[发明专利]具有缓冲蓄能功能的车辆保险杠

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆保险杠，特别设计一种具有缓冲蓄能功能的车辆保险杠，属于汽车技术领域。

背景技术

申请号为201310202223.1，名称为“一种汽车保险杠缓冲器”的发明专利申请,公开了一种成本低廉的车辆保险杠缓冲器，以用于替代EPP发泡材质的保险杠缓冲器，降低生产工艺要求和成本。其技术方案为将车辆保险杠缓冲器朝向保险杠本体的一侧制成网格状。这种结构会减小整体的密度，降低强度，碰撞时可以随着保险杠本体溃缩一定的距离，起到一定的缓冲吸能作用。然而，该发明中缓冲器刚度的降低，容易使保险杠在碰撞时产生大变形而导致缓冲器的损坏和失效。

申请号为201210401019.8，名称为“车辆保险杠装置及其溃缩盒”的发明专利申请,公开了一种车辆保险杠装置，包括保险杠加强构件，该保险杠加强构件形成为具有中空横截面并且包括车辆内侧部分，可以适当的吸收由施加至保险杠加强构件的负荷引起的冲击能量。该发明中溃缩盒主要依赖材料和结构的变形吸收能量，其吸收能量的能力有限，且在多次吸收碰撞后易造成溃缩盒结构的损坏。

现有的保险杠主要通过功能材料和特种缓冲器的变形吸收碰撞产生的能量，能量吸收能力有限，在较大碰撞冲击时易引起材料的塑性变形或缓冲器结构的损坏而失效，这些性能上的缺陷直接危及乘客和车辆的运行安全。如何提高保险杠装置的吸能能力，从而提高汽车碰撞的安全性能，是本发明要解决的问题。本发明从汽车碰撞时利用保险杠缓冲蓄能的角度，提供了一种具有缓冲蓄能功能的机械式车辆保险杠。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题和缺陷，提供一种具有缓冲蓄能功能的车辆保险杠。

为达到上述目的，本发明解决上述问题所采取的技术方案是：

一种具有缓冲蓄能功能的车辆保险杠，包括与车辆相连接的横梁，还包括外固定板，所述横梁和所述外固定板之间并排间隔设置至少一个缓冲蓄能器和至少两个缓冲弹簧，所述缓冲蓄能器包括滚珠丝杠、丝杠螺母、套筒、轴承、飞轮、轴承固定座和轴承座盖板，其中所述滚珠丝杠一端与所述横梁相连接，另一端旋装所述丝杠螺母，所述丝杠螺母的外圆自上而下依次套装套筒、轴承和旋装飞轮，其中所述轴承的外圆套装有相连接的轴承固定座和轴承座盖板，所述套筒可转动穿装在设置在所述外固定板上的U形安装座底部开设的安装孔中，所述轴承固定座和轴承座盖板与所述U形安装座相连接。

此外，为了防止飞轮在转速较大时脱落，可以在飞轮上设计锁紧机构。

进一步，所述车辆保险杠还包括外罩，所述的外罩的横截面为U形，设置在所述外固定板外侧，两端与所述横梁相连接。

进一步，所述U形安装座的数量与所述缓冲蓄能器的数量相同。

进一步，所述的缓冲蓄能器的优选数量为2个。

进一步，所述的缓冲弹簧为压缩弹簧，优选数量为3个。

进一步，所述的丝杠螺母的一端设有腰形凸台，另一端设有外螺纹，中间由光滑圆柱段连接。

进一步，所述的滚珠丝杠与所述的横梁的连接为螺纹连接。

进一步，所述的横梁和外固定板相对的平面上还对称设置有安装所述的缓冲弹簧的弹簧底座。

进一步，所述的弹簧底座为圆凸台，所述缓冲弹簧两端套装在所述圆凸台的外侧。

进一步，所述的弹簧底座也可以为环形凸台，所述缓冲弹簧两端套装在所述环形凸台的内侧。

工作原理：当车辆发生碰撞时，外固定板向横梁运动，使得所述丝杠螺母带动所述飞轮一起转动，飞轮储存的旋转动能与飞轮的转动惯量J和旋转角速度ω有关，与其转动惯量成正比，并与旋转角速度的平方成正比。而飞轮的旋转角速度与丝杠的螺距p及缓冲蓄能器两端的相对速度有关。保险杠外固定板与横梁之间产生的相对速度越大，飞轮的旋转角速度越高，则飞轮储存的旋转动能越多。通过改变飞轮的转动惯量和丝杠的螺距，可调节飞轮储存旋转动能的能力，在飞轮一定质量的情况下，应尽可能增加其转动惯量，以提高其储能能力。对于高速旋转的飞轮，由于旋转运动的动能是其碰撞时产生的平动动能的上百倍，从而利用较小质量的飞轮，极大地吸收车辆碰撞的能量。因此，缓冲蓄能器在某种程度上起到了质量放大的作用，几千克的缓冲蓄能器会实现几百千克甚至几吨的等效质量效果，使保险杠和车辆本体之间产生一个巨大的质量屏障，从而有效吸收车辆碰撞产生的能量。