CN106956657B - 顺序地弯折的车辆粉碎罐 - Google Patents

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Abstract

一种车辆粉碎罐包括第一部分、与第一部分间隔开的第二部分以及从第一部分延伸到第二部分的中间部分。第一部分、第二部分和中间部分在纵向轴线上对齐并且从第一部分到第二部分逐渐变窄。粉碎罐可以具有沿着纵向轴线在第一部分上延伸并且终止于中间部分的纵长的槽。

Description

顺序地弯折的车辆粉碎罐
技术领域
本发明涉及车辆设备领域，并且特别地，涉及一种能够顺序地弯折的车辆粉碎罐。
背景技术
车辆的端部结构可包括连接到车辆车架的保险杠总成，例如前保险杠总成和后保险杠总成。保险杠总成可以包括保险杠梁。保险杠梁是相对刚性的并且可在碰撞(例如，前端碰撞)期间受到撞击。粉碎罐可以将保险杠梁连接到车辆的车架。粉碎罐被设计成在碰撞期间弯折以吸收能量。
仍然需要增加车辆的燃料经济性。提高燃料经济性的一种方式是通过减小车辆的总重量。因此，存在减小粉碎罐的重量同时仍保持其功能的机会。
发明内容
根据本发明，提供一种车辆，包含：
车架；以及
粉碎罐，该粉碎罐沿纵向轴线延伸；
粉碎罐包括相对于车架固定并且邻近车架的第一部分、远离车架的第二部分和从第一部分延伸到第二部分的中间部分；
粉碎罐包括沿着纵向轴线在第一部分上延伸并且终止于中间部分上的纵长的槽。
根据本发明的一个实施例，其中粉碎罐可以从第一部分上的近端延伸到第二部分上的远端，第一部分、中间部分和第二部分从近端到远端逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，其中槽从第一部分朝向第二部分逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，其中粉碎罐具有从近端到远端大体上恒定的壁厚。
根据本发明的一个实施例，其中大体上恒定的壁厚约为1.1毫米。
根据本发明的一个实施例，其中槽从第一部分朝向第二部分逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，其中粉碎罐包括肋和脊，该肋和脊以围绕纵向轴线周向交替设置的方式定位，其中槽的其中之一设置在每个相邻的肋和脊之间。
根据本发明的一个实施例，其中每个肋在从第一部分朝向第二部分的方向上朝向纵向轴线逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，其中槽在从第一部分朝向第二部分的方向上朝向纵向轴线逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，其中粉碎罐由超高强度钢制成。
根据本发明的一个实施例，还包含连接到第二部分的保险杠梁。
根据本发明的一个实施例，其中粉碎罐可以从第一部分上的近端延伸到第二部分上的远端，并且还包含固定到远端和保险杠梁的前板，以及固定到近端和车架的后板。
根据本发明，提供一种车辆粉碎罐，包含：
第一部分；
与第一部分间隔开的第二部分；
从第一部分延伸到第二部分的中间部分；
第一部分、第二部分和中间部分在纵向轴线上对齐并且从第一部分到第二部分逐渐变窄；以及
沿着纵向轴线在第一部分上延伸并且终止于中间部分的纵长的槽。
根据本发明的一个实施例，其中槽从第一部分到第二部分逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，其中粉碎罐包括肋和脊，该肋和脊以围绕纵向轴线周向交替设置的方式定位，其中槽的其中之一设置在每个相邻肋和脊之间，其中每个肋在从第一部分朝向第二部分的方向上朝向纵向轴线逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，其中槽从第一部分到第二部分逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，该粉碎罐还包含在第一部分上的近端和在第二部分上的远端，粉碎罐从近端到远端逐渐变窄。
根据本发明的一个实施例，该粉碎罐还包含从近端到远端大体上恒定的壁厚。
根据本发明的一个实施例，其中大体上恒定的壁厚约为1.1毫米。
根据本发明的一个实施例，其中粉碎罐由超高强度钢制成。
附图说明
