CN103723197A - 机舱强吸能结构 - Google Patents

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申力伟
许明
邹云生
卢曦
李东杰
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Abstract

本发明涉及一种机舱强吸能结构，包括固连于防撞梁和侧围骨架之间的前纵梁，在前纵梁和防撞梁之间还固连有溃缩梁，所述前纵梁包括固连于溃缩梁与侧围骨架之间的均呈喇叭形的主传力梁和上传力梁，所述上传力梁位于主传力梁的上方，所述主传力梁和上传力梁的小头端与溃缩梁相连。在上传力梁与溃缩梁之间还固连有呈喇叭形的、且相对于主传力梁向上斜置的呈喇叭形的引导梁，所述引导梁的大头端与溃缩梁相连。本发明还涉及一种连接设置在所述的主传力梁、引导梁、上传力梁及前围板中间的前轮罩。本发明的强吸能结构能在汽车发生碰撞时，使前纵梁及溃缩梁对碰撞能量进行很好的吸收，降低碰撞对乘客舱造成的影响，同时也提高了前轮罩的可靠性。

Description

机舱强吸能结构
技术领域
本发明涉及一种机舱防护结构，尤其涉及一种机舱强吸能结构。
背景技术
在汽车发生碰撞时，碰撞能量主要通过连接于防撞梁之后的溃缩梁及与溃缩梁相连接的纵梁来吸收，以减少传递到前围和侧围的能量，从而减小乘客舱的变形以保护乘客。目前使用的溃缩梁多为四面结构，较少的板材易使溃缩梁在碰撞中快速变形完毕而失去对碰撞能量的吸收，从而降低了溃缩梁的使用效果，且现有的纵梁结构也多为等断面结构，在碰撞力的传递过程中，梁的根部易变形而造成纵梁吸能效果的降低，从而影响到对乘客舱的保护。同时传统汽车的前轮罩多是一块独立的钣金，为了便于冲压，通常选择屈服强度较低也较薄的材料，造成前轮罩自身的强度比较低，而前轮罩是用来固定前减震器总成的，汽车在行驶中，前轮罩需要长时间承受前减震器带来的冲击力，导致前轮罩容易开裂，而给汽车的安全性能带来隐患。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种机舱强吸能结构，其在汽车发生碰撞时，能使前纵梁及溃缩梁对碰撞能量进行很好的吸收，降低碰撞对乘客舱造成的影响，最大限度的保护乘客的安全。
为实现上述目的，本机舱强吸能结构包括固连于防撞梁和侧围骨架之间的前纵梁，在前纵梁和防撞梁之间还固连有溃缩梁，所述前纵梁包括固连于溃缩梁与侧围骨架之间的均为喇叭形的主传力梁和上传力梁，所述上传力梁位于主传力梁的上方，所述主传力梁和上传力梁的小头端与溃缩梁相连。采用上述的技术方案，由于主传力梁和上传力梁均为喇叭形梁，且它们的小头端与溃缩梁相连，而大头端与侧围骨架相连，当碰撞发生时，碰撞能量通过防撞梁传递给溃缩梁，溃缩梁先对碰撞能量进行吸收，然后再传递给主传力梁和上传力梁，通过主传力梁和上传力梁的喇叭形结构，使得碰撞能量通过的梁截面逐渐变大，从而做到了逐级吸能，使得碰撞能量被主传力梁和上传力梁充分吸收，所以最终传递到侧围骨架的碰撞能量较少，同时也由于主传力梁和上传力梁的大头端与侧围骨架相连，大截面梁强度高在保证碰撞能量于小截面处充分吸收的同时，也使得前纵梁与侧围连接部位的强度提高，保证了碰撞能量传递到侧围骨架时，侧围骨架的变形较小，从而保护了乘客舱内乘客的安全。
作为对上述方式的限定，在上传力梁与溃缩梁之间还固连有呈喇叭形的、且相对于主传力梁向上斜置的引导梁，所述引导梁的大头端与溃缩梁相连。将引导梁向上斜置保证了通过溃缩梁吸收后的碰撞能量能够向上传递而与通过主传力梁的碰撞能量不在同一个方向上传递，从而对碰撞能量进行分解降低。而且由于引导梁的大头端与溃缩梁相连，使得溃缩梁后端的强度增大，保证了溃缩梁的充分变形吸能，减少了碰撞能量向后部的传递。同时引导梁的喇叭形结构也使通过其的碰撞能量传递均匀，以做到有效的吸收。
作为对上述方式的限定，所述的主传力梁和上传力梁中至少其一为中空腔体结构。设置为闭合的中空腔体结构减少了碰撞能量传递时的应力集中问题，保证了梁的充分变形吸能，同时也促进了主传力梁及上传力梁的轻量化。
作为对上述方式的限定，所述溃缩梁的截面为边数不小于四的多边形。增加溃缩梁截面的边数，可提高其强度，从而可使溃缩梁在碰撞溃缩时吸收更多的能量，以减少碰撞对车身纵梁及乘客舱的冲击。
作为对上述方式的限定，所述溃缩梁的截面为八边形。设置为八边形在保证强度的同时易于制造。在碰撞中溃缩梁的各个面参与溃缩吸能，保证了碰撞能量充分大量的吸收。
作为对上述方式的限定，所述溃缩梁的每个面上至少设置有两道溃缩槽。设置合适且足够数量的溃缩槽可使整个溃缩梁结构在碰撞发生时充分完全的参与溃缩吸能，做到最大限度的吸能，以保护其后面的车身受到较小的冲击损害。
