CN109353412B - 一种前碰撞吸能装置和具有其的车身总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种前碰撞吸能装置，包括悬架纵梁本体，而悬架纵梁本体包括第二段和设于第二段两端的第一段、第三段，第一段和第三段分别位于汽车高度方向的不同位置，第二段与第一段和第三段光滑连接，第二段分别与第一段、第三段形成第一过渡圆弧、第二过渡圆弧，第一过渡圆弧与第二过渡圆弧所在圆的半径不相等。本发明提供的前碰撞吸能装置和具有其的车速总成通过将悬架纵梁本体设计成“S”形，同时设计弱化孔，以使悬架纵梁本体在受到碰撞时在弱化孔的诱导下发生稳定、可预期的压溃变形，以将前碰撞吸能装置的变形由现有技术的折弯变形改为压溃变形；且能朝汽车长度方向发生两次压溃变形，以在能吸收更多碰撞能量的同时提高安全性。

Description

一种前碰撞吸能装置和具有其的车身总成

技术领域

本发明涉及车辆碰撞领域，尤其涉及一种前碰撞吸能装置和具有其的车身总成。

背景技术

随着人们对交通安全的重视，对汽车的主动安全设计也显得越来越重要。众所周知，主动安全设计不但关系到汽车在市场上的销售表现，更关系到人身安全。

在汽车受到正碰或偏置碰时，由于限于空间布置，使得车身纵梁能抵抗的能量有限。需要在前副车架前部增加前碰撞吸能装置，辅助车身完成碰撞能量的吸收，从而将碰撞事故对乘客的伤害将到最低。但目前市场上的车型，前副车架前碰撞吸能装置的碰撞吸能模式为弯曲变形吸能。

例如，在传统典型的“蝶形副车架”结构设计形式中，由于副车架左右纵梁前端距离纵梁前部存在一定距离(约120mm)，以使得当吸能盒完全压溃时副车架纵梁与纵梁不能直接参与吸收和传递碰撞力；且由于副车架纵梁自身就向外撇且与纵梁连接，如果碰撞中纵梁截面力出现明显差异便会带动纵梁向外撇而出现失稳，同时左右之间由于无横向连接，会加重变形失稳。

在另一种典型的框式副车架结构设计中，由于悬架左右纵梁虽然有横向连接，但由于纵梁自身结构设计缺陷，以使得只要受到一个很小的碰撞力，便能使得吸能梁变形，吸能效率低下，结构设计复杂、臃肿，且材料浪费严重。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种吸能性能更优、且能够提供可控、稳定压溃变形的前碰撞吸能装置和具有其的车身总成。

本发明提供了一种前碰撞吸能装置，包括固定于安装支座的悬架纵梁本体，所述悬架纵梁本体包括第二段和设于所述第二段两端的第一段、第三段，所述第一段和所述第三段分别位于汽车高度方向的不同位置，所述第二段与所述第一段和所述第三段光滑连接，所述第二段分别与所述第一段、所述第三段之间形成第一过渡圆弧、第二过渡圆弧，所述第一过渡圆弧所在圆的半径小于所述第二过渡圆弧所在圆的半径，所述前碰撞吸能装置还包括用于固定所述悬架纵梁本体的安装支座，所述安装支座的靠近所述悬架纵梁本体的一端设有插孔，所述悬架纵梁本体的所述第一段插入并焊接固定于所述插孔内，所述安装支座为三角支架结构，所述三角支架结构的后部设有相互平行的两块安装板，所述插孔设于位于后方的安装板上。

进一步地，所述第一段在汽车的长度方向上位于所述第二段的前方，所述第三段在汽车的长度方向上位于所述第二段的后方，所述第二段为弧形。

进一步地，所述第一过渡圆弧处设有第一弱化孔，所述第二过渡圆弧处设有第二弱化孔，且所述第一弱化孔位于所述悬架纵梁本体的下部，所述第二弱化孔设于所述悬架纵梁本体的上部。

进一步地，所述悬架纵梁本体包括顶板、底板及连接于所述顶板与所述底板之间的两个侧板，所述顶板、所述底板及所述侧板围成一空腔，所述第一弱化孔设于所述底板与所述侧板的连接部位，所述第二弱化孔设于所述顶板与所述侧板的连接部位。

进一步地，所述悬架纵梁本体在所述第一过渡圆弧处刚度小于第二过渡圆弧处刚度。

进一步地，所述悬架纵梁本体在所述第一过渡圆弧和所述第二过渡圆弧处的刚度均小于所述悬架纵梁本体和所述安装支座的连接处的刚度。

进一步地，所述悬架纵梁本体由汽车的侧面看呈“S”形结构。

本发明还涉及一种车身总成，包括以上所述的前碰撞吸能装置和动力总成，所述前碰撞吸能装置为两个对称件且分别布设于动力总成的两侧。有关于动力总成的结构和相关连接关系，可参见现有技术，在此不再赘述。