如通过参考以下结合附图考虑的详细描述能够更加理解的那样，本发明的其它优点将被容易地领会，附图中：
图1是包括以虚线示出的粉碎罐和保险杠梁的车辆的透视图；
图2是包括车架、粉碎罐和保险杠梁的车辆的一部分的立体图；
图3是粉碎罐的立体图；
图4是包括固定到粉碎罐近端的后板和固定到粉碎罐远端的前板的粉碎罐的立体图；
图5是粉碎罐的第二部分的横截面图；
图6是粉碎罐的第一部分的横截面图；
图7是粉碎罐的侧视图；
图8是碰撞期间第二部分弯折以及中间部分和第一部分未变形的粉碎罐的侧视图；
图9是碰撞期间第二部分和中间部分弯折以及第一部分未变形的粉碎罐的侧视图；
图10是碰撞期间第二部分、中间部分和第一部分弯折的粉碎罐的侧视图。
具体实施方式
参考附图，其中在几个视图中相同的附图标记表示相同的部件，车辆10包括车架26和沿着纵向轴线A延伸的至少一个粉碎罐12。粉碎罐12包括相对于车架26固定且邻近车架26的第一部分16、远离车架26的第二部分20以及从第一部分16延伸到第二部分20的中间部分18。粉碎罐12包括沿着纵向轴线A在第一部分16上延伸并终止于中间部分18纵长的槽(corrugation)24。
当例如在车辆10的前端碰撞期间将力施加到粉碎罐12时，粉碎罐12沿着纵向轴线A顺序地弯折。如图8所示，当力F施加在粉碎罐12的远端22时，粉碎罐12的第二部分20弯折。随后，粉碎罐12的弯折随着中间部分18弯折(参见图9)而进行，接着第一部分16弯折(参见图10)，吸收来自力F的能量。
根据如力F的大小和持续时间的变量，粉碎罐12可能弯折的程度可以变化。例如，并且仍然参考图8至图10，如果力F具有小量级，则只有粉碎罐12的第二部分20可以弯折，如图8所示。如果力F具有更大的量级，则粉碎罐12的第二部分20和中间部分18可以弯折，如图9所示。最后，如图10所示，如果力F具有足够的量级，则粉碎罐12可以沿着整个纵向轴线A从第二部分20到中间部分18到第一部分16顺序地弯折。
车辆10的车架26在图1和图2中示出。车架26可以是任何合适的结构，例如一体式、分离式(body-on-frame)等，并且可以由任何合适的材料形成，例如钢、铝等。
继续参考图1和图2，车辆10包括保险杠梁28。保险杠梁28可以由任何合适的材料形成，例如钢、铝等。保险杠梁28可以配置成变形以在车辆10的碰撞期间吸收能量和/或可被配置成在碰撞期间将力传递到车架26。
保险杠梁28可以通过粉碎罐12支撑在车架26上。特别地，如图1和图2所示，车辆10可以包括两个粉碎罐12，每个粉碎罐12在车架26和保险杠梁28之间延伸以将保险杠梁28支撑在车架26上。或者，车辆10可包括将保险杠梁28支撑在车架26上的任何合适数量的粉碎罐12(即一个或多个)。
参考图3，粉碎罐12可以从第一部分16上的近端14延伸到第二部分20上的远端22。粉碎罐12的近端14接近车辆10的车架26并且远端22在车辆10的车架26的远侧。中间部分18从第一部分16延伸到第二部分20。
粉碎罐12可以包括在远端22处的前板34和在近端14处的后板30。前板34可以将粉碎罐12连接到保险杠梁28，并且后板30可以将粉碎罐12连接到车架26，如下面进一步所述。或者，例如粉碎罐12的近端14和远端22可以例如通过焊接、紧固等分别直接固定到车架26和保险杠梁28上。
前板34可以固定到粉碎罐12的远端22且前板34可以固定到保险杠梁28。具体地，粉碎罐12的远端22可以以如焊接、紧固等合适的方式固定到前板34。
后板30可以可拆卸地安装到车架26上。例如，后板30可以限定多个孔32，并且车辆10的车架26还可以限定与后板30的孔32对齐的孔(未示出)。参考图4，如螺纹螺栓38的紧固件可以延伸穿过后板30的孔32并延伸进入车架26的对齐的孔中以将后板30可拆卸地安装到车辆10的车架26上。后板30可以以任何合适的方式焊接或以其它方式固定连接到车架26。后板30可以由如钢、铝等的金属制成。
前板34可以固定到粉碎罐12的远端22且固定到保险杠梁28。具体地，粉碎罐12的远端22可以以如焊接、紧固等任何合适的方式固定到前板34。
粉碎罐12的远端22可以可移除地安装到保险杠梁28。例如，如图4所示，前板34可以限定多个孔36，并且保险杠梁28可以限定与前板34的孔36对准的孔(未示出)。如螺纹螺栓38的紧固件可以延伸穿过前板34的孔36进入保险杠梁28的对准的孔中以将前板34可拆卸地安装到保险杠梁28。前板34可以以任何合适的方式焊接或以其它方式固定连接到保险杠梁28。前板34可以由如钢、铝等的金属制成。
