CN110481477A - 吸能结构和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸能结构和具有其的车辆，所述吸能结构包括：纵梁，所述纵梁沿前后方向延伸；横梁，所述横梁沿左右方向延伸且至少一部分位于所述纵梁的前方；第一缓冲件，所述第一缓冲件连接于所述纵梁和所述横梁之间；第二缓冲件，所述第二缓冲件连接于所述纵梁和所述横梁之间，且所述第二缓冲件适于向所述纵梁提供侧向力。根据本发明实施例的吸能结构，通过设置第二缓冲件，且第二缓冲件适于向纵梁提供侧向力，这样，横梁在发生撞击时，横梁在第二缓冲件的驱动下可以发生侧向弯折或偏移以吸收能量，吸能效果较好。

Description

吸能结构和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，具体涉及一种吸能结构和具有其的车辆。

背景技术

相关技术中，汽车发生碰撞时，主要由防撞梁及纵梁组合结构受力形变吸收碰撞能量，实现保护乘员。IIHS法规中新增一项64km/h速度的25％重叠的刚性墙碰撞试验，又称小偏置碰撞试验。当发生小于25％重叠碰撞时，恰好避开传统车纵梁吸能结构，直接冲击车辆A柱及乘员舱，导致乘员舱严重变形，存在较大安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明第一方面实施例的一个目的在于提出一种吸能结构，该吸能结构的吸能效果好。

本发明第二方面实施例的一个目的在于提出一种车辆，车辆具有上述的吸能结构，车辆的安全性能较高。

根据本发明第一方面实施例的吸能结构，包括：纵梁，所述纵梁沿前后方向延伸；横梁，所述横梁沿左右方向延伸且至少一部分位于所述纵梁的前方；第一缓冲件，所述第一缓冲件连接于所述纵梁和所述横梁之间；第二缓冲件，所述第二缓冲件连接于所述纵梁和所述横梁之间，且所述第二缓冲件适于向所述纵梁提供侧向力。

根据本发明实施例的吸能结构，通过设置第二缓冲件，且第二缓冲件适于向纵梁提供侧向力，这样，横梁在发生撞击时，横梁在第二缓冲件的驱动下可以发生侧向弯折或偏移以吸收能量，吸能效果较好。

另外，根据本发明上述实施例的吸能结构还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述纵梁包括：梁主体，所述梁主体沿前后方向延伸，且所述第一缓冲件连接于所述梁主体和所述横梁之间；支架，所述支架与所述梁主体相连并与所述第二缓冲件前后相对。

根据本发明的一个实施例，所述支架与所述梁主体相连并沿左右方向延伸，且所述支架在远离所述梁主体的方向上前后方向的尺寸逐渐缩小。

根据本发明的一个实施例，所述第一缓冲件沿前后方向的两端分别与所述纵梁和所述横梁相连，所述第二缓冲件与所述横梁相连并与所述纵梁间隔开。

根据本发明的一个实施例，所述第二缓冲件在所述第一缓冲件被压溃前接触所述纵梁并对所述纵梁提供缓冲。

根据本发明的一个实施例，还包括：加强板，所述加强板沿左右方向延伸，所述加强板的前表面与所述横梁的后表面贴合，所述纵梁的前端与所述加强板前后相对，其中，所述第一缓冲件和所述第二缓冲件均连接于所述加强板上。

根据本发明的一个实施例，所述第二缓冲件设于所述第一缓冲件的外侧；所述横梁的左右两侧的后方均设有所述纵梁，且每个所述纵梁均与所述横梁之间设有所述第一缓冲件和所述第二缓冲件，两个所述第二缓冲件设于两个所述第一缓冲件的外侧。

根据本发明第二方面实施例的车辆，包括：副车架；吸能结构，所述吸能结构与所述副车架相连，所述吸能结构为上述的吸能结构。

根据本发明实施例的车辆，副车架与吸能结构相连，吸能结构的吸能效果好，车辆的安全性能高。

根据本发明的一个实施例，所述副车架与所述纵梁相连。

根据本发明的一个实施例，在沿前后方向的投影中所述车辆的左端外轮廓到所述车辆的中间位置之间的距离与所述纵梁到所述车辆的中间位置的距离之比在1.5到2.0之间。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的车辆的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的车辆发生小偏置碰撞的第一阶段的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的车辆发生小偏置碰撞的第二阶段的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的车辆发生小偏置碰撞的第三阶段的示意图。

