CN107472362B - 一种能量吸收装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种能量吸收装置及车辆，其中的能量吸收装置包括：吸能部件和连接部件(3)；吸能部件与车体固定连接，连接部件(3)与汽车零部件固定连接，吸能部件与连接部件(3)配合连接；吸能部件设置有吸能条，在发生碰撞并使吸能部件与连接部件(3)发生相对移动时，连接部件(3)切割用于缓冲吸能的吸能条。本发明的能量吸收装置及车辆，可以设置在车辆大质量零部件与车架的安装处，实现能量并行、分布式吸收，改变了传统的将吸收能量的功能集中在前纵梁及防火墙的能量吸收策略，提高了能量吸收的效率及能量吸收的可靠性并提高实际使用中的对复杂碰撞形式的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其是一种能量吸收装置及车辆。
背景技术
汽车发生碰撞事故时，大部分碰撞能量由车辆结构变形吸收，小部分的能量在车辆反弹过程中被摩擦力耗散。为达到吸能的目的，一般车辆能量吸收区域主要集中在前纵梁和防火墙。由动能定理可知：碰撞能量的分布与各个部分的重量成正比，因此能量分布与质量分布成正比。汽车质量分布中存在部分汽车零部件具有以下特点：质量大且质量集中分布，自身变形吸能小，如汽车的动力总成及底盘系统存在较大的集中质量，在乘用车中一般占到车重的40％以上。这些汽车零部件能量大，但是由于没有专门为此设计的吸能结构，自身比较硬，一般在碰撞中变形很小，因此自身变形吸能很小，因此这40％左右的能量如果可以隔离出来，实现分布式吸收，就可以改变碰撞能量主要集中靠前纵梁及防火墙变形吸收的状况，达到稳定吸能且避免出现大的加速度及大的侵入量的危及驾乘人员安全的情况。
目前，在现有的技术方案中都设计前纵梁来吸收能量，余下的能量基本靠防火墙变形吸收，动力总成及底盘等集中质量直接通过螺栓与车身结构连接，能量吸收相对集中。前纵梁稳定性及通用性不好，防火墙变形吸收能量时或者会产生较高的加速度或者产生大的侵入量，在实际交通事故中可能造成乘员伤害。因此，相对集中的能量吸收模式可靠性、通用性及对实际交通事故的适应性相对较差。
发明内容
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种能量吸收装置及车辆，可以实现能量并行、分布式吸收。
根据本发明的一个方面，提供一种能量吸收装置，通过所述能量吸收装置连接车体和汽车零部件，包括：吸能部件和连接部件；所述吸能部件与所述连接部件配合连接；所述吸能部件设置有吸能条，其中，在发生碰撞并使所述吸能部件与所述连接部件发生相对移动时，所述连接部件切割用于缓冲吸能的所述吸能条。
可选地，所述吸能部件与车体固定连接，所述连接部件(3)与汽车零部件固定连接。
可选地，所述吸能部件包括：吸能板；在所述吸能板上设置有所述吸能条，在所述吸能条上间隔设置多个通孔；其中，所述连接部件切割相邻通孔之间的隔离部分使相邻通孔连通，并吸收能量。
可选地，所述吸能板为多层吸能板结构，在每层吸能板上都设置有所述吸能条。
可选地，所述吸能板包括：上层吸能板和下层吸能板；所述上层吸能板与车体或汽车零部件固定连接，所述上层吸能板与所述下层吸能板固定连接。
可选地，所述上层吸能板设置有上层吸能条，所述下层吸能板设置有下层吸能条；在所述上层吸能条上间隔设置有多个第一通孔，在所述下层吸能条上间隔设置有多个第二通孔，并且，所述多个第一通孔和所述多个第二通孔互相交错。
可选地，所述连接部件包括：盖板和下柱体；所述盖板和所述下柱体一体成型或固定连接，所述下柱体设置有贯通所述盖板的通孔，螺栓穿过所述通孔与所述汽车零部件螺纹连接；其中，在所述吸能部件与所述连接部件发生相对移动时，所述盖板在所述上层吸能条和所述下层吸能条之间移动，所述螺栓、所述下柱体分别切割相邻第一通孔之间的隔离部分、相邻第二通孔之间的隔离部分。
可选地，所述吸能部件包括：连接加强件；所述连接加强件与所述上层吸能板或所述下层吸能板固定连接；所述盖板通过销轴与所述连接加强件连接；其中，在发生碰撞时产生的碰撞力将所述销轴剪断的状态下，所述盖板能够在所述上层吸能条和所述下层吸能条之间移动。
可选地，所述上层吸能板、所述下层吸能板分别设置有与所述盖板相配合的上层导向凹槽、下层导向凹槽，所述上层吸能条位于所述上层导向凹槽内，所述下层吸能条位于所述下层导向凹槽内，其中，在所述盖板移动的过程中，所述上层导向凹槽和所述下层导向凹槽与所述盖板相配合，用于对所述盖板进行导向。
