000 1500萬人受傷或致殘，全球 每年因道路交通事故造成的經濟損失約5180億美元。由於佔人口優勢的發展中國家的 汽車總數在迅速增加，全世界每年死於汽車事故的總人數還將增加，預計到2010年全 球道路交通事故死亡人數每年將達100萬人，傷殘人數超過1500萬，全球每年因道路 交通事故造成的經濟損失將超過7000億美元。有時在交通事故中儘管發生了前部撞擊或追尾，在安全帶和安全氣囊的保護下，沒 有人員傷亡，但卻造成了汽車受損，甚至需要大修、嚴重時還可能導致汽車報廢，給車 主和保險公司帶來巨大損失，這是汽車保險費居高不下的最主要原因。汽車交通事故在帶來死亡、傷殘的同時，還給人們的出行帶來了諸多不便，幾乎所 有駕車人和乘車人都遇到過因交通事故導致交通癱瘓的局面，從而導致人們無法趕上飛機航班或火車，導致人們上班、開會及商務談判遲到或耽誤。汽車安全性時刻牽動著政府、企業、保險公司、駕車人、乘車人及家人的心，如何 提高汽車的安全性是擺在全人類面前的重大科研課題。目前汽車最廣泛採用的安全措施就是三點式安全帶和安全氣囊。交通事故統計數據 表明在系好三點式安全帶的情況下，有效保護率可達43% 49%;在僅使用安全氣囊 的情況下，有效保護率只有18%;在三點式安全帶和安全氣囊的雙重保護下，可以起到更好的保護作用，但仍不可避免出現人員傷亡。值得注意的是，安全氣囊只有在前部撞 擊時才能打開，對於發生追尾這樣的交通事故毫無保護作用。為了保護車內人員的安全， 一般小車把車前部和尾部作為塑性變形吸能耗能區，以最大限度地使車內人員所在的空間不變形，但有時仍不能保證車內人員的安全，另外這 種方式不適合平頭車。為此許多人對汽車防撞進行了大量研究，到目前為止已經公開了數百件專利，例如 ZL200320119672. 1公開了保險杆前伸式汽車自動防撞安全裝置；ZL00205037. 4公開了 儲能式汽車防撞裝置；ZL03248553.0公開了汽車頭部防碰撞安全裝置；ZL96233407.3 公開了汽車防撞擊減震機構；ZL02277281.2公開了追尾防撞裝置；ZL90105824. 6公開 了汽車碰撞吸能減震保險杆。這些防撞措施可以分為以下幾種方式利用壓縮彈簧吸能； 利用液壓流體缸吸能；採用氣囊或輪胎吸能；或在實施過程中把這些方式進行組合。這些專利公開的防撞裝置之所以不能得到推廣和應用，其原因是存在以下問題1) 機動車在撞擊過程中車身都處於壓縮狀態， 一方面將導致機動車車身發生變形而 損壞，另一方面可能導致駕乘人員的乘座空間受到擠壓，嚴重時可能危急人的生命安全。2) 只能吸能無法耗能，即不能把巨大的能量消耗或部分消耗掉，由此帶來的問題是 汽車劇烈碰撞後可能出現反方向加速度而使車內人員遭受更大的傷害，甚至被拋出車外 導致人員傷亡。3) 幾個同時受力的彈簧要麼無法吸收巨大的能量，要麼無法適應小碰撞。4) 將液壓減震裝置和彈簧減震裝置同時並聯平行連接保險杆和汽車橫梁或大梁，不 能同時發揮作用， 一般情況下彈簧減震裝置根本無法發揮作用，其原因是流體的壓縮性 很小。5) 任何撞擊都會導致汽車受損，致使車主和保險公司承受經濟損失。 發明內容一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其包括前防撞杆、前活塞頂杆、前活塞缸 端蓋、前活塞缸、前活塞、前活塞復位彈簧、第一管式縱梁、第二管式縱梁、前部管式 橫梁、後部管式橫梁、底部封閉式活塞缸、後保險槓、液壓流體；所述的前活塞缸與管 式縱梁的前端固定連接；所述的底部封閉式活塞缸與管式縱梁的後端固定連接，並且管 式縱梁將前活塞缸、底部封閉式活塞缸相連通，並充滿液壓流體；所述的前活塞頂杆一 端與前活塞相連，而另一端與前防撞杆相連；所述的前活塞處於前活塞缸之內，且其底面與前活塞復位彈簧接觸；所述的前活塞缸端蓋與前活塞缸相連。其特徵在於所述的前 活塞缸與管式縱梁的前端固定連接；所述的底部封閉式活塞缸與管式縱梁的後端固定連 接，並且管式縱梁將前活塞缸、底部封閉式活塞缸相連通，並充滿液壓流體；在前部撞 擊過程中，前活塞在前活塞頂杆及前防撞杆的驅動下可使前活塞缸內及管式車架總成中 的液壓流體的壓力迅速上升，壓力同步傳到底部封閉式活塞缸的底面，通過底部封閉式 活塞缸把撞擊力傳到管式縱梁的後部。