CN103287381A - 一种汽车的吸能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车的吸能装置，包括具有前防撞梁，蒙皮，下格栅和上格栅的保险杠系统，与所述下格栅和所述上格栅固定连接的吸能盒和集成于所述蒙皮上的副吸能盒，所述吸能盒具有U型断面并具有吸能盒U型底和从其延伸的吸能盒U型壁，所述吸能盒U型底对应于所述前防撞梁设置，所述副吸能盒嵌套在所述吸能盒的内部。本发明的汽车的吸能装置在汽车与行人碰撞过程中，副吸能盒可以在吸能盒接近压溃时提供持续刚度，从而对行人小腿进行保护，降低对行人腿部的伤害。本发明的汽车的吸能装置能够同时满足GB/T24550-2009和GB17354的要求，既能够减小对行人小腿部的伤害，又能够降低低速碰撞对汽车的伤害。

Description

一种汽车的吸能装置
技术领域
本发明涉及汽车构件，更具体地涉及一种汽车的吸能装置。
背景技术
随着汽车工业的不断发展和消费市场的日趋成熟，汽车的碰撞安全性越来越被人们所重视。一方面，在发生碰撞时，不合理的变形会减少乘员舱的生存空间，严重威胁乘员的安全，现有的汽车防撞吸能装置主要针对这一点进行设计。另一方面，人们不再局限于保护车内的乘员安全，而是扩大到保护与汽车发生碰撞的行人。当汽车与行人发生碰撞时，通常都是车身直接与行人腿部发生接触，对行人腿部造成伤害，现有的针对乘员安全进行设计的汽车防撞吸能装置难以满足国标GB/T24550-2009的要求。申请号为201120557659.9的专利申请提供了一种汽车保险杠的行人小腿防撞梁，该防撞梁包括彼此邻接的一级吸能区域和二级吸能区域，但是该吸能装置无法满足GB17354对汽车低速碰撞的要求，现有的针对行人安全设计的吸能装置均无法同时满足上述两个标准的汽车吸能装置。因此，迫切需要一种既能够减小对行人小腿部的伤害，又能够降低低速碰撞对汽车的伤害。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种汽车的吸能装置，既能够减小对行人小腿部的伤害，又能够降低低速碰撞对汽车的伤害，从而满足相关法规的要求。
本发明所述的汽车的吸能装置，包括具有前防撞梁，蒙皮，下格栅和上格栅的保险杠系统，与所述下格栅和所述上格栅固定连接的吸能盒和集成于所述蒙皮上的副吸能盒，所述吸能盒具有U型断面并具有吸能盒U型底和从其延伸的吸能盒U型壁，所述吸能盒U型底对应于所述前防撞梁设置，所述副吸能盒嵌套在所述吸能盒的内部。
所述吸能盒与所述前防撞梁有超过80%的重叠量。
所述副吸能盒的嵌套量小于所述吸能盒的深度的10%。
所述吸能盒具有吸能盒U型口上端卡扣结构，所述上格栅具有与所述吸能盒U型口上端卡扣结构配合的上格栅安装吸能盒结构；所述吸能盒具有吸能盒U型口下端卡扣结构，所述下格栅具有与所述吸能盒U型口下端卡扣结构配合的下格栅安装吸能盒结构。
所述吸能盒由聚丙烯、三元乙丙橡胶和10%滑石粉的改性材料注塑而成。
所述吸能盒内对应于所述吸能盒U型底均匀分布有加强筋结构。
所述加强筋结构的高度为10mm，壁厚为2.5mm。
所述吸能盒U型壁具有堞形外表面，包括依次交错设置的吸能盒凸台和吸能盒凹台。
所述吸能盒凸台的宽度为40mm，所述吸能盒凹台的宽度为70mm，两者之间的高度落差为5mm。
所述吸能盒U型壁的中部具有吸能盒U型壁折弯点。
所述吸能盒U型壁在所述吸能盒U型壁折弯点的折弯角度为4度。
所述吸能盒具有吸能盒U型开口，所述吸能盒在所述吸能盒U型开口处设有至少一个吸能盒铰链。
所述副吸能盒的底部具有呈现不同高低落差的副吸能盒底部凸台结构。
在所述副吸能盒底部凸台结构的中央设有副吸能盒背面开孔结构。
所述副吸能盒背面开孔结构为40mm×15mm的方孔。
所述前防撞梁包括与所述吸能盒U型底贴合设计的横梁。
所述横梁与所述吸能盒U型底之间的间隙为8mm。
由于采用了上述的技术方案，本发明使得在汽车与行人碰撞过程中，副吸能盒可以在吸能盒接近压溃时提供持续刚度对行人小腿保护，降低对行人腿部的伤害。本发明的汽车的吸能装置能够同时满足GB/T24550-2009和GB17354的要求，既能够减小对行人小腿部的伤害，又能够降低低速碰撞对汽车的伤害。
附图说明
图1是示出了根据本发明的汽车的吸能装置的整体结构的爆炸示意图；
图2是示出了根据本发明的汽车的吸能装置的整体结构的截面示意图；
图3是根据本发明的汽车的吸能装置的吸能盒的正面结构示意图；
图4是根据本发明的汽车的吸能装置的吸能盒的背面结构示意图；
图5是根据本发明的汽车的吸能装置的吸能盒的沿图3中A-A线的纵向断面图；
图6是根据本发明的汽车的吸能装置的副吸能盒的正面结构示意图；
图7是根据本发明的汽车的吸能装置的副吸能盒沿图6中B-B线的纵向断面图；
图8是根据本发明的汽车的吸能装置的前防撞梁的立体结构示意图。
其中：
1前防撞梁
11横梁  12两端固定结构
2吸能盒
21吸能盒铰链  22a吸能盒凸台
