CN110549972B - 用于汽车的碰撞吸能装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于汽车的碰撞吸能装置及汽车。碰撞吸能装置包括：一级吸能盒，设置成连接于所述汽车的防撞梁；二级吸能盒，与所述一级吸能盒或者所述防撞梁连接；所述一级吸能盒与所述二级吸能盒设置于所述防撞梁与所述汽车的纵梁之间，且所述二级吸能盒的刚度与所述一级吸能盒的刚度不相等，以使所述二级吸能盒与所述一级吸能盒在所述防撞梁受到外力作用后发生分步溃缩。本申请传递至纵梁的作用力显著减小，对纵梁的冲击力较小，减小甚至消除经前轮、悬架系统和前挡板传递至乘员舱的作用力，从而保护车内人员的安全，提高汽车的安全性。

Description

用于汽车的碰撞吸能装置及汽车

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于汽车的碰撞吸能装置及汽车。

背景技术

在汽车出厂前，需要进行各种碰撞试验，现有的汽车在防撞梁和纵梁之间设置有一个吸能盒，在对汽车进行碰撞试验时能够满足要求，但是，随着人们对汽车性能要求的提高，需要对汽车进行25％的小重叠碰撞试验，即在防撞梁与刚性壁障在碰撞方向上重叠量比较小时进行碰撞试验，直接采用现有的这种汽车结构，在25％小重叠碰撞中，由于一个吸能盒的缓冲能力有限，碰撞力直接传递至纵梁，对纵梁的损伤较大，通过前轮、悬架系统和前挡板进行向后传递，进入乘员舱，可能导致车内人员受伤，造成安全隐患。

发明内容

本申请提供了一种用于汽车的碰撞吸能装置及汽车，能够解决上述问题。

本申请的第一方面提供了一种用于汽车的碰撞吸能装置，包括：

一级吸能盒，设置成连接于所述汽车的防撞梁；

二级吸能盒，与所述一级吸能盒或者所述防撞梁连接；

所述一级吸能盒与所述二级吸能盒设置于所述防撞梁与所述汽车的纵梁之间，且所述二级吸能盒的刚度与所述一级吸能盒的刚度不相等。

可选地，还包括设置于所述一级吸能盒与所述纵梁之间的支撑件，所述支撑件的一端连接于所述纵梁，另一端连接于所述一级吸能盒与所述二级吸能盒中刚度较小的一者远离所述防撞梁的一侧。

可选地，所述二级吸能盒设置于所述一级吸能盒内，且较所述支撑件，所述二级吸能盒更靠近所述防撞梁；所述二级吸能盒的刚度大于所述一级吸能盒的刚度。

可选地，所述二级吸能盒的一端与所述防撞梁连接，另一端悬置。

可选地，所述二级吸能盒的侧壁与所述一级吸能盒的侧壁连接。

可选地，所述二级吸能盒连接于所述一级吸能盒与所述支撑件之间，所述二级吸能盒的刚度小于所述一级吸能盒的刚度。

可选地，所述支撑件的刚度介于所述二级吸能盒与所述一级吸能盒的刚度之间。

可选地，所述支撑件呈V字型结构，包括相互连接的第一连接部和第二连接部；

所述第一连接部与所述二级吸能盒和所述一级吸能盒中刚度较大的一者连接，所述第二连接部设置成连接于所述纵梁；且所述V字型结构的开口朝向所述纵梁；所述二级吸能盒和所述一级吸能盒设置于所述支撑件远离所述开口的一端。

可选地，所述第一连接部和所述第二连接部均包括相互连接的本体和凸起，两个所述凸起相向突出；

所述第一连接部和所述第二连接部通过两个所述凸起连接。

可选地，两个所述本体均设置有翻边结构。

可选地，还包括伸缩弹簧，所述第一连接部与所述第二连接部之间连接有所述伸缩弹簧。

可选地，还包括止推件，所述支撑件通过所述止推件与所述纵梁连接，所述止推件的刚度较所述支撑件的刚度大。

可选地，所述止推件包括第一连接板、弯折连接于所述第一连接板的边缘的第二连接板、和连接所述第一连接板和所述第二连接板的支撑板；所述第一连接板与所述支撑件连接；所述第二连接板与所述纵梁连接。