本发明提供的前碰撞吸能装置通过将悬架纵梁本体设计成“S”形，同时设计弱化孔，以使得悬架纵梁本体在受到碰撞时会在弱化孔的诱导下发生稳定、可预期的压溃变形，将前碰撞吸能装置的变形由现有技术的折弯变形改为压溃变形，且会朝汽车长度方向发生两次压溃变形，以在能吸收更多碰撞能量的同时，对车辆的动力总成也不会造成影响，提高了车辆安全性能。

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，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明前碰撞吸能装置的一具体实施例的结构示意图；

图2为图1中的前碰撞吸能装置与动力总成的安装结构示意图。

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，对本发明详细说明如下。

如图1所示，本发明提供了一种前碰撞吸能装置，其包括悬架纵梁本体10。

其中，悬架纵梁本体10为成本较低、且较轻的铝材质挤压而成，降低了悬架纵梁本体10的质量，相较于传统悬架纵梁结构能够实现轻量化50％以上，从而实现了轻量化的要求。

本实施例中，悬架纵梁本体10由汽车侧面看为“S”形结构设计的纵梁。具体地，悬架纵梁本体10包括弧形的第二段12和设于第二段12两端的直线状的第一段11与直线状的第三段13。第一段11在汽车的长度方向上位于第二段12的前方，第三段13在汽车的长度方向上位于第二段12的后方，第一段11和第三段13分别位于汽车高度方向的不同位置，且第一段11和第三段13分别通过第一过渡圆弧14和第二过渡圆弧15与第二段12光滑连接。

本实施例中，通过将第一过渡圆弧14与第二过渡圆弧15所在圆的半径设计成不同的半径，使第一过渡圆弧14和第二过渡圆弧15两处发生折弯的时间点不一样；即将第一过渡圆弧14所在圆的半径设计成小于第二过渡圆弧15所在圆的半径，以使得悬架纵梁本体10的第一过渡圆弧14处的刚度小于在第二过渡圆弧15处的刚度，从而确保第一过渡圆弧14处先于第二过渡圆弧15处被压溃变形以吸收碰撞的能量；同时能够最大化利用悬架纵梁本体10结构的刚度，以随着障碍物向后侵入发动机舱深度的增加，S形结构的悬架纵梁本体10产生2次折弯，保证了悬架纵梁本体10为前机舱提供更大的碰撞抗力；且在碰撞吸能时，前碰撞吸能装置在垂向方向上由整体轮廓中间部分向下变形，此变形不影响动力总成的向后运动变形，副车架吸能装置也不会刚性的阻碍动力总成的向后运动，避免了将动力总成能量由副车架吸能装置传递到副车架进而传递到车身，有利于降低车体碰撞加速度，以进一步缓解对人体的冲击。

传统的悬架纵梁与本发明提供的前碰撞吸能装置的悬架纵梁本体10截面2处的截面力由130KN增大到150KN，极大地提高了车辆的安全性能。

在本发明的优选实施例中，第一过渡圆弧14处设有第一弱化孔141，同时第二过渡圆弧15处设有第二弱化孔151，且第一弱化孔141位于悬架纵梁本体10的下部，第二弱化孔151设于悬架纵梁本体10的上部。更为具体的，悬架纵梁本体10包括顶板17、底板18及连接于顶板17与底板18之间的两个侧板19，顶板17、底板18及侧板19围成一空腔，第一弱化孔141为设于底板18与侧板19的连接部位，第二弱化孔151设于顶板17与侧板19的连接部位，如此，可以进一步降低第一过渡圆弧14和第二过渡圆弧15处的刚度，防止悬架纵梁本体10的横向折弯，进一步优化悬架两侧纵梁的结构，从而降低悬架纵梁本体10的Z向刚度，诱导悬架纵梁本体10朝Z向折弯，同时确保折弯位置和折弯方向符合设计预期。

在另一具体实施例中，第一弱化孔141、第二弱化孔151还可设于第一过渡圆弧14、第二过渡圆弧15的附近，比如第二段12上，以能够实现降低悬架纵梁本体10的Z向刚度、进行可预期的诱导压溃吸能即可。

在其他具体实施例中，可通过控制第一过渡圆弧14和第二过渡圆弧15所在圆半径的大小、同时依据第一弱化孔141、第二弱化孔151的数量以使得第一过渡圆弧14处的刚度小于第二过渡圆弧15处的刚度，以在保证悬架纵梁本体10的第一过渡圆弧14先于第二过渡圆弧15压溃变形而实现吸能的同时，有效地避免动力总成的能量传递到副车架进而传递到车体即可。

进一步地，本发明的前碰撞吸能装置还包括用于固定悬架纵梁本体10的安装支座20。悬架纵梁本体10通过缝焊固定于安装支座20，但由于焊接工艺的原因，焊缝会使得悬架纵梁本体10与安装支座20连接处周围热影响区域的刚度疲劳，从而会使得连接处的刚度低于悬架纵梁本体10。故本发明提供的前碰撞吸能装置通过将悬架纵梁本体10插入安装支座20内部并通过缝焊固定于安装支座20，以使得悬架纵梁本体10和安装支座20连接处设计嵌入式结构，进一步保证设计意图的实现，使得折弯处不会发生在工艺结构弱点位置，以便能确保在S弯曲处折弯。

