专利名称：一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车防撞装置，特别涉及一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰
撞装置。
背景技术：
机动车自1886年问世以来，给人类的生活和工作带来便利的同时，也因道路交通 事故导致了大量的人员伤亡和财产损失。到目前为止全球因车祸死亡人数累计超过3400 万人，同时导致数亿人受伤或致残。据世界卫生组织(WHO)在2009年6月15日发表的《道 路安全全球状况》报告中指出2008年涉及道路交通事故的死亡人数高达120万，受伤或致 残达2000 3000万，全球每年因交通事故造成的经济损失超过7000亿美元。现有机动车在撞击过程中车身都处于压缩状态，这一方面将导致机动车车身发生 变形而损坏，另一方面可能导致驾乘人员的乘坐空间受到挤压，严重时可能危急乘员的生 命安全。例如转向管柱和方向盘在机动车受到撞击时都会向后移动而猛击乘员的头部和胸 部，NCAP(新车评价规程)规定在标准测试速度50 64km/h下，转向管柱向后移动的距离 只要不超过12. 7cm即可；如在机动车受到撞击时脚踏板都会向后移动而使乘员下肢受伤， NCAP规定在标准测试速度下脚踏板向后移动的距离只要不超过20cm即可。在实际车祸 中，许多机动车的速度都超过了 NCAP的标准测试速度，乘员室变形剧烈，甚至完全消失，许 多人实际上是被挤压而死的，这是车祸死亡率和受伤率居高不下的主要原因。另外现有机 动车的防追尾性能明显差于防正面碰撞性能，这是导致追尾车祸死亡率也比较高的主要原 因。美国专利US3797872提出了在机动车前部和尾部都安装活塞推进吸能机构，在前 活塞缸与连接管之间安装了缩径阀(reducing valve)，在后活塞缸与连接管之间也安装了 缩径阀；当前部发生碰撞时，前部防撞杆将通过活塞顶杆带着活塞向后运动，向后运动的活 塞将迫使活塞缸内的流体压力增加，增压后的流体将通过缩径阀高速喷到连接管中，由于 缩径阀的节流作用，缩径阀前后有巨大的压差，将产生一个向后的推力，这个向后的推力将 使连接管处于挤压状态，也就是说机动车车身处于压缩状态，当碰撞速度较高时，机动车将 发生严重变形，甚至可能将前排驾乘人员挤死。同理，当尾部发生碰撞时，尾部防撞杆将通 过活塞顶杆带着活塞向前运动，向前运动的活塞将迫使活塞缸内的液压增加，增压后的流 体将通过缩径阀高速喷到连接管中，由于缩径阀的节流作用，缩径阀前后有巨大的压差，将 产生一个向前的推力，这个向前的推力将使连接管处于挤压状态，也就是说机动车车身处 于压缩状态，当碰撞速度较高时，机动车将发生严重变形，甚至可能将后排乘员挤死。也就 是说，该专利在碰撞过程中机动车车身总是处于压缩状态，即该专利不能确保机动车车身 在碰撞过程中处于拉伸状态。本申请人提交的专利CN201046689公布了一种带防撞装置的新型机动车车身，该 专利可使机动车车身在撞击过程中处于拉伸状态，能量通过安装在管式纵梁上的喷嘴式耗 能器和活塞式耗能器来消耗。但是该专利存在以下问题①在碰撞过程中，由于参与喷射的喷嘴数量是不变的，试验结果表明机动车车身速度曲线为半幅正弦曲线，活塞推进约2/3 距离已经消耗92%的机动车动能，剩余约1/3的距离只消耗8%的机动车动能，表现为管式 纵梁内的液体压力峰值过高和车身加速度峰值高。降低压力峰值和降低加速度峰值是要解 决的问题。②当机动车前部先碰撞之后紧接着发生追尾碰撞时，机动车车身可能处于压缩 状态。这是由于发生前部碰撞时，前活塞已经伸入前活塞缸的底部，此时发生追尾碰撞，后 活塞向前推进时，前活塞也将同时向前运动，前活塞的复位过程几乎不消耗任何能量，管式 纵梁内的液体的压力也建立不起来，此时喷嘴式耗能器和活塞式耗能器均无法发挥作用， 此时机动车车身可能被严重挤压变形，甚至导致乘员被挤压伤亡。③当机动车以非常高的 速度发生碰撞时，前活塞顶杆的推进距离可能大于设计距离，此时防撞杆将直接冲击到活 塞缸端盖上，将导致机动车车身处于压缩状态，严重时可能导致人员伤亡。④不管是100% 完全正面碰撞还是70%偏置碰撞，参与喷射的喷嘴数量是不变的，不可能同时满足100% 完全正面碰撞和70%偏置碰撞。