專利名稱：安全汽車車架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
安全汽車車架一、 技術(shù)領(lǐng)域-本實用新型涉及安全汽車車架，采用"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"改進(jìn)目前使用 的汽車車架，使汽車在高速碰撞瞬間確保司乘人員安全脫險。其應(yīng)用 領(lǐng)域包括小轎車、吉普車和越野車等汽車。二、 背景技術(shù)在背景技術(shù)中，自汽車工業(yè)發(fā)展的數(shù)百年以來，其汽車底盤車架 均是由兩根對稱的槽形型鋼制成的車架，國內(nèi)國外一直這樣使用，大 量的汽車碰撞及事故表明，特別是在高速碰撞瞬間，車體發(fā)生擠壓變 形，將司機(jī)和乘員活活擠壓在殘變的車體內(nèi)，導(dǎo)致人員重傷，甚至喪 生，即使在搶救人員趕到事故現(xiàn)場，受傷人員被車架結(jié)構(gòu)及車體構(gòu)件 緊緊卡住，很難將人員從殘變車體內(nèi)拖出來，常常又叫來吊車、氣割 等設(shè)備施救，這樣往往延誤了搶救生命的時間。另外，據(jù)汽車事故資料報導(dǎo)，我國每年因汽車事故死亡的人數(shù)達(dá)IO萬人，而汽車事故中，因高速碰撞事故約占70%。在這種情況 下，現(xiàn)行的車架結(jié)構(gòu)只有改進(jìn)，才能減少人員重殘或傷亡。三、實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是研制一種安全汽車車架，針對現(xiàn)行小轎車、 吉普車、越野車的車架結(jié)構(gòu)不足之處，即當(dāng)汽車發(fā)生高碰撞瞬間所發(fā) 生的車架變形對車內(nèi)人員安全造成威脅，而提出技術(shù)改進(jìn)方案。本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種安全汽車車架，由車架大梁1和失穩(wěn)結(jié)構(gòu)4組成，其特征 是位于駕駛員坐椅5下前方的車架大梁1中間安裝失穩(wěn)結(jié)構(gòu)4，失穩(wěn)結(jié)構(gòu)4由左右傾斜面板7、 9和水平失穩(wěn)構(gòu)件8相互鉸接組成。本實用新型的技術(shù)解決方案還包括在失穩(wěn)結(jié)構(gòu)4中，左傾斜面板7和水平失穩(wěn)構(gòu)件8球鉸接點(diǎn)為 I，右傾斜面板9和水平失穩(wěn)構(gòu)件8球鉸接點(diǎn)為J，左右傾斜面板7、 9柱鉸接點(diǎn)為K。經(jīng)過研制和計算，本實用新型提出在車架大梁1的兩根主梁中部 安裝"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"，該"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"要滿足下述條件① 該"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"中的所有構(gòu)件在碰撞過程中均失去穩(wěn)定狀態(tài)；② 該"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"中的所有構(gòu)件在失穩(wěn)過程中保持一定的強(qiáng)度， 即不能斷裂；③ 該"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"在汽車碰撞過程結(jié)束時，所發(fā)生的車體變形不 能恢復(fù)。滿足上述三條件所設(shè)計的"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"，在汽車碰撞瞬間，方可 使司機(jī)和乘員自動逃逸，免于重殘甚至免于喪生。由于不同牌號的汽 車實際重量、車架結(jié)構(gòu)和發(fā)動機(jī)參數(shù)的不同，因此，要針對具體型號 的汽車來設(shè)計"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果1、安裝"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"的車架，當(dāng)汽車高速碰撞瞬間，按動力學(xué) 原理，車架發(fā)生預(yù)計的變形，利用前后車架(K點(diǎn)以前和K點(diǎn)以后部 分)繞K點(diǎn)瞬間轉(zhuǎn)動的特點(diǎn)，保證了車架不會發(fā)生擠壓破壞；并且碰 撞結(jié)束車架變形不可恢復(fù)。2、 萬一發(fā)生高速碰撞的瞬間，車內(nèi)人員隨后車架運(yùn)動，并迅速 與方向盤分離，并向后拋出，避免了車內(nèi)人員被卡、被擠壓的可能， 從而隨車箱頂蓋向后拋去，而脫離危險。3、 本實用新型的作用及功能是當(dāng)汽車發(fā)生高速碰撞瞬間，該 新型車架將發(fā)生預(yù)計變形，可將司乘人員瞬間從車內(nèi)自動彈出(或推 出車體)，避免人員重傷或死亡。人的生命是寶貴的，每人也只有一 次生命，采用"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"改造年架，經(jīng)過動力計算和分析完全可以保護(hù)司機(jī)和乘員的生命安全。四、
圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)主視示意圖；圖2是圖1中A部結(jié)構(gòu)放大 示意圖；圖3是圖2中的B向示意圖；圖4是圖1中A部立體結(jié)構(gòu)放 大示意圖；圖5是圖1的俯視示意圖；圖6是使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。上述圖中標(biāo)號說明l-車架大梁，2-前橋彈簧，3-車輪，4-安裝 的失穩(wěn)結(jié)構(gòu)，5-駕駛員坐椅，6-方向盤，7-左傾斜面板，8-水平失 穩(wěn)構(gòu)件，9-右傾斜面板。五具體實施方式