详细地，安装支座20由其顶面看为稳定的三角支架结构，三角支架结构的前端设有沿汽车横向延伸的安装孔201，三角支架结构的后部设有相互平行的两块安装板21，其中位于后方的安装板21上设有插孔202，以便于悬架纵梁本体10的第一段11前端插入并焊接固定于插孔202，保证了悬架纵梁本体10和安装支座20连接处的结构刚度高于悬架纵梁本体10的第一过渡圆弧14以及第二过渡圆弧15处的刚度，能够确保悬架纵梁本体10在变形时，安装支座20与悬架纵梁本体10始终保持连接，以持续吸收传递车身发动机舱转递过来的碰撞应力，同时最大化利用悬架纵梁本体10的变形能力以直到完全补压溃为止。

如图2所示，本发明还涉及一种车身总成，包括以上的前碰撞吸能装置和动力总成30，前碰撞吸能装置为两个对称件且分别安装于动力总成30的两侧。

详细地，悬架纵梁本体10的后端设有沿垂向延伸的安装孔16；同时，在安装支座20上的安装孔201附近还设有沿垂向延伸的筒状连接部203，悬架纵梁本体10通过安装支座20上的安装孔201并结合螺母50、同时通过连接部203并结合螺栓40以使得悬架纵梁本体10牢固地安装于车身总成的前端，同时悬架纵梁本体10通过第二安装孔16安装于车身总成的后端，具体有关于动力总成的结构和相关连接关系，可参见现有技术，在此不再赘述。

综上，本发明提供的前碰撞吸能装置通过将悬架纵梁本体设计成“S”形，同时设计弱化孔，以使得悬架纵梁本体在受到碰撞时会在弱化孔的诱导下发生稳定、可预期的压溃变形，将前碰撞吸能装置的变形由现有技术的折弯变形改为压溃变形，且会朝汽车长度方向发生两次压溃变形，以在能吸收更多碰撞能量的同时，对车辆的动力总成也不会造成影响，提高了车辆安全性能。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种前碰撞吸能装置，其特征在于，包括悬架纵梁本体(10)，所述悬架纵梁本体(10)包括第二段(12)和设于所述第二段(12)两端的第一段(11)、第三段(13)，所述第一段(11)和所述第三段(13)分别位于汽车高度方向的不同位置，所述第二段(12)与所述第一段(11)和所述第三段(13)光滑连接，所述第二段(12)分别与所述第一段(11)、所述第三段(13)之间形成第一过渡圆弧(14)、第二过渡圆弧(15)，所述第一过渡圆弧(14)所在圆的半径小于所述第二过渡圆弧(15)所在圆的半径，所述前碰撞吸能装置还包括用于固定所述悬架纵梁本体(10)的安装支座(20)，所述安装支座(20)的靠近所述悬架纵梁本体(10)的一端设有插孔(202)，所述悬架纵梁本体(10)的所述第一段(11)插入并焊接固定于所述插孔(202)内，所述安装支座(20)为三角支架结构，所述三角支架结构的后部设有相互平行的两块安装板(21)，所述插孔(202)设于位于后方的安装板(21)上。

2.根据权利要求1所述的前碰撞吸能装置，其特征在于，所述第一段(11)在汽车的长度方向上位于所述第二段(12)的前方，所述第三段(13)在汽车的长度方向上位于所述第二段(12)的后方，所述第二段(12)为弧形。

3.根据权利要求1所述的前碰撞吸能装置，其特征在于，所述第一过渡圆弧(14)处设有第一弱化孔(141)，所述第二过渡圆弧(15)处设有第二弱化孔(151)，且所述第一弱化孔(141)位于所述悬架纵梁本体(10)的下部，所述第二弱化孔(151)设于所述悬架纵梁本体(10)的上部。

4.根据权利要求3所述的前碰撞吸能装置，其特征在于，所述悬架纵梁本体(10)包括顶板(17)、底板(18)及连接于所述顶板(17)与所述底板(18)之间的两个侧板(19)，所述顶板(17)、所述底板(18)及所述侧板(19)围成一空腔，所述第一弱化孔(141)设于所述底板(18)与所述侧板(19)的连接部位，所述第二弱化孔(151)设于所述顶板(17)与所述侧板(19)的连接部位。

5.根据权利要求3所述的前碰撞吸能装置，其特征在于，所述悬架纵梁本体(10)在所述第一过渡圆弧(14)处的刚度小于在所述第二过渡圆弧(15)处的刚度。

6.根据权利要求1所述的前碰撞吸能装置，其特征在于，所述悬架纵梁本体(10)在所述第一过渡圆弧(14)和所述第二过渡圆弧(15)处的刚度均小于所述悬架纵梁本体(10)和所述安装支座(20)的连接处的刚度。

7.根据权利要求1所述的前碰撞吸能装置，其特征在于，所述悬架纵梁本体(10)由汽车的侧面看呈“S”形结构。

8.一种车身总成，其特征在于，包括权利要求1－7任意一项所述的前碰撞吸能装置和动力总成(30)，所述前碰撞吸能装置为两个对称件且分别安装于所述动力总成(30)的两侧。

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