CN110588791B - 一种汽车前部防撞梁总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车前部防撞梁总成，包括中间梁、能够连接吸能盒的左端梁及能够连接吸能盒的右端梁；左端梁及右端梁对称设置在中间梁左右两侧，中间梁通过第一套筒与左端梁的第一断裂失效结构连接，当第一断裂失效结构失效后，中间梁左侧端部能够在左端梁内部移动；中间梁通过第二套筒与右端梁的第二断裂失效结构连接，当第二断裂失效结构失效后，中间梁右侧端部能够在右端梁内部移动。本发明所述的一种汽车前部防撞梁总成，解决了传统防撞梁结构在正面壁障碰撞中，难以沿轴向均匀压溃，进而造成了整车前机舱关键结构变形不当与吸能不足，对乘员舱形成较大的碰撞冲击的技术问题。

Description

一种汽车前部防撞梁总成

技术领域

本发明属于汽车防撞梁技术领域，尤其是涉及一种汽车前部防撞梁总成。

背景技术

防撞梁总成是汽车重要的安全防护结构，汽车发生碰撞过程中，防撞梁可以将碰撞力分散到车辆左右吸能盒、纵梁等吸能结构上，通过吸能盒与纵梁等结构的合理变形，减小传递到乘员舱的碰撞力。为了提高车辆安全性能，我国推出了正碰与偏置碰等不同类型的测试工况对整车进行实验评价，如正面100％刚性壁障碰撞、偏置40％可变形壁障碰撞，偏置50％移动式渐变性可变形壁障，在此类碰撞中防撞梁总成的设计对车辆变形与吸能有重要影响。

目前，防撞梁结构多为钢材或铝材的圆弧形一体式结构，在正面壁障碰撞中，随着车辆碰撞挤压壁障，圆弧形防撞梁逐渐压平并向两端伸展，防撞梁的Y向分力引起左右吸能盒向外部翻转，使得车身纵梁结构容易发生向外的折弯变形，导致纵梁难以沿轴向均匀压溃，造成整车前机舱关键结构变形不当与吸能不足，对乘员舱形成较大的碰撞冲击。在相关偏置碰撞中，如偏置40％、50％壁障碰撞，一体式的圆弧形防撞梁通常会在壁障边缘处发生折弯变形，随着碰撞历程的进行，折弯程度加深，折弯处应变加大，容易导致防撞梁发生失效断裂，降低整车抵抗碰撞能力，增大对乘员舱的冲击。此外，折弯后的防撞梁对两端的吸能盒产生向内的拉力，使得左侧吸能盒、右侧吸能盒、纵梁有向内偏转的趋势，进而影响纵梁的变形模式。一般情况下右侧吸能盒偏转变形较大，常引起防撞梁与吸能盒的连接焊点开裂或吸能盒后安装板开裂，导致左纵梁失去右纵梁的约束作用，使左纵梁在高速挤压过程中变形失控。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车前部防撞梁总成，解决了传统防撞梁结构在正面壁障碰撞中，难以沿轴向均匀压溃，进而造成了整车前机舱关键结构变形不当与吸能不足，对乘员舱形成较大的碰撞冲击的技术问题；

进一步解决了由于吸能盒偏转变形较大，常引起防撞梁与吸能盒的连接焊点开裂或吸能盒后安装板开裂，导致左纵梁失去右纵梁的约束作用，使左纵梁在高速挤压过程中变形失控的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车前部防撞梁总成，包括中间梁、能够连接吸能盒的左端梁及能够连接吸能盒的右端梁；

所述左端梁及右端梁对称设置在所述中间梁左右两侧，所述中间梁通过第一套筒与所述左端梁的第一断裂失效结构连接，当所述第一断裂失效结构失效后，所述中间梁左侧端部能够在所述左端梁内部移动；

所述中间梁通过第二套筒与所述右端梁的第二断裂失效结构连接，当所述第二断裂失效结构失效后，所述中间梁右侧端部能够在所述右端梁内部移动；

所述中间梁、左端梁及右端梁连接固定后为弧形或直线形，当所述中间梁、左端梁及右端梁连接固定后为弧形时，所述左端梁及右端梁碰撞至同一纵向平面位置时，所述左端梁及右端梁相互不接触。

