汽车碰撞防护方法及缓冲吸能装置.pdf

摘要
申请专利号：	CN02139876.3	申请日：	2002.12.26
公开号：	CN1421343A	公开日：	2003.06.04
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):B60R 21/08申请日:20021226授权公告日:20050914终止日期:20101226\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	B60R21/08	主分类号：	B60R21/08
申请人：	湖南大学;
发明人：	曹立波
地址：	410082湖南省长沙市河西岳麓山湖南大学机械与汽车工程学院
优先权：
专利代理机构：	湖南兆弘专利事务所	代理人：	傅俏梅
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内容摘要

一种汽车碰撞防护方法，其特征在于它是在汽车上设置缓冲吸能装置，使汽车在即将发生碰撞前的瞬间增加缓冲吸能距离，通过该缓冲吸能装置的压溃变形以吸收较大的碰撞能量，从而降低碰撞对乘员和汽车造成的损伤。由上述方法设计的缓冲吸能装置是在汽车上装设吸能筒壳体，吸能筒套于其内，一端与保险杠连接，底端与推动装置相接，该推动装置固定在吸能筒壳体底端；在吸能筒后端，开设有一小孔，小孔中插入一可由电磁铁拔出之插销；在吸能筒壳体上，还设有限位杆，与弹簧连接，置于吸能筒壳体前端。本发明在汽车发生碰撞前，可主动将保险杠及缓冲吸能装置伸出汽车前以增加压溃变形距离，以控制碰撞作用力，实现了对汽车和乘员的双重保护。

权利要求书

1、一种汽车碰撞防护方法，其特征在于它是在汽车上设置一缓冲吸能
装置，使汽车在即将发生碰撞前的瞬间增加缓冲吸能距离，通过该缓冲吸能
装置的压溃变形以吸收较大的碰撞能量，从而降低碰撞对乘员和汽车造成的
损伤。
2、一种由权利要求1所设计的缓冲吸能装置，其特征在于它是在汽车
上装设吸能筒壳体，吸能筒套于其内，该吸能筒一端与保险杠连接，底端与
推动装置相接，该推动装置固定在吸能筒壳体底端；在吸能筒后端，开设有
一小孔，小孔中插入一可由电磁铁拔出之插销；在吸能筒壳体上，还设有一
个或一个以上限位杆，与弹簧连接，置于吸能筒壳体前端。
3、根据权利要求2所述的缓冲吸能装置，其特征在于推动装置为弹簧
或气体发生装置。
4、根据权利要求2或3所述的缓冲吸能装置，其特征在于吸能筒为一
薄壁梁筒，其截面形状为圆筒形、方筒形或其它多边筒形。

说明书

汽车碰撞防护方法及缓冲吸能装置

技术领域：

本发明涉及汽车安全防护方法，具体涉及一种汽车发生碰撞时可减少汽
车和乘员损伤程度的方法及根据该方法而设计的缓冲吸能装置。

背景技术：

随着社会越来越进步，汽车工业也越来越发展，而汽车的安全性能也成
为汽车设计者和车主较为关注的指标之一。目前，汽车上使用了各种各样碰
撞保护装置，如在汽车前面加装保险杠及各种碰撞缓冲吸能装置等，对于这
种固定在汽车上的碰撞缓冲吸能装置，要在不使车身发生过大变形的有限长
度内吸收碰撞能量，其碰撞作用力就必然很大，这是其支撑结构所不能承受
的，同时会对乘员产生过大冲击；相反，要想减小碰撞作用力，就必须增大
变形空间，这在汽车布置上又很难做到。因此，目前现有技术中汽车上使用
的各种碰撞保护装置都很难达到好的吸能效果。在发生碰撞时，汽车难以避
免遭到大面积破坏，同时，乘员也将受到较大的冲击载荷。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是怎样使汽车在发生碰撞时避免汽车遭到
大面积破坏，同时保证司乘人员的安全。

本发明是通过下面的技术方案解决上述技术问题的。其特征在于它是在
汽车上设置一缓冲吸能装置，使汽车在即将发生碰撞前的瞬间增加缓冲吸能
距离，通过该缓冲吸能装置的压溃变形以吸收较大的碰撞能量，从而降低碰
撞对乘员和汽车造成的损伤。本发明由上述方法设计了一缓冲吸能装置，其
特征在于它是在汽车上装设吸能筒壳体，吸能筒套于其内，该吸能筒一端与
保险杠连接，底端与推动装置相接，该推动装置固定在吸能筒壳体底端；在
吸能筒后端，开设有一小孔，小孔中插入一可由电磁铁拔出之插销；在吸能
筒壳体上，还设有一个或一个以上限位杆，与弹簧连接，置于吸能筒壳体前
端。本发明推动装置可为弹簧或气体发生装置；吸能筒为一薄壁梁筒，其截
面形状为圆筒形、方筒形或其它多边筒形。