由於在前部撞擊過程中能把撞擊力傳到管式縱梁的後部，這樣便可使車身處於拉伸 狀態而不是壓縮狀態，從而改變了機動車在撞擊過程中的受力狀態。本發明還利用連接在管式車架總成上的活塞式耗能器和噴嘴式耗能器來消耗能量， 本發明不但適合有剛性車架的非承載式車身，而且也適合承載式車身或半承載式車身。本發明是這樣實現的1) 採用剛性管道作為車身的縱梁和橫梁，構成管式車架總成。2) 在管式車架總成的前部安裝前活塞缸，在管式車架總成的後部安裝底部封閉式活 塞缸；前活塞缸內有可以活動的活塞，前活塞的一端與前活塞頂杆相連、另一端與前活 塞復位彈簧相連，前活塞頂杆的末端裝有防撞杆。3) 前活塞缸、底部封閉式活塞缸、管式縱梁、管式橫梁之間是相互連通的，並充滿 液體。4) 管式車架總成上安裝有活塞式耗能器。該活塞式耗能器包括高壓管、活塞缸、活 塞、施壓杆、塑性變形件外套、塑性變形件。5) 管式車架總成上還安裝有噴嘴式耗能器。該噴嘴式耗能器包括高壓管、流體緩衝 室、噴嘴母管、噴嘴。噴嘴母管上可安裝多個噴嘴( L)，並有足夠的空間可容納噴射出 來的所有流體。撞擊結束後，這些流體又可通過噴嘴(孔)回流到管式車架總成內。


圖1為本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身示意圖；圖2為本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身的活塞式耗能器的示意圖； 圖3為本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身的噴嘴式耗能器的示意圖； 圖4為本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身地第二實施方式示意圖； 圖5為圖4的A-A剖視圖。其中附圖標記如下前防撞杆l、前活塞頂杆2、前活塞缸端蓋3、前活塞缸4、前活塞5、前活塞復位 彈簧6、第一管式縱梁7、第二管式縱梁8、前部管式橫梁9、活塞式耗能器10、噴嘴式 耗能器ll、後部管式橫梁12、後活塞13、底部封閉式活塞缸14、後部塑性變形件15、 後保險槓16、前彎管接頭17、活塞高壓管101、活塞缸102、活塞103、施壓杆104、 塑性變形件外套105、塑性變形件106、噴嘴高壓管111、流體緩衝室112、噴嘴母管113、 噴嘴114。
具體實施方式
第一實施方式圖1為本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身示意圖；圖2為本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身的活塞式耗能器的示意圖；圖3為本發明一種前端帶防 撞裝置的新型機動車車身的噴嘴式耗能器的示意圖。為了描述簡便，本申請只描述一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身左側部分，其 右側部分與左側部分對稱對應。為了簡明，略去對其右側部分的描述。如圖1 圖3所示，本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身包括前防撞杆1、 前活塞頂杆2、前活塞缸端蓋3、前活塞缸4、前活塞5、前活塞復位彈簧6、第一管式 縱梁7、第二管式縱梁8、前部管式橫梁9、活塞式耗能器IO、噴嘴式耗能器ll、後部 管式橫梁12、後活塞13、底部封閉式活塞缸14、後部塑性變形件15、後保險槓16、液 壓流體。若干中部管式橫梁未在圖中標出所述的第一管式縱梁7、第二管式縱梁8、前部管式橫梁9、後部管式橫梁12、若 幹中部管式橫梁都是剛性管道，所述的第一管式縱梁7是通過前部管式橫梁9、後部管 式橫梁12、若干中部管式橫梁與第二管式縱梁8相互連接的，所述的第一管式縱梁7、 第二管式縱梁8、前部管式橫梁9、後部管式橫梁12、若干中部管式橫梁之間相互貫通， 並充滿液壓流體。