附图标记：

车辆1，

吸能结构100，

纵梁10，梁主体11，支架12，横梁20，第一缓冲件30，第二缓冲件40，加强板50。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

相关技术中，汽车发生碰撞时，主要由防撞梁及纵梁组合结构受力形变吸收碰撞能量，实现保护乘员。IIHS法规中新增一项64km/h速度的25％重叠的刚性墙碰撞试验，又称小偏置碰撞试验。当发生小于25％重叠碰撞时，恰好避开传统车纵梁吸能结构，直接冲击车辆A柱及乘员舱，导致乘员舱严重变形，存在较大安全隐患。

本发明为满足乘车25％重叠的刚性墙碰撞试验要求，通过对传统吸能结构优化，提供了一种新的碰撞吸能结构和具有其的车辆。当车辆发生小偏置碰撞时，本发明的前机舱结构能够起到保护乘员的作用。

下面参照图1-图4描述根据本发明实施例的吸能结构100和具有其的车辆1，如图所示，如图1所示，吸能结构100大体可以包括：纵梁10、横梁20、第一缓冲件30和第二缓冲件40。

具体而言，如图1所示，纵梁10沿前后方向延伸，横梁20沿左右方向延伸且至少一部分位于纵梁10的前方，第一缓冲件30连接于纵梁10和横梁20之间，第二缓冲件40连接于纵梁10和横梁20之间，且第二缓冲件40适于向纵梁10提供侧向力。

这样，横梁20在发生碰撞时，横梁20的至少一部分发生变形并向后偏移或直接向后偏移靠近横梁20，由于第一缓冲件30和第二缓冲件40均设于纵梁10和横梁20之间，横梁20挤压第一缓冲件30和第二缓冲件40，迫使第一缓冲件30和第二缓冲件40发生变形以吸收能量，起到缓冲减震的作用。

其中，需要说明的是，第二缓冲件40适于向纵梁10提供侧向力，是在第二缓冲件40发生形变后向才适于向纵梁10提供侧向力，其中，侧向力是指横梁20受到向左或向右的力。这样，横梁20在受到侧向力的作用下，具有朝受力方向发生偏移或变形的趋势，这样，可以通过横梁20位置的偏移或变形来吸收碰撞能量，吸能结构100的吸能效果较好。

另外，第一缓冲件30设于纵梁10和横梁20之间，第一缓冲件30可以与纵梁10相连，也可以与横梁20相连，还可以与二者均不相连或相连。同样的，第二缓冲件40设于纵梁10和横梁20之间，第二缓冲件40可以与纵梁10相连，也可以与横梁20相连，还可以与二者均不相连或相连

一些实施例中，如图1所示，纵梁10包括梁主体11和支架12，梁主体11沿前后方向延伸，且第一缓冲件30连接于梁主体11和横梁20之间，支架12与梁主体11相连并与第二缓冲件40前后相对。通过设置支架12，且支架12与梁主体11相连，其中，第二缓冲件40与支架12相对设置，这样，横梁20发生碰撞时，横梁20向后偏移或变形以靠近纵梁10，由于第二缓冲件40与支架12相对且设于支架12与横梁20之间，这样，横梁20挤压第二缓冲件40，第二缓冲件40受力变形并向支架12提供纵向力或侧向力，可以理解的是，以支架12与第二缓冲件40的碰撞位置为支点，第二缓冲件40向纵梁10提供侧向力或纵向力，纵梁10要么具有朝受力方向发生变形的趋势，要么具有绕支点发生转动的趋势，这样，在碰撞足够大时，纵梁10绕支点转动或朝受力方向发生变形以缓冲冲击，可以提高吸能结构100的吸能能力。

一些可选实施例中，如图1所示，支架12与梁主体11相连并沿左右方向延伸，且支架12在远离梁主体11的方向上前后方向的尺寸逐渐缩小。举例而言，支架12连接于梁主体11上并向外延伸，其中，支架12设于车辆1的车壳内，此处，的内外是以车壳为参照。将支架12设置成在远离梁主体11的方向上前后方向的尺寸逐渐减小，这样，可以提高支架12与梁主体11的连接强度。可以理解的是，车辆1发生碰撞的瞬间，能量一般较大，很容易将支架12与梁主体11压溃至分离状态，这样，车身直面冲击，车辆1很可能无法发生偏移以避开碰撞物，导致碰撞物支架12将前舱压溃，位于前舱内的乘员的危险系数较高，提高支架12与梁主体11的连接稳定性也使得吸能结构100的性能稳定，减小了乘员发生损伤的可能性，提高了车辆1的安全性能。

