CN108297939B - 碰撞吸能装置、前纵梁、车架以及汽车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种碰撞吸能装置、前纵梁、车架以及汽车，其中，该碰撞吸能装置为金属材质，并且包括止挡基板和从该止挡基板向外延伸形成的溃缩部，该溃缩部包括多个依次相连的锥形套筒，并且相邻的两个所述锥形套筒的其中一者的小头端插接到另一者的大头端内。这样，当车辆发生碰撞时，多个锥形套筒不会嵌入到彼此内部，造成使得刚度瞬间变大而无法溃缩吸能的问题。而是各个相邻的锥形套筒之间会首先在插接部分产生静摩擦消耗一部分碰撞能量缓冲碰撞力，然后由较小的易变性的锥形套筒到较大的锥形套筒逐级产生褶皱变形，逐级压溃吸收能量，充分利用了每个锥形套筒的溃缩变形，有效快速地降低了碰撞对车身的影响。

Description

碰撞吸能装置、前纵梁、车架以及汽车

技术领域

本公开涉及碰撞安全领域，具体地，涉及一种碰撞吸能装置、前纵梁、车架以及汽车。

背景技术

随着车辆的高速提升，车辆的碰撞安全问题日益受到重视。目前在现有技术中，大多数的车辆都采用吸能盒，外加诱导槽的综合利用，用于为碰撞过程中吸收冲击能量，控制整车在碰撞后驾驶室的侵入量，但这种诱导结构成型工艺较差，力学性能不好，并且在一定程度上还减低了车辆的结构刚度和耐久性能，不能有效地吸收碰撞能量。

发明内容

本公开的目的是提供一种碰撞吸能装置，该碰撞吸能装置能够快速高效的在车辆发生碰撞时对碰撞力进行吸能缓冲。

为了实现上述目的，本公开提供一种碰撞吸能装置，其中，所述碰撞吸能装置为金属材质，并且包括止挡基板和从该止挡基板向外延伸形成的溃缩部，该溃缩部包括多个依次相连的锥形套筒，并且相邻的两个所述锥形套筒的其中一者的小头端插接到另一者的大头端内。

可选地，每个所述锥形套筒的直径均沿远离所述止挡基板的方向逐渐增大。

可选地，多个所述锥形套筒沿远离所述止挡基板的方向的壁厚依次逐渐增加。

可选地，相邻的所述锥形套筒的壁厚相差0.4mm～0.6mm。

可选地，每个所述锥形套筒的长度相同，并且相邻两个所述锥形套筒的插接部分的长度为所述锥形套筒的长度的8％～10％。

根据本公开的另一方面，还提供一种前纵梁，包括纵梁本体，其中，所述纵梁本体内部设置有上述公开的碰撞吸能装置，所述止挡基板焊接到所述纵梁本体的内表面，所述溃缩部延伸至所述纵梁本体的前端。

可选地，所述溃缩部的长度为所述纵梁本体的长度的50％～80％。

可选地，所述溃缩部的轴线与所述纵梁本体的轴线重合。

根据本公开的另一方面，还提供一种车架，包括上述公开的前纵梁。

根据本公开的再一方面，还提供一种汽车，包括上述公开的车架。

本技术的有益效果是：由于相邻的两个锥形套筒是采用小头端插入到大头端，因此当车辆发生碰撞时，多个锥形套筒不会嵌入到彼此内部，造成使得刚度瞬间变大而无法溃缩吸能的问题。而是各个相邻的锥形套筒之间会首先在插接部分产生静摩擦消耗一部分碰撞能量缓冲碰撞力，然后由较小的易变性的锥形套筒到较大的锥形套筒逐级产生褶皱变形，逐级压溃吸收能量，充分利用了每个锥形套筒的溃缩变形，有效快速地降低了碰撞对车身的影响。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开提供的前纵梁的内部结构示意图；

图2是本公开提供的碰撞吸能装置在纵梁本体碰撞发生初期的示意图；

图3是本公开提供的碰撞吸能装置在纵梁本体碰撞发生中期的示意图。

附图标记说明

1止挡基板 2溃缩部 3锥形套筒

31小头端 32大头端 4纵梁本体

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1至图3所示，本公开提供一种碰撞吸能装置，其中，该碰撞吸能装置为金属材质，并且包括止挡基板1和从该止挡基板1向外延伸形成的溃缩部2，该溃缩部2包括多个依次相连的锥形套筒3，并且相邻的两个锥形套筒3的其中一者的小头端31插接到另一者的大头端32内。

这样，当车辆发生碰撞时，由于相邻的两个锥形套筒是采用小头端插入到大头端，因此在碰撞时多个锥形套筒不会嵌入到彼此内部，使得刚度瞬间变大造成无法溃缩吸能的问题，而是各个相邻的锥形套筒3之间会首先在插接部分产生静摩擦消耗一部分碰撞能量缓冲碰撞力，然后由较小的易变形的锥形套筒到较大的锥形套筒逐级产生褶皱变形，逐级压溃吸收能量，充分利用了每个锥形套筒的溃缩变形，有效快速地降低了碰撞对车身的影响。

并且多个锥形套筒相接而成的溃缩部整体形成为锥形结构，这种变截面的外形设计无论在车辆发生正碰、侧碰的过程中，溃缩部都能够比较彻底的实现溃缩变形从而能够吸收能量，同时止挡基板1可以为溃缩部2提供稳定的支撑。

进一步地，为了防止在碰撞初期，最先受到冲击的锥形套筒因受到较大的冲击力直接发生弯折变形，而不能有效利用静摩擦吸收能量，在本实施方式中，每个锥形套筒3的直径均沿远离止挡基板1的方向逐渐增大。换言之，整个溃缩部2的大头端是直面碰撞力的，也即在最外部的锥形套筒的外形尺寸最大，相对其他锥形套筒刚度稍大，因此在受到冲击力时，如图2和图3所示，还是首先通过摩擦吸收部分碰撞能量，而溃缩变形则是直接连在止挡基板1上的最小尺寸的锥形套筒开始逐级朝向外溃缩。

为了能够保证各个锥形套筒在刚度上呈现一定的梯度，使其能够按照梯度逐级溃缩，在本实施方式中，多个锥形套筒3沿远离止挡基板1的方向的壁厚依次逐渐增加。

具体地，在本实施方式中，相邻的锥形套筒的壁厚相差0.4mm～0.6mm。既能够在刚度上形成一定的变化又不会影响本身的溃缩变形。

为了进一步保证每个锥形套筒溃缩变形的可控性，在本实施方式中，每个锥形套筒3的长度相同，并且相邻两个锥形套筒3的插接部分的长度为锥形套筒3的长度的8％～10％。在此范围内，能够保证每个相接的锥形套筒之间在碰撞时可以利用插接部分的摩擦吸收能量，同时又可以保证每个锥形套筒本身的溃缩长度，以最大限度的吸收碰撞能量。

如图1至图3所示，根据本公开的另一方面，还提供一种前纵梁，包括纵梁本体4，其中，该纵梁本体4内部设置有根据上述公开的碰撞吸能装置，止挡基板1焊接到纵梁本体4的内表面，溃缩部2延伸至纵梁本体4的前端，也即，将溃缩部2与纵梁本体4合并为一体进行碰撞吸能，为实现溃缩部2的有效吸能，又方便溃缩部2安装到纵梁本体4内，如图1所示，纵梁本体4的前端端部与溃缩部2之间留有一定的间隙，能够同时满足溃缩部2的吸能效果并方便其安装。

汽车的前纵梁是主要的变形吸能结构，通过自身的塑性变形来吸收碰撞产生的能量，因而，在前纵梁内部集成了上述公开的碰撞吸能装置，一方面，进一步提高了前纵梁的吸能效果，另一方面，相比于现有技术在前纵梁上开设诱导孔的方式，在纵梁本体4的内部设置溃缩部2，不会造成前纵梁本身的结构上的改变，也不会降低其力学性能和结构性能。能够在车辆受到碰撞时及时溃缩变形，有效控制整车在碰撞后对于驾驶室的侵入量，保护车内乘员。

具体地，当车辆受到较大冲击力时，前纵梁内部的溃缩部2按照上述的吸能方式，首先利用摩擦吸收能量，而后通过逐级发生褶皱溃缩而进一步吸收碰撞能量，使得前纵梁较为稳定的逐步变形。

需要说明的是，纵梁本体的前端指的是车辆的前端，也即接近车头的一端。

为了保证纵梁本体4具有较好的变形吸能结构，在本实施方式中，溃缩部2的长度为纵梁本体4的长度的50％～80％。

并且，在本实施方式中，溃缩部2的轴线与纵梁本体4的轴线重合。这样有利于控制前纵梁本身的塑性变形，提高变形的稳定性。

根据本公开的再一方面，还提供一种包括上述公开的前纵梁的车架以及包括该车架的车辆，车架的碰撞吸能显著提高，以使得车辆的碰撞安全性能大大提升。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，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，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种碰撞吸能装置，其特征在于，所述碰撞吸能装置为金属材质，并且包括止挡基板(1)和从该止挡基板(1)向外延伸形成的溃缩部(2)，该溃缩部(2)包括多个依次相连的锥形套筒(3)，并且相邻的两个所述锥形套筒(3)中的位于外侧一者的小头端(31)以摩擦接触的方式插入到位于内侧一者的大头端(32)内，每个所述锥形套筒(3)的直径均沿远离所述止挡基板(1)的方向逐渐增大，相邻的所述锥形套筒(3)的壁厚不同，且多个所述锥形套筒(3)沿远离所述止挡基板(1)的方向的壁厚依次逐渐增加，相邻的两个所述锥形套筒(3)中的远离所述止挡基板(1)的一者的壁厚大于靠近所述止挡基板(1)的另一者的壁厚。

2.根据权利要求1所述的碰撞吸能装置，其特征在于，相邻的所述锥形套筒(3)的壁厚相差0.4mm～0.6mm。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的碰撞吸能装置，其特征在于，每个所述锥形套筒(3)的长度相同，并且相邻两个所述锥形套筒(3)的插接部分的长度为所述锥形套筒(3)的长度的8％～10％。

4.一种前纵梁，包括纵梁本体(4)，其特征在于，所述纵梁本体(4)内部设置有根据权利要求1-3中任意一项所述的碰撞吸能装置，所述止挡基板(1)焊接到所述纵梁本体(4)的内表面，所述溃缩部(2)延伸至所述纵梁本体(4)的前端。

5.根据权利要求4所述的前纵梁，其特征在于，所述溃缩部(2)的长度为所述纵梁本体(4)的长度的50％～80％。

6.根据权利要求4所述的前纵梁，其特征在于，所述溃缩部(2)的轴线与所述纵梁本体(4)的轴线重合。

7.一种车架，其特征在于，包括根据权利要求4-6中任意一项所述的前纵梁。

8.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求7所述的车架。

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