CN112660052A - 一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成及车辆,其中前防撞梁总成包括前防撞梁本体,所述前防撞梁本体的前侧安装有拖车凸台,前防撞梁本体的后侧对称安装有吸能盒,吸能盒与车辆本体连接;其中,所述前防撞梁本体的前表面的上部和/或下部延伸有延长部。本发明的前防撞梁总成能够同时满足2021C‑NCAP即将执行的50km/hMPDB,以及现有的50km/h FFB、64km/h SORB等高速碰撞工况和ECER42法规以及RCAR低速碰撞法规,同时也能够满足拖车钩法规和2021C‑NCAP的行人保护法规。在“耐撞性”和“攻击性”之间找到了平衡,为后续的车型设计提供了重要的参考。通过优化前防撞梁的截面以实现减重降本,同时兼顾结构简单、易于制造、结构可靠、尺寸稳定。拖车凸台同时满足了国标和海运的要求。

Description

一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成及车辆
技术领域
本发明涉及车辆领域,特别涉及一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成及车辆。
背景技术
随着汽车和电动汽车的普及,人们对车辆安全性的要求越来越高,车辆前防撞梁作为影响车辆碰撞安全的关键零部件,其布置形式和结构设计对车辆的碰撞安全性能起着决定性的作用。
具体而言,车辆前防撞梁设置在车辆车头位置,在车辆受到来自前方的撞击时,承受撞击冲击力,并吸收冲击能量,减少对车身本体的直接冲击力,从而保证车身本身和车内人员的安全。
根据即将执行的C-NCAP管理规则(2021年版),对于最新的50km/h MPDB(MovingProgressive Deformable Barrier,移动渐进可变形壁障)、现有的50km/h FFB(FullFrontal barrier,全宽正面碰撞),现有的64km/h SORB(Small Overlap Rigid Barrier,小重叠刚性壁障)等高速碰撞工况和ECER42法规以及RCAR低速碰撞法规、拖车钩法规和2021C-NCAP的行人保护法规均做出了相关规定。
然而,现有的车辆前防撞梁的设计无法满足C-NCAP管理规则(2021年版)的相关要求,因此有必要针对C-NCAP管理规则(2021年版)对车辆前防撞梁进行优化设计。
有鉴于此,本发明提供一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成及车辆,以满足C-NCAP管理规则(2021年版)的相关要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成及车辆,以满足最新的50km/h MPDB、现有的50km/h FFB,现有的64km/h SORB等高速碰撞工况和ECER42法规以及RCAR低速碰撞法规、拖车钩法规和2021C-NCAP的行人保护法规等。
为达上述目的,本发明提供一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,包括前防撞梁本体,所述前防撞梁本体的前侧安装有拖车凸台,所述前防撞梁本体的后侧对称安装有吸能盒,所述吸能盒的后侧安装有安装板,所述安装板与车辆本体连接;
其中,所述前防撞梁本体的前表面的上部和/或下部延伸有延长部。
所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其中,所述前防撞梁本体的上部和/或下部设置有缓冲块,所述缓冲块与所述前防撞梁本体的前表面齐平。
所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其中,所述缓冲块通过CMT焊接与所述前防撞梁本体连接。
所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其中,所述前防撞梁本体内部通过设置至少一个分隔件而形成至少两个第一空腔。
所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其中,所述分隔件垂直于所述前防撞梁本体的前表面设置。
所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其中,所述分隔件相对于所述前防撞梁本体的前表面倾斜设置。
所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其中,与所述拖车凸台贴合安装的至少一个分隔件相对于前防撞梁本体的前表面倾斜设置。
所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其中,所述拖车凸台的横截面的侧边相对于竖直方向倾斜设置,且所述拖车凸台的侧面与所述前防撞梁本体通过CMT焊接进行连接。
所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其中,所述吸能盒通过安装板与所述车辆本体连接,而且所述安装板与所述车辆本体通过CMT焊接进行连接。
本发明还提供一种车辆,其包括上述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成。
本发明的有益效果在于:1、本发明的前防撞梁总成能够同时满足2021C-NCAP即将执行的50km/h MPDB,以及现有的50km/h FFB、64km/h SORB等高速碰撞工况和ECER42法规以及RCAR低速碰撞法规,同时也能够满足拖车钩法规和2021C-NCAP的行人保护法规。在“耐撞性”和“攻击性”之间找到了平衡,为后续的车型设计提供了重要的参考。