本申请的第二方面提供了一种汽车，包括：

防撞梁；

纵梁；和

碰撞吸能装置，所述碰撞吸能装置为上述任一项所述的碰撞吸能装置，

所述碰撞吸能装置设置于所述防撞梁与所述纵梁之间，所述一级吸能盒连接于所述防撞梁；且所述防撞梁通过所述一级吸能盒与所述二级吸能盒中的至少一者与所述纵梁连接。

可选地，所述一级吸能盒设置有凹槽，所述防撞梁插装于所述凹槽内。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的碰撞吸能装置，设置有一级吸能盒和二级吸能盒，在安装于汽车时，一级吸能盒与二级吸能盒设置于防撞梁与纵梁之间，在进行25％的碰撞试验时，刚性壁障首先接触防撞梁，对刚性壁障施加碰撞冲击力，由于二级吸能盒的刚度与一级吸能盒的刚度不相等，因此，二刚度较小的一者首先被压缩，实现一级吸能，当溃缩接近完成时，随着刚性壁障的进一步挤压，刚性较大的一者开始溃缩直至结束，实现二级吸能，然后将作用力传递至纵梁，由于在作用力到达纵梁前已经经过了多次吸能作用，因此，传递至纵梁的作用力显著减小，对纵梁的冲击力较小，减小甚至消除经前轮、悬架系统和前挡板传递至乘员舱的作用力，从而保护车内人员的安全，提高汽车的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请所提供的碰撞吸能装置的一种具体实施例的结构示意图；

图2为本申请所提供的碰撞吸能装置的一种具体实施例的爆炸视图。

附图标记：

10-防撞梁；

11-凹槽；

20-纵梁；

30-一级吸能盒；

40-二级吸能盒；

50-支撑件；

51-第一连接部；

511-本体；

512-凸起；

513-翻边结构；

52-第二连接部；

60-伸缩弹簧；

70-止推件；

71-第一连接板；

72-第二连接板；

73-支撑板；

80-刚性壁障。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

本申请实施例提供了一种汽车，包括防撞梁10、纵梁20和碰撞吸能装置，防撞梁10可以为前防撞梁，纵梁20可以为前纵梁，碰撞吸能装置用于汽车，安装于防撞梁10和纵梁20之间，以缓冲外界对纵梁20的冲击力。

具体地，如图1-图2所示，碰撞吸能装置包括一级吸能盒30和二级吸能盒40，二者具有弹性变形的能力，一级吸能盒30设置成连接于防撞梁10，二级吸能盒40与一级吸能盒30或者防撞梁10连接。具体地，二级吸能盒40的刚度与一级吸能盒30的刚度不相等，一级吸能盒30与二级吸能盒40设置于防撞梁10与纵梁20之间，一级吸能盒30的一端与防撞梁10连接，一级吸能盒30和二级吸能盒40中刚度较小的一者的远离防撞梁10的一侧连接于纵梁20，如当一级吸能盒30的刚度较小时，纵梁20与一级吸能盒30远离防撞梁10的一侧连接；当二级吸能盒40的刚度较小时，纵梁20与二级吸能盒40远离防撞梁10的一侧连接，以使二级吸能盒40与一级吸能盒30在防撞梁10受到外力作用后发生分步溃缩。

上述碰撞吸能装置，在防撞梁10与纵梁20之间设置有一级吸能盒30和二级吸能盒40，一级吸能盒30与防撞梁10连接，二级吸能盒40可以连接于防撞梁10，也可以连接于一级吸能盒30，但是，一级吸能盒30与二级吸能盒40的刚度不等，在进行25％小重叠(即刚性壁障80与防撞梁10的重叠区域较小)碰撞试验时，防撞梁10前方(即沿汽车的长度方向X的前端)设置刚性壁障80，刚性壁障80首先接触防撞梁10，对刚性壁障80施加碰撞冲击力，由于二级吸能盒40与一级吸能盒30的刚度不相等，因此，二者中刚度较小的一者首先被压缩，实现一级吸能；当其溃缩接近完成时，随着刚性壁障80的进一步挤压，刚性较大的一者开始溃缩直至结束，实现二级吸能，然后才将作用力传递至纵梁20，由于碰撞冲击力在到达纵梁20前已经经过了多次吸能作用，因此，传递至纵梁20的作用力显著减小，对纵梁20的冲击力较小，从而减小甚至消除经前轮、悬架系统和前挡板传递至乘员舱的作用力，从而保护车内人员的安全，提高汽车的安全性；且这种通过二级吸能盒40和一级吸能盒30依次吸能的作用，引导了碰撞冲击力的传递路径，能够延长碰撞吸能装置的吸能时间，进而更好地缓冲碰撞试验中对纵梁20的冲击力，以及避免对乘员舱内人员的损伤，提高汽车的安全性。

