CN109398279A - 一种多级吸能装置及采用该吸能装置的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸能盒领域，具体来说是一种多级吸能装置及采用该吸能装置的汽车；所述吸能装置包括安装板，所述安装板包括前安装板和后安装板，所述前安装板与后安装板之间通过吸能组件相连接。本发明中前安装板和后安装板的作用是用于吸能装置的连接，在前安装板和后安装板之间设有吸能组件，吸能组件的设置，可以很好的实现汽车发生碰撞后吸能组件能够依次变形，更好的适用于实际生产需要，在汽车发生碰撞时，起到很好的吸附效果。

Description

一种多级吸能装置及采用该吸能装置的汽车

技术领域

本发明涉及吸能盒领域，具体来说是一种多级吸能装置及采用该吸能装置的汽车。

背景技术

现有技术中，吸能装置是车身前部最重要的溃缩吸能结构件，其能够在车辆发生正面碰撞过程中通过材料的变形吸收碰撞动能，从而减少由于汽车碰撞对成员造成的严重伤害。吸能装置的吸能特性及变形模式决定了整车在正面碰撞过程中加速度响应。正面碰撞过程中的吸能表现对正面碰撞安全性能有重要的影响。吸能装置的技术含量对汽车被动安全性至关重要。目前如何提高吸能装置结构耐撞性能和吸能效率，保证汽车车身吸能系统工艺的易实现性及稳定性，是吸能装置设计的关键技术。

目前，最常用的汽车吸能装置主要是单极且厚度均匀的矩形或圆形结构，而现有车型使用的铝合金吸能装置全是沿车身X向挤压成型，壁厚及吸能筋的厚度从前到后一致，并且吸能装置与前后安装板之间采用焊接的方式连接，对于铝合金吸能装置本体与前后安装板焊接的质量控制及性能检测是开发的难点。

专利号CN201810029197.X公开了一种具有多级吸能结构的汽车吸能装置，通过多级吸能结构筒壁及其内部网状单元的结构解决逐级溃缩均匀吸能的问题，也是传统沿车身X方向的结构设计，其不足之处是成形工艺复杂，且后续加工组装困难。

专利号CN201620074917.0公开了一种吸能装置和包括该吸能装置的汽车，专利号CN201520918438.8公开了一种用于汽车防撞粱的铝合金吸能装置，主要是针对吸能筋的形状及结构的优化设计，对吸能盒其他方面的优化并未公开；同时CN 201516178612.4公开了一种车用插片填充式泡沫铝合金吸能盒，该专利沿溃缩方向设计插片式泡沫铝来提升吸能能力和稳定性，吸能盒本体通过冷冲压成形，然后再焊接组成总成，这样设计方式使得生产该吸能盒时不可避免的造成工序较多，工艺较复杂，不方便实际生产。

基于以上原因和问题，所以一种能够解决以上问题的新型吸能装置是现在所需的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，而且生产方便的吸能装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多级吸能装置，所述吸能装置包括安装板，所述安装板包括前安装板和后安装板，所述前安装板与后安装板之间通过吸能组件相连接。

所述吸能组件包括与前安装板相连接的前吸能机构，所述前吸能机构包括与前安装板相连接的前吸能盒，在前吸能盒内部填充有多孔泡沫铝。

所述吸能组件还包括后吸能机构，所述前吸能机构通过后吸能机构与后安装板相连接；所述后吸能机构包括后吸能盒，所述后吸能盒内设有用于吸能的第一吸能筋。

所述吸能组件还包括中吸能机构，所述前吸能机构通过中吸能机构与后吸能机构相连接，所述中吸能机构包括中吸能盒，所述中吸能盒内设有用于吸能的第二吸能筋。

所述前吸能机构通过第一隔板与中吸能机构相连接，所述中吸能机构通过第二隔板与后吸能机构相连接。

所述前吸能盒、中吸能盒以及后吸能盒上设有用于吸能装置变形的诱导槽。

所述第二吸能筋靠近第一隔板的一侧板件厚度大于第二吸能筋靠近第二隔板一侧板件的厚度；所述第二吸能筋一端与第一隔板相连接，另一端与第二隔板相连接；所述第二吸能筋的板件厚度从第一隔板向第二隔板逐渐增加。

所述第二吸能筋为竖直截面呈波浪型结构的波浪型吸能筋。

所述第一吸能筋一端与第二隔板相连接，另一端与后安装板相连接，所述第一吸能筋的板件厚度从第二隔板向后安装板逐渐增加。

一种汽车，包括车架，在车架上设有多级吸能装置；所述多级吸能装置中的后安装板与前纵梁相连接，所述多级吸能装置中的前安装板与前防撞梁本体相连接；所述后安装板通过螺栓与前纵梁相连接；所述前安装板与前防撞梁本体相连接。