所述的第一管式縱梁7、第二管式縱梁8、前部管式橫梁9、後部管式橫梁12和若 幹中部管式橫梁構成管式車架總成，這些管式車架總成可以是非承載式車身、或承載式 車身、或半承載式車身。所述的前活塞缸4與第一管式縱梁7的前端固定連接;所述的底部封閉式活塞缸14 與第一管式縱梁7的後端固定連接，並且第一管式縱梁7將前活塞缸4、底部封閉式活 塞缸14相連通，並充滿液壓流體；所述的前活塞頂杆2—端與前活塞5相連，而另一端穿過前活塞缸端蓋3與前防撞杆1相連；所述的前活塞5處於前活塞缸4之內，且其 底面與前活塞復位彈簧6接觸；所述的前活塞缸端蓋3與前活塞缸4相連；所述的後活塞13處於底部封閉式活塞缸14之內，其底面與所述的後部塑性變形件15接觸。當機動車發生前部碰撞時，前防撞杆l、前活塞頂杆2與前活塞5整體後座，前活 塞5擠壓液壓流體和前活塞復位彈簧6，從而壓縮的液壓流體從前活塞缸4的後端過流 孔流向第一管式縱梁7。碰撞結束後，前防撞杆l、前活塞頂杆2與前活塞5在前活塞 復位彈簧6作用下，整體前移，恢復原狀。當然，也可以在前防撞杆l和前活塞缸端蓋 3之間放置彈性元件，以達到對前活塞5的復位作用，圖中未示出。如圖2所示，所述的活塞式耗能器10包括活塞高壓管101，活塞缸102、活塞103、 施壓杆104、塑性變形件外套105、塑性變形件106;其中活塞高壓管101與上述的第一 管式縱梁7相通，當車輛發生前部碰撞時，承受碰撞壓力的液壓流體從第一管式縱梁7 流向所述的活塞式耗能器10，依次進入活塞高壓管101和活塞缸102，推動活塞103運 動，活塞103帶動施壓杆104整體擠壓塑性變形件106，從而將碰撞所產生的巨大動能 通過塑性變形件106的塑性變形而部分消耗。如圖3所示，所述的噴嘴式耗能器ll包括噴嘴高壓管lll、流體緩衝室112、噴嘴 母管113、噴嘴114。其中噴嘴高壓管111與上述的第一管式縱梁7相通，當車輛發生 前部碰撞時，承受碰撞壓力的液壓流體從第一管式縱梁7流向所述的噴嘴式耗能器11， 依次進入噴嘴高壓管111和噴嘴母管113，高壓的液壓流體經噴嘴母管113的噴嘴114 噴向流體緩衝室112中，從而將碰撞所產生的巨大動能，經噴嘴114轉換成液壓流體的 動能和熱能而消耗掉。所述的第一管式縱梁7又分別與前部管式橫梁9、後部管式橫梁12、所述的活塞式 耗能器IO、所述的噴嘴式耗能器ll相連。同理，機動車另一側的前活塞缸通過第二管式縱梁8相連，所述的第二管式縱梁8 又分別與前部管式橫梁9、後部管式橫梁12、另一側的活塞式耗能器、另一側的噴嘴式 耗能器相連。所述的管式縱梁、管式橫梁、活塞缸、底部封閉式活塞缸和高壓管都是充滿液壓流 體的。當機動車在道路上行駛時， 一旦前部撞擊無法避免時，被撞物體首先接觸前防撞 杆1及前活塞頂杆2，前活塞頂杆2立即將撞擊力傳給前活塞5，前活塞5將在前活塞 缸4內移動，從而將撞擊力傳給前活塞復位彈簧6和第一管式縱梁7內的液壓流體，導致壓力上升，壓力同步傳到後活塞13上，後活塞13再將撞擊力傳到後部塑性變形件15上，最後通過與後部塑性變形件接觸的底部封閉式活塞缸傳到管式縱梁的後部，此時車 身將處於拉伸狀態，從而可以有效地保證機動車在前部碰撞過程中不被擠壓變形。 當前部撞擊開始後，管式車架總成內的流體壓力迅速上升，高壓液壓流體將通過活塞高壓管101推動活塞式耗能器10的活塞103前進，而與之相連的施壓杆104同步前 進，施壓杆104將迫使塑性變形件106發生塑性變形，從而達到部分消耗撞擊能量的目 的。當前部撞擊開始後，管式車架總成內的流體壓力迅速上升，高壓液壓流體將通過噴 嘴高壓管111流向噴嘴式耗能器11，高壓液壓流體從噴嘴114高速噴出，從而達到部分 消耗撞擊能量的目的。當前部撞擊剛剛結束時，管式車架總成內的流體仍然是高壓狀態，可以繼續通過噴 嘴114噴射而降低管式車架總成內的流體壓力， 一直達到平衡不再噴射，從而達到釋放 能量的目的。