其中，防撞梁10沿汽车的宽度方向延伸设置，纵梁20沿汽车的长度方向延伸设置，防撞梁10的长度可以根据其与刚性壁障80的重叠面积进行确定，碰撞吸能装置可以设置于纵梁20的外侧，如图1-图2所示。为了保证一级吸能盒30与防撞梁10的接触面积，提高二者对碰撞冲击力的传递，增加二者连接的可靠性，防撞梁10设置有凹槽11，一级吸能盒30插装于凹槽11内，如图1所示。

进一步地，碰撞吸能装置还包括设置于一级吸能盒30与纵梁20之间的支撑件50，支撑件50的一端连接于纵梁20，另一端连接于一级吸能盒30和二级吸能盒40中刚度较小的一者的远离防撞梁10的一侧，如当一级吸能盒30的刚度较小时，支撑件50与一级吸能盒30远离防撞梁10的一侧连接；当二级吸能盒40的刚度较小时，支撑件50与二级吸能盒40远离防撞梁10的一侧连接，如此设置之后，当一级吸能盒30和二级吸能盒40溃缩结束时，在碰撞载荷的进一步作用下，刚性壁障80继续挤压防撞梁10，此时，支撑件50发生变形，继续吸能，从而增加了吸能装置的吸能效果，更好地提高汽车的安全性。

一级吸能盒30和二级吸能盒40的弹性方向与汽车的长度方向X一致，二者可以为空心柱状结构，空心柱状结构的横截面可以为多边形结构，如正方形、六边形、八边形等结构，以提高一级吸能盒30和二级吸能盒40的刚度，其中，横截面指垂直于长度方向X的截面，可选地，碰撞时碰撞冲击力的方向沿长度方向X。

其中，一级吸能盒30和二级吸能盒40的设置方式可以采用下述方式：

第一种方式，二级吸能盒40设置于一级吸能盒30内，一级吸能盒30背离防撞梁10的一端与纵梁20连接，也就是说，一级吸能盒30与二级吸能盒40为套装结构，且较支撑件50来说，二级吸能盒40更靠近防撞梁10，也就是说，二级吸能盒40设置于防撞梁10与纵梁20之间的区域中靠近防撞梁10的一侧，此时，二级吸能盒40的刚度大于一级吸能盒30的刚度，这样，在防撞梁10受到碰撞时，位于外部的一级吸能盒30先发生溃缩，当一级吸能盒30溃缩结束时，二级吸能盒40才发生溃缩，当二级吸能盒40溃缩结束后，支撑件50开始溃缩，直至结束，才会将作用力传递至纵梁20。采用这种套装的方式，一级吸能盒30能够对二级吸能盒40起到保护作用，提高碰撞吸能装置的可靠性。

该实施例中，可以二级吸能盒40的一端与防撞梁10连接，另一端悬置，在二级吸能盒40为空心柱状结构时，二级吸能盒40沿其轴向的一端与防撞梁10连接，另一端向支撑件50延伸，但没有和其它件连接，如此设置之后，能够充分发挥二级吸能盒40的缓冲作用，提高碰撞吸能装置的可靠性。

也可以二级吸能盒40的侧壁与一级吸能盒30的侧壁连接，如在一级吸能盒30和二级吸能盒40均为空心柱状结构时，二者在各自的柱面处连接，沿二级吸能盒40的轴向，二者仅部分柱面连接，如此，能够增加二级吸能盒40的连接可靠性，避免二级吸能盒发生振动，影响其缓冲性能。

需要说明的是，在不设置支撑件50时，也可以采用这种方式设置。

第二种方式，二级吸能盒40设置于一级吸能盒30的外部，具体地，如图1-图2所示，二级吸能盒40与一级吸能盒30依次设置，在二者均为空心柱状结构时，二者沿二级吸能盒40的轴向排列，二级吸能盒40的一端与一级吸能盒30连接，另一端与纵梁20连接，在设置有支撑件50时，二级吸能盒40连接于一级吸能盒30与支撑件50之间，此时，二级吸能盒40的刚度小于一级吸能盒30的刚度。在该实施例中，二级吸能盒40连接于一级吸能盒30远离防撞梁10的一侧；支撑件50的两端分别与二级吸能盒40与纵梁20连接，也就是说，一级吸能盒30、二级吸能盒40和支撑件50依次连接。这种方式，在进行25％小重叠(即刚性壁障80与防撞梁10的重叠区域较小)碰撞试验时，防撞梁10前方(即沿汽车的长度方向X的前端)设置刚性壁障80，刚性壁障80首先接触防撞梁10，对刚性壁障80施加碰撞冲击力，由于二级吸能盒40的刚度小于一级吸能盒30的刚度，因此，二级吸能盒40首先被压缩，实现一级吸能；当二级吸能盒40溃缩接近完成时，随着刚性壁障80的进一步挤压，一级吸能盒30开始溃缩直至结束，实现二级吸能；在碰撞载荷的进一步作用下，刚性壁障80继续挤压防撞梁10，此时，支撑件50发生变形，继续吸能，然后才将作用力传递至纵梁20，由于碰撞冲击力在到达纵梁20前已经经过了多次吸能作用，因此，传递至纵梁20的作用力显著减小，对纵梁20的冲击力较小，从而减小甚至消除经前轮、悬架系统和前挡板传递至乘员舱的作用力，从而保护车内人员的安全，提高汽车的安全性；且这种通过二级吸能盒40、一级吸能盒30和支撑件50依次吸能的作用，引导了碰撞冲击力的传递路径，能够延长碰撞吸能装置的吸能时间，进而更好地缓冲碰撞试验中对纵梁20的冲击力，以及避免对乘员舱内人员的损伤，提高汽车的安全性。