本发明的优点在于：

本发明中前安装板和后安装板的作用是用于吸能装置的连接，在前安装板和后安装板之间设有吸能组件，吸能组件的设置，可以很好的实现汽车发生碰撞后吸能组件能够依次变形，更好的适用于实际生产需要，在汽车发生碰撞时，起到很好的吸附效果。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明中前吸能机构的结构示意图。

图4为本发明中的中吸能机构的结构示意图。

图5为本发明中后吸能机构的结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、前安装板，2、前吸能机构，3、中吸能机构，4、后吸能机构，5后安装板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种多级吸能装置，所述吸能装置包括安装板，所述安装板包括前安装板1和后安装板5，所述前安装板1与后安装板5之间通过吸能组件相连接；本发明中前安装板1和后安装板5的作用是用于吸能装置的连接，在前安装板1和后安装板5之间设有吸能组件，吸能组件的设置，可以很好的实现汽车发生碰撞后吸能组件能够依次变形，更好的适用于实际生产需要，在汽车发生碰撞时，起到很好的吸附效果。

作为优选的，本发明中所述吸能组件包括与前安装板1相连接的前吸能机构2，所述前吸能机构2包括与前安装板1相连接的前吸能盒22，在前吸能盒22内部填充有多孔泡沫铝21，前吸能机构2包括前吸能盒22，在前吸能盒22中填充有多孔泡沫铝21；前吸能盒22是一个矩形结构的盒体结构，前吸能盒22包括上壁面、下壁面，上壁面与下壁面相对设置，并且端部都与前安装板1相连接，根据吸能体的长度，诱导槽6的数量及间距取决于正面碰撞所需要的溃缩形态及效果；前吸能盒22里填充有多孔泡沫铝21，多孔泡沫铝21通过烧结工艺成形而成，孔隙率平均值为75±2％，平均孔径为3±0.3mm；所述的吸能装置中的多孔泡沫铝21可以是多孔泡沫铝板，属于公知技术，在市场上具有销售，例如北京中实强业泡沫金属有限公司生产的减震多孔泡沫铝板，同时多孔泡沫铝21通过激光选区烧结成型工艺，该成型工艺在型材内腔成形，该成型工艺步骤如下：将含98一99.6％的片状铝及0.4-2％Mo化合物的粉末平铺在零件表面上，再用辊压至平整；用50w半导体激光器在铺好的铝粉层上扫描出该层的形状(机器人编程控制)；在激光照射下铝粉被烧结成形，形成新的表面层，这一表面层与零件或已成形的下层表面连接起来。按照机器人预设的程序烧结完成后，再铺上新的铝粉，压紧实后再烧结下一层。烧结完成后，清理表面的粉末即可得到激光选区烧结成形的零件，同时在烧结过程中添加0.05％-0.12％的硬脂酸单甘油酯抑制剂实现孔隙率和孔径可控，达到在碰撞初期吸能、防变形的目的；在碰撞时可及时吸收碰撞能，较轻的碰撞不变形，严重碰撞变形小，可有效地保护行人和车内乘员；激光选区烧结成形步骤：在吸能盒的第一级的空间的放上基板(成型后去除)，采用水平刮板首先把薄薄的一层混合粉末均匀铺在铝基板上,混合粉末的组成为：铝粉、发泡剂氢化钛、抑制剂壬二酸，比例为(75-90):(25-35):(0.1-2.3)，采用50W半导体激光器选择性地在第一级的空间内，烧结基板上的混合粉末，成形出一层多孔泡沫铝21，然后采用水平刮板在已加工好的层面上再铺一层混合粉末，激光光束按照进行继续烧结，直至烧结厚度达到要求完成制造。孔隙率为50～85％，孔径为0.5～4mm；基于以上结构的设置，前吸能机构2可以初步起到防护的作用，起到初步防护的作用，同时作为优化的，本发明中前吸能机构2的数量可以根据需要进行设置。

作为优选的，本发明中所述吸能组件还包括后吸能机构4，所述前吸能机构2通过后吸能机构4与后安装板5相连接；所述后吸能机构4包括后吸能盒42，所述后吸能盒42内设有用于吸能的第一吸能筋41；后吸能机构4是一个组成吸能组件的一部分，后吸能机构4也起到一个吸能作用，但是后吸能机构4本身强度相对较大，更难变形，所以后吸能机构4相对于前吸能机构2而言，后吸能机构4起到一个抗变形能力，避免受到碰撞时，整个吸能机构较为容易的全部变形，使得吸能装置本身强度较弱，同时后吸能盒42也是一个盒体结构，本发明中后吸能盒42中设有第一吸能筋41，第一吸能筋41设有多个，各个第一吸能筋41之间平行设置，第一吸能筋41垂直于后安装板5相连接，这样的设置，使得汽车碰撞时，外力部分通过第一吸能筋41传递给后安装板5，这样的设置更好的保证了吸能组件的变形，同时使得本发明公开的吸能装置在变形时呈现出一个逐步变形，通过结构的优化使得本发明公开的吸能装置在变形时是从前安装板1向后安装板5方向依次变形，避免传统吸能盒结构前后统一，避免传统吸能盒结构变形时容易发生弯折的问题；同时作为更大的优化，本发明中所述第一吸能筋41一端与第二隔板相连接，另一端与后安装板5相连接，所述第一吸能筋41的板件厚度从第二隔板向后安装板5逐渐增加；这样的设置，也更好的保证上述吸能装置的变形的顺序，使得吸能装置整体变形是从前至后的，避免吸能装置变形时发生偏移。

