[发明专利]一种汽车缓冲防撞装置

说明书

本发明涉及汽车的缓冲防撞装置。

汽车碰撞事故时撞击力很强，会造成车辆、乘员的伤害，发生汽车碰撞后还可能发生后续车辆的连续碰撞，使损失进一步扩大。

94247226.8号中国专利给出了一种“汽车抗撞装置”该装置将汽车撞击力通过一连串钢球传递给能量接收器和消耗器。该装置主要是依靠液压的油槽节流摩擦生热消耗撞击动能。由于撞击过程发生在极短的瞬间，几十吨以上撞击力所带有的动能几乎没有时间以节流摩擦的形式转换能量、其撞击过程已经完成，这与直接的刚性撞击没有本质的改变。而一串钢球传递力仍然是刚性撞击。据了解该装置作过试验也证明其消耗能量的效果不理想。

实际上，将撞击过程延长，使其速度变化率降低，即负加速度减小才可能缓解撞击。

本发明旨在给出一种将汽车的刚性撞击改变为柔性撞击，使撞击过程尽可能延长，并将撞击动能以压力能的形式储存，待撞击结束后释放压力能产生反推力的汽车缓冲防撞装置。

本发明所述的汽车缓冲防撞装置，有液压缸通过高压油管连接气液能量转换机构，液压缸的活塞杆前端固定弹性缓冲垫，气液能量转换机构的缸体内的活塞中部固定小油缸，小油缸的上端由压板压住油缸盖，且留有可使油缸盖在小油缸和压板之间轴向移动的间隙，缸体上端固定的节流筒贯穿油缸盖伸入小油缸中，节流筒的上部侧壁有多个节流孔通缸体的上室、底端有节流孔通小油缸，节流筒下端装小活塞，且小活塞上开多个节流孔使其两侧相通，节流阀片套在节流筒上，且处于小活塞和油缸盖之间可纵向移动，节流阀片上有多个节流孔，其孔径小于小活塞上节流孔的孔径。节流筒下部外壁上开有多条纵向的高峰载荷泄油槽。

所述的汽车缓冲防撞装置，在液压缸、气液能量转换机构的缸体下室内及小油缸内注满液压油，缸体上室充入压缩气体。整个装置固定在汽车上，液压缸的活塞杆可与汽车保险杠相连，当发生撞击时，撞击力首先作用于弹性缓冲垫，缓冲垫变形过程中吸收部分撞击动能，并使撞击过程得以延长，而形成初步的柔性接触。弹性垫的变形过程完成后，撞击力作用于液压缸转为液压力传递给气液能量转换机构，并推动活塞向上运动，活塞的上移带动小油缸上移与节流筒相对运动，即固定在节流筒下端的小活塞相对小油缸运动，小油缸内的液压油通过节流筒底端和上侧壁的节流孔流入有预压缩空气的上室将空气进一步压缩，使撞击动能转换为空气的压力能。由于撞击初始的撞击力极大，若节流孔的流通面积偏小，过份限制流量则没有充裕的时间将动能转换为压力能，未能转换的动能仍然以力的形式传递给汽车构架，使撞击偏于“刚性”，此为高峰载荷。在此状态下，小油缸内的液压油将通过小活塞上的节流孔推开压在小活塞上的节流阀片，并通过节流筒侧壁的高峰载荷泄油槽大量喷入上室，缸体的上室中在短时内喷入大量小油滴混入预压气体中，由于气体中混入不可压缩的油滴，将使上室的“弹性”显著增大，因此可明显延长撞击过程，当然大量油液通过多个节流孔及高峰载荷泄油槽的过程中也产生摩擦热而消耗了撞击动能。待通过高峰载荷期，小油缸相对节流筒的移动使之封闭了高峰载荷泄油槽，液压油只能通过节流筒内的节流孔流入上室又进一步延长了撞击过程。上述过程可使撞击动能的一小部分在节流摩擦过程中转换为热能，大部分撞击动能转换为压力能，即汽车的撞击初始速度是在弹性压缩过程中逐渐消失的，延长了汽车初始速度的衰减时间，使负加速度较小。

当撞击过程结束，上室的压力非常高，积蓄了较高的压力能而膨胀，膨胀力推动油缸盖在压板与小油缸上端的间隙内移动，使沉积于上室底部的油液沿该间隙回流至小活塞上部并推动节流阀片压在小活塞上面，由于节流阀片上的节流孔比小活塞上的节流孔的孔径小，不同心甚至是错位的，小活塞上面的液压油不能顺利地通过节流孔流回小油缸内，因而减小了上室压力能的膨胀速率，使小油缸带动活塞逐渐下降，将气液能量转换机构中的液压油缓慢地推回到液压缸内，使液压缸的活塞杆缓慢推出。该上室压力能释放过程可以将相撞后仍靠紧在一起的汽车缓慢推开，以防止后续车辆再次刚性撞击，扩大事故损失。

经理论计算，使用所述装置后的撞击较之刚性撞击可减少80％-90％的撞击力，可以保证车辆乘员的安全。

图1是所述的缓冲防撞装置的剖面示意图。

图2是液压缸A的剖面示意图。

实施例一，