一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明創造屬于車輛碰撞技術領域，尤其是涉及一種優化汽車正面碰撞加速度的
目.0
【背景技術】
[0002]汽車碰撞加速度是造成乘員傷害的主要原因之一，而車身結構是汽車碰撞加速度的決定因素。目前汽車安全的主流設計方法，是在確定車身結構的基礎上，輔以乘員約束系統的開發，以達到降低乘員傷害的目的。但是這并非降低乘員傷害的最優化方法，主要原因有二。
[0003]—是傳統的汽車安全設計主要針對正面碰撞法規工況(50kph)，車身結構將圍繞如何達到該碰撞工況下的理想加速度波形展開設計，一旦定型，車身結構剛度就不可變。但現實中碰撞事故速度多變，且不同的碰撞速度對應的理想碰撞特性也不同，因此已定型的車身剛度并不能保證汽車在其他碰撞速度下最優的碰撞性能;二是常規的車身結構主要通過兩根縱梁吸收主要的碰撞能量，但現實中部分重疊正面碰撞工況卻更常見，該工況下碰撞能量只能由單根縱梁吸收，使得車輛整車等效結構剛度變小，從而造成前端碰撞結構變形量增大、乘員艙空間變形嚴重，造成更大的乘員傷害。
[0004]產生上述問題的根源在于:傳統車身結構剛度的不可變化性以及偏置碰撞中左右兩側結構吸能的不同步性，因此有必要設計一種具有可變剛度的吸能裝置，該裝置同時具有左右結構聯動功能，從而保證車身結構可以根據不同正面碰撞工況(碰撞速度和重疊率)來智能調節控制乘員艙的碰撞加速度，使其達到優化的波形，從而降低乘員傷害。

【發明內容】

[0005]有鑒于此，本發明創造旨在提出一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，在傳統前端變形吸能的方式的基礎上，采用新的能量轉化方式為乘員艙做緩沖，適應不同碰撞速度、碰撞重疊率各類碰撞形式，使得車內乘員傷害降到最低。
[0006]為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的:
[0007]—種降低車內乘員傷害的車輛前端碰撞結構，包括與車身I底部固定連接的多組制動機構、多組制動機構的運行軌道、控制每組制動機構運作的控制機構和聯動多組制動機構的聯動機構，所述的運行軌道包括平行設置的兩個U型軌道4，所述的兩個U型軌道4的開口相對設置，所述的每組制動機構包括制動鉗2，所述的每個U型軌道4穿過一個制動鉗2設置，所述的每個制動鉗2的上表面均與車身I底部固定連接，所述的每個制動鉗2內均設有制動活塞3、依靠制動活塞3背壓的變化實現上下運動的制動片5和預壓緊制動活塞3與制動片5的預壓緊彈簧6，所述的制動活塞3與制動片5固定連接，所述的制動片5與U型軌道4的U型邊接觸設置，所述的控制機構控制制動活塞3的背壓；
[0008]所述的控制機構包括壓力傳感器8、連接制動鉗2內氣腔7與壓力控制器之間的高壓管路9和電磁閥10，所述的制動活塞3、制動片5和預壓緊彈簧6設置在氣腔7內；
[0009]所述的聯動機構包括兩根鋼纜11、多個滑輪12和多個滑輪支架13，所述的每個制動鉗2上均一體設置一個滑輪支架13，所述的每個滑輪支架13均設置在U型軌道4內，所述的每個滑輪支架13上開有一個容納滑輪12的橫向槽14，所述的滑輪12穿過固設在橫向槽14上下槽面之間的固定軸15設置，所述的兩根鋼纜11均交錯繞過滑輪12設置，所述的每根鋼纜11兩端均分別與兩個U型軌道4固接，所述的在滑輪12與U型軌道固定端之間的鋼纜11均與U型軌道4平行設置。
[0010]進一步的，所述制動機構至少設置兩組。
[0011 ]進一步的，所述運行軌道為U型鋼軌道。
[0012]進一步的，所述每個制動鉗2內設有上下兩組氣腔7，每組氣腔7包括2個，且每組氣腔7與一個高壓管路9連接。
[0013]進一步的，所述U型軌道4的上下U型邊的上下兩側均設有制動片5，且每個制動片5均由兩個制動活塞3壓制，所述每個制動活塞3均由兩個預壓緊彈簧6預壓緊。
[OOM]進一步的，所述電磁閥10為三位三通電磁閥。
[0015]相對于現有技術，本發明創造所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置具有以下優勢:
[0016]本發明創造所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，大剛度的U型軌道和制動機構的設置，使得本結構采用與以往的不同的吸能方式，即利用摩擦吸能的方式為乘員艙做緩沖;聯動機構的設置，保證了偏置碰撞時，兩邊制動機構能夠同步前移，這樣避免了由于只有一邊作用，而使等效剛度降低一半的現象;控制機構控制制動力，以實現針對不同碰撞速度達到對車身碰撞波形的智能控制，使乘員傷害降到最低。
【附圖說明】
