CN106741188B - 车身前端的碰撞保护系统 - Google Patents

Abstract

一种车身前端的碰撞保护系统，包括车身前端支架、保险杠缓冲梁、小腿保护梁和大腿保护装置。保险杠缓冲梁、小腿保护梁和大腿保护装置连接在车身前端支架上，且小腿保护梁设置于保险杠缓冲梁的下方，大腿保护装置设置于保险杠缓冲梁的上方，大腿保护装置包括至少一根大腿保护梁，大腿保护梁的两端连接在车身前端支架上。本发明的车身前端的碰撞保护系统能在碰撞过程中对行人的大腿提供支撑，减小汽车与行人在碰撞过程中膝关节的弯曲角度，避免行人发生骨折等伤害，同时能显著改善车辆的碰撞性能。

Description

车身前端的碰撞保护系统

技术领域

本发明涉及汽车安全防护领域，特别涉及一种车身前端的碰撞保护系统。

背景技术

近些年来，汽车行业越来越考虑到在发生事故时如何保护行人的问题。减小汽车和行人之间的碰撞造成伤害的风险这些年来已经突显其重要性。

目前关于行人保护中小腿碰撞的防护，一般都是通过改进车辆前端保险杠结构，增加小腿上、下保护支架，与发罩前缘一起对小腿提供支撑。在行人碰撞事故中，通常是首先撞击到行人的小腿，此时小腿下保护支架和前保险杠缓冲泡沫会同时对行人的小腿提供支撑，防止行人被卷入车底，同时泡沫提供一定的缓冲作用，减小膝部关节受到的冲击力。然而针对大型SUV车型，因机舱高度较高，发罩前缘高于大腿，无法对其大腿部分提供支撑，而传统的小腿上保护支架由于空间限制，只能布置在前格栅下方，因此在车辆与行人的碰撞过程中，前格栅对大腿的支撑力不够，容易引起行人膝关节的动态弯曲角度过大，进而增大了行人腿骨骨折的几率，造成汽车的小腿碰撞性能达不到法规要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种车身前端的碰撞保护系统，能在碰撞过程中对行人的大腿提供支撑，减小汽车与行人在碰撞过程中膝关节的弯曲角度，避免行人发生骨折等伤害，同时能显著改善车辆的碰撞性能。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

一种车身前端的碰撞保护系统，包括车身前端支架、保险杠缓冲梁、小腿保护梁和大腿保护装置。保险杠缓冲梁、小腿保护梁和大腿保护装置连接在车身前端支架上，且小腿保护梁设置于保险杠缓冲梁的下方，大腿保护装置设置于保险杠缓冲梁的上方，大腿保护装置包括至少一根大腿保护梁，大腿保护梁的两端连接在车身前端支架上。

在本发明的较佳实施例中，上述大腿保护装置还包括第一安装座和第二安装座，第一安装座和第二安装座上设有与大腿保护梁对应的安装槽，第一安装座和第二安装座可拆装地连接在车身前端支架上，大腿保护梁的两端设置在第一安装座与第二安装座的安装槽内并与第一安装座和第二安装座连接。

在本发明的较佳实施例中，上述大腿保护梁包括保护梁中段、第一保护梁尾段和第二保护梁尾段，第一保护梁尾段与第二保护梁尾段分别连接于保护梁中段的两端，第一保护梁尾段设置在第一安装座的安装槽内并与第一安装座连接,第二保护梁尾段设置在第二安装座的安装槽内并与第二安装座连接。

在本发明的较佳实施例中，上述大腿保护梁为弧形梁,第一保护梁尾段和第二保护梁尾段的弯曲弧度小于保护梁中段的弯曲弧度。

在本发明的较佳实施例中，上述第一保护梁尾段和第二保护梁尾段为弧形段，保护梁中段为直线段。

在本发明的较佳实施例中，上述车身前端支架包括第一纵梁、第二纵梁、第一支撑梁和第二支撑梁，第一纵梁与第二纵梁相对设置，第一支撑梁与第二支撑梁相对设置，第一纵梁与第一支撑梁连接，第二纵梁与第二支撑梁连接，保险杠缓冲梁连接于第一纵梁与第二纵梁之间，小腿保护梁连接于第一支撑梁与第二支撑梁之间，大腿保护装置连接于第一支撑梁与第二支撑梁之间。

