CN115535081A - 一种匹配不同工况强度的纵梁设备与汽车 - Google Patents

一种匹配不同工况强度的纵梁设备与汽车 Download PDF

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Abstract

一种匹配不同工况强度的纵梁设备与汽车，属于车用纵梁技术领域，解决了现有的纵梁设备无法同时满足拖车拉拽和碰撞挤压两种工况的强度的问题。所述纵梁设备包括纵梁装置、单向传力元件、防撞梁装置、拖车装置和单向传力槽；所述单向传力元件安装在单向传力槽上；所述单向传力元件与纵梁装置上的单向传力槽形成单向传力结构；所述拖车装置通过防撞梁装置的通孔与单向传力元件连接。

Description

一种匹配不同工况强度的纵梁设备与汽车
技术领域
本发明涉及车用纵梁技术领域，具体涉及一种匹配不同工况强度的纵梁设备与汽车。
背景技术
汽车前/后纵梁诸多功能中，很重要的两项为：1承担前后碰撞力；2承载前后拖车钩拉力。
承担前后碰撞力方面：纵梁需避免强度过弱强度受结构和材料性能两方面影响而造成压溃严重，碰撞侵入量过大挤压乘客生存空间，压溃严重也会影响维修成本。但也不是纵梁结构越强越好，需要考虑吸能，避免碰撞加速度过大对乘客造成损伤。强度适中的纵梁是汽车结构设计中的重点工作。
承载前后拖车钩拉力方面：拖车钩一般通过前后防撞梁及吸能盒与纵梁相连，拖车力最终会传递到纵梁结构上。随着车型配置逐步丰富和安全要求不断提升，国内外汽车整备质量一直处于上升趋势，同时市场中拖拽房车的用户需求逐渐增加，以上工况均对拖车结构强度提出了更多的要求，客观上希望纵梁与防撞梁相连位置结构强度越大越好。
碰撞要求纵梁结构不能过强，拖车工况又希望纵梁结构越大越好，以上两方面因素有一定矛盾点。
现有技术，专利文献CN109131576B公开了“一种连续变强度前纵梁结构”，前纵梁结构由前至后依次分为前纵梁前端、中间过渡区和前纵梁后端，前纵梁前端为第一强度区，前纵梁后端为第二强度区，第一强度区的强度小于第二强度区的强度，中间过渡区的强度在第一强度区的强度和第二强度区的强度之间，沿轴向逐渐增强。提高前纵梁总吸收碰撞能量的能力以及降低碰撞峰值力，使碰撞力峰值渐进依次递增，防止初始时刻的突变，有效保护乘员安全。
综上所述，现有的纵梁设备无法同时满足拖车拉拽和碰撞挤压两种工况的强度。
发明内容
本发明解决了现有的纵梁设备无法同时满足拖车拉拽和碰撞挤压两种工况的强度的问题。
本发明所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，所述纵梁设备包括纵梁装置1、单向传力元件2、防撞梁装置、拖车装置和单向传力槽8；
所述单向传力元件2安装在单向传力槽8上；
所述单向传力元件2与纵梁装置1上的单向传力槽8形成单向传力结构；
所述拖车装置通过防撞梁装置的通孔与单向传力元件2连接。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述单向传力结构包括锥形面接触结构和单向拨片接触结构。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述防撞梁装置包括防撞梁安装板3和防撞梁结构4；
所述防撞梁结构4通过防撞梁安装板3与纵梁装置1连接。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述拖车装置包括拖车钩固定管5、拖车钩6和双头螺柱7；
所述拖车钩固定管5的内腔一端与拖车钩6，另一端与双头螺柱7连接；
所述拖车钩固定管5的外部固定在防撞梁装置上；
所述双头螺柱7通过防撞梁装置的通孔与单向传力元件2连接。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述不同工况包括拖车拉拽工况和碰撞挤压工况。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述拖车拉拽工况时，拖车装置将受到的拉拽力一部分传导至纵梁装置1尾端，拉拽力另一部分传导至纵梁装置1大面积结构位置。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述拉拽力另一部分传导至纵梁装置1大面积结构位置时，单向传力元件2与纵梁装置1上的单向传力安装槽8充分接触并卡死，一并承担拉拽力。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述碰撞挤压工况，当防撞梁装置受到的碰撞挤压力时，单向传力元件2与纵梁装置1上的单向传力安装槽8并未卡死，单向传力安装槽8将不会发生力传力；
当防撞梁装置与纵梁装置1的尾部挤压溃缩时，单向传力元件2能够沿着纵梁装置1上的单向传力槽8自由后退。
本发明所述的一种汽车，该汽车内部安装有上述方法所述的纵梁设备。
本发明解决了现有的纵梁设备无法同时满足拖车拉拽和碰撞挤压两种工况的强度的问题。具体有益效果包括：
本发明所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，通过单向传力方法，拖车拉拽工况下单向传力元件生效，将作用力传到至大部分纵梁结构，尽量依靠整体受力承担载荷，避免与拖车钩相连位置的后纵梁端部局部受力过大，形成应力集中而损坏。碰撞挤压工况下单向传力元件失效，纵梁结构由端部依次压溃变形，减少碰撞加速度对成员的伤害，实现了纵梁结构自动可靠的进行功能强度切换，从而解决了现有的纵梁设备无法同时满足拖车拉拽和碰撞挤压两种工况的强度的问题。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是具体实施方式所述的纵梁设备安装状态示意图；
