CN113650576A - 一种复式吸能盒及具有该吸能盒的汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复式吸能盒，可沿撞击方向压溃变形的盒本体上设置有用于减震的缓冲盒，盒本体通过衔接部与缓冲盒相连，衔接部与缓冲盒同轴布置且轴线与撞击方向平行，盒本体沿撞击方向压溃变形的同时通过衔接部带动所述缓冲盒沿撞击方向压溃变形，缓冲盒为密封盒体，缓冲盒上开设有供缓冲盒内气体向外排出的泄压孔。在受到撞击后，盒本体沿撞击方向压溃变形，并通过衔接部带动缓冲盒沿撞击方向同步压溃变形；由于缓冲盒是密封盒体，当缓冲盒压溃变形速度过大时，气体向外的排出速度与缓冲盒压缩形变的速度不同步，短时间内缓冲盒内处于高压状态，不易瞬间大幅度变形，对撞击起到缓冲作用，使撞击过程更加平稳，提高了汽车碰撞时的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体是一种复式吸能盒及具有该吸能盒的汽车。
背景技术
在上个世纪末到本世纪初，汽车工业在世界上飞速发展，我国的汽车产业也在如火如荼地展开，渐渐的我国的汽车持有量达到了一个庞大规模。据不完全统计，2020年全国机动车保有量达3.72亿辆，其中汽车2.81亿辆，机动车驾驶人达4.56亿人，其中汽车驾驶人4.18亿人。在这么庞大的数量背后，必然会发生许多的交通安全事故，因此汽车的安全性问题是一个十分严肃的关键性问题。
吸能盒作为汽车前部的一个小零件，但是在汽车的安全问题上却有着举足轻重的作用。因此，为了提升汽车的安全性能，吸能盒的合理的优化设计有着很大必要。简单的增加吸能盒的厚度或者改变其外形设计，虽然可以在一定的程度上提高其抗冲击的效能，但是其撞击过程却很不平稳，易造成二级撞击，因此这类吸能盒还不足以应用在真实的汽车的碰撞安全性问题上，因此亟待解决。
发明内容
为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种复式吸能盒。本发明的吸能盒使撞击过程更加平稳，提高了汽车碰撞时的安全性；本发明还提供了一种具有该吸能盒的汽车。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种复式吸能盒，可沿撞击方向压溃变形的盒本体上设置有用于减震的缓冲盒，盒本体通过衔接部与缓冲盒相连，所述衔接部与缓冲盒同轴布置且轴线与撞击方向平行，盒本体沿撞击方向压溃变形的同时通过衔接部带动所述缓冲盒沿撞击方向压溃变形，所述缓冲盒为密封盒体，缓冲盒上开设有供缓冲盒内气体向外排出的泄压孔。
作为本发明进一步的方案：所述衔接部为与缓冲盒同轴布置的传导杆，所述缓冲盒固定在盒本体内并与盒本体同轴布置，所述传导杆的一端与盒本体固定连接，所述传导杆的另一端与缓冲盒相连。
作为本发明再进一步的方案：所述泄压孔位于缓冲盒的轴线上，泄压孔的排气方向与撞击方向相反，所述传导杆为空心杆体以供缓冲盒内的气体自泄压孔向盒本体外排出。
作为本发明再进一步的方案：所述泄压孔与气阀相连以控制气体的排出速度。
作为本发明再进一步的方案：所述盒本体包括沿撞击方向依次相连的可沿撞击方向收缩变形的波纹盒以及可沿撞击方向压溃变形的溃缩盒，所述溃缩盒为沿撞击方向直径逐渐变大的棱锥状盒体；缓冲盒布置在波纹盒内并通过传导杆与波纹盒相连。
作为本发明再进一步的方案：所述波纹盒的结构强度小于缓冲盒的结构强度，所述缓冲盒的结构强度小于溃缩盒的结构强度。
作为本发明再进一步的方案：所述传导杆与波纹盒的连接处采用弧面过渡以引导缓冲盒的压溃方向。
作为本发明再进一步的方案：所述溃缩盒包括固定在车体上的底座以及固定在底座上的棱锥状的溃缩盒外壁，所述底座上还设置有与底座相垂直的呈棱柱状的溃缩盒内壁，所述缓冲盒与溃缩盒内壁固定相连，缓冲盒的盒体延伸至波纹盒内。