这是由于100%完全正面碰撞时与前防撞杆相连的左、右 两个前活塞都参与吸收能量，可供喷射的液体体积是两个活塞缸的体积之和，相比而言此 时因两个活塞各承担一半的撞击力，所以管式纵梁内的压力低，因为喷射速度与压力的二 分之一次方成正比，这样导致液体喷射速度低，在相同喷嘴个数的情况下喷射出来的液体 体积偏小；而当70%偏置碰撞时只有一个活塞参与吸收能量，可供喷射的液体体积只有一 个活塞缸的体积，相比而言此时只有一个活塞承担全部撞击力，管式纵梁内的压力大，液体 喷射速度大，在相同喷嘴个数的情况下喷射出来的液体体积偏多，严重时可能导致机动车 车身挤压变形，甚至出现人员伤亡。⑤不管是追尾碰撞还是正面碰撞，参与喷射的喷嘴个数 是不变的，这样不利于优化防正面碰撞设计和防追尾碰撞设计。⑥发生侧面碰撞时，参与喷 射的喷嘴个数与正面碰撞过程参与喷射的喷嘴个数是一样多的，不利于液体压力的迅速建 立，不利于迅速把一侧的撞击力传到另一侧。⑦从喷嘴喷射出来的高速流体将产生较大的 撞击力，该专利不能利用这个撞击力帮助机动车车身处于拉伸状态。⑧由前面分析可以看 出发生正面碰撞后，前活塞回退过程中几乎不消耗能量，前活塞复位没有遇到阻力，这样 容易导致机动车出现反弹速度偏大的情况，不利于人员保护。⑨假如只使用喷嘴式耗能器， 所有的喷射流体都要喷到流体缓冲室，这就要求流体缓冲室设计出更大的体积。⑩弹簧太 软，很轻的碰撞都会导致车体变形，不利于工业化应用；另外弹簧放到活塞缸底部不利于降 低活塞缸长度，也不利于工业化应用。
发明内容
本发明就是要降低机动车的加速度峰值和降低压力峰值，就是要确保机动车具备 双向防撞功能即先防正面碰撞紧接着又防追尾碰撞，并总能确保车身处于拉伸状态；就是 要确保机动车车身在高速正面碰撞过程中也总是处于拉伸状态；就是要改善侧面碰撞；就 是要减少机动车在正面碰撞过程中的翻车事故；就是要实现既能100%防正面碰撞，又能 有效地防止偏置碰撞；就是要使侧面碰撞过程参与喷射的喷射孔个数少于正面碰撞过程参 与喷射的喷射孔个数。本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其包括活塞缸、活塞、其特征 在于在所述的活塞缸壁上设置至少一个管壁喷射孔，在所有管壁喷射孔外围设置一个喷射 缓冲室。
本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置还包括与所述的喷射缓冲室 (12)固定相连的排液管、与所述的排液管相连的低压连接管、与所述的低压连接管相连的 防冻液盒；还包括开在活塞上的至少一个活塞喷射孔；所述的活塞喷射孔从活塞底部贯穿 到活塞顶部。本发明是这样实现的1)先在活塞缸上加工至少一个管壁喷射孔。幻将喷射缓冲室连接到活塞缸上。3)将排液管安装到喷射缓冲室上，用低压连接管连接防冻液盒和排液管。本发明有如下效果1)可降低管式纵梁内的液体压力峰值，可降低机动车车身加速度峰值，可降低管 式纵梁的强度要求或厚度要求。2)可实现碰撞早期参与喷射的管壁喷射孔数多，后期参与喷射的管壁喷射孔数 少，能实现车身碰撞早期软、碰撞后期硬，即早期撞击力小，后期撞击力变大，更有利于保护 与之发生碰撞的机动车；由于早期参与喷射的喷射孔数多，压力憋不大，从而喷射速度也不 大，而耗能与喷射速度的平方成正比，所以早期表现为软一些，撞击力小一些。为了更好地 理解这段话，作两个假设一个是假如参与喷射的喷射孔数无穷多，就憋不起任何压力，也 无法获得较大的喷射速度，也就消耗不了多少能量；另一个是假设没有任何喷射孔参与喷 射，压力瞬间达到很高，撞击力将十分巨大，车身加速度也将很大。3)可确保机动车具备双向防撞功能，即先防正面碰撞紧接着又能防追尾碰撞，并 总能确保机动车车身处于拉伸状态。4)可确保机动车车身在高速正面碰撞过程中也总是处于拉伸状态。5)可使侧面碰撞过程参与喷射的喷射孔个数减少，可大大改善防侧面碰撞的性 能。6)可实现既能防100%正面碰撞，又能有效地防止偏置碰撞。7)由于乘员室不变形，可以避免机动车在高速行驶时发生前部碰撞后转向管柱及 方向盘向后移动，从而可以更好地保护乘员的头部和胸部，可大大减少乘员的伤害或死亡。8)可以避免机动车在高速行驶时发生前部碰撞后脚踏板向后移动，从而可以更好 地保护乘员的下肢。9)可极大地减少翻车和摆尾事故。