在本发明的较佳实施例中，定义车身的长度方向为第一方向，大腿保护梁的截面呈沿第一方向设置的U形壳体结构。

在本发明的较佳实施例中，上述大腿保护梁的U形壳体结构沿第一方向的深度大于U形壳体结构的两侧壁之间的宽度。

在本发明的较佳实施例中，上述大腿保护梁的U形壳体结构的两侧壁之间的宽度沿着U形壳体结构的壳底到U形壳体结构的壳口的方向逐渐增加。

在本发明的较佳实施例中，上述大腿保护装置具有多根大腿保护梁，各大腿保护梁相互间隔设置。

在本发明的较佳实施例中，上述车身前端的碰撞保护系统还包括前格栅，前格栅连接在车身前端支架上，大腿保护装置处于前格栅与车身前端支架之间。

在本发明的较佳实施例中，上述前格栅上设有多个相互间隔的格栅条，各大腿保护梁相互间隔设置，且各大腿保护梁对应设置于各格栅条的正后方。

本发明的车身前端的碰撞保护系统的保险杠缓冲梁连接在车身前端支架上，小腿保护梁设置在保险杠缓冲梁的下方并连接在车身前端支架上，大腿保护装置设置在保险杠缓冲梁的上方，大腿保护装置的大腿保护梁的两端连接在车身前端支架上。当汽车的前端碰撞行人时，车身前端的碰撞保护系统的小腿保护梁可对行人的小腿起到很好的支撑作用，防止行人的小腿产生过大的动态弯曲角，并能有效的防止行人被卷到车底。而且，车身前端的碰撞保护系统的保险杠缓冲梁对行人的膝关节部分提供支撑，并同时减小行人小腿的冲击加速度。此外，车身前端的碰撞保护系统的大腿保护装置的大腿保护梁具有较好的结构强度，能对行人的大腿提供很好的支撑作用，而且大腿保护梁的两端连接于车身前端支架上，能将撞击力传递至车身前端支架等结构，减小行人大腿部分的冲击加速度，并同时减小行人膝关节的动态弯曲角度。因此，本发明的车身前端的碰撞保护系统在与行人碰撞过程中减小了行人膝关节的弯曲角度，避免行人发生骨折等伤害，同时能显著改善车辆的碰撞性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

图1是本发明的车身前端的碰撞保护系统的示意图。

图2是本发明的车身前端的碰撞保护系统的局部剖视结构示意图。

图3是本发明的大腿保护装置的结构示意图。

图4是本发明的大腿保护装置的安装座的结构示意图。

图5是本发明的大腿保护装置的大腿保护梁的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的车身前端的碰撞保护系统的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细如下：

有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图1是本发明的车身前端的碰撞保护系统的示意图。图2是本发明的车身前端的碰撞保护系统的局部剖视结构示意图。本发明的车身前端的碰撞保护系统能在碰撞过程中对行人的大腿提供支撑，特别适用于高大型SUV、MPV等汽车。如图1和图2所示，在本实施例中，车身前端的碰撞保护系统100包括车身前端支架110、保险杠缓冲梁120、小腿保护梁130、前格栅140和大腿保护装置150。定义车身的长度方向为第一方向X，定义车身的宽度方向为第二方向Y，定义垂直于第一方向X和第二方向Y的方向为第三方向Z(即第三方向Z垂直于地面)。

车身前端支架110包括第一纵梁112、第二纵梁114、第一支撑梁116和第二支撑梁118。车身前端支架110的第一纵梁112和第二纵梁114沿着第一方向X相对设置，车身前端支架110的第一支撑梁116和第二支撑梁118沿着第三方向Z相对设置(即第一支撑梁116与第一纵梁112或第二纵梁114交叉设置，第二支撑梁118与第一纵梁112或第二纵梁114交叉设置)。在本实施例中，第一支撑梁116与第一纵梁112固定连接，第二支撑梁118与第二纵梁114固定连接。值得一提的是，第一支撑梁116和第二支撑梁118上设有多个安装孔101。

保险杠缓冲梁120沿着第二方向Y设置，且保险杠缓冲梁120的两端分别连接于第一纵梁112和第二纵梁114(即保险杠缓冲梁120连接于第一纵梁112和第二纵梁114之间)。在本实施例中，保险杠缓冲梁120远离第一纵梁112和第二纵梁114的外侧为泡沫缓冲结构，用于减小外物碰撞到保险杠缓冲梁120时产生的冲击加速度。