參見圖1和圖2所示，以某汽車底盤車架結(jié)構(gòu)為例發(fā)明點(diǎn)就是 在車架大梁1的中部位置安裝"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"4，該"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"4中每 個構(gòu)件的截面尺寸、長度、材質(zhì)要根據(jù)汽車的具體車架結(jié)構(gòu)、車重及 發(fā)動機(jī)參數(shù)進(jìn)行計算確定。計算方法是沖量定理、沖量矩定理及三 維動力有限元理論。"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"4中左傾斜面板7、水平失穩(wěn)構(gòu)件8 和右傾斜面板9彼此相互鉸接，鉸接點(diǎn)為K、 I、 J，其中K為柱鉸鏈 連接，I、 J點(diǎn)均為球鉸鏈連接。參見圖3和圖4，球鉸節(jié)點(diǎn)I點(diǎn)從平面圖看是兩個點(diǎn)I,和l2,同 理球鉸節(jié)點(diǎn)J點(diǎn)從平面圖看也是兩個點(diǎn)J，和J2， H失穩(wěn)構(gòu)件、I2J2 失穩(wěn)構(gòu)件和I, J2失穩(wěn)構(gòu)件的兩端均用球鉸鏈與車架大梁1連接，柱鉸 鏈?zhǔn)荎, K2,左傾斜面板7是由1,12 K, K2四點(diǎn)組成的斜面，右傾斜面 板9是由J,J2 K, K2四點(diǎn)組成的斜面，水平失穩(wěn)構(gòu)件8是由I,hJ， J2 四點(diǎn)組成的底平面，這三個面組成等腰三角柱形，剖面呈三角形。參見圖5，車架大梁1兩側(cè)中部安裝失穩(wěn)結(jié)構(gòu)4，可以看出K柱 鉸鏈K,K2的結(jié)構(gòu)。參見圖6，在汽車正常運(yùn)行狀態(tài)時，"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"4由于采用鉸 接三角形構(gòu)件組成，實為兩個"盤沐"——幾何不變體，因而在汽車 正常運(yùn)行情況，各構(gòu)件均受拉力，保證了整體車架的穩(wěn)定性，車架結(jié) 構(gòu)承受靜載和動載都不變，與原來未改造的車架作用和功能完全一 樣。當(dāng)汽車發(fā)生高速碰撞狀態(tài)時，碰撞瞬時車架l沿軸向承受巨大的 碰撞力，迅速傳遞到"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"4，"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"4的各個鉸接構(gòu)件 均在沖擊力作用下發(fā)生受壓變形失去穩(wěn)定，I,、 J,、 12、 J2點(diǎn)迅速繞 K, 、 K2點(diǎn)相對轉(zhuǎn)動而靠近，前輪3碰撞而不動，車架大梁1中的K點(diǎn) 以后的車架由于慣性力作用，擠壓到K、 J兩點(diǎn)，促使K點(diǎn)急驟向上 位移，導(dǎo)致車架瞬間發(fā)生"人字形"變形，使駕駛員與方向盤6立即 分離，方向盤6隨前車架1向前運(yùn)動，司機(jī)和乘員隨后車架l向后運(yùn) 動，并自動拋出，車內(nèi)人員迅速脫險。這里需要說明的是圖1至圖5中，由兩個面(I，I2K2 K,和J山 K2K,)和三個構(gòu)件組成"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"，也可以由兩個面和四個構(gòu)件組 成"失穩(wěn)結(jié)構(gòu)"，即IJK、 1J平面內(nèi)設(shè)置兩端鉸接構(gòu)件三個或四個， K點(diǎn)為柱鉸鏈連接。
權(quán)利要求1、安全汽車車架，其特征是由車架大梁(1)和失穩(wěn)結(jié)構(gòu)(4)組成，其特征是位于駕駛員坐椅(5)下前方的車架大梁(1)中間安裝失穩(wěn)結(jié)構(gòu)(4)，失穩(wěn)結(jié)構(gòu)(4)由左右傾斜面板(7、9)和水平失穩(wěn)構(gòu)件(8)鉸接組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全汽車車架，其特征是在失穩(wěn)結(jié)構(gòu)(4)中，左傾斜面板(7)和水平失穩(wěn)構(gòu)件(8)球鉸接點(diǎn)為I,右傾斜面板(9) 和水平失穩(wěn)構(gòu)件(8)球鉸接點(diǎn)為J，左右傾斜面板(7、 9)柱鉸接點(diǎn)為 K。
專利摘要本實用新型涉及安全汽車車架。在背景技術(shù)中，其汽車底盤車架均是由兩根對稱的槽形型鋼制成的車架，汽車碰撞及事故表明，車體發(fā)生擠壓變形，將司機(jī)和乘員活活擠壓在殘變的車體內(nèi)，導(dǎo)致人員重傷，甚至喪生。本實用新型的目的是研制一種安全汽車車架。本實用新型結(jié)構(gòu)是位于駕駛員坐椅5下前方的車架大梁1中間安裝失穩(wěn)結(jié)構(gòu)4，失穩(wěn)結(jié)構(gòu)4由左右傾斜面板7、9和水平失穩(wěn)構(gòu)件8鉸接組成。有益效果是保證了車架不會發(fā)生擠壓破壞；并且碰撞結(jié)束車架變形不可恢復(fù)。車內(nèi)人員隨著后車架運(yùn)動與前車架上的方向盤迅速分離，并向后拋出，避免了車內(nèi)人員被卡被擠壓的可能，從而隨車箱頂蓋向后拋去，而脫離危險。
文檔編號B62D21/15GK201116139SQ20072003260
公開日2008年9月17日 申請日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者劍 何, 郭天德 申請人:郭天德;何 劍