一種氣壓驅動式摩擦自鎖碰撞吸能裝置，其外殼的后端裝有底板，底板中部開有進氣孔；外殼前端與銷座連接，銷座的前端口固定安裝了蓋板，裝在外殼中的吸能梁的后端同活塞前端連接，活塞外圓面的兩道溝槽中對應嵌有Ｏ型圈和密封圈；活塞外周有臺階與裝有橡皮墊的銷座相對，銷座內腔與吸能梁之間有環向錐形環隙，至少三只與錐形環隙錐度對應的楔形鎖塊裝在所述錐形環隙中，并于錐形環隙圓周均勻分布；蓋板與各楔形鎖塊前端設有內裝導向彈簧和導向銷的導向孔；外殼前端、吸能梁與小座體之間沿外殼徑向有四個鎖定機構。該裝置具有摩擦自鎖可靠性強、碰撞吸能效果好、結構簡單緊湊、成本低廉等優點，能實現能量的逐級吸收，可廣泛應用于現有大客車及平頭貨車的碰撞安全性改進和新型車的開發。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術主要涉及汽車碰撞安全性設計領域，特指一種可以在客車及貨車等具有高 壓氣源的車輛上使用的氣壓驅動式摩擦自鎖碰撞吸能裝置。該裝置的吸能梁在氣壓驅動下 可快速伸出，并實現可靠自鎖，在碰撞過程中增加吸能空間。
技術介紹
隨著我國公路交通系統的不斷發展和完善，公路客運量和客運周轉量均遙遙領先 于其他客運運輸方式的總和。從城市的公共交通，到城際之間的中長途客運，再到城鎮和農 村的短途客運，客車都是方便快捷的交通工具，但是客車交通安全事故卻不容忽視。大客車 具有載客量大，單位運輸成本較低等優點。然而，大客車為了充分利用空間，通常設計成平 頭結構，使得其在碰撞過程中沒有足夠的吸能空間吸收碰撞能量，碰撞安全性較差，容易造 成乘員傷亡。平頭貨車同樣也存在駕駛室前部吸能空間短的缺點。因此有必要研制一種碰 撞吸能裝置，以擴展客車及平頭貨車的前部碰撞吸能空間，提高其碰撞安全性。該裝置具有 重要的社會意義和應用前景。
技術實現思路
本專利技術的目的是，提供一種氣壓驅動式摩擦自鎖碰撞吸能裝置，它的摩擦自鎖可 靠性強、碰撞吸能效果好、結構簡單緊湊、成本低廉，可有效解決大客車及平頭貨車前部碰 撞吸能空間不足的問題。本專利技術的技術方案是，所述氣壓驅動式摩擦自鎖碰撞吸能裝置有圓筒形外殼，其 結構特點是，所述外殼的后端固定安裝有底板，底板中部開有進氣孔；外殼前端與銷座的 后端固定連接，銷座的前端口固定安裝了蓋板，吸能梁裝在外殼中且吸能梁的前端位于蓋 板外，吸能梁的后端同活塞的前端固定連接，活塞外圓面有兩道溝槽，起密封潤滑作用的0 型圈和密封圈分別嵌在對應的溝槽中；活塞外周有臺階與銷座后端面相對，銷座后端面裝 有橡皮墊；銷座內腔與吸能梁之間有錐形環隙且該錐形環隙的較大口徑端位于銷座前端， 至少三只與錐形環隙錐度對應的楔形鎖塊裝在所述錐形環隙中，并于錐形環隙圓周均勻分 布；蓋板端面上的導向孔與各楔形鎖塊前端面上的導向孔相對應，導向孔中裝有導向彈簧 和導向銷；外殼前端、吸能梁與小座體之間沿外殼徑向設有四個裝有鎖定鋼球和鎖定彈簧 的鎖定機構，并沿圓周均勻分布。以下對本專利技術做出進一步說明。參見圖1，殼體6前后分別與銷座2、底板8相連接，在殼體6內部形成氣缸，活塞 7與吸能梁5后端固定連接，可在氣缸內滑動；蓋板1和楔形鎖塊3導向孔內的導向銷9和 導向彈簧10對楔形鎖塊3的摩擦自鎖導向；所述外殼前端與吸能梁之間的鎖定機構可限制 吸能梁相對于外殼的軸向移動，即防止吸能梁5意外滑出。