2、通过优化前防撞梁的截面以实现减重降本,同时兼顾结构简单、易于制造、结构可靠、尺寸稳定。
3、拖车凸台通过增加与前防撞梁本体的连接部位,增加了焊缝长度,增强了拖车凸台和前防撞梁本体之间的连接可靠性,同时满足了国标和海运的要求。
附图说明
图1为根据本发明的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成的立体图;
图2为根据本发明的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成的分解图;
图3为根据本发明的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成的主视图;
图4为图3的A部分的局部放大图;
图5为根据本发明的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成的俯视图;
图6为图5中沿B-B的横截面图;
图7为图5中沿C-C的横截面图;
图8为针对具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成的仿真模拟和试验验证流程图。
具体实施方式
为清楚说明本发明的发明内容,下面结合实施例对本发明进行说明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系,仅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。
按照C-NCAP管理规则(2021年版)的规定,基于碰撞双方伤害最小化的考虑,设计了MPDB试验工况,以评价车辆碰撞相容性。具体实施为试验车辆的前端安装有可渐进变形壁障的台车(重为1400kg),其以50km/h的速度与试验车辆(速度同样是50km/h)发生重叠率为50%的碰撞。按照C-NCAP管理规则(2021年版),MPDB碰撞替代了现行正面40%碰撞,而且现行正面40%碰撞试验中的壁障是静止不动的,而在MPDB试验中台车与试验车的相对速度达到了100km/h。C-NCAP管理规则(2021年版)将用MPDB代替原来的ODB工况,该工况新增了对车辆兼容性的要求,需要车辆在碰撞事故中既能保护本车乘员(耐撞性),又能减少对另一方碰撞车辆造成的伤害(攻击性)。即需要在车辆的“耐撞性”和“攻击性”之间找到最优的平衡点,这无疑对车辆的前防撞梁提出了更高的要求。
因此,本发明提供一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,以满足C-NCAP管理规则(2021年版)的评分标准。
首先如图1和图2所示,所述具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成主要包括:前防撞梁本体1、吸能盒2、安装板3、缓冲块4以及拖车凸台5。
所述前防撞梁本体1的前侧用于安装所述拖车凸台5。所述前防撞梁本体1的后侧对称安装有吸能盒2,所述吸能盒2远离所述前防撞梁本体1的一端与安装板3连接,所述安装板3再与车辆本体(图中未示出)连接。所述吸能盒2的壁厚设置成能够同时满足连接强度和吸能要求,且其内部设置有至少一道加强筋,以符合吸能盒2的强度要求。
在优选实施例中,可以在竖直方向上增加前防撞梁本体1的尺寸,即对前防撞梁本体1进行加高设计,以实现增加前防撞梁总成与壁障的有效重叠面积,从而降低SD值,减少在MPDB工况试验下的罚分。
特别如图6所示,所述前防撞梁本体1在前表面的上下两侧分别延伸有延长部13,其用于增加前防撞梁本体1的表面积,以增加前防撞梁总成与壁障的有效重叠面积。在另一实施例中,所述前防撞梁本体1也可以仅在前表面的上侧或下侧延伸有延长部13,以完成加高设计。
在另一实施例中,所述缓冲块4对称地设置于所述前防撞梁本体1的两端下部,用于增加所述前防撞梁与壁障之间的有效重叠面积。优选地,所述缓冲块4的前表面与所述前防撞梁本体1的前表面齐平,进一步确保在MPDB工况下增加前防撞梁总成与壁障的有效重叠面积,从而降低SD(Standard Deviation,壁障均匀性指标)值,减少在MPDB工况试验下的罚分。在另一实施例中,如果空间允许,所述缓冲块也可以对称地设置在所述前防撞梁本体1的两端上部,或者,所述前防撞梁本体的两端上部和下部均设置缓冲块。所述缓冲块可以采用与前防撞梁本体1相同的结构及材质。
此外,如图2所示,所述吸能盒2与所述安装板3通过CMT焊接进行连接,而且所述安装板3通过螺栓与车辆本体连接。优选地,所述安装板3可以通过多条焊丝6并采用CMT(coldmetal transfer,冷金属过渡焊接技术)与所述吸能盒2进行焊接,通过调整CMT焊缝的长度和位置,来减少焊接过程中的热变形。
再如图3和图4所示,所述拖车凸台5焊接至所述前防撞梁本体1上,且所述拖车凸台5的中心设置有拖车螺纹孔51,用于与拖车件(图中未显示)进行连接。其中,所述拖车凸台5并未采用常规的圆形或矩形横截面,而是采用了近似于梯形的横截面,通过延长拖车凸台5的横截面的侧边(斜边)的长度,进而延长了其与前防撞梁本体1的接触部位,增加了连接强度。
此外,所述拖车凸台5的形状并不限于梯形,所述拖车凸台5还可以采用多边形结构,例如六边形、八边形,在其整体高度不变的情况下,延长侧边长度,进而增加连接强度。
优选地,所述拖车凸台5采用CMT与前防撞梁本体1进行连接,由于拖车凸台的侧面是倾斜设置的,有效增加了拖车凸台5与前防撞梁本体1之间的CMT焊缝长度,以同时满足国标和海运要求。