當前部撞擊結束後，前活塞5和前活塞頂杆2在前活塞復位彈簧6的作用下，將恢 復原位，此時液壓流體將從流體緩衝室112回流到第一管式縱梁7內。第二實施方式圖4為本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身第二實施方式的示意圖，圖5 為圖4的A-A剖視圖。第二實施方式與第一實施基本上相同，與第一實施方式不同是 第二實施方式在第一管式縱梁7前端分別增加了前彎管接頭17，在另一側也同樣增加了 前彎管接頭。其它實施方式上述的實施方式所述的活塞式耗能器10和所述的噴嘴式耗能器11可以擇一地應用於本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身中，也可以選擇至少一個所述的活塞式耗能器IO，也可以選擇至少一個所述的噴嘴式耗能器ll作為吸能耗能元件，從而組合成許多的實施方式。上述實施方式所述的活塞式耗能器IO和所述的噴嘴式耗能器11可以以不同數量組合方式應用於本發明一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身中，如採用一至多個活塞式耗能器10與一至多個噴嘴式耗能器11不同的組合，來構成許多不同的實施方式。上述實施方式的活塞式耗能器10和/或噴嘴式耗能器11也可以連接在第一、二管 式縱梁7、 8和/或前、後部管式橫梁9、 12上，從而構成許多的不同組合方式。也可以將不同數量的活塞式耗能器10和/或噴嘴式耗能器11連接在第一、二管式縱梁7、 8和/或前、後部管式橫梁9、 12上，也可以構成許多的不同組合方式。本發明不但適合前部撞擊，還可以將本發明應用於防止側面撞擊上。 應該理解本發明並不局限於上述實施方式，上述優選實施方式僅為示例性的，本領域的技術人員可以根據本發明的精神實質，做出各種等同的修改和替換及不同組合，而得到不同的實施方式。本發明有如下效果1) 首次提出利用一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身將前部撞擊力傳到車身的 後部，使車身在撞擊過程中處於拉伸狀態。當機動車發生前部碰撞時，通過活塞和液壓 流體把撞擊力傳到機動車後部，機動車在慣性力的作用下將繼續前行，而撞擊力傳到機 動車後部後將試圖阻止機動車繼續前行，此時車身將處於拉伸狀態。2) 首次提出了利用液壓推動活塞並帶動施壓杆迫使塑性變形件變形來消耗能量的原理。3) 首次提出利用噴嘴來釋放管式車架內高壓液壓流體的能量，極大地降低了機動車 的撞擊力量，並且極大地降低了高壓液壓流體的反彈力。4) 噴嘴不但能在撞擊過程中釋放能量，在碰撞結束後，只要管式車架內的流體仍處 於高壓狀態，噴嘴仍將釋放能量。5) 利用活塞式耗能器和噴嘴式耗能器來釋放管式車架內高壓液壓流體的能量相當 於增加了液壓流體的壓縮係數，.克服了氣體壓縮係數過大、液體壓縮係數過小的問題。6) 可以有效地保護車內人員的安全，可以有效地保護機動車。7) 當發生一般撞擊時，機動車及車內人員將不受任何損害，可以避免小事故也要報 警、導致交通癱瘓的局面出現。8) 可以大大降低高速撞車時出現的危險。9) 本發明推廣應用後，可大大緩解因交通事故導致的交通擁擠或癱瘓狀況，將給日 益擁擠的交通帶來福音並將將大幅度降低交通事故率、交通事故傷亡率。10) 本發明推廣應用後，必將大大降低保險公司的賠付金額。
權利要求
1. 一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其包括前防撞杆、前活塞頂杆、前活塞缸端蓋、前活塞缸、前活塞、前活塞復位彈簧、第一管式縱梁、第二管式縱梁、前部管式橫梁、後部管式橫梁、底部封閉式活塞缸、後保險槓、液壓流體；所述的前活塞缸與管式縱梁的前端固定連接；所述的底部封閉式活塞缸與管式縱梁的後端固定連接，並且管式縱梁將前活塞缸、底部封閉式活塞缸相連通，並充滿液壓流體；所述的前活塞頂杆一端與前活塞相連，而另一端與前防撞杆相連；所述的前活塞處於前活塞缸之內，且其底面與前活塞復位彈簧接觸；所述的前活塞缸端蓋與前活塞缸相連。其特徵在於所述的第一管式縱梁、第二管式縱梁、前部管式橫梁、後部管式橫梁、若干中部管式橫梁都是剛性管道；所述的前活塞缸與管式縱梁的前端固定連接；所述的底部封閉式活塞缸與管式縱梁的後端固定連接，並且管式縱梁將前活塞缸、底部封閉式活塞缸相連通，並充滿液壓流體。