作为本发明再进一步的方案：所述溃缩盒外壁的棱边上均匀开设有用于引导压溃方向的诱导压溃孔。
一种汽车，具有上述的复式吸能盒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明将盒本体与缓冲盒通过衔接部相连，在受到撞击后，盒本体沿撞击方向压溃变形，并通过衔接部带动缓冲盒沿撞击方向同步压溃变形；由于缓冲盒是密封盒体，当缓冲盒压溃变形速度过大时，气体向外的排出速度与缓冲盒压缩形变的速度不同步，短时间内缓冲盒内处于高压状态，不易瞬间大幅度变形，对撞击起到缓冲作用，使撞击过程更加平稳，提高了汽车碰撞时的安全性。
2、本发明的衔接部为与缓冲盒同轴布置的传导杆，受撞击后，传导杆可带动缓冲盒沿其轴向均匀压溃变形，起导向作用，提高了撞击过程的平稳性；由于传导杆为空心杆体，且缓冲盒内的气体通过泄压孔后经传导杆内腔离开波纹盒，在受撞击后，因排气反向与撞击方向相反，对撞击源施加了一个反作用力，平衡了部分撞击力，对撞击起到缓冲作用；气阀的设置控制了气体的排出速度，通过控制空气的最大流出速率来控制缓冲盒压缩过程中产生的不平稳波动。
3、本发明的盒本体由沿撞击方向依次相连的波纹盒以及溃缩盒相连组成，缓冲盒布置在波纹盒内，由于波纹盒、缓冲盒以及溃缩盒的结构强度从小到大依次排列，在受到撞击后，波纹盒最先发生形变从而吸收一部分能量，与此同时缓冲盒同步形变对撞击起到缓冲作用，余下的大部分冲击力传递到棱锥状的溃缩盒；由于传统柱状结构的吸能盒，受撞击后垮塌位置不固定，塌陷过程不是均匀变化的，垮塌后的结构不能保证刚度来吸收后续的撞击能量，在将溃缩盒设计为独特的棱锥状构造后，在撞击过程中溃缩盒可沿撞击方向均匀压溃变形，且前端由于尺径较小易形变，而后端由于尺径较大，形变过程中刚度逐渐增强，实现了梯级的形变变化，实现了对撞击的多段式缓冲；当受撞击较小时，波纹盒以及缓冲盒即可吸收完撞击产生的能量，不会对溃缩盒产生影响，在跟换波纹盒以及缓冲盒后即可对吸能盒重复再利用，减少了更换损耗。
4、本发明的传导杆与波纹盒的连接处采用弧面过渡，在受撞击过程中可对压溃方向进行引导，提高了缓冲盒形变的均匀性，起到导向作用；溃缩盒的棱边上亦开设有引导压溃方向的诱导压溃孔，在撞击过程中引导溃缩盒沿撞击方向均匀形变。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2a～图2c为传统吸能盒受撞击后的压溃变形过程图。
图3a～图3c为本发明中溃缩盒受撞击后的压溃变形过程图。
图中：1、波纹盒；2、传导杆；3、溃缩盒；31、底座；32、溃缩盒外壁；33、溃缩盒内壁；34、诱导压溃孔；4、缓冲盒；5、气阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3c，本发明实施例中，一种复式吸能盒，包括固定在车体上的底座31，底座31上设置有与轴线平行于撞击方向的溃缩盒3。溃缩盒3包括呈棱柱状的溃缩盒外壁32，所述溃缩盒外壁32为棱锥状盒体，其大口径的一端焊接在底座31上。
底座31上开设有方形孔，使吸能盒形变时受力可均匀的由溃缩盒3承受。
溃缩盒外壁32优选为包括四个面，其中两个面彼此平行，另外两个面斜度为15。溃缩盒外壁32的棱边上沿均匀开设有引导溃缩盒3压溃方向的诱导压溃孔34，每条棱边上优选为设置两个诱导压溃孔34。
溃缩盒外壁32远离底座31的一端与波纹盒1固定连接，固定方式可采用螺栓固定，波纹盒1优选为具有四段吸能段。
溃缩盒3还包括设置在溃缩盒外壁32内的溃缩盒内壁33，溃缩盒内壁33为焊接在底座31上的棱柱状盒体，溃缩盒内壁33距离溃缩盒外壁32的两个平行面之间的间隙不低于1mm。