图1为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的安装示意图；图2为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的剖视示意图；图3为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的A-A面剖视示意图；图4为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的B-B面剖视示意图；图5为双活塞及活塞顶杆剖视示意图；图6为双活塞及活塞顶杆左视示意图；图7为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的连接俯视示意图；图8为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的部分关闭示意图9为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的全部关闭示意图；图10展示了本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置先防正面碰撞紧 接着防追尾碰撞示意图；图11为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第二实施方式剖视 图；图12为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第二实施方式安装 连接示意图；图13为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第三实施方式示意 图；图14为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第三实施方式剖视 图；图15为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第四实施方式示意 图；图16为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第五实施方式示意 图；图17为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第六实施方式示意 图。其中附图标记如下第一防撞杆1、第一活塞顶杆2、第一预紧套管3、第一活塞缸端盖4、第一活塞喷射 孔密封垫圈5、第一活塞缸6、第一活塞密封环7、第一活塞8、第一销钉孔9、第一销钉10、第 一固定螺钉11、喷射缓冲室12、排液管13、低压连接管14、防冻液盒15、第一管式纵梁16、 第二防撞杆17、第二活塞顶杆18、第二预紧套管19、第二活塞缸端盖20、第二活塞喷射孔密 封垫圈21、第二活塞缸22、第二活塞密封环23、第二活塞M、第二销钉孔25、第二销钉26、 第二固定螺钉27、排气管28、丝堵四、第二管式纵梁30、第一管式横梁31、第二管式横梁 32、第三管式横梁33、排液管密封塞34、喷射孔密封塞35、第一管壁喷射孔601、第二管壁喷 射孔602、第三管壁喷射孔603、第四管壁喷射孔604、第一活塞喷射孔801、第二活塞喷射孔 802、第三活塞喷射孔803、第四活塞喷射孔804、第五活塞喷射孔805、第六活塞喷射孔806、 第七活塞喷射孔807、第八活塞喷射孔808、防冻液、第五管壁喷射孔1601、第六管壁喷射孔 1602、第七管壁喷射孔1603、第八管壁喷射孔1604。