作为优选的，本发明中所述吸能组件还包括中吸能机构3，所述前吸能机构2通过中吸能机构3与后吸能机构4相连接，所述中吸能机构3包括中吸能盒32，所述中吸能盒32内设有用于吸能的第二吸能筋31；中吸能机构3的设置，是为了实现吸能装置再次优化，中吸能机构3包括中吸能盒32，中吸能盒32中设有第二吸能筋31，中吸能机构3的设置主要起到过渡作用，通过中吸能机构3的设置，使得吸能装置变形时避免了突变型，中吸能机构3起到更好的过渡作用，同时本发明中所述第二吸能筋31靠近第一隔板的一侧板件厚度大于第二吸能筋31靠近第二隔板一侧板件的厚度；所述第二吸能筋31一端与第一隔板相连接，另一端与第二隔板相连接；所述第二吸能筋31的板件厚度从第一隔板向第二隔板逐渐增加；这样的板件厚度设置，可以更好的实现起到对吸能装置变形的导向作用，实现吸能装置变形时从前至后逐渐变形，更好的适用于实际生产中。

作为优选的，本发明中所述第二吸能筋31为竖直截面呈波浪型结构的波浪型吸能筋；本发明中第二吸能筋31采用类似与波浪形的波浪型吸能筋，这样在保证中吸能机构3自身强度的同时，还保证中吸能机构3较后吸能机构4更为容易的变形，保证整个吸能装置变形顺序是从前至后。

作为优选的，本发明中所述前吸能机构2通过第一隔板与中吸能机构3相连接，所述中吸能机构3通过第二隔板与后吸能机构4相连接；第一隔板和第二隔板的设置，可以更好的适用于前吸能机构2、中吸能机构3以及后吸能机构4之间的连接，同时第一隔板和第二隔板的设置，也起到一定的防护作用，第一隔板和第二隔板的设置，使得各个第一吸能筋41和各个第二吸能筋31的安装更为方便；作为更大的优选，本发明中第一隔板的板件厚度小于第二隔板的板件厚度，这样的设置，可以实现吸能装置的逐渐变形，减少因为第一隔板厚度大于第二隔板厚度带来的变形难度；同时第一隔板和第二隔板高度高于前吸能盒22、中吸能盒32以及后吸能盒42额高度，也就是第一隔板和第二隔板两端高于前吸能盒22、中吸能盒32以及后吸能盒42的上端面和下端面；这样可以使得整体结构更为稳定，也方便各个部件装配的方便性。

作为优选的，本发明中所述前吸能盒22、中吸能盒32以及后吸能盒42上设有用于吸能装置变形的诱导槽6；诱导槽6的设置方便吸能装置的变形操作，更好的适用于实际生产。

一种汽车，采用上述所述的多级吸能装置的；所述多级吸能装置中的后安装板5与前纵梁相连接，所述多级吸能装置中的前安装板1与前防撞梁本体相连接；所述后安装板5通过螺栓与前纵梁相连接；所述前安装板1与前防撞梁本体相连接，采用这样的结构设计，可以更好的保证吸能装置逐步变形，不仅使得吸能装置自身具有更高的强度，同时还可以减少由于汽车碰撞对行人造成的严重伤害。

具体实施例如下：

一种多级吸能装置，包括：前安装板1、前吸能机构2、中吸能机构3、后吸能机构4以及后安装板5，本发明中多级吸能装置采用铝合金制成，并且这样的铝合金吸能装置型材部分延车身Y方向一体挤压成型，并且在实际制作过程中本发明公开的吸能装置具有多级吸能机构，在本发明中前吸能机构2包括前吸能盒22，并且前吸能盒22中填充有多孔泡沫铝21结构，中间吸能机构包括中吸能盒32，在中吸能盒32中设有第二吸能筋31，后吸能机构4包括后吸能盒42，在后吸能盒42中设有第一吸能筋41，并且本发明中第一吸能筋41和第二吸能筋31的板件厚度是渐变式的，同时中吸能盒32中的第二吸能筋31数量少于后吸能盒42中第一吸能筋41的数量，这样可以保证后吸能盒42变形难度高于中吸能盒32，更好的保证吸能装置逐步变形。

