基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统,包括：内部填充有磁控胶泥的缓冲胶囊和磁力缓冲泄压装置，所述缓冲胶囊安装在汽车防撞挡板外侧，所述磁力缓冲泄压装置与磁力缓冲胶囊密封连通。本发明将汽车碰撞缓冲装置有效的分为三个挤压流缓冲，可以适用于不同速度的碰撞；利用多隔板结构在较小体积下有效的增加了三级可控磁控胶泥的流通阻尼通道的长度，使装置能最大限度的吸收碰撞能量，大幅度减少碰撞发生时汽车对驾乘人员的伤害。
【专利说明】基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及本发明涉及汽车碰撞【技术领域】，尤其涉及一种基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国汽车数量的迅猛增加，交通安全已经成为一个非常重要的课题，汽车被动安全技术作为重中之重，是避免驾乘人员遭受伤残甚至是死亡的唯一保障，尤其是当汽车发生正面碰撞时，主要是通过前部缓冲吸能总成来吸收碰撞动能和减小冲击力。目前大部分汽车缓冲吸能装置主要是针对汽车特定的碰撞强度而设计的纯机械结构、气压或者液压的方式，这些方式已经逐渐无法满发人们对于汽车安全的需求。近年来随着科技的发展，磁流变阻尼器被越来越广泛的应用，磁流变阻尼器是近二十年出现的一种用于半主动控制悬架的减振器件，具有结构简单、阻尼力连续且逆顺可调，而且阻尼力可调范围大、响应快、稳定性优良以及可与微机控制结合等特点，目前，磁流变阻尼器已在车辆悬架系统、斜拉桥拉索振动控制、海洋平台结构的减振及高层建筑的隔振等方面得到了初步的应用，展现出了良好的应用前景。不过由于成本和磁流变液本身存在颗粒沉降的问题，磁流变阻尼器在目前还没有普遍用于民用车辆中，多数都在一些高档车和军用设备中用到，并且目前的磁流变阻尼器不能根据汽车发生碰撞时的特点进行自适应调节，具有很大的局限性。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供一种基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲装置，可以在汽车发生碰撞时的特点进行自适应调节缓冲装置的刚度和阻尼力，是汽车在发生碰撞时，最大限度的保护驾乘人员。
[0004]本发明提供的基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，包括:内部填充有磁控胶泥的缓冲胶囊和磁力缓冲泄压装置，所述缓冲胶囊安装在汽车防撞挡板外侧，所述磁力缓冲泄压装置与缓冲胶囊密封连通。
[0005]进一步，还包括保险杠压溃梁，所述保险杠压溃梁的一端与缓冲胶囊密封连通，另一端与磁力缓冲泄压装置密封连通，所述磁力缓冲泄压装置内部通过汽车压溃梁与缓冲胶囊内部连通。
[0006]进一步，所述磁力缓冲泄压装置至少包括缓冲内筒以及外套于缓冲内筒的励磁线圈；
[0007]所述缓冲内筒的两端设置有节流孔，缓冲内筒的一端通过保险杠压溃梁与缓冲胶囊连通，所述缓冲筒的另一端外侧且位于流通孔处设置有压力盖板；
[0008]所述缓冲内筒内侧设置有将缓冲筒的内部隔离成两个容腔的隔离板，所述隔离板设置有将两个容腔连通的节流孔；
[0009]所述两个隔离容腔内分别固定设置一缓冲板，所述缓冲板与缓冲内筒的侧壁之间具有液流间隙。
[0010]进一步，所述缓冲内筒外部设置有缓冲外筒，所述缓冲内筒和缓冲外筒之间形成一个安装励磁线圈的密封空间。
[0011]进一步，所述缓冲胶囊安装在防撞挡板外侧和汽车保险杠外壳之间，防撞挡板上设置有节流孔，缓冲胶囊通过节流孔与保险杠压溃梁内部连通。
[0012]进一步，所述保险杠压溃梁采用波纹管结构，一端固定连接于汽车防撞挡板内侧，另一端固定连接于汽车纵梁。
[0013]进一步，还包括:用于控制励磁线圈输出电流大小的控制器和用于检测汽车碰撞速度的检测装置，所述控制器根据检测装置检测的碰撞速度，控制励磁线圈的输出电流，控制汽车碰撞时磁力缓冲泄压装置产生的阻尼力。
[0014]进一步，所述磁控胶泥包括:弹性胶泥、羰基铁粉和添加剂，所述弹性胶泥的主要成分为有机聚硅氧烷。
[0015]进一步，所述缓冲胶囊和磁力缓冲泄压装置的数量至少为2个，且对称分布在防撞挡板内侧。
[0016]进一步，所述缓冲胶囊是内置钢丝或棉线网硫化且带有弧度的楔形结构。