22b吸能盒凹台  23吸能盒安装结构
24吸能盒U型底25吸能盒U型壁
26吸能盒U型口下端卡扣结构  27吸能盒U型口上端卡扣结构
28吸能盒U型壁折弯点  29吸能盒U型开口
3蒙皮
4下格栅
41下格栅安装吸能盒结构
5副吸能盒
51副吸能盒背面开孔结构  52副吸能盒底部凸台结构
6上格栅
61上格栅安装吸能盒结构
7外围汽车零件
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
根据本发明的汽车的吸能装置包括保险杠系统，吸能盒2和副吸能盒5，其中，保险杠系统具有前防撞梁1、蒙皮3、下格栅4和上格栅6，各部件之间的位置关系如图1和图2所示，吸能盒2与下格栅4、上格栅6固定连接且对应于前防撞梁1设置，副吸能盒5集成于蒙皮3上且嵌套在吸能盒2的内部。由于前防撞梁1、蒙皮3、下格栅4和上格栅6是保险杠系统中常见的结构，本发明并没有对其具体安装位置等进行调整，因此在此不再赘述。以下将对上述部件所增加的具体结构或者与现有技术中不同的结构进行详细说明。
根据本发明的汽车的吸能装置的吸能盒2的具体结构可参见图3-图5所示，示出为横向（汽车宽度方向）延伸的薄壁元件，该薄壁元件在纵向（汽车前进方向）断面上示出为U型，U型开口29朝向汽车的前方。该吸能盒2在图2中示出为安装在保险杠系统的外围汽车零件7和前防撞梁1之间，用于吸收由于碰撞引起的动能，在此过程中动能转化为变形功，由此避免在超过临界载荷时使前防撞梁受到永久性破坏。为了更清楚地说明本发明的汽车的吸能装置的尺寸，横向上的尺寸被称为宽度，纵向上的尺寸被称为深度，竖直方向上的尺寸被称为高度。在一个优选的实施例中，该吸能盒2的宽度为约1000mm，深度为约75mm。该吸能盒2包括吸能盒U型底24和从该U型底24纵向延伸的吸能盒U型壁25。参见图2，该吸能盒U型壁25的末端分别具有吸能盒U型口下端卡扣结构26和吸能盒U型口上端卡扣结构27，用于分别与下、上格栅4，6卡接，在该实施例中，上格栅6具有上格栅安装吸能盒结构61，用于与吸能盒U型口上端卡扣结构27配合；下格栅4具有下格栅安装吸能盒结构41，用于与吸能盒U型口下端卡扣结构26配合。
该吸能盒2由塑料材料制成，优选为由PP+EPDM+T10（聚丙烯、三元乙丙橡胶和10%滑石粉）的改性材料注塑而成，壁厚为2.5mm-3mm。在一个优选实施例中，所述吸能盒2内对应于吸能盒U型底24均匀分布有加强筋结构，该加强筋结构的高度为约10mm，壁厚为约2.5mm。吸能盒U型壁25具有长城结构的堞形外表面，包括依次交错设置的吸能盒凸台22a和吸能盒凹台22b，参见图3，用于提高吸能盒2的强度，防止吸能盒2在碰撞过程中快速溃败，优选的，吸能盒凸台22a的宽度为40mm，吸能盒凹台22b的宽度为70mm，两者之间的高度落差为5mm，从而确保吸能盒U型壁25具有期望的强度。在一个优选实施例中，吸能盒U型壁25的中部具有吸能盒U型壁折弯点28，使得吸能盒U型底部逐渐收拢，有利于吸能盒U型壁25的变形，优选的，该折弯角度为约4度。在一个优选实施例中，吸能盒U型开口29的高度为约60mm，吸能盒U型底24的高度为约35mm。吸能盒U型开口29处设有至少一个吸能盒铰链21，防止吸能盒2在溃缩过程中张口过大，丧失过多的刚度；另外，该吸能盒铰链21还可以在没安装前保持吸能盒2的形状稳定，同时该铰链结构的开合还便于将其安装到保险杠系统上。优选的，该吸能盒铰链21的宽度为约25mm，设置数目为3个。吸能盒U型开口29处还设有至少一个吸能盒安装结构23，用于与保险杠系统卡接。
根据本发明的汽车的吸能装置的副吸能盒5集成在蒙皮3上，且嵌套在吸能盒2的内部，副吸能盒5的具体结构可参见图6和图7所示，同样示出为横向延伸。该副吸能盒5的底部具有呈现不同高低落差的副吸能盒底部凸台结构52，从而确保副吸能盒5具有合适的强度。在副吸能盒底部凸台结构52的中央设有副吸能盒背面开孔结构51。该副吸能盒背面开孔结构51不仅可以降低蒙皮3的重量，同时也可以降低副吸能盒5在碰撞时的强度。在一个优选的实施例中，该副吸能盒5的深度为30mm，高度为30mm，从而确保变形时能够触及吸能盒U型底24。在一个优选的实施例中，副吸能盒背面开孔结构51为40mm×15mm的方孔。在一个优选的实施例中，副吸能盒5处于吸能盒2的中间，嵌套量小于吸能盒深度的10%，即副吸能盒5与吸能盒2的U型底之间的距离大于吸能盒2深度的90%。
根据本发明的汽车的吸能装置的前防撞梁1的具体结构可参见图8所示，示出为包括横向延伸的横梁11和两端固定结构12。横梁11为一段弧结构，横梁11的外弧面贴合吸能盒U型底24设计。两端固定结构12通过螺钉等紧固件固定于保险杠系统上。在一个优选的实施例中，吸能盒2与前防撞梁1有超过80%的重叠量，这是因为吸能盒2在发生溃缩褶皱时需要前防撞梁2提供反向的支撑力，如果吸能盒2与前防撞梁1发生滑移，就无法提供有效的支撑力，所以两者需要足够的重叠量。优选的，吸能盒U型底24与横梁11有超过80%的重叠量。在一个优选的实施例中，吸能盒U型底24与横梁11之间的间隙优选为8mm。