可选地，在所述上层吸能板上设置有第一导向槽，在所述连接加强件上设置有第二导向槽，所述第一导向槽、所述第二导向槽的开口方向朝向所述上层吸能条、所述下层吸能条；其中，在所述汽车零部件安装后，所述螺栓位于所述第一导向槽内，所述下柱体位于所述第二导向槽内。
可选地，在所述上层吸能条朝向所述第一导向槽的一侧设置有上层吸能条诱导口，在所述下层吸能条朝向所述第二导向槽的一侧都设置有下层吸能条诱导口。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆，包括多个如上所述能量吸收装置，所述能量吸收装置设置在汽车零部件与车架的连接处，所述汽车零部件包括：动力总成、底盘。
基于本发明提供的能量吸收装置及车辆，可以设置在车辆大质量零部件与车架的安装处，可以实现能量并行、分布式吸收，改变了传统的将吸收能量的功能集中在前纵梁及防火墙的能量吸收策略，提高了能量吸收的效率及能量吸收的可靠性；可适应复杂的多种正面碰撞工况，大大减小单靠前纵梁及防火墙这种相对集中的吸能方式带来的吸能效果波动风险，提高实际使用中的对复杂碰撞形式的适应性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
图1为根据本发明的能量吸收装置的一个实施例的分解示意图；
图2为根据本发明的能量吸收装置的一个实施例中的上层吸能板的示意图；
图3为根据本发明的能量吸收装置的一个实施例中的上层吸能板的立体示意图；
图4为根据本发明的能量吸收装置的一个实施例中的连接加强件的示意图；
图5为根据本发明的能量吸收装置的一个实施例中的连接部件的示意图；
图6为根据本发明的能量吸收装置的一个实施例中的吸能条设置诱导口的示意图；
图7为图6的A-A视图；
图8为本发明的能量吸收装置的安装示意图；
图9为主要的集中质量在整车中的位置及本装置主要分布区示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。
下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。
如图1所示，本发明提供一种能量吸收装置，通过能量吸收装置连接车体和汽车零部件。能量吸收装置包括：吸能部件和连接部件3(3`)，连接部件的数量可根据具体的设计要求设置。吸能部件可以与车体或汽车零部件固定连接，连接部件3可以与汽车零部件固定连接，汽车零部件包括发送机总成、底盘等质量大的零部件。吸能部件与连接部件3配合连接，吸能部件设置有吸能条，在发生碰撞并使吸能部件与连接部件3发生相对移动时，连接部件3切割吸能条用于缓冲吸能。
本发明的能量吸收装置，可以设置在车辆大质量零部件与车架的安装处，可以实现能量并行、分布式吸收，改变了传统的将吸收能量的功能集中在前纵梁及防火墙的能量吸收策略，能够对动力总成、底盘等质量大、吸能少部件进行分布能量吸收。
在一个实施例中，吸能部件包括吸能板，在吸能板上设置有吸能条，吸能条可以有多种实现方式。例如，在吸能条上间隔设置多个通孔，连接部件3切割相邻通孔之间的隔离部分使相邻通孔连通，并吸收能量。吸能板可以为多层吸能板结构，在每层吸能板上都设置有吸能条。
如图1-5所示，吸能板包括：上层吸能板1和下层吸能板2(2`)，吸能板的层数以及数量可根据具体的设计要求设置。上层吸能板1与车体固定连接，上层吸能板1与下层吸能板2固定连接，可以采用焊接、螺纹链接等方式。
上层吸能板1设置有上层吸能条11(11`)，下层吸能板2设置有下层吸能条21，吸能条的数量可根据具体的设计要求设置。在上层吸能条11上间隔设置有多个第一通孔12，在下层吸能条21上间隔设置有多个第二通孔22，多个第一通孔12和多个第二通孔22为互相交错布置。如图6、7所示，上、下吸能板吸能条的开孔区互相交错，形成交错吸能器区18，可以达到连续、稳定吸能的目的。
连接部件3可以实现为多种形式。例如，连接部件3包括：盖板31和下柱体32。盖板31和下柱体32一体成型或固定连接，下柱体32设置有贯通盖板31的通孔，螺栓穿过通孔与汽车零部件螺纹连接，与集中质量的汽车零部件螺纹连接的螺栓连接可以为一个或多个。在吸能部件与连接部件3发生相对移动时，盖板31在上层吸能条11和下层吸能条21之间移动，螺栓、下柱体32分别切割相邻第一通孔12之间的隔离部分、相邻第二通孔22之间的隔离部分，能够连续、稳定吸能。
连接加强件4(4`)可以与上层吸能板1固定连接，连接加强件的数量可根据具体的设计要求设置，可以采用焊接、螺纹连接等方式。在汽车零部件安装后，连接部件3设置在上层吸能板1和连接加强件4之间，盖板31通过销轴33与连接加强件4连接。在发生碰撞时产生的碰撞力将销轴33剪断的状态下，盖板31能够在上层吸能条11和下层吸能条21之间移动。