[0017]本发明的有益效果:本发明将汽车碰撞缓冲装置有效的分为三个挤压流缓冲设置，形成三级缓冲，可以适用于不同速度的碰撞；利用多隔板结构在较小体积下有效的增加了三级可控磁控胶泥的流通阻尼通道的长度，使装置能最大限度的吸收碰撞能量，大幅度减少碰撞发生时汽车对驾乘人员的伤害；在碰撞发生时，磁力缓冲泄压装置根据汽车碰撞速度控制励磁线圈的输出电流，控制汽车碰撞时产生的阻尼力。本发明采用的磁控胶泥材料，兼具了弹性胶泥和磁流变液的优点，能够很好的阻止羰基铁颗粒的沉降，具有性能优良、耐老化和耐高温的特点。另外，本发明结构紧凑，对现有车型改动很小，仅在汽车现有保险杠和纵梁的结构上进行改进，适用于在现有的不同车型上进行安装替换。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0019]图1是本发明的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，包括:缓冲胶囊15、保险杠压溃梁19、汽车保险杠外壳18、汽车纵梁20、防撞挡板10、节流孔(5，6，12，13)、导流管14、端盖
2、励磁线圈1、励磁线圈内筒8、励磁线圈外筒9、隔离板4、缓冲板7、压力盖板3、检测装置16和控制器17。
[0021]如图1所示，缓冲胶囊15设置在防撞挡板10和保险杠外壳18之间，且密封安装在防撞挡板10外侧形成第一级磁控胶泥缓冲容器；保险杠压溃梁19的一端固定密封安装在防撞挡板10内侧，另一端与汽车纵梁20密封连接形成第二级磁控胶泥缓冲容器；保险杠压溃梁19与防撞挡板10内侧连接的一端通过节流孔13与第一级磁控胶泥缓冲容器连通，保险杠压溃梁与汽车纵梁连接的一端通过设置在汽车纵梁上的节流孔12与导流管14 一端连通；导流管14的另一端与端盖2连接；端盖2设置在汽车纵梁一侧；隔离板4与缓冲板7在励磁线圈内筒8内间隔一定距离放置，励磁线圈内筒8两端连接端盖2形成一个密闭的缓冲内筒，缓冲内筒构成第三级磁控胶泥缓冲容器。励磁线圈外筒9安装在励磁线圈I外侧并与两端盖2内侧连接，励磁线圈外筒9即磁力缓冲装置的缓冲外筒，励磁线圈安装在缓冲内筒与缓冲外筒之间，由于缓冲内筒与缓冲外筒的两侧共同设置有端盖2，因此缓冲内筒与缓冲外筒之间为密封空间，励磁线圈安装在密封空间内，具有屏蔽干扰，避免受外力损坏的作用；压力盖板3安装于端盖2的节流孔5处；控制器17分别与励磁线圈I和检测装置16连接。
[0022]本实施例中，第一级磁控胶泥缓冲容器、第二级磁控胶泥缓冲容器和第三级磁控胶泥缓冲容器内部连通，并且填充有磁控胶泥11，当汽车发生碰撞时，汽车保险杠外壳受到撞击产生形变，使缓冲胶囊15受挤压，第一级磁控胶泥缓冲容器中的磁控胶泥11通过节流孔13流入汽车保险杠压溃梁19内腔的第二级磁控胶泥缓冲容器，形成第一次挤压流缓冲，同时汽车保险杠压溃梁19内腔的磁控胶泥通过安装在汽车纵梁上的导流管14流向第三级磁控胶泥缓冲容器，形成第二次挤压流缓冲，磁控胶泥11通过容器III中由隔离板7、缓冲板
4、励磁线圈内筒8组成的流道冲开压力盖板3形成第三次可控挤压流缓冲。压力盖板3为泄压盖，当所述第三级磁控胶泥缓冲容器中压力达到一定值时可以被冲开泄压。本实施例中，缓冲板7安装在励磁线圈内筒8，将缓冲内筒分为两个缓冲容腔21，缓冲容腔21内分别安装有隔离板7，缓冲板4与隔离板7彼此间相距一定的距离。采用这种结构，可以在较小体积下有效的增加三级可控磁控胶泥的流通阻尼通道的长度，是缓冲装置能够最大限度的吸收碰撞能量。
[0023]在本实施例中，控制器17通过检测装置16检测汽车与障碍物之间的相对速度，判断汽车是否会发生碰撞以及碰撞发生时的碰撞速度，同时由于励磁线圈内的电流增大，节流孔内磁场就会增强，磁控胶泥流过节流孔的阻力随之增大，使得阻尼器输出的阻尼力增大，反之，电流减小，阻尼力也减小，因此，控制器可以根据碰撞时不同的碰撞速度，自适应调节磁力缓冲泄压装置中励磁线圈的输出电流的大小，分别改变三级缓冲结构的刚度和阻尼，极大的减少汽车在发生碰撞时对驾乘人员的伤害。本实施例中采用一个可控电源分别与控制器和励磁线圈连接，控制器根据检测装置检测到的碰撞速度等信息控制可控电源的输出电流，以实现对励磁线圈的输出电流的控制，进而控制磁力缓冲泄压装置产生的阻尼力，在现有技术中，这种实现控制输出电流的方法有很多，本领域技术人员可以清楚的理解具体实现过程，因此未在附图中进行标识。
[0024]本实施例中，汽车保险杠压溃梁19采用波纹管结构，这种结构可以在汽车发生严重碰撞时，保险杠压溃梁产生形变，为碰撞产生一定的缓冲作用，进一步增加汽车碰撞的安全性。