如图5和图6所示,进一步地,所述前防撞梁本体1内部形成有空腔,且所述空腔内设置有分隔件11,所述分隔件11将所述空腔分隔成至少两个第一空腔12。如此,利用所述分隔件11进一步提高了前防撞梁本体1的强度和刚度;同时,前防撞梁本体1受到碰撞力时,所述分隔件11的设置能够进一步加强对碰撞力的缓冲和吸收,碰撞保护性能进一步提升,此外前防撞梁本体1通过设置合理数量的分隔件11和空腔12,可以实现减重降本。本发明的前防撞梁总成通过优化其横截面结构、吸能盒2的壁厚以及吸能盒2内部的加强筋的位置,不仅满足C-NCAP管理规则(2021年版)的要求,还满足现行的ECER42法规以及RCAR低速碰撞法规的相关规定。
所述分隔件11可以垂直于所述前防撞梁本体1的前表面进行设置,能够将更多的力传递至分隔件11,对碰撞力的缓冲和吸收效果好。当然,所述分隔件11也可以与所述前防撞梁本体1的前表面呈角度设置,这是考虑到加工误差或安装误差的影响,更易于加工,而且对缓冲效果并没有太大影响。
此外,如图7所示,与所述拖车凸台5贴合安装的分隔件11可以是相对于前防撞梁本体1倾斜设置的,由此可以增加所述拖车凸台5与所述前防撞梁本体1的连接面积,即增加拖车凸台5与前防撞梁本体1之间的CMT焊缝长度,以满足国标和海运要求。
优选地,所述前防撞梁本体1可以采用铝合金材质,相比传统的钢制防撞梁而言,铝合金材质的防撞梁本体1的重量能够降低约40%。同时,防撞梁本体1与分隔件11可以通过一体成型的方式制得,也可单独进行制造后装配而成;优选为一体成型的方式,便于批量化生产,节省加工成本。
最后如图8所示,本发明针对具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成仿真模拟和试验验证过程如下:
一、根据布置空间、性能等输入信息,确定初步结构方案;
二、进行方案的仿真与分析验证,具体可包括安全/耐久模拟分析和可制造性/尺寸等分析;
三、根据仿真计算的结果,进行结构设计优化;
四、判断结构优化结果是否满足要求,如果不满足,则进行多轮的模拟分析与设计优化直至满足;
五、确定主设计方案;
六、着重进行减重降本优化,调整前防撞梁本体横截面以及分隔件的尺寸。
七、仿真验证,具体可包括安全模拟分析和耐久模拟分析;判断局部优化结果是否满足要求,如果不满足,则进行多轮的模拟分析与设计优化直至满足;
八、确定最终方案并冻结数据。
本发明还提供一种车辆,其包括上述具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成。
综上所述,本发明的有益效果在于:
1、本发明的前防撞梁总成能够同时满足2021C-NCAP即将执行的50km/h MPDB,以及现有的50km/h FFB、64km/h SORB等高速碰撞工况和ECER42法规以及RCAR低速碰撞法规,同时也能够满足拖车钩法规和2021C-NCAP的行人保护法规。在“耐撞性”和“攻击性”之间找到了平衡,为后续的车型设计提供了重要的参考。
2、通过优化前防撞梁的截面以实现减重降本,同时兼顾结构简单、易于制造、结构可靠、尺寸稳定。
3、拖车凸台通过增加与前防撞梁本体的连接部位,增加了焊缝长度,增强了拖车凸台和前防撞梁本体之间的连接可靠性,同时满足了国标和海运的要求。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,包括前防撞梁本体,所述前防撞梁本体的前侧安装有拖车凸台,所述前防撞梁本体的后侧对称安装有吸能盒,所述吸能盒的后侧安装有安装板,所述安装板与车辆本体连接;
其特征在于,所述前防撞梁本体的前表面的上部和/或下部延伸有延长部。
2.根据权利要求1所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其特征在于,所述前防撞梁本体的上部和/或下部设置有缓冲块,所述缓冲块与所述前防撞梁本体的前表面齐平。
3.根据权利要求2所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其特征在于,所述缓冲块通过CMT焊接与所述前防撞梁本体连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其特征在于,所述前防撞梁本体内部通过设置至少一个分隔件而形成至少两个第一空腔。
5.根据权利要求4所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其特征在于,所述分隔件垂直于所述前防撞梁本体的前表面设置。
6.根据权利要求4所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其特征在于,所述分隔件相对于所述前防撞梁本体的前表面倾斜设置。
7.根据权利要求4所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其特征在于,与所述拖车凸台贴合安装的至少一个分隔件相对于前防撞梁本体的前表面倾斜设置。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其特征在于,所述拖车凸台的横截面的侧边相对于竖直方向倾斜设置,且所述拖车凸台的侧面与所述前防撞梁本体通过CMT焊接进行连接。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成,其特征在于,所述安装板与所述车辆本体通过CMT焊接进行连接。
10.一种车辆,其包括权利要求1至9中任一项所述的具有碰撞兼容性的车辆前防撞梁总成。
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