參見圖1，實際使用時，本裝置安裝在汽車前部縱梁與保險杠之間，吸能梁的前端 (圖1中該構件左端)朝向車輛前進方向，底板8上的進氣孔13連接進氣管，吸能梁5回縮于氣缸(外殼)中。當即將發生碰撞時，高壓氣體從與底板8的進氣孔13相連的進氣管進入氣缸，在 活塞7表面施加巨大的驅動力，從而克服所述鎖定機構對與活塞7相連的吸能梁5的鎖定 力而向前(圖1左側)運動。氣缸盡頭的橡皮墊4與活塞7的外周臺階相對，可對高速運動 的活塞7起緩沖作用；吸能梁5在向前推出的過程中，通過摩擦力帶動楔形鎖塊3向前運 動，吸能梁5與銷座2之間的間隙增大，楔形鎖塊3松動，從而對吸能梁5不具有摩擦自鎖 作用；當吸能梁5開始向后的反方向(圖1中向右)運動時，楔形鎖塊3在導向彈簧10的彈 力作用下與吸能梁5產生的摩擦力使楔形鎖塊3產生向后的運動，楔形塊鎖3在銷座2的 錐面作用下與吸能梁5越壓越緊，從而使摩擦力迅速增加，機構實現可靠自鎖。吸能梁5可 在向后方向任意位置通過各楔形鎖塊3和吸能梁5之間的摩擦力實現可靠自鎖；另外，可設 計為吸能梁5壁厚小于殼體6壁厚，在碰撞力的作用下，首先接觸碰撞的吸能梁5發生壓潰 塑性變形，吸收碰撞能量；然后，殼體6再發生壓潰塑性變形，吸收剩余碰撞能量，實現碰撞 能量的逐級吸收；當沒有發生碰撞且危險消除后，可調節相應自鎖機構使楔形鎖塊3摩擦 自鎖失效，收回吸能梁5，使裝置恢復縮回狀態。由以上可知，本專利技術為一種氣壓驅動式摩擦自鎖碰撞吸能裝置，它在氣壓的驅動 下，快速伸出吸能梁，并通過摩擦力實現吸能梁在任意位置的可靠自鎖，從而增加吸能空 間；其結構簡單緊湊，可在現有車輛的前縱梁直接改裝，成本低廉、可靠性強，能有效解決大 客車及平頭貨車前部碰撞吸能空間不足的問題，適用范圍廣。附圖說明圖1是本專利技術一種實施例的剖視結構示意圖(吸能梁回縮于氣缸中)； 圖2是圖1所示裝置中吸能梁伸出氣缸的剖視結構示意圖3是圖1中楔形鎖塊的縱向剖結構示意圖； 圖4是楔形鎖塊在錐形環隙中沿圓周均勻分布示意圖。在圖中 1 一蓋板， 4一橡皮墊， 7—活塞， 10—導向彈簧， 13—進氣孔， 16—密封圈，具體實施例方式以下將結合附圖和具體實施例對本專利技術做進一步詳細說明。如圖1、圖2所示，本專利技術的氣壓驅動式摩擦自鎖碰撞吸能裝置有圓筒形外殼6，該 外殼6的后端固定安裝有底板8，底板8中部開有進氣孔13 ；外殼6前端與銷座2的后端固 定連接，銷座2的前端口固定安裝了蓋板1，吸能梁5裝在外殼6中且該吸能梁5的前端(圖 1中左端)位于蓋板1外，吸能梁5的后端同活塞7的前端固定連接，活塞7外圓面有兩道 溝槽，起潤滑作用的0型圈15和密封圈16分別嵌在對應的溝槽中；活塞7外周有臺階142--銷座，3--楔形鎖塊，5--吸能梁，6-一殼體，8-_底板，9-一導向銷，11-一鎖定彈簧，12-一鎖定鋼球，14-一臺階，15-一0型圈，17-—小座體。