粉碎罐12具有从近端14到远端22的大体上恒定的壁厚T。例如，壁厚T由于公差和来自制造过程的缺陷，例如1-5％而可以在近端14和远端22之间变化最小量。作为一个示例，壁厚可以为约1.1毫米。
粉碎罐12可以由超高强度钢(Ultra High Strength Steel，UHSS)制造。作为一个示例，粉碎罐12可以由屈服强度为1500MPa的硼钢制成。作为结果，粉碎罐12具有高强度重量比并且可以是轻质的，并且仍被设计成保持从第二部分20到中间部分18到第一部分16的溃缩顺序，如下进一步阐述。
如图3和图7所示，粉碎罐12可以从近端14到远端22逐渐变窄。从近端14到远端22逐渐变窄可以是恒定的。换句话说，第一部分16、中间部分18和第二部分20均可以逐渐变窄。
如图5和图6所示，粉碎罐12可以由固定在一起(例如焊接)的多个部件制成。例如，如图所示，粉碎罐12可以由两个部件(第一部件40和第二部件42)制成。
图5示出了具有限定多条边44的多边形横截面形状的粉碎罐12的第二部分20。例如，多边形横截面形状可以是八边形的，具有八条边44。粉碎罐12的每条边44具有长度L。每条边的长度L可以沿着纵向轴线A变化，如下面进一步阐述的。
一些边44也是从粉碎罐12的近端14延伸到远端22的脊46，如图3和图7所示。具体来说，脊46从近端14到远端22逐渐变窄，如图3和图5-6所示。换句话说，脊46的长度L从近端14到远端22减小。
一些边44中限定肋48。如图3所示，肋48可以从粉碎罐12的近端14延伸到第二部分20，例如从近端14延伸到中间部分18和第二部分20的接合处。每个肋48可以具有沿着第一部分16——即从近端14到中间部分18——恒定的横截面。每个肋48可以沿着中间部分18逐渐变窄。例如每个肋48可以从第一部分16到第二部分20逐渐变窄，并且可以终止于中间部分18和第二部分20之间的接合处。换句话说，第二部分20可以没有肋48。
参考图3，槽24沿着纵向轴线A是纵长的。一个槽24可以设置在每个相邻的肋48和脊46之间。
槽24沿着第一部分16和中间部分18延伸。例如，槽24可以在近端14处开始。如上所述，槽24可以终止于中间部分18上。例如，槽24可以如图所示的终止于中间部分18和第二部分20的接合处。换句话说，第二部分20可以没有槽24，如图3和图5所示。槽24可以从近端14连续地延伸到中间部分18和第二部分20的接合处。
槽24可以从第一部分16到第二部分20逐渐变窄，如图7所示，例如从近端14到中间部分18和第二部分20的接合处。换句话说，槽24朝向纵向轴线A从第一部分16向第二部分20逐渐变窄。如图所示，槽24的逐渐变窄可以是恒定的。槽24可以抵抗边44的弯折。当槽24相对深时，即在近端14时，槽24提供更大的加强，并且当槽24相对浅时，即在中间部分18和第二部分20的接合处时，提供较少的加强。
槽24、脊46和肋48为粉碎罐12提供轴向稳定性。具体地，在施加力F时，槽24、脊46和肋48引导粉碎罐12的弯折以从第二部分20到中间部分18到第一部分16依次进行。
如上所述，粉碎罐12的边44可以沿着纵向轴线A变化。具体地，边44可以在从近端14到远端22的方向上变窄。
由于粉碎罐12的厚度和材料类型，粉碎罐12的溃缩是壁厚T与一条边44的长度L的比的函数。具体地，在远端22沿着纵向轴线A施加力F时，粉碎罐12首先在具有最小T/L比的边44处弯折。由于第二部分20没有槽24和肋48，因此在第二部分20的粉碎罐12的边44的长度L是最大的。这样，由于厚度T从近端14到远端22大体上是恒定，T/L的比率在第二部分20处最小，这导致在远端22沿着纵向轴线A施加力F时第二部分20在中间部分18和第一部分之前弯折。
此外，由于槽24从近端14到第二部分20逐渐变窄，如上所述，槽24对中间部分18提供较少的加强以及对第一部分16提供较大的加强。因此，槽24促使中间部分18在第一部分16弯折之前弯折。沿着中间部分18的肋48的逐渐变窄和沿着第一部分16的肋48的恒定横截面也促使中间部分18在第一部分16之前弯折。
粉碎罐12的槽24、边44和肋48促使粉碎罐12从第二部分20开始，然后在中间部分18，然后在第一部分16处顺序地溃缩的设计允许粉碎罐12由如硼钢的UHSS以相对小的厚度(例如，约1.1mm)制成，如上所述。这种构造减小了粉碎罐12的重量。