作为对上述方式的限定，在所述的主传力梁、引导梁及上传力梁中间设置有前轮罩，所述前轮罩由所述主传力梁、引导梁、上传力梁及位于两侧侧围骨架之间的前围板围合组成。由于将前轮罩设置在具有上述的结构的主传力梁、引导梁、上传力梁中间，可使各梁闭合以组成前轮罩区域而用于减震器的连接安装，由此不仅使得前轮罩的结构强度增加，同时在发生碰撞时，碰撞能量通过上述各梁得到了很好的吸收，使得前轮罩的变形小，开裂的风险降低，从而提高了前轮罩的可靠性。
综上所述，采用本发明的技术方案，能在汽车发生碰撞时，使前纵梁及溃缩梁对碰撞能量进行很好的吸收，降低碰撞对乘客舱造成的影响，同时也提高了前轮罩的可靠性，最大限度的保护了乘客的安全。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明：
图1为本发明第一实施例的局部结构示意图；
图2为主传力梁及引导梁的结构示意图；
图3为溃缩梁的结构示意图；
图4为主传力梁的结构示意图；
图5为侧围骨架的结构示意图；
图6为引导梁的结构示意图；
图7为上传力梁的结构示意图；
图8为本强吸能结构的碰撞能量传递示意图；
图中：1、防撞梁；2、溃缩梁；3、引导梁；4、主传力梁；5、上传力梁；6、侧围骨架；7、前围板；8、前轮罩；9、溃缩槽；10、安装孔。
具体实施方式
本实施例涉及一种机舱强吸能结构，如图1和图2所示，其包括固连在防撞梁1和侧围骨架6之间的纵梁，在纵梁和防撞梁1之间还固连有溃缩梁2，所述的纵梁包括连接溃缩梁2和侧围骨架6之间的主传力梁4，以及和主传力梁4一起连接于溃缩梁2上的、相对于主传力梁4向上斜置的引导梁3，在引导梁3和侧围骨架6之间固连有位于主传力梁4上方的上传力梁5。
溃缩梁2的结构如图3所示，其为截面为八边形的中空柱体，在溃缩梁2的每个面上都设置有不少于两个的下凹的溃缩槽9。溃缩梁2的多面结构及充分设置的溃缩槽9保证了溃缩梁2对碰撞能量的充分吸收。溃缩梁2经焊接法兰后由螺栓固连在防撞梁1的两端处。主传力梁4的结构如图4所示，其为一喇叭形结构，同时主传力梁4也为内部具有中空腔体的结构，设置成喇叭形结构可使得碰撞能量在沿主传力梁4传递时，通过的梁截面逐渐变大，从而做到了逐级吸能，使得碰撞能量能被主传力梁4充分吸收，而中空腔体的结构设置则减少了碰撞能量传递时的应力集中问题，保证了梁的充分变形吸能。主传力梁4的较窄的一端即小头端与溃缩梁2固连，而主传力梁4较大的一端即大头端与侧围骨架6固连。侧围骨架6的结构如图5所示，侧围骨架6用于直接保护乘客舱。
引导梁3的结构如图6所示，其也为一喇叭形结构，且引导梁3较宽的一端即大头端与主传力梁4一起固连在溃缩梁2上，引导梁3与溃缩梁2固连后相对于较水平的主传力梁4为向上的、且指向侧围骨架6方向的斜置。位于引导梁3上方较小的一端即小头端与上传力梁5相连，上传力梁5的结构如图7所示，其也为一喇叭形且具有中空腔体的结构。上传力梁5较窄的一端即小头端与引导梁3的小头端相连，上传力梁5的较宽的一端即大头端与侧围骨架6相连。
当发生碰撞时，碰撞能量通过防撞梁1传递给溃缩梁2，由于溃缩梁2的八面且具有多个溃缩槽9的结构，使其可对碰撞能量进行充分的吸收，同时又由于引导梁3的大头端与溃缩梁2相连，相连的引导梁3的大截面使得溃缩梁2的后端强度增大，于是进一步促进了溃缩梁2的溃缩变形吸能。在溃缩梁2溃缩吸能的同时，部分碰撞能量也通过与溃缩梁2相连的主传力梁4向后传递，由于主传力梁4的喇叭形结构，且其大头端与侧围骨架6处相连，一方面使得侧围骨架6处的结构强度增大，减小了侧围骨架6变形的可能，另一方面主传力梁4大头端处的高强度也使得碰撞能量能够尽可能的在主传力梁4的前端小截面部分被吸收，从而也使传递到侧围骨架6处的碰撞能量减少。
碰撞能量在经由主传力梁4传递的同时，部分碰撞能量也由溃缩梁2传递给引导梁3，从而对碰撞能量进行了分解降低。传递到引导梁3上的碰撞能量经其变形吸收的同时也传递到与其连接的上传递梁5上。由于上传递梁5也为喇叭形结构，且其大头端也与侧围骨架6相连，所以与主传力梁4相似，碰撞能量也尽可能的在上传力梁5的前端被变形吸收，而与上传力梁5相连的侧围骨架6处由于结构强度增加及受到的碰撞能量少而变形较小，从而保护了乘客舱内的乘客。整个碰撞能量的传递过程由图8中的箭头所示。
如图1中所示，在两侧的侧围骨架6之间为前围板7，在前围板7、主传力梁4、引导梁3和上传力梁5中间设置有用于安装减震器的前轮罩8。前轮罩8由前围板7、主传力梁4、引导梁3及上传力梁5围合焊接而成，由此使得前轮罩8具有了较好的结构强度，同时在发生碰撞时由于主传力梁4、引导梁3和上传力梁5对碰撞能量的充分吸收，而使前轮罩8的变形变小，降低了前轮罩8开裂的风险。在前轮罩8上设有用于安装减震器的安装孔10。