具体实施例方式由于机动车底盘左右几乎对称，为了描述的方便，只描述机动车的左边部分，右边 相同的部分不再描述。本发明所述的“至少一个”应理解为大于等于一个，小于等于η个，η 的取值范围由产品大小和本领域技术常识来确定。第一实施方式图1为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的安装示意图；图2为 本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的剖视示意图；图3为本发明一种带管 壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的A-A面剖视示意图；图4为本发明一种带管壁式喷射 耗能器的机动车碰撞装置的B-B面剖视示意图；图5为双活塞及活塞顶杆剖视示意图；图6为双活塞及活塞顶杆左视示意图；图7为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装 置的连接俯视示意图；图8为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的部分关 闭示意图；图9为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的全部关闭示意图； 图10展示了本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置先防正面碰撞紧接着防追 尾碰撞示意图。由于机动车底盘左右对称，为了描述的方便，只描述机动车的左边部分。如图1 图10所示，本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置包括第一 防撞杆1、第一活塞顶杆2、第一预紧套管3、第一活塞缸端盖4、第一活塞喷射孔密封垫圈 5、第一活塞缸6、第一活塞密封环7、第一活塞8、第一销钉孔9、第一销钉10、第一固定螺钉 11、喷射缓冲室12、排液管13、低压连接管14、防冻液盒15、第一管式纵梁16、第二防撞杆 17、第二活塞顶杆18、第二预紧套管19、第二活塞缸端盖20、第二活塞喷射孔密封垫圈21、 第二活塞缸22、第二活塞密封环23、第二活塞M、第二销钉孔25、第二销钉沈、第二固定螺 钉27、排气管观、丝堵四、第二管式纵梁30、第一管式横梁31、第二管式横梁32、第三管式 横梁33、第一管壁喷射孔601、第二管壁喷射孔602、第三管壁喷射孔603、第四管壁喷射孔 604。所述第一活塞缸6与兼有液体通道的第一管式纵梁16的前端固定连接；所述的第 一活塞缸端盖4安装在第一活塞缸6的前部；所述的第一活塞顶杆2 —端与第一活塞8的 顶部相连，另一端依次穿过第一活塞喷射孔密封垫圈5、第一活塞缸端盖4，最后与第一防 撞杆1相连。所述的第一活塞8又包括第一活塞喷射孔801、第二活塞喷射孔802、第三活 塞喷射孔803、第四活塞喷射孔804、第五活塞喷射孔805、第六活塞喷射孔806、第七活塞喷 射孔807、第八活塞喷射孔808。所述的第二活塞M与所述的第一活塞8原理相同。上述 这些活塞喷射孔从第一活塞8的底部贯穿第一活塞8的顶部；所述的第一活塞密封环7安 装在第一活塞8上；所述的第一销钉孔9开在第一活塞顶杆2上；所述的第一销钉10安装 在第一销钉孔9中；所述的第一预紧套管3—端与第一活塞缸6相连，另一端与第一防撞杆 1相连；在第一预紧套管3的作用下，第一活塞喷射孔密封垫圈5被紧紧地压在第一活塞8 的顶面和第一活塞缸端盖4之间；所述的第一固定螺钉11用于连接第一预紧套管3与第一 活塞缸6 ；所述的喷射缓冲室12与第一活塞缸6固定相连；所述的排液管13与喷射缓冲室 12固定相连；所述的低压连接管14 一端与防冻液盒15相连，另一端与排液管13相连。所 述的第一管壁喷射孔601、第二管壁喷射孔602、第三管壁喷射孔603、第四管壁喷射孔604 贯穿第一活塞缸6的壁。所述的第二活塞缸22与兼有液体通道的第一管式纵梁16的后端固定连接；所述 的第二活塞缸端盖20安装在第二活塞缸22的前部；所述的第二活塞顶杆18 —端与第二活 塞对的顶部相连，另一端依次穿过第二活塞喷射孔密封垫圈21、第二活塞缸端盖20，最后 与第二防撞杆17相连；所述的第二活塞M与第一活塞8—样都开有多个活塞喷射孔；所述 的第二活塞密封环23安装在第二活塞M上；所述的第二销钉孔25开在第二活塞顶杆18 上；所述的第二销钉26安装在第二销钉孔25中；所述的第二预紧套管19 一端与第二活塞 缸22相连，另一端与第二防撞杆17相连；所述的排气管观开在第二活塞缸22上；所述的 丝堵四安装在排气管观上；在第二预紧套管19的作用下，第二活塞喷射孔密封垫圈21被 紧紧地压在第二活塞M的顶面和第二活塞缸端盖20之间；所述的第二固定螺钉27用于连
