專利名稱：一種吸能型汽車車門的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車零部件，特別是關于一種用于保障汽車碰撞安全及保護行人的吸能型汽車車門。
背景技術：
隨著汽車技術的不斷發(fā)展和汽車保有量的不斷增加，人們對汽車安全性能的要求日益增加。在交通事故中，車內乘員較為常見得到受傷原因如下1、乘員未系安全帶而由于慣性被甩出車體。2、乘員與車門發(fā)生碰撞擠壓造成軀干及腿部傷害。因此，提高汽車車門的沖擊能量吸收作用，對于提高汽車乘員保護將起到重要作用。典型的車門由兩個或兩個以上的車門面板構成，并通過鉸鏈方法固定在車身車門框架上。車門的主要作用是1、防止車內乘員受到免于車外自然環(huán)境影響。2、防止乘員拋出車外。3、隔音。4、為整體車架提供有效支撐剛度。隨著側碰事故的日益增加，人們已經開始關注如何提高車輛安全性能設計以提高側面碰撞時車輛安全性。通過實驗室的側碰實驗，可以很清楚地發(fā)現假人腿部、髖部及軀干部分區(qū)域的損傷主要源自車門與乘員的碰撞、 擠壓。若使車門總體剛度增加，車門變形就會大幅下降，也就減少了與乘員發(fā)生擠壓的概率，但是與此同時，乘員由于慣性作用與車門相接觸時損傷便會增加；反之，若降低車門剛度，車門變形會大幅增加，使得乘員的生存空間在事故發(fā)生時迅速減小，導致嚴重后果。為此，設計開發(fā)能量吸收型車門成為提高車輛乘員保護性能的有效解決途徑。例如，專利申請?zhí)枮?00920150434.4的文獻中專門針對減少車門對乘員大腿和小腿的傷害，開發(fā)了一種新的能量吸收車門，能夠顯著減輕大腿遠端的運動反應。但是，現有的能量吸收型車門的能量能力還存在以下缺點1、碰撞吸能響應速度慢。2、吸能總量少。3、吸能具有方向性(也即只能針對來自一種方向的沖擊載荷進行有效吸能)。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能有效吸收沖擊能量，不易發(fā)生變形，有效保乘員安全的吸能型汽車保險杠。為實現上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案一種吸能型汽車車門，其特征在于 它包括內車門板、外車門板、空腔、封裝件、車門密封條、門鉸鏈總成、門鎖拉桿和能量吸收部件；所述內車門板和外車門板之間形成所述空腔，所述空腔內填充有所述封裝件，所述空腔上方覆蓋有所述車門密封條；所述吸能型汽車車門通過所述門鉸鏈總成與車體連接，并由所述門鎖拉桿將關門后的車門鎖止；所述能量吸收部件嵌入所述吸能型汽車車門內并且位于下部，所述能量吸收部件內填充有所述封裝件。所述封裝件包括封裝層、納米多孔材料和液體，所述納米多孔材料和液體組成納米多孔材料-液體混合物層，所述納米多孔材料-液體混合物層由所述封裝層封裝成所述封裝件。所述納米多孔材料采用沸石、多孔硅或多孔碳；所述液體采用去離子水或酒精。
所述封裝層采用由聚碳酸酯或纖維增強樹脂制成的薄聚合物膜。所述內車門板、外車門板均為連續(xù)體，所述空腔內的封裝件與所述內車門板、外車門板直接粘接。所述能量吸收部件采用高強度泡沫材料構成，其漬縮強度高于所述納米多孔材料-液體混合物層壓漬載荷閾值。本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由于采用在由內車門板和外車門板形成的空腔內填充有封裝件，并在能量吸收部件中也填充有封裝件，使得車門在任意方向上都能夠提供低而均勻的擠壓載荷平臺，使得沖擊能量能夠有效吸收，從而保護被撞車輛的乘員安全。2、本發(fā)明由于封裝件由封裝層、納米多孔材料和液體組成，納米多孔材料和液體組成納米多孔材料-液體混合物層，納米多孔材料-液體混合物層能夠在受到外界物體沖擊之后，迅速吸收沖擊能量。本發(fā)明可以廣泛應用于汽車領域中。


圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；圖2是圖1中A向視圖，即封裝件的結構示意圖；圖3是本發(fā)明納米多孔材料-液體混合物層在準靜態(tài)壓縮下的壓強-體積變量曲線示意圖，其中帶有小方塊的曲線表示第一次加載后的壓強-體積變量曲線；帶有小圓圈的曲線第二次加載后的壓強-體積變量曲線。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖1所示，本發(fā)明包括內車門板1、外車門板2、空腔3、封裝件4、封裝件5、門鉸鏈總成6、門鎖拉桿7和能量吸收部件8。內車門板1和外車門板2之間形成空腔3，空腔3 內填充有封裝件4，空腔3上方還覆蓋有封裝件5，用于密封、隔音。本發(fā)明的吸能型汽車車門通過門鉸鏈總成6與車體連接，實現車門的自由開合，并由門鎖拉桿7將關門后的車門進行有效鎖止，防止車門在車輛行駛過程中不按照乘員意愿進行開合。能量吸收部件8嵌入吸能型汽車車門內并且位于吸能型汽車車門下部，能量吸收部件8內也填充有封裝件4。上述實施例中，內車門板1、外車門板2均為連續(xù)體，且空腔3內的封裝件4與內車門板1、外車門板2直接粘接。上述各實施例中，如圖2所示，封裝件4包括封裝層9、納米多孔材料10和液體11， 納米多孔材料10和液體11組成納米多孔材料-液體混合物層12，納米多孔材料-液體混合物層12由封裝層9進行封裝，形成封裝件4。當外物沖擊發(fā)車門時，會將壓縮載荷和彎矩載荷傳遞至中間納米多孔材料-液體混合物層12，該混合物材料具有起始作用載荷閾值可調、響應時間短(為正常吸能材料的1/102_3)、吸收能量總量大(為正常吸能材料的102_3 倍)的特點，能夠迅速吸收大量沖擊能量，從而起到保護乘員和車輛結構的作用?？紤]到車輛在正常行駛過程中可能與小石塊、沙粒、昆蟲等小物體相接觸，因此初始載荷閾值應設置在較高水平。上述實施例中，納米多孔材料-液體混合物層12可以根據不同固體材料與液體材料的搭配以及濃度的調整來確定壓縮閾值應力，因此具有可調的擠壓強度閾值。根據實驗室碰撞實驗結果確定的車門與乘員接觸產生傷害力的閾值來確定納米多孔材料-液體混合物層12沖擊吸能起始閾值。當外界沖擊載荷產生的應力高于該閾值，則納米多孔材料-液體混合物層12開始迅速吸收能量。且該納米多孔材料-液體混合物層12在外界載荷撤除時能夠恢復原有的吸能能力，從而能夠重復使用。在整個材料的力學行為中，納米多孔材料-液體混合物層12主要用于能量吸收的原理在于液體分子進入到多孔材料孔內過程中，需要克摩擦阻力；由于納米多孔材料10內部微孔的數量巨大，導致摩擦阻力非常大，故在液體分子進入內部孔洞時需要耗散大量能量。該混合物材料在多次加卸載后仍然能夠保證優(yōu)異的能量吸收性能(如圖3所示)，因此非常用于適合交通事故中的車輛多次碰撞及乘員與車門多次碰撞的能量吸收。上述各實施例中，納米多孔材料10可以采用沸石、多孔硅或多孔碳等，液體11可以采用去離子水或酒精。上述各實施例中，封裝層9采用高強度薄聚合物層，例如，封裝層9采用由聚碳酸酯或纖維增強樹脂制成的薄聚合物膜。上述各實施例中，能量吸收部件8采用高強度泡沫材料構成，其漬縮強度高于納米多孔材料-液體混合物層12壓漬載荷閾值。綜上所述，在碰撞過程中，空腔3中的封裝件4首先吸收一部分沖擊能量(尤其是大幅削減峰值沖擊能量)，其次沖擊波傳遞到能量吸收部件8中，再由能量吸收部件8中的封裝件4吸收剩余的沖擊能量，從而起到保護乘員的作用。