在该实施例中，二级吸能盒40相对于一级吸能盒30朝支撑件50所在的方向突出，且其横截面的面积小于一级吸能盒30的横截面的面积，以方便连接。

无论一级吸能盒30与二级吸能盒40采用哪种方式，可选地，支撑件50的刚度介于二级吸能盒40与一级吸能盒30的刚度之间，如此设置之后，在作用力传递至支撑件50时，由于支撑件50的刚度介于一级吸能盒30和二级吸能盒40之间，因此，在一级吸能盒30与二级吸能盒40中刚度较大的一者进行溃缩时，支撑件50也能够起到一定的吸能作用，从而更好地缓冲对纵梁20的冲击。

具体地，支撑件50呈V字型结构，包括相互连接的第一连接部51和第二连接部52；第一连接部51和第二连接部52沿上述长度方向X相对设置，第一连接部51与一级吸能盒和二级吸能盒中刚度较大的一者连接，如在二级吸能盒40设置于一级吸能盒30外时，第一连接部51与二级吸能盒40连接，第二连接部52设置成连接于纵梁20，即支撑件50通过第二连接部52与纵梁20连接，采用这种分体的结构，使支撑件50易于加工。

V字型结构的开口朝向纵梁20，二级吸能盒40和一级吸能盒30设置于支撑件50远离开口的一端，以增加支撑件50抗冲击能力，从而降低对纵梁20的冲击作用。

进一步地，第一连接部51和第二连接部52均包括相互连接的本体511和凸起512，两个凸起512相向突出，即第一连接部51中，凸起512朝第二连接部52所在的方向突出；第二连接部52中，凸起512朝第一连接部51所在的方向突出，此时，第一连接部51和第二连接部52通过两个凸起连接，也就是说，两个凸起512设置于两个本体511之间，且位于V字型结构远离开口的一端，如此设置之后，能够增加支撑件50的刚度，提高支撑件50的抗变形能力，进而更好地缓冲碰撞冲击力对纵梁的冲击，提高汽车的安全性。当然，也可以仅第一连接部51或者第二连接部52设置有凸起512。

一种实施例中，支撑件50设置有翻边结构513，翻边结构513可以向支撑件50的外侧弯折，在设置有本体511时，翻边结构513可以设置于本体511上，可以仅第一连接部51或者第二连接部52的本体511上设置翻边结构513，也可以两个本体511上均设置有翻边结构513。如图1所示，第一连接部51和第二连接部52均设有本体511，两个本体511均设置有翻边结构513，通过增加翻边结构513，能够提高支撑件50的刚度，更好地缓冲碰撞冲击力对纵梁20的影响。

其中，在第一连接部51和第二连接部52均设置有翻边结构513时，两个翻边结构513可以相互连接，也可以独立设置。

为了进一步提高支撑件50的吸能作用，碰撞吸能装置还包括伸缩弹簧60，第一连接部51与第二连接部52之间连接有伸缩弹簧60，伸缩弹簧60至少具有沿上述长度方向X的弹性力，伸缩弹簧60的两端可以与第一连接部51和第二连接部52焊接连接；或者伸缩弹簧60通过弹簧支座与支撑件50连接。

在碰撞过程中，碰撞冲击力经支撑件50传递至纵梁20时，由于支撑件50具有一定的缓冲作用，因此，支撑件50的刚度有限，这样，要求纵梁20的刚度比较大，才能防止将冲击力传递至乘客舱，从而增加了纵梁20的复杂度。为了解决该问题，碰撞吸能装置还包括止推件70，支撑件50通过止推件70与纵梁20连接，其中，止推件70的刚度较支撑件50的刚度大，即支撑件50与止推件70连接，支撑件50与纵梁20连接，如此设置之后，在碰撞冲击力经支撑件50传递至止推件70时，止推件70对碰撞冲击力具有较好的止动作用，从而进一步减小传递至纵梁20的作用力，因此，可以降低纵梁20的刚度要求，以简化纵梁20的结构以及减小纵梁20的重量。