7接第二预紧套管19与第二活塞缸22。兼有液体通道的第一管式纵梁16和兼有液体通道的第二管式纵梁30构成兼有液 体通道的管式纵梁。所述的兼有液体通道的第一管式横梁31 —端与兼有液体通道的第一 管式纵梁16相连，另一端与兼有液体通道的第二管式纵梁30相连；所述的兼有液体通道的 第二管式横梁32 —端与兼有液体通道的第一管式纵梁16相连，另一端与兼有液体通道的 第二管式纵梁30相连；所述的兼有液体通道的第三管式横梁33 —端与兼有液体通道的第 一管式纵梁16相连，另一端与兼有液体通道的第二管式纵梁30相连。所述的兼有液体通道的第一管式纵梁16、兼有液体通道的第二管式纵梁30、兼有 液体通道的第一管式横梁31、兼有液体通道的第二管式横梁32、兼有液体通道的第三管式 横梁33、第一活塞缸6、第二活塞缸22、第一活塞8上的活塞喷射孔、第二活塞M上的活塞 喷射孔、管壁式喷射耗能器是相互贯通的，并充满防冻液。下面分析本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置如何防止正面碰撞 并确保车身在碰撞过程中处于拉伸状态？如何防止追尾碰撞并确保车身在碰撞过程中处 于拉伸状态？如何先防正面碰撞紧接着防追尾碰撞并确保车身在碰撞过程中处于拉伸状 态？如何改善侧面防碰撞性能？如何自动适应100%完全正面碰撞和偏置碰撞？1)本发明如何防止正面碰撞并确保车身在碰撞过程中处于拉伸状态？管壁式喷 射耗能器是如何工作的？当机动车发生正面碰撞时，即此时第一防撞杆1位于机动车的前部，撞击力首先 将第一销钉10剪断和把第一预紧套管3挤坏，然后第一防撞杆1、第一活塞顶杆2与带有诸 活塞喷射孔801、802、803、804、805、806、807、808的第一活塞8 —起向后移动，在第一活塞 8的挤压下，撞击力立即传到第二活塞M的底部，第二活塞M再把撞击力通过第二活塞喷 射孔密封垫圈21传到第二活塞缸端盖20上，由于第二活塞缸端盖20、第二活塞缸22和兼 有液体通道的第一管式纵梁16依次相连通，所以兼有液体通道的第一管式纵梁16和第二 活塞缸22将受到向后的拉伸力，即兼有液体通道的第一管式纵梁16和第二活塞缸22处于 拉伸状态，从而可以有效地保证乘员空间在前部碰撞过程中不被挤压变形。由于防冻液的压力迅速上升，高压液体将通过两个途径喷射消耗能量第一个途 径是高压液体将通过第一活塞8上的诸活塞喷射孔801、802、803、804、805、806、807、808向 前高速喷射而消耗能量；从诸活塞喷射孔801、802、803、804、805、806、807、808喷射出来的 防冻液进入第一活塞8的顶面、第一活塞缸端盖4、第一活塞缸6、第一活塞顶杆2形成的 环形空间内；由于高速喷射的液体直接喷射在第一活塞喷射孔密封垫圈5和第一活塞缸端 盖4上，从而第一活塞缸6将受到向前的拉伸力，即第一活塞缸6也处于拉伸状态；综上所 述第一活塞缸6、兼有液体通道的第一管式纵梁16和第二活塞缸22都处于拉伸状态，这意 味着不但乘员空间在前部碰撞过程中不被挤压变形，而且可以保证发动机不会发生挤压破 坏。第二个途径是高压液体将通过本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装 置高速喷射而消耗能量。在刚刚发生碰撞时，从诸管壁喷射孔601、602、603、604喷射出来 的防冻液进入喷射缓冲室12，然后通过排液管13和低压连接管14排到防冻液盒15中。从图8 9可以看到当第一活塞8刚刚推过第一管壁喷射孔601时，第一管壁喷 射孔601不再参与喷射，此时只有第二管壁喷射孔602、第三管壁喷射孔603、第四管壁喷射孔604参与喷射，由于参与喷射的总孔数将减少，有利于提高后期碰撞的硬度。同理当第一活塞8依次推过第二管壁喷射孔602、第三管壁喷射孔603、第四管壁 喷射孔604时，参与喷射的总孔数将愈来愈少，后期碰撞的硬度将愈来愈高。当管壁喷射孔 都关闭时，此时活塞式喷射孔变成唯一耗能的途径。2)本发明如何防止追尾碰撞并确保车身在碰撞过程中处于拉伸状态？