小腿保护梁130沿着第二方向Y设置，并设于保险杠缓冲梁120的下方(即靠近地面的一侧)，小腿保护梁130的两端分别连接于第一支撑梁116和第二支撑梁118(即小腿保护梁130连接于第一支撑梁116和第二支撑梁118之间)。在本实施例中，用于在碰撞行人过程中为行人的小腿部分提供支撑，防止行人的小腿产生过大的动态弯曲角，并能有效的防止行人被卷到车底。

如图2所示，前格栅140设置在保险杠缓冲梁120的上方(即远离地面的一侧)，并通过前保险杠蒙皮结构连接在车身前端支架110的第一支撑梁116和第二支撑梁118上。前格栅140上设有多个相互间隔设置的格栅条142(即各格栅条142沿着第三方向Z相互间隔设置)，且各格栅条142沿着第二方向Y设置。

图3是本发明的大腿保护装置的结构示意图。图4是本发明的大腿保护装置的安装座的结构示意图。图5是本发明的大腿保护装置的大腿保护梁的结构示意图。请参照图1至图5，在本实施例中，大腿保护装置150沿着第二方向Y连接于第一支撑梁116和第二支撑梁118之间，大腿保护装置150设置于保险杠缓冲梁120的上方(即远离地面的一侧)，并位于前格栅140和车身前端支架110之间。大腿保护装置150包括第一安装座152、第二安装座154和至少一根大腿保护梁156。

如图3和图4所示，第一安装座152和第二安装座154均包括安装板1531和连接板1532，安装板1531与连接板1532互成角度设置，且安装板1531的侧边与连接板1532的侧边固定连接。安装板1531上设有用于与第一支撑梁116、第二支撑梁118的安装孔101配合的螺孔102，使得第一安装座152通过螺栓可拆装地连接在第一支撑梁116上、第二安装座154通过螺栓可拆装地连接在第二支撑梁118上。连接板1532内陷形成多个安装槽103，安装槽103的数量与大腿保护梁156的数量相同，且安装槽103大致呈U形结构。在本实施例中，连接板1532上设有两个安装槽103，但并不以此为限。

如图1、图3和图5所示，在本实施例中，大腿保护装置150的具有多根大腿保护梁156，但并不以此为限。各大腿保护梁156沿着第二方向Y设置，且各大腿保护梁156沿着第三方向Z相互间隔排列设置。大腿保护梁156包括保护梁中段1561、第一保护梁尾段1562和第二保护梁尾段1563，第一保护梁尾段1562和第二保护梁尾段1563分别连接于保护梁中段1561的两端。在本实施例中，大腿保护梁156大致呈弧形结构，例如第一保护梁尾段1562与保护梁中段1561通过圆滑过渡连接，第二保护梁尾段1563与保护梁中段1561通过圆滑过渡连接，使大腿保护梁156呈弧形结构；例如第一保护梁尾段1562和第二保护梁尾段1563为弧形段，保护梁中段1561为直线段，第一保护梁尾段1562与保护梁中段1561通过圆滑过渡连接，第二保护梁尾段1563与保护梁中段1561通过圆滑过渡连接，使大腿保护梁156呈弧形结构。值得一提的是，第一保护梁尾段1562和第二保护梁尾段1563的弯曲弧度小于保护梁中段1561的弯曲弧度,用于方便快捷的安装大腿保护梁156，如图3和图5所示。大腿保护梁156可通过冲压方式形成，并使大腿保护梁156的保护梁中段1561、第一保护梁尾段1562和第二保护梁尾段1563一体成型，但并不以此为限，大腿保护梁156也可通过辊压分段形成，然后在将保护梁中段1561、第一保护梁尾段1562和第二保护梁尾段1563焊接成一整体。大腿保护装置150的各大腿保护梁156分别与第一安装座152和第二安装座154的安装槽103配合连接，即各大腿保护梁156的第一保护梁尾段1562插入第一安装座152的安装槽103中，且第一保护梁尾段1562的端部抵靠在第一支撑梁116上，并使第一保护梁尾段1562与第一安装座152焊接连接；各大腿保护梁156的第二保护梁尾段1563插入第二安装座154的安装槽103中，且第二保护梁尾段1563的端部抵靠在第二支撑梁118上，并使第二保护梁尾段1563与第二安装座154焊接连接。大腿保护装置150设置有两根大腿保护梁156，并与第一安装座152以及第二安装座154上的两个安装槽103配合连接；在本实施例中，大腿保护梁156设置数量根据实际的需要可自由增减，在具体的实用过程中，可在车身前端支架110上设置1至5根大腿保护梁156，例如当需要设置一根大腿保护梁156时，选择具有一个安装槽103的第一安装座152和第二安装座154，并利用螺栓将第一安装座152安装在第一支撑梁116上，将第二安装座154安装在第二支撑梁118上，然后将一根大腿保护梁156分别焊接在第一安装座152和第二安装座154上；当需要设置三根大腿保护梁156时，选择具有三个安装槽103的第一安装座152和第二安装座154，并利用螺栓将第一安装座152安装在第一支撑梁116上，将第二安装座154安装在第二支撑梁118上，然后将三根大腿保护梁156分别焊接在第一安装座152和第二安装座154上。值得一提的是，各大腿保护梁156对应设置在前格栅140的各格栅条142的正后方，即格栅条142沿着第一方向X在大腿保护梁156上的投影刚好覆盖大腿保护梁156。