上层吸能板1、下层吸能板2分别设置有与盖板相配合的上层导向凹槽13(13`)、下层导向凹槽23，上层吸能条11位于上层导向凹槽13内，下层吸能条21位于下层导向凹槽23内。在盖板31移动的过程中，上层导向凹槽13和下层导向凹槽23与盖板31相配合，用于对盖板31进行导向。上层吸能板1和下层吸能板2采用凹槽结构，凹槽宽度与盖板31宽度一致，两层吸能板共同起到碰撞时前后导向作用。两层吸能板在碰撞时对盖板31的前后导向轨迹不限于直线，还可以为曲线，也可达到能量分割吸收的目的。
在上层吸能板1上设置有第一导向槽14(14`)，在连接加强件4上设置有第二导向槽41，第一导向槽14、第二导向槽41的开口方向朝向上层吸能条11、下层吸能条21。在汽车零部件安装后，螺栓位于第一导向槽14内，下柱体32位于第二导向槽41内。
盖板31在上层吸能板1和螺母板加强板4之间,上层吸能板1和螺母板加强板4起上下限位及前后导向作用，且上层吸能板1和螺母板加强板4均开有导向槽，起到给螺栓及盖板31导向作用。在上层吸能条11朝向第一导向槽14的一侧设置有上层吸能条诱导口15，在下层吸能条21朝向第二导向槽41的一侧都设置有下层吸能条诱导口。
可以采用多种连接方式，例如，下层吸能板2和连接加强件4焊接在上层吸能板1上，上层吸能板1与车身焊接。零部件安装后，通过与连接部件3焊接的销轴33与连接加强件4固定。发生碰撞时，碰撞力将销轴33剪断，连接部件3沿吸能板上预设的导向结构切割吸能带实现能量稳定吸收，吸能带上下交错开口保证能量吸收连续不跳越。
在一个实施例中，本发明提供一种车辆，包括设置有多个能量吸收装置。汽车零部件包括：动力总成、底盘等，能量吸收装置设置在汽车零部件与车架的连接处，如图8所示，发动机总成52与车架的连接处设置能量吸收装置，能量吸收装置的连接部件通过螺栓51与发动机总成52连接。主要集中质量在整车中的位置及本装置主要分布区如图9所示，底盘质量集中点56、57以及动力总成质量集中点55等，能量吸收装置分布在质量集中的汽车零部件与车身的连接点。
上述实施例中提供的能量吸收装置及车辆，可以设置在车辆大质量零部件与车架的安装处，可以实现能量并行、分布式吸收，改变了传统的将吸收能量的功能集中在前纵梁及防火墙的能量吸收策略，提高了能量吸收的效率及能量吸收的可靠性；可适应复杂的多种正面碰撞工况，大大减小单靠前纵梁及防火墙这种相对集中的吸能方式带来的吸能效果波动风险，提高实际使用中的对复杂碰撞形式的适应性；并且结构受力简单，不易受外力干扰，可靠性高。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的汽车零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种能量吸收装置，其特征在于，通过所述能量吸收装置连接车体和汽车零部件，包括：
吸能部件和连接部件(3)；所述吸能部件与所述连接部件(3)配合连接；所述吸能部件设置有吸能条，其中，在发生碰撞并使所述吸能部件与所述连接部件(3)发生相对移动时，所述连接部件(3)切割用于缓冲吸能的所述吸能条；
所述吸能部件包括吸能板，在所述吸能板上设置有所述吸能条，所述吸能板包括：上层吸能板(1)和下层吸能板(2)；所述上层吸能板(1)与车体或汽车零部件固定连接，所述上层吸能板(1)与所述下层吸能板(2)固定连接；
所述上层吸能板(1)设置有上层吸能条(11)，所述下层吸能板(2)设置有下层吸能条(21)；在所述上层吸能条(11)上间隔设置有多个第一通孔(12)，在所述下层吸能条(21)上间隔设置有多个第二通孔(22)，并且，所述多个第一通孔(12)和所述多个第二通孔(22)在碰撞方向互相交错，其中，所述连接部件(3)切割相邻通孔之间的隔离部分使相邻通孔连通，并吸收能量。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述连接部件包括：盖板(31)和下柱体(32)；所述盖板(31)和所述下柱体(32)一体成型或固定连接，所述下柱体(32)设置有贯通所述盖板(31)的通孔，螺栓穿过所述通孔与所述汽车零部件或所述车体螺纹连接；
其中，在所述吸能部件与所述连接部件(3)发生相对移动时，所述盖板(31)在所述上层吸能条(11)和所述下层吸能条(21)之间移动，所述螺栓、所述下柱体(32)分别切割相邻第一通孔(12)之间的隔离部分、相邻第二通孔(22)之间的隔离部分。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于,