同时在本发明中前吸能盒22壁厚小于中吸能盒32壁厚，中吸能盒32壁厚小于后吸能和壁厚，也就是吸能装置的壁厚是前薄后厚；这样设置的目的也是为了实现吸能装置逐步变形；进一步优选的是，所述的吸能装置多级吸能装置的壁厚从前到后由2mm递增至5mm；具体尺寸可以根据实际需要进行再次设置。

进一步优选的是，所述的吸能装置中的第一吸能筋41和第二吸能筋31的板厚在1mm至3mm之间，具体根据实际需要进行设置。

进一步优选的是，所述的吸能装置后级吸能机构中的第一吸能筋41的数量是中吸能机构3中的第二吸能筋31数量的1～1.5倍，总体来说就是第二吸能筋31数量小于第一吸能筋41数量；这样可以保证吸能装置的逐步变形。

进一步优选的是，所述的吸能装置挤压型材的铝合金牌号为6060、6061、6063或6082，当然也可以根据需要选用其他型号的铝合金。

进一步优选的是，所述的吸能装置多级吸能结构体的数量可以是3级、4级或5级，在本发明中为了保证整体的变形呈渐变式，本发明至少具有前吸能机构2、中吸能机构3和后吸能机构4中的一个，如果部分的吸能机构具有多个，不管吸能装置具有多少前吸能机构2、中吸能机构3和后吸能机构4，最好的设置方式是保证多个前吸能机构2连接在一起、多个中吸能机构3连接在一起，多个后吸能机构4连接在一起，再把各个连接后的前吸能机构2、中吸能机构3和后吸能机构4安装三者前后关系进行连接，这样虽然具有多个前吸能机构2、中吸能机构3和后吸能机构4，但是数量的多少不会影响吸能装置从前至后的逐步变形，当然如果不考虑吸能装置从前至后的逐步变形，各个前吸能机构2、中吸能机构3和后吸能机构4可以任意排列，只要能够实现相互之间连接即可。

进一步优选的是，所述的吸能装置中前安装板1与前防撞梁本体，后安装板5与前纵梁采用螺栓连接；吸能盒本体型材部分与前后安装板5一体成型，吸能装置直接与前防撞梁及前纵梁进行螺栓连接装配；本发明实现了吸能装置结构的多级优化设计，创新性的解决了传统吸能装置需要焊接的问题，有良好的经济效益和社会效益

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级吸能装置，其特征在于，所述吸能装置包括安装板，所述安装板包括前安装板和后安装板，所述前安装板与后安装板之间通过吸能组件相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多级吸能装置，其特征在于，所述吸能组件包括与前安装板相连接的前吸能机构，所述前吸能机构包括与前安装板相连接的前吸能盒，在前吸能盒内部填充有多孔泡沫铝。

3.根据权利要求1所述的一种多级吸能装置，其特征在于，所述吸能组件还包括后吸能机构，所述前吸能机构通过后吸能机构与后安装板相连接；所述后吸能机构包括后吸能盒，所述后吸能盒内设有用于吸能的第一吸能筋。

4.根据权利要求3所述的一种多级吸能装置，其特征在于，所述吸能组件还包括中吸能机构，所述前吸能机构通过中吸能机构与后吸能机构相连接，所述中吸能机构包括中吸能盒，所述中吸能盒内设有用于吸能的第二吸能筋。

5.根据权利要求4所述的一种多级吸能装置，其特征在于，所述前吸能机构通过第一隔板与中吸能机构相连接，所述中吸能机构通过第二隔板与后吸能机构相连接。

6.根据权利要求5所述的一种多级吸能装置，其特征在于，所述前吸能盒、中吸能盒以及后吸能盒上设有用于吸能装置变形的诱导槽。

7.根据权利要求5所述的一种多级吸能装置，其特征在于，所述第二吸能筋靠近第一隔板的一侧板件厚度大于第二吸能筋靠近第二隔板一侧板件的厚度；所述第二吸能筋一端与第一隔板相连接，另一端与第二隔板相连接；所述第二吸能筋的板件厚度从第一隔板向第二隔板逐渐增加。

8.根据权利要求4所述的一种多级吸能装置，其特征在于，所述第二吸能筋为竖直截面呈波浪型结构的波浪型吸能筋。

9.根据权利要求1所述的一种多级吸能装置，其特征在于，所述第一吸能筋一端与第二隔板相连接，另一端与后安装板相连接，所述第一吸能筋的板件厚度从第二隔板向后安装板逐渐增加。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的多级吸能装置；所述多级吸能装置中的后安装板与前纵梁相连接，所述多级吸能装置中的前安装板与前防撞梁本体相连接；所述后安装板通过螺栓与前纵梁相连接；所述前安装板与前防撞梁本体相连接。