专利名称：一种应用于汽车碰撞试验的气动缸的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械技术领域，涉及ー种应用于汽车碰撞试验的气动缸。
背景技术：
在汽车安全技术实验室中，滑台试验是通过非破坏性的模拟车辆碰撞运动，对车辆碰撞时乘员在车厢内部受到二次碰撞而产生的伤害值进行评价，从而实现乘员保护装置的短期低成本开发。伺服加速度台车系统被设计用于仿真汽车碰撞试验，利用高度先进的计算机控制的气动-液压伺服系统，结合气动-液压两种动カ源的相互作用来产生碰撞波形，系统的气动部分提供驱动カ来加速有导向的滑台，通过液压部分来平衡滑台下面的刹 车刀的制动摩擦力来提供延缓加速的力，因此系统的气动部分的设计就显得至关重要。滑台试验仿真真实世界需要大量的能量来加速试验部件，系统在仿真碰撞前存储这种能量作为势能，势能以大量的压缩空气被存储，试验前系统根据设置将储存的气体充到气动缸中，气动缸发射滑台。发射时气动缸中的活塞杆被充入的高压气体推动活塞杆，然后活塞杆以高速推动滑台前行，为防止活塞杆撞向缸盖，造成对气动缸的破坏，需要ー个缓冲机构来減速或停止活塞杆。普通的缓冲机构是在气垫腔中形成气垫来降低活塞杆的运动速度。为防止活塞杆没有被气垫腔停止下来，那么就需要ー个二次缓冲来使活塞杆停止。如中华人民共和国国家知识产权局公布的一种ニ级缓冲活塞式气缸专利号CN200720112685.4，公告号CN201062601，这种气缸包括前盖、后盖、缸筒、活塞、活塞杆，其特征在于采用了ニ级缓冲结构，以及导向环与磁环组成套置结构；ー级缓冲结构由前盖，后盖，缓冲调节针，缓冲圈，缓冲密封垫，缸筒和活塞的缓冲轴组成，使A腔内形成气垫，来降低活塞的速度，构成第一级可调式活塞缓冲；ニ级缓冲结构由前盖，后盖，缓冲密封垫和活塞的两端面组成，缓冲密封垫是弹性材料，设有吸受冲击能力，活塞运行完所有行程后与缓冲密封垫接触，构成第二级固定片缓沖。这种气缸利用具有弹性的缓冲密封垫来阻挡活塞杆继续前进，但是应用于滑台试验中的活塞杆在大量高压气体推动下具有很大的加速度及较强的撞击力，弹性的缓冲垫所起到的缓冲作用微不足道，缸盖势必承受活塞杆的撞击，因此必须得设计ー个能承受活塞杆刚性撞击的缓冲机构。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了ー种应用于汽车碰撞试验的具有急停机构的气动缸。本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现ー种应用于汽车碰撞试验的气动缸，包括具有空腔且呈直筒状的缸体和设置于缸体内且能沿着缸体轴向滑动的活塞杆，所述的活塞杆一端能伸出缸体外，活塞杆的另一端具有活塞，活塞将缸体分隔为两个空腔与外界连通的发射腔和密闭的气垫腔，所述的气垫腔内充有缓冲气体，在所述的气垫腔内还设有能使活塞杆快速停止的急停机构。活塞杆的活塞将缸体分隔为两个空腔，试验开始时通过系统设置和控制将压缩空气充入发射腔，那么发射腔和气垫腔就会产生压差，发射腔空气膨胀推动活塞杆，活塞杆推动滑台产生运动。由于气垫腔的气体体积一定，活塞杆被发射时气垫腔内的空气被压缩产生反作用力，使活塞杆減速直至停止。但是当活塞杆没有被气垫腔停止时，气垫腔的急停机构可以吸收活塞杆的剩余冲撞能量使活塞杆马上停止，可以有效防止发射腔气体过大或者设备故障时没有被气垫腔停止的活塞杆撞击损坏缸体。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中,所述的急停机构包括由刚性材料制成的可压溃吸能管，所述的可压溃吸能管套在活塞杆外且一端抵在缸体端部上，另一端可与活塞相抵靠。可压溃吸能管为刚性材料，能够承受一定的撞击力，当撞击カ超过其承受カ时，可压溃吸能管产生变形，利用变形カ来缓冲活塞杆的活塞的撞击力。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述的急停机构包括分别与缸体、活塞杆相抵靠且能沿着活塞杆滑动的垫筒和由刚性材料制成的可压溃吸能管，所述的可压溃吸能管套在活塞杆外且一端抵在缸体端部上，另一端与垫筒相抵靠。垫筒与活塞及缸体之间形成一密闭的空腔，此空腔在受活塞挤压后形成具有反作用力的气垫，对活塞杆形成一 级缓冲；在活塞杆没有被一级缓冲停止下来吋，活塞会先接触到垫筒，活塞杆的活塞推动垫筒挤压可压溃吸能管，使可压溃吸能管产生变形，利用变形カ来缓冲活塞杆的撞击カ及阻止活塞杆继续前迸，形成ニ级缓冲，达到保护缸体的目的。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述的垫筒具有密封部和导向部。导向部用于引导活塞杆的运行方向，密封部使得气垫腔的密封效果更好。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述的可压溃吸能管的管面上开设有周向均布的凹坑。凹坑用于减弱可压溃吸能管的強度，使其在被挤压时易变形，具有一定的吸能作用。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述的可压溃吸能管与垫筒相抵靠的端部开设有周向均布的缺ロ。