进一步的，所述第一断裂失效结构包括一个安装孔及两个长条孔；

所述安装孔的孔径大于或等于所述第一套筒外径，所述两个长条孔的宽度大于或等于所述第一套筒外径；

所述安装孔左右两侧均对应设置一个所述长条孔，一个所述安装孔及两个长条孔位于同一横向水平面，所述第一断裂失效结构与第二断裂失效结构相同；

当所述中间梁、左端梁及右端梁连接固定后为弧形时，所述防撞梁总成的正面壁障碰撞中，碰撞前，所述防撞梁总成左端面至所述防撞梁总成右端面的直线距离为δ，碰撞时，当所述左端梁及右端梁碰撞至同一纵向平面位置时，所述防撞梁总成左端面至所述防撞梁总成右端面的直线距离为δ＇，δ-δ＇＝Δδ，所述第一断裂失效结构及第二断裂失效结构的长度均大于或等于Δδ/2。

进一步的，所述第一断裂失效结构包括三个安装孔及四个长条孔；

相邻的两个所述长条孔之间均对应设置一个所述安装孔，三个所述安装孔及四个长条孔位于同一横向水平面，所述第一断裂失效结构与所述第二断裂失效结构相同；

当所述中间梁、左端梁及右端梁连接固定后为弧形时，所述防撞梁总成的正面壁障碰撞中，碰撞前，所述防撞梁总成左端面至所述防撞梁总成右端面的直线距离为δ，碰撞时，当所述左端梁及右端梁碰撞至同一纵向平面位置时，所述防撞梁总成左端面至所述防撞梁总成右端面的直线距离为δ＇，δ-δ＇＝Δδ，所述第一断裂失效结构及第二断裂失效结构的长度均大于或等于Δδ/2。

进一步的，所述左端梁通过两个所述第一断裂失效结构与所述中间梁连接，两个所述第一断裂失效结构的长条孔并列设置；

所述右端梁通过两个所述第二断裂失效结构与所述中间梁连接，两个所述第二断裂失效结构的长条孔并列设置。

进一步的，所述左端梁的屈服强度为150-300MPa；

进一步的，所述右端梁的内侧长条孔距离所述右端梁内侧端面的长度与所述左端梁的内侧长条孔距离所述左端梁内侧端面的长度相同；

当所述左端梁厚度为2mm时，所述左端梁的内侧长条孔距离所述左端梁内侧端面的长度在15mm以上；

当所述左端梁厚度为2.5mm时，所述左端梁的内侧长条孔距离所述左端梁内侧端面的长度在12mm以上；

当所述左端梁厚度为3mm时，所述左端梁的内侧长条孔距离所述左端梁内侧端面的长度在10mm以上。

进一步的，所述中间梁、左端梁及右端梁的纵向断面均为C形，所述第一断裂失效结构设置在所述左端梁的上端面或中部端面，所述第二断裂失效结构设置在所述右端梁的上端面或中部端面。

进一步的，所述左端梁及右端梁纵向断面为口字形、日字形及目字形；

当所述左端梁及右端梁的纵向断面均为日字形时，所述中间梁左右端部均设有一个能够与所述左端梁或右端梁配合的滑槽，所述滑槽长度大于所述长条孔长度；

当所述左端梁及右端梁的纵向断面均为目字形时，所述中间梁左右端部均设有两个能够与所述左端梁或右端梁配合的滑槽，所述滑槽长度大于所述长条孔长度。

进一步的，所述第一套筒及第二套筒上均固设有两个固定片，设置在第一套筒的两个固定片对称设置在所述中间梁的前后两侧，设置在第二套筒的两个固定片对称设置在所述中间梁的前后两侧。

相对于现有技术，本发明所述的一种汽车前部防撞梁总成具有以下优势：

本发明所述的一种汽车前部防撞梁总成，防撞梁总成在正面碰撞中，本方案中的中间梁在挤压展平过程中能够插入到左端梁及右端梁的内腔内，防止防撞梁总成在碰撞过程中，防撞梁总成的左右端部向外侧伸展，并且减小吸能盒向外部的偏转程度，继而改善纵梁的受力状态与变形模式；

在本方案的偏置40％、50％等碰撞中，中间梁在折弯过程中从左端梁或右端梁的内腔中拉出，减小了对左侧吸能盒及右侧吸能盒的拉拽程度，有利于防止吸能盒与左端梁或右端梁的连接焊点开裂，并且进一步防止吸能盒的安装板产生断裂。同时分体式的防撞梁总成有利于减小折弯处的应变，降低防撞梁的断裂风险。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的一种汽车前部防撞梁总成结构示意图；