本发明在汽车即将不可避免地发生碰撞前，可主动将保险杠及缓冲吸能
装置伸出汽车前以增加压溃变形距离。在碰撞发生时，由于吸能装置有较大
的变形空间，因而可有效地控制碰撞作用力，在很大程度上减少了汽车本身
的损坏及乘员承受的载荷，从而实现了对汽车和乘员的双重保护。本发明装
置结构构思巧妙、简单，成本低，具有广泛的应用价值。

附图说明：

图1为本发明缓冲吸能装置实施例结构示意图；

图2为本发明缓冲吸能装置实施例使用状态图。

图中：

1-限位杆； 2-弹簧； 3-电磁铁； 4-插销；

5-保险杠； 6-吸能筒； 7-吸能筒壳体；8-推动装置；

9-汽车车身或纵梁。

具体实施方式：

在汽车构造理论中，车身结构的合理设计是汽车安全性设计的非常重要
的一个环节，汽车正面碰撞的主要保护措施之一就是利用汽车前部的压溃变
形吸收能量，缓解碰撞加速度。以往的车身设计，要保证汽车发生碰撞时，
前部结构要尽可能多的吸收撞击能量，使作用于乘员上的力和加速度降到规
定的范围内；另一方面，又要防止方向盘、发动机、变速箱等刚性部件侵入
驾驶室。这两个方面在一定的车长限制下是互相矛盾的，后者又将车身前部
变形距离限制在一个有限的范围内，根据公式W＝FS，当变形距离S一定时，
吸收的能量W越大，则碰撞力F越大，就不能达到汽车安全法规的要求。为
解决上述矛盾，本发明在汽车车身前面位置设置一缓冲吸能装置，使汽车在
碰撞前的瞬间增加缓冲吸能距离S，通过汽车前部吸能装置的压溃变形以吸
收较大的碰撞能量W，以减少碰撞力F，从而降低汽车的受损程度及乘员受
到的冲击。

本发明根据上述方法设计了一缓冲吸能装置，图1、图2展示了本发明
一个应用实施例，如图所示，它是在汽车车身或纵梁9上装设一吸能筒壳体
7，该吸能筒壳体7内套装一薄壁梁吸能筒6，吸能筒6和吸能筒壳体7截面
形状可设计成圆筒形、方筒形或其它多边筒形，这种结构具有较好的强度和
吸能效果。吸能筒6一端与保险杠5连接，底端与推动装置8相接，该推动
装置8置于吸能筒壳体7内，位于吸能筒6底部和吸能筒壳体7底部之间，
可在汽车碰撞发生的瞬间将吸能筒6推出车外，同时使保险杠5向前伸出，
使汽车车身前端与保险杠5之间的距离增加，以增加汽车前部的压溃变形距
离。推动装置8可为弹簧，或为气体发生装置(本发明图中所示的推动装置
实施例为弹簧)，在汽车碰撞前的瞬间引爆，产生的气体推动吸能筒6移动。
在吸能筒6后端，开设有一小孔，可与吸能筒壳体7上对应开设的小孔套合，
插销4置于该孔内，可通过置于其上方且与电控系统相连的电磁铁3拨出孔
外。在吸能筒壳体7上，还设有一个或一个以上限位杆1，该限位杆1与一
弹簧2连接，该弹簧2正常状态为受压状态，置于吸能筒壳体7前部。如图
1所示，在汽车正常行驶状态下，吸能筒6装于吸能筒壳体7中，插销4插
入吸能筒壳体7和吸能筒6开设的孔中，使吸能筒6置于吸能筒壳体7内，
不能移动。如图2所示，汽车发生碰撞前，一般驾驶员会采取紧急制动措施，
产生很大的加速度，电控系统就能实时检测到危险状态，电磁铁3通电，吸
引插销4向上移动，使其脱离吸能筒6和吸能筒壳体7，此时，由于推动装
置8作用，吸能筒6在其推动下很快伸出到吸能筒壳体7的前面，同时，处
于受压状态的弹簧2推动限位杆1移动，使其末端伸入到吸能筒6之末端之
后，以保证吸能筒6不能往后移动。这样，吸能筒6的伸出端部分就能提供
较大的吸能空间，撞车时，吸能筒6伸出端发生褶皱变形，吸收汽车动能，
对汽车和乘员进行保护。采用本发明结构，既能提供较大的吸能空间，减小
碰撞加速度，增加变形吸能，又能保证乘员的生存空间。