溃缩盒内壁33上设置有承接板，通过承接板将缓冲盒4固定，缓冲盒4的盒体延伸至波纹盒1内。
缓冲盒4优选为密封的筒状盒体，其盒体上设置有用于供盒内气体向外排出的泄压孔，泄压孔位置不限，优选为与缓冲盒4同轴布置，且排气方向与撞击方向相反。泄压孔处设置有气阀5以控制气体的排出速度，气阀5为换气阀。
缓冲盒4和波纹盒1之间通过传导杆2相连，传导杆2和缓冲盒4同轴布置，传导杆2的一端与缓冲盒4焊接固定，另一端与波纹盒1连接，且连接处采用弧面过渡以引导缓冲盒4的压溃方向。传导杆2优选为套设在气阀5外的空心杆体，以供缓冲盒4内的气体，沿传导杆2内腔向波纹盒1外排出。
其中，波纹盒1的结构强度小于缓冲盒4的结构强度，缓冲盒4的结构强度小于溃缩盒3的结构强度；传导杆2的结构强度大于缓冲盒4的结构强度。
溃缩盒3盒体的棱角处采用倒角处理，倒角的长度为10mm。
一种汽车，汽车车体上安装有本发明的复式吸能盒。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复式吸能盒，其特征在于，可沿撞击方向压溃变形的盒本体上设置有用于减震的缓冲盒(4)，盒本体通过衔接部与缓冲盒(4)相连，所述衔接部与缓冲盒(4)同轴布置且轴线与撞击方向平行，盒本体沿撞击方向压溃变形的同时通过衔接部带动所述缓冲盒(4)沿撞击方向压溃变形，所述缓冲盒(4)为密封盒体，缓冲盒(4)上开设有供缓冲盒(4)内气体向外排出的泄压孔。
2.根据权利要求1所述的一种复式吸能盒，其特征在于，所述衔接部为与缓冲盒(4)同轴布置的传导杆(2)，所述缓冲盒(4)固定在盒本体内并与盒本体同轴布置，所述传导杆(2)的一端与盒本体固定连接，所述传导杆(2)的另一端与缓冲盒(4)相连。
3.根据权利要求2所述的一种复式吸能盒，其特征在于，所述泄压孔位于缓冲盒(4)的轴线上，泄压孔的排气方向与撞击方向相反，所述传导杆(2)为空心杆体以供缓冲盒(4)内的气体自泄压孔向盒本体外排出。
4.根据权利要求2所述的一种复式吸能盒，其特征在于，所述泄压孔与气阀(5)相连以控制气体的排出速度。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种复式吸能盒，其特征在于，所述盒本体包括沿撞击方向依次相连的可沿撞击方向收缩变形的波纹盒(1)以及可沿撞击方向压溃变形的溃缩盒(3)，所述溃缩盒(3)为沿撞击方向直径逐渐变大的棱锥状盒体；缓冲盒(4)布置在波纹盒(1)内并通过传导杆(2)与波纹盒(1)相连。
6.根据权利要求5所述的一种复式吸能盒，其特征在于，所述波纹盒(1)的结构强度小于缓冲盒(4)的结构强度，所述缓冲盒(4)的结构强度小于溃缩盒(3)的结构强度。
7.根据权利要求5所述的一种复式吸能盒，其特征在于，所述传导杆(2)与波纹盒(1)的连接处采用弧面过渡以引导缓冲盒(4)的压溃方向。
8.根据权利要求5所述的一种复式吸能盒，其特征在于，所述溃缩盒(3)包括固定在车体上的底座(31)以及固定在底座(31)上的棱锥状的溃缩盒外壁(32)，所述底座(31)上还设置有与底座(31)相垂直的呈棱柱状的溃缩盒内壁(33)，所述缓冲盒(4)与溃缩盒内壁(33)固定相连，缓冲盒(4)的盒体延伸至波纹盒(1)内。
9.根据权利要求8所述的一种复式吸能盒，其特征在于，所述溃缩盒外壁(32)的棱边上均匀开设有用于引导压溃方向的诱导压溃孔(34)。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1～4中任意一项权利要求所述的复式吸能盒。
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