2、 根據權利要求l所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其特徵 在於還包括處於底部封閉式活塞缸內的後活塞和後部塑性變形件。
3、 根據權利要求l所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其特徵 在於還包括至少一個與管式車架總成相連通的活塞式耗能器。
4、 根據權利要求1所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其特徵 在於還包括至少一個與管式車架總成相連通的噴嘴式耗能器。
5、 根據權利要求3'或4所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其 特徵在於所述的管式車架總成包括第一管式縱梁、第二管式縱梁、前部管式橫梁、 後部管式橫梁、若干中部管式橫梁。
6、 根據權利要求1或3所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其 特徵在於所述的活塞式耗能器包括活塞高壓管、活塞缸、活塞、施壓杆、塑性變 形件外套、塑性變形件；所述的活塞式耗能器是通過活塞高壓管與管式車架總成 相連；所述的活塞處於活塞缸之內；所述的施壓杆一端與活塞相連，另一端與塑 性變形件接觸；所述的塑性變形件置於塑性變形件外套內；所述的塑性變形件外 套與活塞缸相連；所述的活塞及施壓杆是可以活動的；所述的液壓流體從管式車 架總成流向所述的活塞式耗能器，依次進入活塞高壓管和活塞缸，驅動活塞運動， 活塞帶動施壓杆擠壓塑性變形件。
7、 根據權利要求1或4所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其 特徵在於所述的噴嘴式耗能器包括噴嘴高壓管、流體緩衝室、噴嘴母管、噴嘴； 所述的噴嘴式耗能器是通過噴嘴高壓管與管式車架總成連通的；所述的噴嘴與噴 嘴母管相連；所述的液壓流體從管式車架總成流向所述的噴嘴式耗能器，依次進 入噴嘴高壓管和噴嘴母管，液壓流體經噴嘴母管的噴嘴噴射到流體緩衝室中。
8、 根據權利要求1或5所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其 特徵在於所述的第一、二管式縱梁可以是直梁。
9、 根據權利要求1或5所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其 特徵在於所述的第一、二管式縱梁可以是彎梁。
10、 根據權利要求l所述的一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其特徵 在於還包括與管式車架總成相連通的前彎管接頭。
全文摘要
一種前端帶防撞裝置的新型機動車車身，其包括前防撞杆、前活塞頂杆、前活塞缸端蓋、前活塞缸、前活塞、前活塞復位彈簧、第一管式縱梁、第二管式縱梁、前部管式橫梁、後部管式橫梁、底部封閉式活塞缸、後活塞、後部塑性變形件、後保險槓、液壓流體、活塞式耗能器、噴嘴式耗能器；所述的前活塞缸與管式縱梁的前端固定連接；所述的底部封閉式活塞缸與管式縱梁的後端固定連接，並且管式縱梁將前活塞缸、底部封閉式活塞缸相連通，並充滿液壓流體；可改變機動車撞擊過程中的受力狀態，並由活塞式耗能器、噴嘴式耗能器消耗撞擊能量。
文檔編號B60R19/24GK101269640SQ20071008991
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月19日 優先權日2007年3月19日
發明者凌建軍, 鸝 黃 申請人:凌建軍