图2为本发明实施例一所述的一种汽车前部防撞梁总成拆分结构示意图；

图3为本发明实施例一所述的一种汽车前部防撞梁总成工作结构示意图；

图4为本发明实施例一所述的一种汽车前部防撞梁总成局部结构示意图；

图5为本发明实施例一所述的一种汽车前部防撞梁总成局部结构示意图；

图6为本发明实施例一所述的一种汽车前部防撞梁总成中的左端梁局部结构示意图；

图7为本发明实施例二所述的一种汽车前部防撞梁总成局部结构示意图；

图8为本发明实施例三所述的一种汽车前部防撞梁总成结构示意图；

图9为本发明实施例三所述的一种汽车前部防撞梁总成另一角度结构示意图；

图10为本发明实施例三所述的一种汽车前部防撞梁总成局部结构示意图。

附图标记说明：

1-左端梁；2-中间梁；3-右端梁；4-第一套筒；5-固定片；6-吸能盒；7-安装板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种汽车前部防撞梁总成，如图1所示，包括中间梁2、能够连接吸能盒6的左端梁1及能够连接吸能盒6的右端梁3；

左端梁1及右端梁3对称设置在中间梁2左右两侧，中间梁2通过第一套筒4与左端梁1的第一断裂失效结构连接，当第一断裂失效结构失效后，中间梁2左侧端部能够在左端梁1内部移动；

中间梁2通过第二套筒与右端梁3的第二断裂失效结构连接，当第二断裂失效结构失效后，中间梁2右侧端部能够在右端梁3内部移动；

中间梁2、左端梁1及右端梁3连接固定后为弧形或直线形，本实施例中，中间梁2、左端梁1及右端梁3连接固定后为弧形，左端梁1及右端梁3碰撞至同一纵向平面位置时，左端梁1及右端梁3相互不接触。

防撞梁总成在正面碰撞中，本方案中的中间梁2在挤压展平过程中能够插入到左端梁1及右端梁3的内腔内，防止防撞梁总成在碰撞过程中，防撞梁总成的左右端部向外侧伸展，并且减小吸能盒6向外部的偏转程度，继而改善纵梁的受力状态与变形模式；

如图6所示，实施例一，第一断裂失效结构包括一个安装孔及两个长条孔；安装孔的孔径大于或等于第一套筒外径，两个长条孔的宽度大于或等于第一套筒外径；

安装孔左右两侧均对应设置一个长条孔，一个安装孔及两个长条孔位于同一横向水平面，第一断裂失效结构与第二断裂失效结构相同。

如图3所示，在本方案的偏置40％、50％等碰撞中，中间梁2在折弯过程中从左端梁1或右端梁3的内腔中拉出，减小了对左侧吸能盒6及右侧吸能盒6的拉拽程度，有利于防止吸能盒6与左端梁1或右端梁3的连接焊点开裂，并且进一步防止吸能盒6的安装板7产生断裂。同时分体式的防撞梁总成有利于减小折弯处的应变，降低防撞梁的断裂风险。

本实施例的原理为，在正面壁障碰撞中，较大的碰撞力使圆弧形的防撞梁总成挤压展平，在这一过程中第一套筒4或第二套筒挤压安装孔使其断裂失效，继而中间梁2与左端梁1及右端梁3之间发生相对运动，中间梁2插入到左端梁1及右端梁3的内腔中，防止防撞梁总成最左与最右端向外侧伸展，减少吸能盒6向外部的偏转，使吸能盒6受到稳定的轴向力，这个力传递到纵梁可以使其产生均匀的轴向压溃。在偏置壁障碰撞中，随着壁障侵入车体，中间梁2通常会在壁障右侧边缘处发生折弯变形，折弯变形加大，中间梁2对左端梁1及右端梁3的拉力加大，第一套筒4及第二套筒均挤压安装孔的压力均加大，在这一过程中安装孔发生断裂失效，中间梁2与左端梁1及右端梁3发生相对运动，中间梁2从左端梁1及右端梁3内腔中拉出，减小了对左侧吸能盒6及右侧吸能盒6的拉拽程度，有利于降低左右两侧吸能盒6的偏转。同时分体式的防撞梁总成可以降低折弯处的应变，减小防撞梁总成发生断裂失效的风险。

如图7所示，实施例二，第一断裂失效结构包括三个安装孔及四个长条孔；相邻的两个长条孔之间均对应设置一个安装孔，三个安装孔及四个长条孔位于同一横向水平面，第一断裂失效结构与第二断裂失效结构相同。