当机动车发生追尾碰撞时，即此时第二防撞杆17位于机动车的后部，撞击力首先 将第二销钉26剪断和把第二预紧套管19挤坏，然后第二防撞杆17、第二活塞顶杆18与带 有活塞喷射孔的第二活塞M —起向前移动，在第二活塞M的挤压下，防冻液的压力迅速上 升，撞击力立即传到第一活塞8的底部，第一活塞8再把撞击力通过第一活塞喷射孔密封垫 圈5传到第一活塞缸端盖4上，由于第一活塞缸端盖4、第一活塞缸6和兼有液体通道的第 一管式纵梁16依次相连通，所以兼有液体通道的第一管式纵梁16和第一活塞缸6将受到 向前的拉伸力，即兼有液体通道的第一管式纵梁16和第一活塞缸6处于拉伸状态，从而可 以有效地保证乘员空间在后部碰撞过程中不被挤压变形。由于防冻液的压力迅速上升，高压液体将通过两个途径喷射消耗能量第一个途 径是高压液体将通过第二活塞M的活塞喷射孔向后高速喷射而消耗能量，第二活塞M上 的活塞喷射孔个数可以与第一活塞8上活塞喷射孔个数不同；从这些活塞喷射孔喷射出来 的防冻液进入第二活塞M顶面、第二活塞缸端盖20、第二活塞缸22、第二活塞顶杆18形成 的环形空间内；由于高速喷射的液体直接喷射在第二活塞喷射孔密封垫圈21和第二活塞 缸端盖20上，从而第二活塞缸22将受到向后的拉伸力，即第二活塞缸22也处于拉伸状态； 综上所述第二活塞缸22、兼有液体通道的第一管式纵梁16和第一活塞缸6均处于拉伸状 态。第二个途径是高压液体将通过本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置高速 喷射而消耗能量，不过此时并不会关闭管壁喷射孔。3)如何先防正面碰撞紧接着防追尾碰撞并确保车身在碰撞过程中处于拉伸状 态？在高速公路上经常出现连环追尾导致大量伤亡的事故，即一台车首先发生正面碰 撞接着发生追尾碰撞的现实车祸相当多，发生正面碰撞与发生追尾碰撞之间的时间间隔很 短。图10展示了本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置先防正面碰撞紧 接着防追尾碰撞示意图，图中未标出已经被破坏的第一预紧套管3、第一销钉10、第二预紧 套管19、第二销钉沈。首先假设机动车已经发生了正面碰撞，从上面的分析可以知道，此时 第一活塞8处于第一活塞缸6的后部，且由第一活塞8的顶面、第一活塞缸端盖4、第一活 塞缸6、第一活塞顶杆2形成的环形空间内有防冻液；当正面碰撞发生结束后很短时间内， 甚至在0. 05秒就接着发生了追尾碰撞，撞击力首先将第二销钉沈剪断和把第二预紧套管 19挤坏，然后第二防撞杆17、第二活塞顶杆18和第二活塞M —起向前移动，在第二活塞M 的挤压下，第一管式纵梁16内的防冻液的压力迅速上升，防冻液将通过第二活塞M上的活 塞喷射孔向后喷射而消耗能量；在压差的作用下，第一活塞8的顶面、第一活塞缸端盖4、第 一活塞缸6、第一活塞顶杆2构成的环形空间内的防冻液将向后喷射而消耗能量，也就是说 第一活塞8快速复位过程也将消耗大量能量。由于第一活塞8的顶面、第一活塞缸端盖4、 第一活塞缸6、第一活塞顶杆2构成的环形空间中的防冻液的压力迅速上升，将撞击力传到了第一活塞缸端盖4，由于第一活塞缸端盖4、第一活塞缸6、第一管式纵梁16是相互连接 的，这样第一活塞缸6和第一管式纵梁16将处于拉伸状态。也就是说在先完成正面碰撞 之后的紧接着的追尾碰撞过程中，一方面第二活塞M上的活塞喷射孔、第一活塞8上的活 塞喷射孔将发生喷射耗能，另一方面管壁喷射孔将按第四管壁喷射孔604、第三管壁喷射孔 603、第二管壁喷射孔602、第一管壁喷射孔601的顺序依次参与喷射而耗能。特别值得关注的是可喷射的防冻液体积除了第二活塞缸22的体积外，还有第一 活塞8的顶面、第一活塞缸端盖4、第一活塞缸6、第一活塞顶杆2构成的环形空间的液体也 参加喷射耗能。4)如何改善侧面防碰撞性能？从图7可以看出当机动车左侧面发生碰撞时，兼有液体通道的第一管式纵梁16 将发生挤压变形，由于只有管壁喷射孔发生喷射而消耗能量，导致兼有液体通道的第一管 式纵梁16、兼有液体通道的第二管式纵梁30、兼有液体通道的第一管式横梁31、兼有液体 通道的第二管式横梁32、兼有液体通道的第三管式横梁33内的防冻液压力迅速上升，压力 将导致兼有液体通道的管式横梁(31、32、3；3)处于拉伸状态，撞击力将从左侧传到右侧，这 样可以最大限度地减少乘员室变形。同理，当右侧面发生碰撞时，撞击力将从右侧传到左 侧，同样可以最大限度地减少乘员室变形。5)如何自动适应100%完全正面碰撞和偏置碰撞？