更进一步地，大腿保护装置150的各大腿保护梁156的截面呈沿第一方向X设置的U形壳体结构，且大腿保护梁156的U形壳体结构沿第一方向X的深度L大于U形壳体结构的两侧壁之间的宽度W1(即大腿保护梁156的U形壳体沿第一方向X的深度L大于U形壳体沿第三方向Z的宽度W1)，但大腿保护梁156的U形壳体结构的两侧壁之间的宽度W1小于或者等于格栅条142沿第三方向Z的宽度W2，如图2所示，因此大腿保护装置150不会遮挡前格栅140进气量，更不会影响汽车的美观(透过前格栅140无法看到大腿保护装置150)，而且不会占用前格栅140后部的空间。在本实施例中，大腿保护梁156的U形壳体呈喇叭形状张开，即大腿保护梁156的U形壳体结构的两侧壁之间的宽度W1沿着U形壳体结构的壳底到U形壳体结构的壳口的方向逐渐增加,方便大腿保护梁156的冲压制造。值得一提的是，大腿保护装置150可不设置第一安装座152和第二安装座154，也就是说，各大腿保护梁156的第一保护梁尾段1562可直接焊接在第一支撑梁116上，各大腿保护梁156的第二保护梁尾段1563可直接焊接在第二支撑梁118上。大腿保护梁156的截面形状并非仅限定为U形壳体结构，例如大腿保护梁156的截面形状还可以为矩形结构、C形结构或者为圆形结构。在本实施例中，大腿保护装置150的各大腿保护梁156由金属材料制成，但并不以此为限，各大腿保护梁156还可采用复合材料或者塑料制成。

在车辆碰撞行人大腿并造成膝关节弯曲角度的实验中，使用U形壳体结构的大腿保护梁156造成的膝关节弯曲角度小于使用矩形结构的大腿保护梁156造成的膝关节弯曲角度，且使用矩形结构的大腿保护梁156造成的膝关节弯曲角度小于使用圆形结构的大腿保护梁156造成的膝关节弯曲角度。下表列出了不同截面形状的大腿保护梁156、不同壁厚的大腿保护梁156以及不加大腿保护梁156的车身前端的碰撞保护系统100在碰撞实验中对行人膝关节的弯曲角度影响的数据：

形状

圆形

圆形

圆形

矩形

矩形

U形

不加

厚度/mm

2

3

4

2

3

2

弯曲角度

17.69°

17.27°

16.95°

15.84°

15.69°

12.04°

27.26°

因此本发明的优选实施例采用壁厚为2mm，且截面形状为U形壳体结构的大腿保护梁156，不仅质量轻而且对行人的膝关节具有较好的保护效果。

本发明的车身前端的碰撞保护系统100的保险杠缓冲梁120连接在车身前端支架110上，小腿保护梁130设置在保险杠缓冲梁120的下方并连接在车身前端支架110上，大腿保护装置150设置在保险杠缓冲梁120的上方，大腿保护装置150的多根大腿保护梁156相互间隔设置，且各大腿保护梁156的两端连接在车身前端支架110上。当汽车的前端碰撞行人时，车身前端的碰撞保护系统100的小腿保护梁130可对行人的小腿起到很好的支撑作用，防止行人的小腿产生过大的动态弯曲角，并能有效的防止行人被卷到车底。而且，车身前端的碰撞保护系统100的保险杠缓冲梁120对行人的膝关节部分提供支撑，并同时减小行人小腿的冲击加速度。此外，车身前端的碰撞保护系统100的大腿保护装置150的各大腿保护梁156呈弧形结构，使得各大腿保护梁156具有较好的结构强度，能对行人的大腿提供很好的支撑作用，而且各大腿保护梁156的两端连接于车身前端支架110上，能减小行人大腿部分的冲击加速度，并同时减小行人膝关节的动态弯曲角度。因此，本发明的车身前端的碰撞保护系统100在与行人碰撞过程中减小了行人膝关节的弯曲角度，避免行人发生骨折等伤害，同时能显著改善车辆的碰撞性能。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (11)

