汽车碰撞多级缓冲吸能装置的制作方法

本实用新型属于汽车被动安全技术领域，具体涉及一种汽车正面或追尾碰撞保护的多级缓冲吸能装置。

背景技术：

安全、环保和节能是二十一世纪汽车设计研发所面临的三大热点问题，其中汽车安全占据首要地位，如何确保汽车的行驶安全，是汽车设计与制造中的重要课题。汽车安全分为主动安全和被动安全，汽车碰撞安全属于汽车被动安全，在所有涉及汽车的交通事故中，汽车正面碰撞交通事故发生的频次最多损失最大，因此提高汽车正面碰撞安全对保护乘员安全减少财产损失具有重大作用。汽车发生碰撞时车身结构发生变形，在相同的变形空间内，车身结构吸收的能量越多传递给乘员的冲击能量相对越少，汽车安全性能越高。因此，如何在有限的碰撞空间内吸收更多的能量是汽车被动安全研究的重要领域。

目前，在现有汽车结构中，一般通过在汽车前后端设置碰撞吸能结构吸收碰撞能量，例如在汽车前端保险杠支架与纵梁之间设置碰撞吸能盒，在汽车尾部设置后下部防护装置等。在汽车发生碰撞时，通过碰撞吸能结构充分吸收汽车的冲击动能，缓和冲击载荷，提高汽车的碰撞安全性。现有汽车的碰撞吸能结构如吸能盒等承载能力较低，变形稳定性较差，在发生碰撞变形时，不能充分利用吸能空间，且这些碰撞吸能结构往往仅通过材料的塑性变形来吸收能量，能量吸收方式单一，能够吸收的总能量较少，碰撞安全性较差。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种用于汽车正面或追尾碰撞安全的多级缓冲吸能装置，该装置吸能方式多样，能量吸收均匀且稳定性高，实现多级并行吸能可在相同碰撞行程中吸收更多的能量，可有效提高汽车碰撞安全性。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现的：

汽车碰撞多级缓冲吸能装置，包括碰撞挡板、第一缓冲筒、第二缓冲筒、摩擦导向机构、安装座，所述第一缓冲筒与第二缓冲筒同轴安装在碰撞挡板上，且第二缓冲筒的直径小于第一缓冲筒的直径；

所述摩擦导向机构为环形，且设有圆弧凹槽，所述第一缓冲筒的端部与圆弧凹槽相接触；所述摩擦导向机构安装在安装座上；

所述第二缓冲筒的侧壁上设有切削套，所述安装座上设有一环形开口，第二缓冲筒可轴向穿过所述环形开口，沿环形开口的外周方向设有一环状楔形片，所述切削套位于环状楔形片和环形开口之间。

进一步地，所述摩擦导向机构的圆弧凹槽包括直线段、缓和段、圆弧段，所述第一缓冲筒的端部与直线段相接触，所述直线段与水平方向平行，所述缓和段位于圆弧段和直线段之间，所述缓和段与水平方向的夹角为10°～20°，所述圆弧段的末端与水平方向相平行。

进一步地，所述第一缓冲筒的侧壁上沿轴向均匀分布有至少4条切缝。

进一步地，所述至少4条切缝的宽度均为0.4～0.6mm。

进一步地，第二缓冲筒的直径比第一缓冲筒的直径小60～80mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型应用多种吸能方式且实现多级并行吸能，在满足碰撞性能要求的前提下，通过第一缓冲筒的胀形撕裂、环状楔形片的切削和一系列的摩擦同时作用，实现在有限的碰撞行程中大量吸收碰撞能量，同时装置中的导向部分保证了碰撞时的吸能稳定性，有利于降低作用于乘员的碰撞减速度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构外形图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型的纵向剖面示意图；

图中标号代表为：1—碰撞挡板；2—第一缓冲筒：3—第二缓冲筒；4—摩擦导向机构；5—安装座；6—环状楔形片；7—切削套。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

本实施例提供了汽车碰撞多级缓冲吸能装置，如图1、2、3所示，包括碰撞挡板1、第一缓冲筒2、第二缓冲筒3、摩擦导向机构4、安装座5，所述第一缓冲筒2与第二缓冲筒3同轴安装在碰撞挡板1上，且第二缓冲筒3的直径小于第一缓冲筒2的直径；

本实施例中，第二缓冲筒3的直径比第一缓冲筒2的直径小60～80mm。第二缓冲筒3的直径小于第一缓冲筒2的直径60-80mm，此时形成空腔结构，用于存放切削，避免切削时产生的大量切屑堆积对切削产生不利影响，同时避免切屑对预撕裂圆筒的胀形撕裂过程产生影响。

所述摩擦导向机构4为环形，且设有圆弧凹槽，所述第一缓冲筒2与圆弧凹槽相接触；所述摩擦导向机构4安装在安装座5上；

所述第二缓冲筒3的侧壁上设有切削套，所述安装座5上设有一环形开口，第二缓冲筒3可在轴向上穿过所述环形开口，沿环形开口的外周方向设有一环状楔形片6，所述切削套位于环状楔形片6和环形开口之间。

本实施例中，第一缓冲筒2和第二缓冲筒3通过点焊方式与碰撞挡板1固定连接，碰撞挡板1同样通过点焊方式与保险杠支架固定连接，这样一定程度上提高汽车结构刚度和碰撞稳定性，同时焊接前后材料性能不变，预撕裂圆筒的胀形撕裂不受影响。

本实施例中，第二缓冲筒3和摩擦导向机构4同时起到了导向作用，提高了缓冲吸能稳定性，整个装置保证了碰撞过程中只发生轴向位移，避免倾斜和偏倒。同时环状楔形片6和摩擦导向机构4保证了碰撞过程中装置整体受力平衡，预撕裂圆筒胀形撕裂过程稳定可控。

本实施例中，环状楔形片6一端与安装座5接触，另一端切入切削套7中，这样避免碰撞冲击开始时对环状楔形片6的冲击损坏，同时避免环境腐蚀对环状楔形片的影响。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，如图3，所述摩擦导向机构4的圆弧凹槽包括直线段、缓和段、圆弧段，所述第一缓冲筒2与直线段相接触，所述直线段与水平方向平行，所述缓和段位于圆弧段和直线段之间，所述缓和段与水平方向的夹角为10°～20°，所述圆弧段的末端与水平方向相平行，避免碰撞后撕裂的第一缓冲筒2对碰撞吸能过程产生影响。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，为了保证碰撞时预撕裂圆筒沿轴向稳定撕裂，所述第一缓冲筒2的侧壁上沿轴向均匀设有至少4条切缝，且所述至少4条切缝的宽度均为0.4～0.6mm。

工作过程：

当汽车发生碰撞时，碰撞挡板1受到冲击载荷移动，与碰撞挡板1点焊固定的第一缓冲筒2、第二缓冲筒3同碰撞挡板1相同方向移动，随着第二缓冲筒3移动，第二缓冲筒3表面上的切削套7与安装座5上的环状楔形片6发生相对运动，环状楔形片6切削摩擦圆管3上的切削套7，同时第二缓冲筒3与安装座5上的环形开口摩擦，两者同时吸收一部分碰撞冲击动能；随着第一缓冲筒2移动，与摩擦导向机构4摩擦且摩擦力随着压缩增大，随着压缩的持续某一位置第一缓冲筒2发生撕裂破坏且撕裂后的圆筒沿摩擦导向机构4的圆弧凹槽定向卷曲，吸收大量冲击动能。在碰撞挡板1的整个移动过程中，本实用新型实现多级并行吸能，吸能方式多样，可以在有限的碰撞行程中吸收大量冲击能量。