Claims (7)

1.一种机舱强吸能结构，包括固连于防撞梁和侧围骨架之间的前纵梁，在前纵梁和防撞梁之间还固连有溃缩梁，其特征在于：所述前纵梁包括固连于溃缩梁与侧围骨架之间的均为喇叭形的主传力梁和上传力梁，所述上传力梁位于主传力梁的上方，所述主传力梁和上传力梁的小头端与溃缩梁相连。
2.根据权利要求1所述的机舱强吸能结构，其特征在于：在上传力梁与溃缩梁之间还固连有呈喇叭形的、且相对于主传力梁向上斜置的引导梁，所述引导梁的大头端与溃缩梁相连。
3.根据权利要求1所述的机舱强吸能结构，其特征在于：所述的主传力梁和上传力梁中至少其一为中空腔体结构。
4.根据权利要求1所述的机舱强吸能结构，其特征在于：所述溃缩梁的截面为边数不小于四的多边形。
5.根据权利要求4所述的机舱强吸能结构，其特征在于：所述溃缩梁的截面为八边形。
6.根据权利要求4所述的机舱强吸能结构，其特征在于：所述溃缩梁的每个面上至少设置有两道溃缩槽。
7.根据权利要求2所述的机舱强吸能结构，其特征在于：在所述的主传力梁、引导梁及上传力梁中间设置有前轮罩，所述前轮罩由所述主传力梁、引导梁、上传力梁及位于两侧侧围骨架之间的前围板围合组成。
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