下面根据图7对比分析100%完全正面碰撞和偏置碰撞时的防冻液压力、喷射速 度、参与喷射的喷射孔个数。可以看到当发生100%完全正面碰撞时，由于与第一管式纵梁16、第二管式纵梁 30相连的第一活塞8都将一起受力，管式纵梁和管式横梁内防冻液的压力将相对较小，由 于喷射速度与压差的二分之一次方成正比，所以喷射速度相对较小，但是100%完全正面碰 撞时参与喷射的喷射孔个数很多，既包括与第一管式纵梁16相连的左边的第一活塞8上的 活塞喷射孔、又包括与第二管式纵梁30相连的右边的第一活塞8上的活塞喷射孔，还包括 管壁喷射孔。这样喷射速度相对较小时有较多的喷射孔参与喷射，较好地适应了 100%完全 正面碰撞的需要。当发生偏置碰撞时，假如碰撞发生在左边，由于只有左边即与第一管式纵梁16相 连的的第一活塞8受力，管式纵梁和管式横梁内防冻液的压力将相对变大，所以喷射速度 相对变大，但是偏置碰撞时参与喷射的喷射孔个数相对较少，只包括左边第一活塞8上的 活塞喷射孔和管壁喷射孔，此时与第二管式纵梁30相连的右边的第一活塞8上的活塞喷射 孔不参加喷射。这样喷射速度相对较大时有较少的喷射孔参与喷射，较好地适应了偏置碰 撞的需要。第二实施方式图11为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第二实施方式剖视 图；图12为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第二实施方式安装连接 示意图。第二实施方式与第一实施方式基本上相同在第一实施方式基础上去掉了低压连 接管14和防冻液盒15，新增加了排液管密封塞34 ；所述的排液管密封塞34安装在排液管 13上。当碰撞发生时，喷射缓冲室12内的压力将迅速增加，排液管密封塞34将被破坏，防 冻液将喷射到空气中。
10
第三实施方式图13为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第三实施方式示意 图；图14为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第三实施方式剖视图。第三实施方式与第一实施方式基本上相同唯一不同的是喷射缓冲室12变了圆 筒形状，与此对应诸管壁喷射孔分布到了第一活塞缸6的四周。第四实施方式图15为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第四实施方式示意 图。第四实施方式与第一实施方式基本上相同在第一实施方式基础上去掉了喷射缓 冲室12、排液管13、低压连接管14和防冻液盒15，新增加了喷射孔密封塞35 ；所述的喷射 孔密封塞35安装在诸管壁喷射孔601、602、603、604上。当碰撞发生时，第一活塞缸6的压 力将迅速增加，喷射孔密封塞35将被破坏，防冻液将高速喷射到空气中，此方案实施时要 绝对避免高速流体(最高速度可超过300m/s，相当于手枪子弹速度)直接伤害乘员和路边 行人或反弹间接伤害乘员和路边行人。第五实施方式图16为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第五实施方式示意 图。第五实施方式与第一实施方式基本上相同唯一不同的是在第一实施方式基础上 去掉了第一活塞8上的诸活塞喷射孔801、802、802、803、804、805、806、807、808。第六实施方式图17为本发明一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置的第六实施方式示意 图。第六实施方式与第一实施方式基本上相同，唯一不同的是管壁喷射孔没有开在活 塞缸上，而是开在管式纵梁16上，这些管壁喷射孔为第五管壁喷射孔1601、第六管壁喷射 孔1602、第七管壁喷射孔1603、第八管壁喷射孔1604。第六实施方式无法关闭第五管壁喷 射孔1601、第六管壁喷射孔1602、第七管壁喷射孔1603、第八管壁喷射孔1604。其它实施方式本发明所述的至少一个管壁喷射孔应理解为大于等于一个，小于等于η个，η的取 值范围由产品大小和本领域技术常识来确定，可以是1个，可以是200个，也可以是1 200 中的任意数字，从而可构成许多的不同实施方式；所述的管壁式喷射孔可以开在管式横梁 上，从而构成不同的实施方式；应该理解本发明并不局限于上述实施方式，上述优选实施方 式仅为示例性的，本领域的技术人员可以根据本发明的精神实质，做出各种等同的修改和 替换及不同组合，而得到不同的实施方式。