已经以说明性方式描述了本发明，并且应当理解，已经使用的术语旨在是描述性的词语的性质，而不是限制性的。根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的，并且本发明可以以不同于具体描述的方式来实施。

Claims (20)

1.一种车辆，包含：
车架；以及
粉碎罐，所述粉碎罐沿纵向轴线延伸；
所述粉碎罐包括相对于所述车架固定并且邻近所述车架的第一部分、远离所述车架的第二部分和从所述第一部分延伸到所述第二部分的中间部分；
所述粉碎罐包括沿着所述纵向轴线在所述第一部分上延伸并且终止于所述中间部分的纵长的槽；
其中所述粉碎罐还包括肋和脊，所述肋和脊以围绕所述纵向轴线周向交替设置的方式定位，
其中所述槽、肋和脊引导所述粉碎罐的弯折从第二部分到中间部分再到第一部分依次进行。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述粉碎罐可以从所述第一部分上的近端延伸到所述第二部分上的远端，所述第一部分、所述中间部分和所述第二部分从所述近端到所述远端逐渐变窄。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中所述槽从所述第一部分朝向所述第二部分逐渐变窄。
4.根据权利要求2所述的车辆，其中所述粉碎罐具有从所述近端到所述远端恒定的壁厚。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中所述恒定的壁厚约为1.1毫米。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中所述槽从所述第一部分朝向所述第二部分逐渐变窄。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中所述槽的其中之一设置在每个相邻的所述肋和所述脊之间。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中每个肋在从所述第一部分朝向所述第二部分的方向上朝向所述纵向轴线逐渐变窄。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中所述槽在从所述第一部分朝向所述第二部分的方向上朝向所述纵向轴线逐渐变窄。
10.根据权利要求1所述的车辆，其中所述粉碎罐由超高强度钢制成。
11.根据权利要求1所述的车辆，还包含连接到所述第二部分的保险杠梁。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中所述粉碎罐可以从所述第一部分上的近端延伸到所述第二部分上的远端，并且还包含固定到所述远端和所述保险杠梁的前板，以及固定到所述近端和所述车架的后板。
13.一种车辆粉碎罐，包含：
第一部分；
与所述第一部分间隔开的第二部分；
从所述第一部分延伸到所述第二部分的中间部分；
所述第一部分、所述第二部分和所述中间部分在纵向轴线上对齐并且从所述第一部分到所述第二部分逐渐变窄；以及
沿着所述纵向轴线在所述第一部分上延伸并且终止于所述中间部分的纵长的槽；
其中所述粉碎罐还包括肋和脊，所述肋和脊以围绕所述纵向轴线周向交替设置的方式定位，
其中所述槽、肋和脊引导所述粉碎罐的弯折从第二部分到中间部分再到第一部分依次进行。
14.根据权利要求13所述的粉碎罐，其中所述槽从所述第一部分到所述第二部分逐渐变窄。
15.根据权利要求13所述的粉碎罐，其中所述槽的其中之一设置在每个相邻的所述肋和所述脊之间，其中每个肋在从所述第一部分朝向所述第二部分的方向上朝向所述纵向轴线逐渐变窄。
16.根据权利要求15所述的粉碎罐，其中所述槽从所述第一部分到所述第二部分逐渐变窄。
17.根据权利要求13所述的粉碎罐，还包含在所述第一部分上的近端和在所述第二部分上的远端，所述粉碎罐从所述近端到所述远端逐渐变窄。
18.根据权利要求17所述的粉碎罐，还包含从所述近端到所述远端恒定的壁厚。
19.根据权利要求18所述的粉碎罐，其中所述恒定的壁厚约为1.1毫米。
20.根据权利要求13所述的粉碎罐，其中所述粉碎罐由超高强度钢制成。
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