[0025]本实施例采用的磁控胶泥11主要由弹性胶泥、羰基铁粉、添加剂组成。弹性胶泥的主要成分为有机聚硅氧烷，主链由S1-O-Si键组成，S1-O键的键能远大于C-C键的键能且不含双键，因此具有耐老化、耐高温(-80?250°C)性能，剪切屈服应力可达120千帕，响应时间约为50毫秒，磁控粘度调节范围宽(约15至20倍)，在外加载荷作用下体积可压缩10%至15%，且无毒无害。磁控胶泥兼具了弹性胶泥和磁流变液的优点，既具有流体特性，同时也具有磁效应特性，由于弹性胶泥的高粘度和特殊的螺旋结构能够很好的阻止羰基铁颗粒的沉降，使得磁控胶泥成为一种性能优良的磁流变材料，应用这种材料在汽车发生碰撞时可以兼具低速碰撞性能，同时也具有高速自适应调节性能。
[0026]在本实施例中，缓冲胶囊15为内置钢丝或者棉线网硫化且带一定弧度的契型结构；端盖2、励磁线圈外筒9、隔离板4和缓冲板7均为导磁率高的低碳钢；励磁线圈内筒8为磁导率低的不锈钢；励磁线圈I由漆包铜导线绕制。
[0027]在本实施例中，检测装置采用雷达探测装置，四个雷达探测装置安装在汽车防撞挡板外侧的同一水平线上，也可以采用如距离传感器等其他可以实现同样功能的装置，四个雷达装置对障碍物进行探测，将检测的数据传递到控制器，控制器还可以根据检测的数据判断汽车与障碍之间的相对速度以及汽车与障碍物如何发生碰撞，如正碰，斜碰，偏置碰等，这种速度检测方法是一种现有技术，本领域技术人员可以很容易理解如何实现，因此不再赘述具体检测过程。
[0028]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:至少包括:内部填充有磁控胶泥的缓冲胶囊和磁力缓冲泄压装置，所述缓冲胶囊安装在汽车防撞挡板外侧，所述磁力缓冲泄压装置与缓冲胶囊密封连通。
2.根据权利要求1所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:还包括保险杠压溃梁，所述保险杠压溃梁的一端与缓冲胶囊密封连通，另一端与磁力缓冲泄压装置密封连通，所述磁力缓冲泄压装置内部通过汽车压溃梁与缓冲胶囊内部连通。
3.根据权利要求2所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:所述磁力缓冲泄压装置至少包括缓冲内筒以及外套于缓冲内筒的励磁线圈； 所述缓冲内筒的两端设置有节流孔，缓冲内筒的一端通过保险杠压溃梁与缓冲胶囊连通，所述缓冲筒的另一端外侧且位于流通孔处设置有压力盖板； 所述缓冲内筒内侧设置有将缓冲筒的内部隔离成两个容腔的隔离板，所述隔离板设置有将两个容腔连通的节流孔； 所述两个隔离容腔内分别固定设置一缓冲板，所述缓冲板与缓冲内筒的侧壁之间具有液流间隙。
4.根据权利要求3所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:所述缓冲内筒外部设置有缓冲外筒，所述缓冲内筒和缓冲外筒之间形成一个安装励磁线圈的密封空间。
5.根据权利要求4所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:所述缓冲胶囊设置于防撞挡板外侧和汽车保险杠外壳之间，防撞挡板上设置有节流孔，缓冲胶囊通过节流孔与保险杠压溃梁内部连通。
6.根据权利要求5所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:所述保险杠压溃梁采用波纹管结构，一端固定连接于汽车防撞挡板内侧，另一端固定连接于汽车纵梁。
7.根据权利要求6所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:还包括:用于控制励磁线圈输出电流大小的控制器和用于检测汽车碰撞速度的检测装置，所述控制器根据检测装置检测的碰撞速度，控制励磁线圈的输出电流，控制汽车碰撞时磁力缓冲泄压装置产生的阻尼力。
8.根据权利要求7所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:所述磁控胶泥包括:弹性胶泥、羰基铁粉和添加剂，所述弹性胶泥的主要成分为有机聚硅氧烷。
9.根据权利要求8所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:所述缓冲胶囊和磁力缓冲泄压装置的数量至少为2个，且对称分布在防撞挡板内侧。
10.根据权利要求9所述基于磁控胶泥的汽车碰撞缓冲系统，其特征在于:所述缓冲胶囊是内置钢丝或棉线网硫化且带有弧度的楔形结构。
【文档编号】B60R19/18GK104175985SQ201410445695
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】廖昌荣, 李祝强, 付本元, 王芳芳, 郑帅锋 申请人:重庆大学