权利要求
1.一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其包括活塞缸(6)、活塞(8)、其特征 在于在所述的活塞缸(6)壁上设置至少一个管壁喷射孔(601、602、603、604)，在所有管壁 喷射孔(601、602、603、604)外围设置一个喷射缓冲室(12)。
2.根据权利要求1所述的带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其特征在于还包括 与所述的喷射缓冲室(1 固定相连的排液管(13)、与所述的排液管(1 相连的低压连接 管(14)、与所述的低压连接管(14)相连的防冻液盒(15)。
3.根据权利要求1所述的带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其特征在于还包括 与所述的喷射缓冲室(1 固定相连的排液管(1 和安装在所述的排液管(1 上的排液 管密封塞(34)。
4.根据权利要求1或2或3所述的带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其特征在 于还包括开在活塞(8)上的至少一个活塞喷射孔(801、802、803、804、805、806、807、808)； 所述的活塞喷射孔(801、802、803、804、805、806、807、808)从活塞底部贯穿到活塞顶部。
5.一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其包括活塞缸(6)、活塞(8)、管式 纵梁(16)、所述的管式纵梁(16)与活塞缸(6)底端相连；其特征在于在所述的管式纵梁 (16)壁上设置至少一个管壁喷射孔(1601、1602、1603、1604)，在所有的管壁喷射孔(1601、 1602、1603、1604)外围设置一个喷射缓冲室(12)。
6.根据权利要求5所述的带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其特征在于还包括 开在活塞(8)上的至少一个活塞喷射孔(801、802、803、804、805、806、807、808)；所述的活 塞喷射孔(801、802、803、804、805、806、807、808)从活塞底部贯穿到活塞顶部。
7.根据权利要求5或6所述的带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其特征在于还 包括与所述的喷射缓冲室(1 固定相连的排液管(13)、与所述的排液管(1 相连的低压 连接管(14)、与所述的低压连接管(14)相连的防冻液盒(15)。
8.根据权利要求5或6所述的带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其特征在于还 包括与所述的喷射缓冲室(1 固定相连的排液管(1 和安装在所述的排液管(1 上的 排液管密封塞(34)。
全文摘要
一种带管壁式喷射耗能器的机动车碰撞装置，其包括活塞缸、管壁喷射孔、喷射缓冲室、排液管、低压连接管和防冻液盒；其特征在于在所述的活塞缸壁上设置至少一个管壁喷射孔，在所有管壁喷射孔外围设置一个喷射缓冲室；所述的管壁喷射孔沿活塞缸的纵向依次贯穿活塞缸的壁；所述的排液管与喷射缓冲室固定相连；所述的低压连接管一端与排液管相连，另一端与防冻液盒相连。本发明可降低车身加速度峰值，可实现车身碰撞过程中先软后硬，可自动适应100％正面碰撞和偏置碰撞，可实现先防正面碰撞紧接着防追尾碰撞并确保车身在碰撞过程中处于拉伸状态，可极大地提高机动车安全性。
文档编号B60R19/32GK102126474SQ20101010496
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者凌建军, 杨铸, 黄鹂 申请人:凌建军