当安装孔与位于同一横向水平面的长条孔之间的材料断裂后，第一套筒4或第二套筒能够在同一横向水平面的长条孔的内部移动，并限制中间梁2与左端梁1及右端梁3之间的相对运动。

当中间梁2、左端梁1及右端梁3连接固定后为弧形时，防撞梁总成的正面壁障碰撞中，碰撞前，防撞梁总成左端面至防撞梁总成右端面的直线距离为δ，碰撞时，当左端梁1及右端梁3碰撞至同一纵向平面位置时，防撞梁总成左端面至防撞梁总成右端面的直线距离为δ＇，δ-δ＇＝Δδ，第一断裂失效结构及第二断裂失效结构的长度均大于或等于Δδ/2。

左端梁1通过两个第一断裂失效结构与中间梁2连接，两个第一断裂失效结构的长条孔并列设置；

右端梁3通过两个第二断裂失效结构与中间梁2连接，两个第二断裂失效结构的长条孔并列设置。

本实施例中，左端梁1的屈服强度为150-300MPa；

右端梁3的内侧长条孔距离右端梁3内侧端面的长度与左端梁1的内侧长条孔距离左端梁1内侧端面的长度相同；

当左端梁1厚度为2mm时，左端梁1的内侧长条孔距离左端梁1内侧端面的长度在15mm以上；

当左端梁1厚度为2.5mm时，左端梁1的内侧长条孔距离左端梁1内侧端面的长度在12mm以上；

当左端梁1厚度为3mm时，左端梁1的内侧长条孔距离左端梁1内侧端面的长度在10mm以上。

如图8所示，实施例三，中间梁2、左端梁1及右端梁3的纵向断面均为C形，第一断裂失效结构设置在左端梁1的上端面或中部端面，第二断裂失效结构设置在右端梁3的上端面或中部端面。

左端梁1及右端梁3纵向断面为口字形、日字形及目字形；

如图5所示，当左端梁1及右端梁3的纵向断面均为日字形时，中间梁2左右端部均设有一个能够与左端梁1或右端梁3配合的滑槽，滑槽长度大于长条孔长度；

当左端梁1及右端梁3的纵向断面均为目字形时，中间梁2左右端部均设有两个能够与左端梁1或右端梁3配合的滑槽，滑槽长度大于长条孔长度。

第一套筒4及第二套筒上均固设有两个固定片5，设置在第一套筒4的两个固定片5对称设置在中间梁2的前后两侧，设置在第二套筒的两个固定片5对称设置在中间梁2的前后两侧。

本实例的工作方式

首先将中间梁2通过第一套筒4与左端梁1的第一断裂失效结构连接，中间梁2通过第二套筒与右端梁3的第二断裂失效结构连接，本实施例中，中间梁2的形状为圆弧形，第一套筒4及第二套筒前后端部均固焊有两个固定片5，防止第一套筒4及第二套筒在碰撞中发生滑落。安装孔的作用为对第一套筒4或第二套筒进行约束，防止车辆正常行驶下中间梁2在左端梁1及右端梁3内发生错动。合理的设计该安装面的厚度与大小，保证在正面壁障和偏置壁障碰撞中，该安装孔在碰撞力的作用下可发生失效破坏，失去对第一套筒4或第二套筒的约束。左端梁1及右端梁3均通过一个吸能盒6连接纵梁，每一吸能盒6均通过安装板7与纵梁连接，左端梁1、右端梁3、中间梁2、及吸能盒6关于中间竖直轴线对称安装。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车前部防撞梁总成，其特征在于：包括中间梁（2）、能够连接吸能盒（6）的左端梁（1）及能够连接吸能盒（6）的右端梁（3）；

所述左端梁（1）及右端梁（3）对称设置在所述中间梁（2）左右两侧，所述中间梁（2）通过第一套筒（4）与所述左端梁（1）的第一断裂失效结构连接，当所述第一断裂失效结构失效后，所述中间梁（2）左侧端部能够在所述左端梁（1）内部移动；

所述中间梁（2）通过第二套筒与所述右端梁（3）的第二断裂失效结构连接，当所述第二断裂失效结构失效后，所述中间梁（2）右侧端部能够在所述右端梁（3）内部移动；

所述中间梁（2）、左端梁（1）及右端梁（3）连接固定后为弧形或直线形，当所述中间梁（2）、左端梁（1）及右端梁（3）连接固定后为弧形时，所述左端梁（1）及右端梁（3）碰撞至同一纵向平面位置时，所述左端梁（1）及右端梁（3）相互不接触；