1.一种车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，包括车身前端支架(110)、保险杠缓冲梁(120)、小腿保护梁(130)和大腿保护装置(150)，该保险杠缓冲梁(120)、该小腿保护梁(130)和该大腿保护装置(150)连接在该车身前端支架(110)上，且该小腿保护梁(130)设置于该保险杠缓冲梁(120)的下方，该大腿保护装置(150)设置于该保险杠缓冲梁(120)的上方，该大腿保护装置(150)包括至少一根大腿保护梁(156)，该大腿保护梁(156)的两端连接在该车身前端支架(110)上,该车身前端的碰撞保护系统还包括前格栅(140)，该前格栅(140)连接在该车身前端支架(110)上，该大腿保护装置(150)处于该前格栅(140)与该车身前端支架(110)之间。

2.如权利要求1所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该大腿保护装置(150)还包括第一安装座(152)和第二安装座(154)，该第一安装座(152)和该第二安装座(154)上设有与该大腿保护梁(156)对应的安装槽(103)，该第一安装座(152)和该第二安装座(154)可拆装地连接在该车身前端支架(110)上，该大腿保护梁(156)的两端设置在该第一安装座(152)与该第二安装座(154)的安装槽(103)内并与该第一安装座(152)和该第二安装座(154)连接。

3.如权利要求2所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该大腿保护梁(156)包括保护梁中段(1561)、第一保护梁尾段(1562)和第二保护梁尾段(1563)，该第一保护梁尾段(1562)与该第二保护梁尾段(1563)分别连接于该保护梁中段(1561)的两端，该第一保护梁尾段(1562)设置在该第一安装座(152)的安装槽(103)内并与该第一安装座(152)连接,该第二保护梁尾段(1563)设置在该第二安装座(154)的安装槽(103)内并与该第二安装座(154)连接。

4.如权利要求3所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该大腿保护梁(156)为弧形梁,该第一保护梁尾段(1562)和该第二保护梁尾段(1563)的弯曲弧度小于该保护梁中段(1561)的弯曲弧度。

5.如权利要求3所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该第一保护梁尾段(1562)和该第二保护梁尾段(1563)为弧形段，该保护梁中段(1561)为直线段。

6.如权利要求1所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该车身前端支架(110)包括第一纵梁(112)、第二纵梁(114)、第一支撑梁(116)和第二支撑梁(118)，该第一纵梁(112)与该第二纵梁(114)相对设置，该第一支撑梁(116)与该第二支撑梁(118)相对设置，该第一纵梁(112)与该第一支撑梁(116)连接，该第二纵梁(114)与该第二支撑梁(118)连接，该保险杠缓冲梁(120)连接于该第一纵梁(112)与该第二纵梁(114)之间，该小腿保护梁(130)连接于该第一支撑梁(116)与该第二支撑梁(118)之间，该大腿保护装置(150)连接于该第一支撑梁(116)与该第二支撑梁(118)之间。

7.如权利要求1所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，定义车身的长度方向为第一方向，该大腿保护梁(156)的截面呈沿第一方向设置的U形壳体结构。

8.如权利要求7所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该大腿保护梁(156)的U形壳体结构沿该第一方向的深度大于该U形壳体结构的两侧壁之间的宽度。

9.如权利要求7所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该大腿保护梁(156)的U形壳体结构的两侧壁之间的宽度沿着该U形壳体结构的壳底到该U形壳体结构的壳口的方向逐渐增加。

10.如权利要求1所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该大腿保护装置(150)具有多根该大腿保护梁(156)，各该大腿保护梁(156)相互间隔设置。

11.如权利要求10所述的车身前端的碰撞保护系统，其特征在于，该前格栅(140)上设有多个相互间隔的格栅条(142)，各该大腿保护梁(156)分别设置于对应的格栅条(142)的正后方。

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