與銷座2后端面相對，銷座2后端面裝有橡皮墊4 ；銷座2內腔與吸能梁5之間有錐形環隙 且該錐形環槽的較大口徑端位于銷座2前端(圖1左端)，如圖3和圖4，至少三只與錐形環 隙錐度對應的楔形鎖塊3裝在所述錐形環隙中，并于錐形環隙圓周均勻分布；蓋板1前端面 上的導向孔與各楔形鎖塊3前端面上的導向孔相對應，導向孔中裝有導向彈簧10和導向銷 9。外殼6前端、吸能梁5與小座體17之間設有四個裝有鎖定鋼球和鎖定彈簧的鎖定機構， 并沿圓周均勻分布。如圖1，所述鎖定機構的一種實施例結構是，在外殼6上焊接小座體，該小 座體頂面至吸能梁5之間開有徑向小通孔，吸能梁5開有對應于該小通孔的鎖球孔；小通孔 由內至外依次裝有鎖定鋼球12、鎖定彈簧11、螺釘。在車輛正常行駛吸能梁5處于縮回狀 態下，鎖定鋼球12在鎖定彈簧11的彈簧力的作用下鎖定在吸能梁5的鎖球孔處，防止吸能 梁5意外滑出。如圖1，所述的摩擦自鎖機構的一種實施例結構是，在銷座2內腔和吸能梁5之間 的錐形環隙，裝有至少三只與環隙錐度對應的楔形鎖塊3，并沿圓周方向均勻分布。當即將 發生碰撞，吸能梁5在向前推出過程中，通過摩擦力帶動楔形鎖塊3向前運動，吸能梁5與 銷座2之間的間隙增大，楔形鎖塊3松動，從而對吸能梁5不具有摩擦自鎖作用；當吸能梁 5開始向后的反方向(圖1中向右)運動時，楔形鎖塊3在導向彈簧10的彈力作用下與吸能 梁5產生的摩擦力使楔形鎖塊3產生向后的運動，楔形塊鎖3在銷座2的錐面作用下與吸 能梁5越壓越緊，從而使摩擦力迅速增加，機構實現可靠自鎖。避免吸能梁在碰撞力的作用 下縮回氣缸，使吸能梁5喪失吸能作用。吸能梁5可在向后方向任意位置通過各楔形鎖塊3 和吸能梁5之間的摩擦力實現可靠自鎖；另外，可設計為吸能梁5壁厚小于殼體6壁厚，在 碰撞力的作用下，首先本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種氣壓驅動式摩擦自鎖碰撞吸能裝置，其特征是，有圓筒形外殼（６），該外殼６的后端固定安裝有底板（８），底板（８）中部開有進氣孔（１３）；外殼（６）前端與銷座（２）的后端固定連接，銷座（２）的前端固定安裝蓋板（１），吸能梁（５）裝在外殼（６）中且該吸能梁（５）的前端位于蓋板（１）外，吸能梁（５）的后端同活塞（７）的前端固定連接，活塞（７）外圓面有兩道溝槽，Ｏ型圈（１５）和密封圈（１６）分別嵌在對應的溝槽中；活塞（７）外周有臺階（１４）與銷座（２）后端面相對，銷座（２）后端面裝有橡皮墊（４）；銷座（２）內腔與吸能梁（５）之間有錐形環隙且該錐形環槽的較大口徑端位于銷座（２）前端，至少三只與錐形環隙錐度對應的楔形鎖塊（３）裝在所述錐形環隙中，并于錐形環隙圓周均勻分布而組成摩擦自鎖機構；蓋板（１）前端面上的導向孔與各楔形鎖塊（３）前端面上的導向孔相對應，導向孔中裝有導向彈簧（１０）和導向銷（９）；外殼（６）前端、吸能梁（５）與小座體（１７）之間設有四個裝有鎖定鋼球和鎖定彈簧的鎖定機構，并沿圓周均勻分布。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹立波，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：43[中國|湖南]
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