[0017]構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創造的示意性實施例及其說明用于解釋本發明創造，并不構成對本發明創造的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1為本發明創造實施例所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置的結構示意圖；
[0019]圖2為本發明創造實施例所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置中一個U型軌道上的制動機構的剖視圖；
[0020]圖3為本發明創造實施例所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置中控制機構的原理示意圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]1-車身；2-制動鉗;3-制動活塞;4-U型軌道;5_制動片;6_預壓緊彈簧;7_氣腔;8_壓力傳感器;9-高壓管路;10-電磁閥；11-鋼纜;12-滑輪;13-滑輪支架；14-橫向槽，15-固定軸。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明創造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0024]在本發明創造的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明創造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明創造的限制。
[0025]在本發明創造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明創造中的具體含義。
[0026]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明創造。
[0027]如圖1-圖3所示，一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，包括與車身I底部固定連接的多組制動機構、多組制動機構的運行軌道、控制每組制動機構運作的控制機構和聯動多組制動機構的聯動機構，所述的運行軌道包括平行設置的兩個U型軌道4，所述的兩個U型軌道4的開口相對設置，所述的每組制動機構包括制動鉗2，所述的每個U型軌道4穿過一個制動鉗2設置，所述的每個制動鉗2的上表面均與車身I底部固定連接，所述的每個制動鉗2內均設有制動活塞3、依靠制動活塞3背壓的變化實現上下運動的制動片5和預壓緊制動活塞3與制動片5的預壓緊彈簧6，所述的制動活塞3與制動片5固定連接，所述的制動片5與U型軌道4的U型邊接觸設置，所述的控制機構控制制動活塞3的背壓；
[0028]所述的控制機構包括壓力傳感器8、連接制動鉗2內氣腔7與壓力控制器之間的高壓管路9和電磁閥10，所述的制動活塞3、制動片5和預壓緊彈簧6設置在氣腔7內；
[0029]所述的聯動機構包括兩根鋼纜11、多個滑輪12和多個滑輪支架13，所述的每個制動鉗2上均一體設置一個滑輪支架13，所述的每個滑輪支架13均設置在U型軌道4內，所述的每個滑輪支架13上開有一個容納滑輪12的橫向槽14，所述的滑輪12穿過固設在橫向槽14上下槽面之間的固定軸15設置，所述的兩根鋼纜11均交錯繞過滑輪12設置，所述的每根鋼纜11兩端均分別與兩個U型軌道4固接，所述的在滑輪12與U型軌道固定端之間的鋼纜11均與U型軌道4平行設置。
[0030]制動機構至少設置兩組。
[0031]運行軌道為U型鋼軌道。
[0032]每個制動鉗2內設有上下兩組氣腔7，每組氣腔7包括2個，且每組氣腔7與一個高壓管路9連接。
[0033]U型軌道4的上下U型邊的上下兩側均設有制動片5，且每個制動片5均由兩個制動活塞3壓制，所述每個制動活塞3均由兩個預壓緊彈簧6預壓緊。
[0034]電磁閥10為三位三通電磁閥，可對制動活塞3所在氣腔7內的氣壓進行實時控制。
[0035]本發明創造采用摩擦的方式吸能。車輛前端采用雙U型鋼架作為運行軌道，由于碰撞中，不依賴U型軌道的變形吸能，因此可以將其剛度設計的盡量大。車輛的乘員艙部分與制動鉗部分相連，并可以沿U型鋼架軌道滑動。
[0036]當車輛正常行駛，未發生碰撞時，三位三通常閉電磁閥10處于中位，高壓氣體不會進入制動活塞3所在氣腔7，制動活塞3由預壓緊彈簧8提供足夠的預壓緊力，保證制動片5對U型軌道4有初始摩擦力，車身I與U型軌道4在正常行駛時可以保證正確的相對位置，不發生位移。