一种实施例中，止推件70包括第一连接板71、弯折连接于第一连接板71的边缘的第二连接板72、和连接第一连接板71和第二连接板72的支撑板73；第一连接板71与支撑件50连接；第二连接板72与纵梁20连接，也就是说，第一连接板71与第二连接板72呈L型结构，支撑板73可以为三角板，其一边与第一连接板71贴合连接，另一边与第二连接板72贴合连接，以增加止推件70的强度和刚度。其中，第一连接板71与支撑件50可以贴合连接，第二连接板72与纵梁20贴合，两处连接均可以通过螺栓等实现。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于汽车的碰撞吸能装置，其特征在于，包括：

一级吸能盒，设置成连接于所述汽车的防撞梁；

二级吸能盒，与所述一级吸能盒或者所述防撞梁连接；

所述一级吸能盒与所述二级吸能盒设置于所述防撞梁与所述汽车的纵梁之间，且所述二级吸能盒的刚度与所述一级吸能盒的刚度不相等；

还包括设置于所述一级吸能盒与所述纵梁之间的支撑件，所述支撑件的一端连接于所述纵梁，另一端连接于所述一级吸能盒与所述二级吸能盒中刚度较小的一者远离所述防撞梁的一侧；

所述支撑件呈V字型结构，包括相互连接的第一连接部和第二连接部；

所述第一连接部与所述二级吸能盒和所述一级吸能盒中刚度较大的一者连接，所述第二连接部设置成连接于所述纵梁；且所述V字型结构的开口朝向所述纵梁；所述二级吸能盒和所述一级吸能盒设置于所述支撑件远离所述开口的一端。

2.根据权利要求1所述的碰撞吸能装置，其特征在于，所述二级吸能盒设置于所述一级吸能盒内，且较所述支撑件，所述二级吸能盒更靠近所述防撞梁；所述二级吸能盒的刚度大于所述一级吸能盒的刚度。

3.根据权利要求2所述的碰撞吸能装置，其特征在于，所述二级吸能盒的一端与所述防撞梁连接，另一端悬置。

4.根据权利要求3所述的碰撞吸能装置，其特征在于，所述二级吸能盒的侧壁与所述一级吸能盒的侧壁连接。

5.根据权利要求1所述的碰撞吸能装置，其特征在于，所述二级吸能盒连接于所述一级吸能盒与所述支撑件之间，所述二级吸能盒的刚度小于所述一级吸能盒的刚度。

6.根据权利要求1所述的碰撞吸能装置，其特征在于，所述支撑件的刚度介于所述二级吸能盒与所述一级吸能盒的刚度之间。

7.根据权利要求1所述的碰撞吸能装置，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部均包括相互连接的本体和凸起，两个所述凸起相向突出；

所述第一连接部和所述第二连接部通过两个所述凸起连接。

8.根据权利要求7所述的碰撞吸能装置，其特征在于，两个所述本体均设置有翻边结构。

9.根据权利要求1所述的碰撞吸能装置，其特征在于，还包括伸缩弹簧，所述第一连接部与所述第二连接部之间连接有所述伸缩弹簧。

10.根据权利要求1所述的碰撞吸能装置，其特征在于，还包括止推件，所述支撑件通过所述止推件与所述纵梁连接，所述止推件的刚度较所述支撑件的刚度大。

11.根据权利要求10所述的碰撞吸能装置，其特征在于，所述止推件包括第一连接板、弯折连接于所述第一连接板的边缘的第二连接板、和连接所述第一连接板和所述第二连接板的支撑板；所述第一连接板与所述支撑件连接；所述第二连接板与所述纵梁连接。

12.一种汽车，其特征在于，包括：

防撞梁；

纵梁；和

碰撞吸能装置，所述碰撞吸能装置为权利要求1-11任一项所述的碰撞吸能装置，

所述碰撞吸能装置设置于所述防撞梁与所述纵梁之间，所述一级吸能盒连接于所述防撞梁；且所述防撞梁通过所述一级吸能盒与所述二级吸能盒中的至少一者与所述纵梁连接。

13.根据权利要求12所述的汽车，其特征在于，所述一级吸能盒设置有凹槽，所述防撞梁插装于所述凹槽内。

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