一些实施例中，如图1所示，第一缓冲件30沿前后方向的两端分别与纵梁10和横梁20相连，第二缓冲件40与横梁20相连并与纵梁10间隔开。由此，在横梁20发生碰撞时，由于第一缓冲件30分别与纵梁10和横梁20接触，第二缓冲件40与纵梁10间隔开，这样，第一缓冲件30先于第二缓冲件40发生变形，此时，仅第一缓冲件30吸收能量，随后第二缓冲件40与纵梁10接触并开始发生变形，此时，第一缓冲件30与第二缓冲件40共同作用吸收能量直至第一缓冲件30被压溃，或者第一缓冲件30已经被压溃，仅第二缓冲件40吸收能量。

优选地，如图1所示，第二缓冲件40设于第一缓冲件30的外侧。可以理解的是，在不同的碰撞阶段，横梁20的形变不同，将第二缓冲件40设于第一缓冲件30的外侧并与纵梁10间隔开，由于位于外侧的第二缓冲件40对应的部分横梁20在开始变形阶段缺乏缓冲支撑所以更容易放生变形，使得第二缓冲件40更容易向纵梁10提供侧向力。由此，有效利用了横梁20的分阶段变形，使得吸能结构100的吸能效果更好。

一些可选实施例中，第二缓冲件40在第一缓冲件30被压溃前接触纵梁10并对纵梁10提供缓冲。换言之，第二缓冲件40在接触纵梁10之前或同时第一缓冲件30还可以起到缓冲作用，由此，可以有效减少因第一缓冲件30被压溃而产生的突变所带来的不稳定因素，使得吸能结构100的性能稳定。

当然，上述实施例仅是示意性的，并不能理解为对本发明保护范围的限制，例如，第二缓冲件40还可以在第一缓冲件30被压溃后对接触纵梁10并对纵梁10提供缓冲。

一些实施例中，如图1所示，吸能结构100还包括加强板50，加强板50沿左右方向延伸，加强板50的前表面与横梁20的后表面贴合，纵梁10的前端与加强板50前后相对，其中，第一缓冲件30和第二缓冲件40均连接于加强板50上。通过设置加强板50，并将第一缓冲件30和第二缓冲件40设于加强板50上，且加强板50与纵梁10前后相对，可以增加横梁20的结构强度，保证横梁20在发生碰撞时外端不发生变形，使障碍物能够推动外端后移从而使第一缓冲件30变形。

一些实施例中，如图1所示，第二缓冲件40设于第一缓冲件30的外侧，横梁20的左右两侧的后方均设有纵梁10，且每个纵梁10均与横梁20之间设有第一缓冲件30和第二缓冲件40，两个第二缓冲件40设于两个第一缓冲件30的外侧。由此，吸能结构100无论是左端还是右端发生小偏置碰撞都能够起到较好的缓冲作用，安全性能较高。

一些实施例中，如图1所示，横梁20被构造成向前突出的弧形，弧形的横梁20的两端的内侧均连接有加强板50，加强板50沿左右方向延伸，且加强板50在靠近横梁20的端部的方向上呈厚度减小的形状。其中，第一缓冲件30设于加强板50的较厚的一端，第二缓冲件40设于第一缓冲件30的外侧并于加强板50的较薄的另一端相连。

根据本发明实施例的车辆1，包括副车架和吸能结构100，吸能结构100为上述的吸能结构100，吸能结构100与副车架相连。

副车架可以看成是前后车桥的骨架,是前后车桥的组成部分。副车架并非完整的车架，只是支承前后车桥、悬挂的支架12，使车桥、悬挂通过它再与“正车架”相连。通过将吸能结构100与副车架相连，车辆1在发生碰撞时，可以将能量传递给副车架，可以提高吸能结构100的承载能力。由于吸能结构100的吸能较好，车辆1的吸能效果也较好，因此，车辆1更加安全。

由此，根据本发明实施例的车辆1，具有上述的吸能结构100，且吸能结构100与副车架相连，有利于提高车辆1的安全性。

一些实施例中，副车架与纵梁10相连。由于第二缓冲件40适于向纵梁10提供侧向力，这样，纵梁10发生弯曲变形时，碰撞力通过纵梁10传递给副车架，同时使车辆1侧向偏移，障碍物与乘员舱避开，达到保护乘员的目的。