根据本发明的汽车的吸能装置使得在汽车与行人碰撞过程中，副吸能盒5可以在吸能盒2接近压溃时提供持续刚度对行人小腿保护，降低对行人腿部的伤害。具体地，当发生碰撞时，行人与外围汽车零件7发生碰撞，使得吸能盒2碰撞前防撞梁1的横梁11，吸能盒2受到横梁11的作用而向着Ｕ型开口29溃缩，从而吸收碰撞能量。吸能盒U型底24碰撞到副吸能盒5，副吸能盒5溃缩，从而吸收碰撞能量。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (17)

1.一种汽车的吸能装置，包括具有前防撞梁（1），蒙皮（3），下格栅（4）和上格栅（6）的保险杠系统，其特征在于，该吸能装置包括与所述下格栅（4）和所述上格栅（6）固定连接的吸能盒（2）和集成于所述蒙皮（3）上的副吸能盒（5），所述吸能盒（2）具有U型断面并具有吸能盒U型底（24）和从其延伸的吸能盒U型壁（25），所述吸能盒U型底（24）对应于所述前防撞梁（1）设置，所述副吸能盒（5）嵌套在所述吸能盒（2）的内部。
2.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒（2）与所述前防撞梁（1）有超过80%的重叠量。
3.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述副吸能盒（5）的嵌套量小于所述吸能盒（2）的深度的10%。
4.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒（2）具有吸能盒U型口上端卡扣结构（27），所述上格栅（6）具有与所述吸能盒U型口上端卡扣结构（27）配合的上格栅安装吸能盒结构（61）；所述吸能盒（2）具有吸能盒U型口下端卡扣结构（26），所述下格栅（4）具有与所述吸能盒U型口下端卡扣结构（26）配合的下格栅安装吸能盒结构（41）。
5.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒（2）由聚丙烯、三元乙丙橡胶和10%滑石粉的改性材料注塑而成。
6.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒（2）内对应于所述吸能盒U型底（24）均匀分布有加强筋结构。
7.根据权利要求6所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述加强筋结构的高度为10mm，壁厚为2.5mm。
8.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒U型壁（25）具有堞形外表面，包括依次交错设置的吸能盒凸台（22a）和吸能盒凹台（22b）。
9.根据权利要求8所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒凸台（22a）的宽度为40mm，所述吸能盒凹台（22b）的宽度为70mm，两者之间的高度落差为5mm。
10.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒U型壁（25）的中部具有吸能盒U型壁折弯点（28）。
11.根据权利要求10所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒U型壁（25）在所述吸能盒U型壁折弯点（28）的折弯角度为4度。
12.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述吸能盒（2）具有吸能盒U型开口（29），所述吸能盒（2）在所述吸能盒U型开口（29）处设有至少一个吸能盒铰链（21）。
13.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述副吸能盒（5）的底部具有呈现不同高低落差的副吸能盒底部凸台结构（52）。
14.根据权利要求13所述的汽车的吸能装置，其特征在于，在所述副吸能盒底部凸台结构（52）的中央设有副吸能盒背面开孔结构（51）。
15.根据权利要求14所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述副吸能盒背面开孔结构（51）为40mm×15mm的方孔。
16.根据权利要求1所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述前防撞梁（1）包括与所述吸能盒U型底（24）贴合设计的横梁（11）。
17.根据权利要求16所述的汽车的吸能装置，其特征在于，所述横梁（11）与所述吸能盒U型底（24）之间的间隙为8mm。
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