缺ロ用于减弱可压溃吸能管端部的強度，使其更易变形，提高了其吸能效果，同时也起到保护活塞杆的活塞的作用。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述发射腔的端面上分别设有与发射腔连通的进气管一和泄气阀。试验前储存在气瓶中的空气按照系统要求通过进气管ー进入到发射腔，当进气管进气超过系统要求时，泄气阀将自动排掉多余气体。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述发射腔的端面上设有压力传感器一。压カ传感器ー时刻检测发射腔内的空气量，提高安全性。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述发射腔的端面上设有自动排气阀。在试验过程中或者其他故障需要急停排掉发射腔气体时，通过系统控制的排气阀，将发射腔的空气排出。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述发射腔的端面上设有手动排气阀。在系统维护时可通过手动排气阀排掉发射腔内的气体。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述气垫腔的端面上分别设有与气垫腔连通的进气管ニ和排气阀。气垫腔空气是恒定的，毎次试验时将按照系统要求通过与气垫腔连通的进气管ニ补充气体到恒定值，维护或者需要排气时根据系统设置可排除气体，其外部气体输送管路上连接有排气阀，根据系统要求开启。在上述的应用于汽车碰撞试验的气动缸中，所述气垫腔的端面还设有压カ传感器ニ和加速度传感器。压カ传感器ニ时刻检测气垫腔内的空气压力，试验中通过检测反馈给系统然后决定是否需要进气，若检测不能达到恒定值将自动锁止发射，也会反馈错误提示。试验中紧急停止事件的发生将产生ー个极大的碰撞噪音。为了确认紧急停止碰撞，加速度传感器追踪的数据将显示出来，紧急停止事件发生的碰撞与正常的衰减正弦波不同，将通过显示确认是否发生了紧急停止，同时如果发生了一次紧急停止事件，可压溃吸能管变形严重的话，必须更换，而且还要检查气动缸是否损坏。与现有技术相比，本应用于汽车碰撞试验的气动缸具有急停机构，结构简单，易于控制，通过气垫腔内一定空气的反作用力使活塞杆減速或停止；当活塞杆没有被空气阻カ停止下来吋，急停机构的可压溃吸能管利用变形カ来缓冲活塞杆的撞击力，吸收活塞杆剩余的能量使活塞杆快速停止，从而达到保护缸体的目的。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是本可压溃吸能管的结构示意图。图3是实施例一的剖视示意图。图4是实施例ニ的剖视示意图。图中，I、缸体；2、活塞杆；2a、活塞；3、发射腔；4、气垫腔；5、垫筒；5a、密封部；5b、导向部；6、可压溃吸能管；6a、凹坑；6b、缺ロ ；7、进气管一 ；8、泄气阀；9、压カ传感器一；10、自动排气阀；11、手动排气阀；12、进气管ニ ；13、排气阀；14、压カ传感器ニ ；15、加速度传感器。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进ー步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。实施例一如图3所示，本气动缸应用于汽车碰撞试验中，包括ー密闭的呈直筒状的缸体I和能沿着缸体I轴向滑动的活塞杆2。活塞杆2 —端伸出缸体Iタト，活塞杆2的另一端具有活塞2a，活塞2a将缸体I分隔为两个密闭的空腔发射腔3和气垫腔4，气垫腔4内充有恒定的气体，气垫腔4内还设有能使活塞杆2快速停止的急停机构。本实施例的急停机构包括分别与缸体I、活塞杆2相抵靠且能沿着活塞杆2滑动的垫筒5，垫筒5具有密封部5a和导向部5b，密封部5a用于增强气垫腔4的密封性，导向部5b保证活塞杆2运行方向的准确性。急停机构还包括由刚性材料制成的可压溃吸能管6，刚性的可压溃吸能管6能抵抗活塞杆2高強度的撞击力，可立即阻止活塞杆2运行。可压溃吸能管6套在活塞杆2外且一端抵在缸体I端部上，另一端与垫筒5相抵靠。如图2所示，可压溃吸能管6的管面上开设有三个周向均布的凹坑6a，与垫筒5相抵靠的端部开设有三个周向均布的缺ロ 6b，凹坑6a和缺ロ 6b都可以使可压溃吸能管6在受到活塞杆2挤压时更加易变形，吸能效果更好，缓冲效果较明显。如图I所示，发射腔3的端面上分別设有与发射腔3连通的进气管一 7、泄气阀8、压カ传感器ー 9、自动排气阀10、手动排气阀11。气垫腔4的端面上分别设有与气垫腔4连通的进气管ニ 12、排气阀13、压カ传感器ニ 14和加速度传感器15。试验时，将高压气体从进气管一 7中充入发射腔3内，使得活塞杆2能以足够的能量推动滑台前进，使滑台达到ー定速度来模拟车辆碰撞运动。成功发射滑台后，活塞杆2仍以高速前迸，而气垫腔4内的恒定气体受到活塞杆2的活塞2a挤压，利用被急剧压缩的气体的反作用力使活塞杆2減速直至停止。当试验结束后，打开排气阀13排出发射腔3内的气体，活塞杆2由于气垫腔4的气体的反作用力而回归到发射腔3端部，为下次试验做好准备。