由于能量吸收部件8的漬縮載荷閾值低于封裝件4內納米多孔材料-液體混合物層12的壓漬載荷閾值，因此能夠保證納米多孔材料-液體混合物層12能夠充分發(fā)揮能量吸收作用。由此可知，乘員與車門接觸引起的垂直載荷與水平載荷，以及兩車碰撞產生垂直載荷所引起的壓縮、拉伸和彎曲應力都傳遞給封裝件4內納米多孔材料-液體混合物層12，從而由納米多孔材料-液體混合物層 12均勻吸收沖擊能量。上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的結構和連接方式都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術方案的基礎上，凡根據本發(fā)明原理對個別部件的連接和結構進行的改進和等同變換，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
權利要求
1.一種吸能型汽車車門，其特征在于它包括內車門板、外車門板、空腔、封裝件、車門密封條、門鉸鏈總成、門鎖拉桿和能量吸收部件；所述內車門板和外車門板之間形成所述空腔，所述空腔內填充有所述封裝件，所述空腔上方覆蓋有所述車門密封條；所述吸能型汽車車門通過所述門鉸鏈總成與車體連接，并由所述門鎖拉桿將關門后的車門鎖止；所述能量吸收部件嵌入所述吸能型汽車車門內并且位于下部，所述能量吸收部件內填充有所述封裝件。
2.如權利要求1所述的一種吸能型汽車車門，其特征在于所述封裝件包括封裝層、納米多孔材料和液體，所述納米多孔材料和液體組成納米多孔材料-液體混合物層，所述納米多孔材料-液體混合物層由所述封裝層封裝成所述封裝件。
3.如權利要求2所述的一種吸能型汽車車門，其特征在于所述納米多孔材料采用沸石、多孔硅或多孔碳；所述液體采用去離子水或酒精。
4.如權利要求2所述的一種吸能型汽車車門，其特征在于所述封裝層采用由聚碳酸酯或纖維增強樹脂制成的薄聚合物膜。
5.如權利要求3所述的一種吸能型汽車車門，其特征在于所述封裝層采用由聚碳酸酯或纖維增強樹脂制成的薄聚合物膜。
6.如權利要求1或2或3或4或5所述的一種吸能型汽車車門，其特征在于所述內車門板、外車門板均為連續(xù)體，所述空腔內的封裝件與所述內車門板、外車門板直接粘接。
7.如權利要求1或2或3或4或5所述的一種吸能型汽車車門，其特征在于所述能量吸收部件采用高強度泡沫材料構成，其漬縮強度高于所述納米多孔材料-液體混合物層壓漬載荷閾值。
8.如權利要求6所述的一種吸能型汽車車門，其特征在于所述能量吸收部件采用高強度泡沫材料構成，其漬縮強度高于所述納米多孔材料-液體混合物層壓漬載荷閾值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸能型汽車車門，其特征在于它包括內車門板、外車門板、空腔、封裝件、車門密封條、門鉸鏈總成、門鎖拉桿和能量吸收部件；內車門板和外車門板之間形成空腔，空腔內填充有封裝件，空腔上方覆蓋有車門密封條；吸能型汽車車門通過門鉸鏈總成與車體連接，并由門鎖拉桿將關門后的車門鎖止；能量吸收部件嵌入所述吸能型汽車車門內并且位于下部，能量吸收部件內填充有封裝件。本發(fā)明由于采用在由內車門板和外車門板形成的空腔內填充有封裝件，并在能量吸收部件中也填充有封裝件，使得車門在任意方向上都能夠提供低而均勻的擠壓載荷平臺，使得沖擊能量能夠有效吸收，從而保護被撞車輛的乘員安全。本發(fā)明可以廣泛應用于汽車領域中。
文檔編號B32B33/00GK102275486SQ201110133430
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權日2011年5月23日
發(fā)明者李一兵, 許駿, 陳曦 申請人:清華大學