[0037]當車輛發生碰撞時，U型軌道4質量小，剛度大，幾乎不會發生變形。而此時乘員艙由于慣性繼續向前運動，并克服摩擦力與軌道發生相對運動，汽車碰撞產生的能量以摩擦的形式耗散。而制動機構的控制機構獲得車輛碰撞速度和制動氣壓等數據，并依據已經優化好的該碰撞工況下的最優加速度波形，控制制動力，以實現對碰撞波形的智能控制。控制制動力通過電磁閥的作動完成，當需要增大制動力時，電磁閥處于上位，高壓制動器氣流入制動鉗氣腔，制動活塞背壓增大，摩擦力上升；當需要降低制動力時，電磁閥處于下位，制動鉗氣腔中的高壓空氣泄出，制動活塞背壓降低，摩擦力下降。
[0038]當車輛發生偏置碰撞時，只有單邊U型軌道與壁障發生碰撞，碰撞力以壓力的形式沿該軌道傳遞至軌道后端，在該軌道后端有鋼纜與之固連，因此碰撞力以拉力的形式繼續沿鋼纜傳遞至另一根軌道的前端。在乘員艙克服摩擦力向前運動的全過程中，即碰撞的全過程中，碰撞力始終以上述路徑傳遞。因此該裝置保證了無論車輛發生何種偏置率的正面碰撞，左右兩側都能夠聯動運動，從而避免了偏置碰撞中單邊吸能造成的左右不同步現象。
[0039]以上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，其特征在于:包括與車身(I)底部固定連接的多組制動機構、多組制動機構的運行軌道、控制每組制動機構運作的控制機構和聯動多組制動機構的聯動機構，所述的運行軌道包括平行設置的兩個U型軌道(4)，所述的兩個U型軌道(4)的開口相對設置，所述的每組制動機構包括兩個制動鉗(2)，所述的每個U型軌道(4)穿過一個制動鉗(2)設置，所述的每個制動鉗(2)的上表面均與車身(I)底部固定連接，所述的每個制動鉗(2)內均設有制動活塞(3)、依靠制動活塞(3)背壓的變化實現上下運動的制動片(5)和預壓緊制動活塞(3)與制動片(5)的預壓緊彈簧(6)，所述的制動活塞(3)與制動片(5)固定連接，所述的制動片(5)與U型軌道(4)的U型邊接觸設置，所述的控制機構控制制動活塞(3)的背壓； 所述的控制機構包括壓力傳感器(8)、連接制動鉗(2)內氣腔(7)與壓力控制器之間的高壓管路(9)和電磁閥(10)，所述的制動活塞(3)、制動片(5)和預壓緊彈簧(6)設置在氣腔⑴內； 所述的聯動機構包括兩根鋼纜(U)、多個滑輪(12)和多個滑輪支架(13)，所述的每個制動鉗(2)上均一體設置一個滑輪支架(13)，所述的每個滑輪支架(13)均設置在U型軌道(4)內，所述的每個滑輪支架(13)上開有一個容納滑輪(12)的橫向槽(14)，所述的滑輪(12)穿過固設在橫向槽(14)上下槽面之間的固定軸(15)設置，所述的兩根鋼纜(11)均交錯繞過滑輪(12)設置，所述的每根鋼纜(6)兩端均分別與兩個U型軌道(4)固接，所述的在滑輪(12)與U型軌道固定端之間的鋼纜(11)均與U型軌道(4)平行設置。2.根據權利要求1所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，其特征在于:所述制動機構至少設置兩組。3.根據權利要求1所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，其特征在于:所述運行軌道為U型鋼架軌道。4.根據權利要求1所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，其特征在于:所述每個制動鉗(2)內設有上下兩組氣腔(7)，每組氣腔(7)包括2個，且每組氣腔(7)與一個高壓管路(9)連接。5.根據權利要求1所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，其特征在于:所述U型軌道(4)的上下U型邊的上下兩側均設有制動片(5)，且每個制動片(5)均由兩個制動活塞(3)壓制，所述每個制動活塞(3)均由兩個預壓緊彈簧(6)預壓緊。6.根據權利要求1所述的一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，其特征在于:所述電磁閥(10)為三位三通電磁閥。
【專利摘要】本發明創造提供了一種優化汽車正面碰撞加速度的裝置，包括與車身底部固定連接的多組制動機構、多組制動機構的運行軌道、控制每組制動機構運作的控制機構和聯動多組制動機構的聯動機構，運行軌道包括平行設置的兩個U型軌道，每組制動機構包括兩個制動鉗，每個U型軌道穿過一個制動鉗設置，每個制動鉗內均設有制動活塞、制動片和預壓緊彈簧，制動活塞與制動片固定連接，制動片與U型軌道接觸設置，控制機構控制制動活塞背壓，聯動機構包括兩根鋼纜、多個滑輪和多個滑輪支架。本發明創造采用摩擦吸能方式為乘員艙做緩沖，根據不同重疊率正面碰撞形式及碰撞速度，實現對不同碰撞工況下碰撞加速度波形優化的要求，從而降低車內乘員的傷害。
【IPC分類】B60T7/22, B60R21/02
【公開號】CN105711532
【申請號】CN201610040784
【發明人】劉志新, 婁磊, 馮琦, 趙志成, 溫泉
【申請人】中國汽車技術研究中心