如果由于系统故障而导致活塞杆2没有被气垫腔4的恒定气体停止，那么活塞杆2就会接触到急停机构，活塞2a撞击在垫筒5上，垫筒5进而挤压与其相抵靠的可压溃吸能管6，使可压溃吸能管6产生变形，利用变形カ来缓冲活塞杆2的撞击力，同时吸收活塞杆2剰余的能量，阻止活塞杆2继续前进，保护缸体I不被撞坏。本气动缸结构简单，在试验时操作方便安全。实施例ニ实施例ニ与实施例ー结构基本相同，如图4所示，区别在于急停机构包括由刚性材料制成的可压溃吸能管6，可压溃吸能管6套在活塞杆2外且一端抵在缸体I端部上，另·一端可与活塞2a相抵靠。活塞杆2的活塞2a能直接撞击在可压溃吸能管6的端部，结构较实施例一简单。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了缸体I、活塞杆2、活塞2a、发射腔3、气垫腔4、垫筒5、密封部5a、导向部5b、可压溃吸能管6、凹坑6a、缺ロ 6b、进气管一 7、泄气阀8、压カ传感器一 9、自动排气阀10、手动排气阀11、进气管ニ 12、排气阀13、压カ传感器ニ 14、加速度传感器15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.ー种应用于汽车碰撞试验的气动缸，包括具有空腔且呈直筒状的缸体(I)和设置于缸体(I)内且能沿着缸体(I)轴向滑动的活塞杆(2)，所述的活塞杆(2) —端能伸出缸体(I)夕卜，活塞杆(2)的另一端具有活塞(2a)，活塞(2a)将缸体(I)分隔为两个空腔与外界连通的发射腔(3)和密闭的气垫腔(4)，其特征在于，所述的气垫腔(4)内充有缓冲气体，在所述的气垫腔(4)内还设有能使活塞杆(2)快速停止的急停机构。
2.根据权利要求I所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述的急停机构包括由刚性材料制成的可压溃吸能管出)，所述的可压溃吸能管(6)套在活塞杆(2)外且一端抵在缸体(I)端部上，另一端可与活塞(2a)相抵靠。
3.根据权利要求I所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述的急停机构包括分别与缸体(I)、活塞杆(2)相抵靠且能沿着活塞杆(2)滑动的垫筒(5)和由刚性材料制成的可压溃吸能管出)，所述的可压溃吸能管(6)套在活塞杆(2)外且一端抵在缸体(I)端部上，另一端与垫筒(5)相抵靠。
4.根据权利要求3所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述的垫筒(5)具有密封部(5a)和导向部(5b)。
5.根据权利要求3或4所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述的可压溃吸能管(6)的管面上开设有周向均布的凹坑(6a)。
6.根据权利要求5所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述的可压溃吸能管(6)与垫筒(5)相抵靠的端部开设有周向均布的缺ロ(6b)。
7.根据权利要求6所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述发射腔(3)的端面上分別设有与发射腔(3)连通的进气管一(7)和泄气阀(8)。
8.根据权利要求7所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述发射腔(3)的端面上设有压力传感器一(9)。
9.根据权利要求8所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述发射腔(3)的端面上设有自动排气阀(10)。
10.根据权利要求9所述的应用于汽车碰撞试验的气动缸，其特征在于，所述气垫腔(4)的端面上分別设有与气垫腔(4)连通的进气管ニ(12)和排气阀(13)，所述气垫腔(4)的端面还设有压カ传感器ニ(14)和加速度传感器(15)。
专利摘要本实用新型提供了一种应用于汽车碰撞试验的气动缸，属于机械技术领域。它解决了现有的气动缸缺乏承受活塞杆刚性撞击的缓冲机构的问题。本应用于汽车碰撞试验的气动缸，包括具有空腔且呈直筒状的缸体和设置于缸体内且能沿着缸体轴向滑动的活塞杆，活塞杆一端能伸出缸体外，活塞杆的另一端具有活塞，活塞将缸体分隔为两个空腔与外界连通的发射腔和密闭的气垫腔，气垫腔内充有缓冲气体，在气垫腔内还设有能使活塞杆快速停止的急停机构。本应用于汽车碰撞试验的气动缸具有急停机构，结构简单，易于控制，急停机构利用变形力来缓冲活塞杆的撞击力，吸收活塞杆剩余的能量使活塞杆快速停止，从而达到保护缸体的目的。
文档编号F15B15/14GK202451495SQ201220017309
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者刘卫国, 曹国华, 李月明, 柳惠君, 赵福全, 韩刚 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司