所述第一断裂失效结构包括一个安装孔及两个长条孔；

所述安装孔的孔径大于或等于所述第一套筒外径，所述两个长条孔的宽度大于或等于所述第一套筒外径；

所述安装孔左右两侧均对应设置一个所述长条孔，一个所述安装孔及两个长条孔位于同一横向水平面，所述第一断裂失效结构与第二断裂失效结构相同；

当所述中间梁（2）、左端梁（1）及右端梁（3）连接固定后为弧形时，所述防撞梁总成的正面壁障碰撞中，碰撞前，所述防撞梁总成左端面至所述防撞梁总成右端面的直线距离为δ，碰撞时，当所述左端梁（1）及右端梁（3）碰撞至同一纵向平面位置时，所述防撞梁总成左端面至所述防撞梁总成右端面的直线距离为δ＇，δ-δ＇=Δδ，所述第一断裂失效结构及第二断裂失效结构的长度均大于或等于Δδ/2；

或所述第一断裂失效结构包括三个安装孔及四个长条孔；

相邻的两个所述长条孔之间均对应设置一个所述安装孔，三个所述安装孔及四个长条孔位于同一横向水平面，所述第一断裂失效结构与所述第二断裂失效结构相同；

当所述中间梁（2）、左端梁（1）及右端梁（3）连接固定后为弧形时，所述防撞梁总成的正面壁障碰撞中，碰撞前，所述防撞梁总成左端面至所述防撞梁总成右端面的直线距离为δ，碰撞时，当所述左端梁（1）及右端梁（3）碰撞至同一纵向平面位置时，所述防撞梁总成左端面至所述防撞梁总成右端面的直线距离为δ＇，δ-δ＇=Δδ，所述第一断裂失效结构及第二断裂失效结构的长度均大于或等于Δδ/2；

所述中间梁（2）、左端梁（1）及右端梁（3）的纵向断面均为C形，所述第一断裂失效结构设置在所述左端梁（1）的上端面或中部端面，所述第二断裂失效结构设置在所述右端梁（3）的上端面或中部端面。

2.根据权利要求1所述的一种汽车前部防撞梁总成，其特征在于：所述左端梁（1）通过两个所述第一断裂失效结构与所述中间梁（2）连接，两个所述第一断裂失效结构的长条孔并列设置；

所述右端梁（3）通过两个所述第二断裂失效结构与所述中间梁（2）连接，两个所述第二断裂失效结构的长条孔并列设置。

3.根据权利要求2所述的一种汽车前部防撞梁总成，其特征在于：所述左端梁（1）的屈服强度为150-300MPa。

4.根据权利要求1或3所述的一种汽车前部防撞梁总成，其特征在于：所述右端梁（3）的内侧长条孔距离所述右端梁（3）内侧端面的长度与所述左端梁（1）的内侧长条孔距离所述左端梁（1）内侧端面的长度相同；

当所述左端梁（1）厚度为2mm时，所述左端梁（1）的内侧长条孔距离所述左端梁（1）内侧端面的长度为17-84mm；

当所述左端梁（1）厚度为2.5mm时，所述左端梁（1）的内侧长条孔距离所述左端梁（1）内侧端面的长度为14-67mm；

当所述左端梁（1）厚度为3mm时，所述左端梁（1）的内侧长条孔距离所述左端梁（1）内侧端面的长度为12-57mm。

5.根据权利要求4所述的一种汽车前部防撞梁总成，其特征在于：所述左端梁（1）及右端梁（3）纵向断面为口字形、日字形及目字形；

当所述左端梁（1）及右端梁（3）的纵向断面均为日字形时，所述中间梁（2）左右端部均设有一个能够与所述左端梁（1）或右端梁（3）配合的滑槽，所述滑槽长度大于所述长条孔长度；

当所述左端梁（1）及右端梁（3）的纵向断面均为目字形时，所述中间梁（2）左右端部均设有两个能够与所述左端梁（1）或右端梁（3）配合的滑槽，所述滑槽长度大于所述长条孔长度。

6.根据权利要求1或5任一项所述的一种汽车前部防撞梁总成，其特征在于：所述第一套筒（4）及第二套筒上均固设有两个固定片（5），设置在第一套筒（4）的两个固定片（5）对称设置在所述中间梁（2）的前后两侧，设置在第二套筒的两个固定片（5）对称设置在所述中间梁（2）的前后两侧。