一些实施例中，如图1所示，在沿前后方向的投影中车辆1的左端外轮廓到车辆1的中间位置之间的距离与纵梁10到车辆1的中间位置的距离之比在1.5到2.0之间。举例而言，沿前后方向的投影中车辆1的左端外轮廓到车辆1的中间位置之间的距离与纵梁10到车辆1的中间位置的距离之比为1.5、1.7、1.9或2.0。换言之，纵梁10位于横梁20的外侧，也即纵梁10可以位于乘员舱的下方，这样，当车辆1发生小偏置碰撞时，纵梁10起到了缓冲作用并将碰撞力传递给车身，避免乘员舱直接被压溃导致乘员的生命安全受到威胁，提高了车辆1的安全性能。

一个具体实施例中，如图1所示，吸能结构100主要由横梁20、加强板50、第一缓冲件30、第二缓冲件40拼焊成前防撞总成，纵梁10与支架12拼焊成纵梁10总成，前防撞梁总成与纵梁10总成螺接成为本发明前机舱吸能结构100。

图2描述了本发明的小偏置碰第一阶段吸能示意图。当车辆1发生小偏置碰时，加强板50保证横梁20外端不变形，障碍物推动前防撞梁外端后移，致使第一缓冲件30变形，直到第二缓冲件40接触支架12前，此阶段纵梁10不变形，主要由第一缓冲件30吸收碰撞能量。

图3描述了本发明的小偏置碰第二阶段吸能示意图。当第二缓冲件40接触支架12后发生第二阶段碰撞。障碍物推动横梁20外端继续后移，致使第二缓冲件40和纵梁10的前段溃缩吸能，此阶段支架12和纵梁10的后段不发生变形。

图4描述了本发明的小偏置碰第三阶段吸能示意图。当第二缓冲件40吸收部分碰撞能后，支架12继续把碰撞力传递纵梁10，致使纵梁10后段发生弯曲变形，碰撞力通过副车架与纵梁10的连接点传递给整车，同时使车辆1侧向偏移，避开与乘员舱发生碰撞，达到保护乘员的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种吸能结构，其特征在于，包括：

纵梁，所述纵梁沿前后方向延伸；

横梁，所述横梁沿左右方向延伸且至少一部分位于所述纵梁的前方；

第一缓冲件，所述第一缓冲件连接于所述纵梁和所述横梁之间；

第二缓冲件，所述第二缓冲件连接于所述纵梁和所述横梁之间，且所述第二缓冲件适于向所述纵梁提供侧向力。

2.根据权利要求1所述的吸能结构，其特征在于，所述纵梁包括：

梁主体，所述梁主体沿前后方向延伸，且所述第一缓冲件连接于所述梁主体和所述横梁之间；

支架，所述支架与所述梁主体相连并与所述第二缓冲件前后相对。

3.根据权利要求2所述的吸能结构，其特征在于，所述支架与所述梁主体相连并沿左右方向延伸，且所述支架在远离所述梁主体的方向上前后方向的尺寸逐渐缩小。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的吸能结构，其特征在于，所述第一缓冲件沿前后方向的两端分别与所述纵梁和所述横梁相连，所述第二缓冲件与所述横梁相连并与所述纵梁间隔开。

5.根据权利要求4所述的吸能结构，其特征在于，所述第二缓冲件在所述第一缓冲件被压溃前接触所述纵梁并对所述纵梁提供缓冲。

6.根据权利要求1所述的吸能结构，其特征在于，还包括：

加强板，所述加强板沿左右方向延伸，所述加强板的前表面与所述横梁的后表面贴合，所述纵梁的前端与所述加强板前后相对，

其中，所述第一缓冲件和所述第二缓冲件均连接于所述加强板上。

7.根据权利要求1所述的吸能结构，其特征在于，

所述第二缓冲件设于所述第一缓冲件的外侧；

所述横梁的左右两侧的后方均设有所述纵梁，且每个所述纵梁均与所述横梁之间设有所述第一缓冲件和所述第二缓冲件，两个所述第二缓冲件设于两个所述第一缓冲件的外侧。

8.一种车辆，其特征在于，包括：

副车架；

吸能结构，所述吸能结构与所述副车架相连，所述吸能结构为根据权利要求1-7中任一项所述的吸能结构。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述副车架与所述纵梁相连。

10.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，在沿前后方向的投影中所述车辆的左端外轮廓到所述车辆的中间位置之间的距离与所述纵梁到所述车辆的中间位置的距离之比在1.5到2.0之间。