所述吸能部件包括：连接加强件(4)；所述连接加强件(4)与所述上层吸能板(1)或所述下层吸能板(2)固定连接；所述盖板(31)通过销轴(33)与所述连接加强件(4)连接；其中，在发生碰撞时产生的碰撞力将所述销轴(33)剪断的状态下，所述盖板(31)能够在所述上层吸能条(11)和所述下层吸能条(21)之间移动。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述上层吸能板(1)、所述下层吸能板(2)分别设置有与所述盖板(31)相配合的上层导向凹槽(13)、下层导向凹槽(23)，所述上层吸能条(11)位于所述上层导向凹槽(13)内，所述下层吸能条(21)位于所述下层导向凹槽(23)内；其中，在所述盖板(31)移动的过程中，所述上层导向凹槽(13)和所述下层导向凹槽(23)与所述盖板(31)相配合，对所述盖板(31)进行导向。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于：
在所述上层吸能板(1)上设置有第一导向槽(14)，在所述连接加强件(4)上设置有第二导向槽(41)，所述第一导向槽(14)、所述第二导向槽(41)的开口方向朝向所述上层吸能条(11)、所述下层吸能条(21)；其中，所述螺栓位于所述第一导向槽(14)内，所述下柱体(32)位于所述第二导向槽(41)内。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：
在所述上层吸能条(11)朝向所述第一导向槽(14)的一侧设置有上层吸能条诱导口(15)，在所述下层吸能条(21)朝向所述第二导向槽(41)的一侧设置有下层吸能条诱导口。
7.一种车辆，其特征在于：
包括多个如权利要求1至6任意一项所述能量吸收装置，所述能量吸收装置设置在汽车零部件与车架的连接处，所述汽车零部件包括：动力总成或底盘。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An energy absorption device and vehicle Effective date of registration: 20200817 Granted publication date: 20200117 Pledgee: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Pledgor: Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2020990000977 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210507 Granted publication date: 20200117 Pledgee: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Pledgor: Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2020990000977 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Energy absorbing device and vehicle Effective date of registration: 20210726 Granted publication date: 20200117 Pledgee: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Pledgor: Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990000644 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200117 Termination date: 20211014 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231123 Granted publication date: 20200117 Pledgee: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd.|Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990000644 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |