CN108501843A - 一种机动车保险杠系统 - Google Patents

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Abstract

一种机动车保险杠系统,包括通过安装板与白车身连接的吸能盒,吸能盒另一端与防撞梁通过CO2保护焊焊接;所述的防撞梁由防撞梁管坯和其内设有的防撞梁填充体构成,防撞梁填充体为泡沫铝与氧化铝空心小球复合材料;所述的吸能盒是柱状整体式结构,由外层的吸能盒管坯和其内设有的吸能盒填充体构成,吸能盒填充体为球状闭孔泡沫铝材料;本发明通过改变防撞梁和吸能盒的内部结构来增强防撞梁和吸能盒的防撞性能和能量吸收性能,快递降低碰撞加速度,同时兼顾防撞梁和吸能盒的重量。

Description

一种机动车保险杠系统
技术领域
[0001]本发明涉及机动车保险杠技术领域,具体涉及一种机动车保险杠系统。
背景技术
[0002]机动车保险杠系统一般由防撞梁、吸能盒、安装板、内衬等组成,汽车前保险杠位 于汽车最前部,防撞梁的主要作用是将碰撞中产生的能量均匀地传递给吸能盒,同时防止 内侵量过大造成发动机部件的损坏。吸能盒的作用是通过自身变形将碰撞中产生的能量转 化为内能,吸收能力,并将防撞梁传递来的碰撞力均匀地传递到车身2个前纵梁骨架上。传 统的f撞梁或吸能盒由钢板或铝板冲压制成,但是由钢板制成的防撞梁或吸能盒自身的重 量较高,由铝板制成的防撞梁机械强度不高,由铝板制成的吸能盒虽然质量轻,但能量吸收 能力较弱,不能很快地降低碰撞加速度。并且,传统的防撞梁或吸能盒多为组合式结构,需 要焊接,制造工艺繁琐。
发明内容
[0003]为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种机动车保险杠系统, 通过改变防撞梁和吸能盒的内部结构来增强防撞梁和吸能盒的防撞性能和能量吸收性能, 快递降低碰撞加速度,并且采用一体化烧结技术一次性将防撞梁或吸能盒成形出来,简化 了制造工艺,降低了制造成本,同时兼顾防撞梁和吸能盒的重量。
[0004]为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:
[0005] —种机动车保险杠系统,包括通过安装板7与白车身连接的吸能盒,吸能盒另一端 与防撞梁通过C〇2保护焊焊接;
[0006]所述的防撞梁由防撞梁管坯1和其内设有的防撞梁填充体2构成,防撞梁填充体2 为泡沫铝与氧化铝空心小球复合材料;
[0007]所述的吸能盒是柱状整体式结构,由外层的吸能盒管坯3和其内设有的吸能盒填 充体4构成,吸能盒填充体4为球状闭孔泡沫铝材料。
[000S]所述的防撞梁的制作方法为:先利用内高压成形技术制造出防撞梁管坯丨,将铝粉 与氧化铝空心小球置入预制的防撞梁管坯1中,在还原性气氛中,以5°C/min的升温速率升 温至650°C,保温30min,将防撞梁填充体2与防撞梁管坯1烧结在一起。
[0009]所述的吸能盒的制造方法为:先利用内高压成形技术制造出吸能盒管坯3;再在吸 能盒管坯3内壁粘接半圆柱状EPS泡沫条以在高温下生成压溃槽6;最后将铝粉与EPS泡沫粒 子经过换气-挂胶-粘粉-干燥-混料工序和吸能盒管坯3烧结,具体为:
[0010]①换气:将EPS泡沫粒子放入活塞式抽放气管道中,EPS泡沫粒子粒径为5mm,推动 活塞以挤出空气,拉回活塞充入氩气,待EPS泡沫粒子形状恢复,反复抽放气3次,将EPS泡沫 粒子中空气完全置换掉;
[0011]②挂胶:取出置换掉空气的EPS泡沫粒子放入滤网中,将滤网浸没在盛满聚乙烯醇 的容器中,再取出,在EPS泡沫粒子表面粘上一层聚乙烯醇;
[0012] ③粘粉:利用喷粉器在粘有聚乙烯醇的EPS泡沫粒子表面均匀喷洒上一层厚度为 0.1mm的铝粉,铝粉粒径200目,纯度99 • 5% ;
[0013] ④干燥:将表面粘有聚乙烯醇和铝粉的EPS泡沫粒子放入千燥箱中,80。(:干燥4h, 得到干燥EPS泡沫粒子;
[0014] ⑤混料:按干燥EPS泡沫粒子与铝粉体积比50:50的比例将干燥EPS泡沫粒子和铝 粉装入滚筒式混料机中,100转/min混料30min;
[0015] ⑥烧结:将混好的EPS泡沫粒子和铝粉逐渐填充在吸能盒管坯3中,并在其中加入 圆柱状EPS泡沫条用来生成压溃孔5,再以5°C/min的升温速率升温至650°C,保温30min,在 还原性气氛下烧结,将吸能盒填充体4与吸能盒管坯3烧结在一起。
[0016] 所述的吸能盒填充体4内部有1层以上的压溃孔5;吸能盒填充体4外部分布1层以 上的压溃槽6,压溃槽6和压溃孔5的位置和大小根据需要设定。
[0017] 所述的压溃槽6和压溃孔5的直径为20〜30mm。
[0018] 所述的防撞梁管坯1、吸能盒管坯3壁厚为1〜2mm,材料为铝合金6005A。
[0019]本发明的有益效果为:本发明采用一体化烧结技术将防撞梁管坯1和防撞梁填充 体2;或吸能盒管坯3和吸能盒填充体4 一次成形,简化了制造工艺流程,节约了制造时间和 成本;本发明吸能盒的压溃槽6和压溃孔5的位置和大小可以根据需要进行定制,不再依赖 于传统的冲压制造中的模具形状,并且吸能盒的能量吸收总量在相同时间内也能比传统的 管壳状吸能盒高出3〇0%以上,这使得此种吸能盒能在0.1s内将碰撞产生的加速度由峰值 35G降低到较低的5G;同时,本发明的防撞梁,其抗撞击强度比传统的防撞梁高出150%以 上。
附图说明
[0020]图1为本发明的结构示意图。
[0021 ]图2为本发明防撞梁的局部剖开结构示意图。
[0022]图3为本发明吸能盒的局部剖开结构示意图。
[0023]图4为本发明基于ABAQUS的机动车碰撞模拟分析结果。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0025]参照图1、图2和图3,一种机动车保险杠系统,包括通过安装板7与白车身连接的吸 能盒,吸能盒另一端与防撞梁通过C〇2保护焊焊接;
[0026] 所述的防撞梁由防撞梁管坯1和其内设有的防撞梁填充体2构成,防撞梁填充体2 为泡沫铝与氧化铝空心小球复合材料;
[0027] 所述的吸能盒是柱状整体式结构,由外层的吸能盒管坯3和其内设有的吸能盒填 充体4构成,吸能盒填充体4为球状闭孔泡沫铝材料,内部有3层压溃孔5,其中中间层的压溃 孔5数量为3个,沿中间层对称的两侧压溃孔5数目为2个,压溃孔5形状为直径2〇mm的圆柱 状;吸能盒填充体4外部分布五层压溃槽6,其中在吸能盒的短边分布有3层,长边有2层,其 形状为直径20mm的半圆柱状。
[0028] 所述的防撞梁管坯1、吸能盒管坯3壁厚为1〜2mm,材料为铝合金6005A。
[0029] 所述的防撞梁的制作方法为:先利用内高压成形技术制造出防撞梁管坯1,将铝粉 与氧化铝空心小球置入预制的防撞梁管坯1中,在还原性气氛中,以5°C/min的升温速率升 温至650°C,保温30min,将防撞梁填充体2与防撞梁管坯1烧结在一起。
[0030] 所述的吸能盒的制造方法为:先利用内局压成形技术制造出吸能盒管还3;再在吸 能盒管坯3内壁粘接半圆柱状EPS泡沫条以在高温下生成压溃槽6;最后将铝粉与EPS泡沫粒 子经过换气-挂胶-粘粉-干燥-混料工序和吸能盒管坯3烧结,具体为:
[0031] ①换气:将EPS泡沫粒子放入活塞式抽放气管道中,EPS泡沫粒子粒径为5mm,推动 活塞以挤出空气,拉回活塞充入氩气,待EPS泡沫粒子形状恢复,反复抽放气3次,将EPS泡沫 粒子中空气完全置换掉;
[0032]②挂胶:取出置换掉空气的EPS泡沫粒子放入滤网中,将滤网浸没在盛满聚乙烯醇 的容器中,再取出,在EPS泡沫粒子表面粘上一层聚乙烯醇;
[0033] ③粘粉:利用喷粉器在粘有聚乙烯醇的EPS泡沫粒子表面均匀喷洒上一层厚度为 0 • lmm的招粉,招粉粒径200目,纯度99.5 % ;
[0034]④干燥:将表面粘有聚乙烯醇和铝粉的EPS泡沫粒子放入干燥箱中,80°C干燥4h, 得到干燥EPS泡沫粒子;
[0035]⑤混料:按干燥EPS泡沫粒子与铝粉体积比50 :50的比例将干燥EPS泡沫粒子和铝 粉装入滚筒式混料机中,100转/min混料30min;
[0036]⑥烧结:将混好的EPS泡沫粒子和铝粉逐渐填充在吸能盒管坯3中,并在其中加入 圆柱状EPS泡沫条用来生成压溃孔5,再以5。(:/min的升温速率升温至650。(:,保温30min,在 还原性气氛下烧结,将吸能盒填充体4与吸能盒管坯3烧结在一起。
[0037]参照图4,在机动车速度为50km/h的碰撞模拟中,运用本发明的吸能盒和防撞梁结 构,可以在0.1 s内迅速将碰撞加速度由峰值(约35G)降低到较低值(5G),从而最大限度的保 证了在汽车高速碰撞中车身与驾驶人员的安全。

Claims (6)

1. 一种机动车保险杠系统,包括通过安装板(7)与白车身连接的吸能盒,吸能盒另一端 与防撞梁通过C02保护焊焊接,其特征在于: 所述的防撞梁由防撞梁管坯(1)和其内设有的防撞梁填充体(2)构成,防撞梁填充体 (2)为泡沫铝与氧化铝空心小球复合材料; 所述的吸能盒是柱状整体式结构,由外层的吸能盒管坯(3)和其内设有的吸能盒填充 体GO构成,吸能盒填充体(4)为球状闭孔泡沫铝材料。
2.根据权利要求1所述的一种机动车保险杠系统,其特征在于:所述的防撞梁的制作方 法为:先利用内高压成形技术制造出防撞梁管坯a),将铝粉与氧化铝空心小球置入预制的 防撞梁管坯(1)中,在还原性气氛中,以StVmin的升温速率升温至65(TC,保温30min,将防 撞梁填充体(2)与防撞梁管还(1)烧结在一起。
3.根据权利要求1所述的一种机动车保险杠系统,其特征在于:所述的吸能盒的制造方 法为:先利用内高压成形技术制造出吸能盒管坯(3);再在吸能盒管坯(3)内壁粘接半圆柱 状EPS泡沫条以在高温下生成压溃槽⑹;最后将铝粉与EPS泡沫粒子经过换气-挂胶—粘粉一 干燥-混料工序和吸能盒管坯(3)烧结,具体为: ① 换气:将EPS泡沫粒子放入活塞式抽放气管道中,EPS泡沫粒子粒径为5mm,推动活塞 以挤出空气,拉回活塞充入氩气,待EPS泡沫粒子形状恢复,反复抽放气3次,将EPS泡沫粒子 中空气完全置换掉; ② 挂胶:取出置换掉空气的EPS泡沫粒子放入滤网中,将滤网浸没在盛满聚乙烯醇的容 器中,再取出,在EPS泡沫粒子表面粘上一层聚乙烯醇; ③ 粘粉:利用喷粉器在粘有聚乙烯醇的EPS泡沫粒子表面均匀喷洒上一层厚度为〇.lmm 的铝粉,铝粉粒径200目,纯度99.5% ; ④ 干燥:将表面粘有聚乙烯醇和铝粉的EPS泡沫粒子放入干燥箱中,8〇。(:干燥4h,得到 干燥EPS泡沫粒子; ⑤ 混料:按干燥EPS泡沫粒子与铝粉体积比50:50的比例将干燥EPS泡沫粒子和铝粉装 入滚筒式混料机中,100转/min混料30min; ⑥ 烧结:将混好的EPS泡沫粒子和铝粉逐渐填充在吸能盒管坯(3)中,并在其中加入圆 柱状EPS泡沫条用来生成压溃孔(5),再以5°C/min的升温速率升温至65(TC,保温30min,在 还原性气氛下烧结,将吸能盒填充体(4)与吸能盒管坯(3)烧结在一起。
4. 根据权利要求1所述的一种机动车保险杠系统,其特征在于:所述的吸能盒填充体 ⑷内部有1层以上的压溃孔⑸;吸能盒填充体⑷外部分布1层以上的压溃槽⑹,压溃槽 03)和压溃孔的位置和大小根据需要设定。
5. 根据权利要求4所述的一种机动车保险杠系统,其特征在于:所述的压溃槽(6)和压 溃孔⑸的直径为20〜30mm。
6. 根据权利要求1所述的一种机动车保险杠系统,其特征在于:所述的防撞梁管坯Q)、 吸能盒管坯(3)壁厚为1〜2ram,材料为铝合金6005A。
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