图2是具体实施方式所述的纵梁设备拆分状态示意图；
图3是具体实施方式所述的拖车拉拽工况受力情况说明图；
图4是具体实施方式所述的碰撞挤压工况受力情况说明图；
图5是具体实施方式所述的纵梁设备细节图；
图6是具体实施方式所述的纵梁设备细节图；
图中，1为纵梁装置，2为单向传力元件，3为防撞梁安装板，4为防撞梁，5为拖车钩固定管，6为拖车钩，7为双头螺柱，8为单向传力槽。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明的多种实施方式进行清楚、完整地描述。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。
本实施方式所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，所述纵梁设备包括纵梁装置1、单向传力元件2、防撞梁装置、拖车装置和单向传力槽8；
所述单向传力元件2安装在单向传力槽8上；
所述单向传力元件2与纵梁装置1上的单向传力槽8形成单向传力结构；
所述拖车装置通过防撞梁装置的通孔与单向传力元件2连接。
本实施方式中，所述单向传力结构包括锥形面接触结构和单向拨片接触结构。
本实施方式中，所述防撞梁装置包括防撞梁安装板3和防撞梁结构4；
所述防撞梁结构4通过防撞梁安装板3与纵梁装置1连接。
本实施方式中，所述拖车装置包括拖车钩固定管5、拖车钩6和双头螺柱7；
所述拖车钩固定管5的内腔一端与拖车钩6，另一端与双头螺柱7连接；
所述拖车钩固定管5的外部固定在防撞梁装置上；
所述双头螺柱7通过防撞梁装置的通孔与单向传力元件2连接。
本实施方式中，所述不同工况包括拖车拉拽工况和碰撞挤压工况。
本实施方式中，所述拖车拉拽工况时，拖车装置将受到的拉拽力一部分传导至纵梁装置1尾端，拉拽力另一部分传导至纵梁装置1大面积结构位置。
本实施方式中，所述拉拽力另一部分传导至纵梁装置1大面积结构位置时，单向传力元件2与纵梁装置1上的单向传力安装槽8充分接触并卡死，一并承担拉拽力。
本实施方式中，所述碰撞挤压工况，当防撞梁装置受到的碰撞挤压力时，单向传力元件2与纵梁装置1上的单向传力安装槽8并未卡死，单向传力安装槽8将不会发生力传力；
当防撞梁装置与纵梁装置1的尾部挤压溃缩时，单向传力元件2能够沿着纵梁装置1上的单向传力槽8自由后退。
本发明所述的一种汽车，该汽车内部安装上述实施方式所述的纵梁设备。
本实施方式基于本发明所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，结合图1能更好的理解本实施方式，提供一种实际的实施方式：
如图2和图5和图6所示，纵梁装置1结构上设置单向传力槽8，安装单向传力元件2；
纵梁装置1通过防撞梁安装板3与防撞梁4相连；
拖车钩固定管5外部与防撞梁4焊接；
拖车钩固定管5内腔一端与拖车钩6连接，另一端与双头螺柱7一端连接；
双头螺柱7通过防撞梁安装板3的通孔后，与单向传力元件3相连；
1)拖车拉拽工况：如图3所示，拖车钩6受到的拉拽力，一部分通过拖车钩固定管5、防撞梁4及防撞梁安装板3传导至纵梁装置1尾端，另一部分通过双头螺柱7传导至单向传力元件2，再传导至单向传力安装槽8并通过设计合理的各种加强筋顺序传导至纵梁装置1大面积结构位置。此时单向传力元件2通过锥形结构与单向传力安装槽8充分接触并卡死，一并承担拉拽力。
2)碰撞挤压工况：如图4所示，防撞梁4受到的碰撞挤压力，通过防撞梁安装板3传导至纵梁装置1尾端结构，通过双头螺柱7与防撞梁相连的单向传力元件2，此时与单向传力安装槽8由于锥面结构特点不发生力的传力，当防撞梁4甚至纵梁装置1尾部开始挤压溃缩时，单向传力元件2可以沿着单向传力槽2自由后退。
单向传力结构可以是锥形面接触结构、单向拨片接触结构，单向传力方法可以是其他机械自动式、传感器触发式、手动触发式的，能够实现单向传力功能的结构及装置，实现纵梁结构强度可变的功能。
单向传力元件2的用材以满足极限载荷需求为准，兼顾轻量化效果，如上述举例中的传力元件可以为高强度工程塑料，如尼龙来制作。
单向传力元件2需增大与纵梁装置1的直接接触面积并辅助性设置传力结构特征，如加强筋。
利用单向传力方法，将单向传力元件2整合到纵梁装置1相关位置，拖车拉拽工况下单向传力元件2生效，将作用力传到至大部分纵梁装置1结构，尽量依靠整体受力承担载荷，避免与拖车钩相连位置的后纵梁装置1端部局部受力过大，形成应力集中而剧烈变形或拉裂。碰撞挤压工况下单向传力元件2失效，纵梁装置1结构强度下降一档，充分发挥纵梁装置1导溃破坏形式，由端部依次压溃变形，吸收能量，减少碰撞加速度对成员的伤害。
单向传力结构2受拉拽力生效时，增加传力路径、分散总载荷至纵梁整体结构，避免应力集中，使结构正常发挥功能而不损坏。
单向传力结构2受挤压力失效时，与纵梁装置1脱离接触，没有力的传导，整体结构强度较拉拽时下降。
以上对本发明所提出的一种匹配不同工况强度的纵梁设备与汽车进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种匹配不同工况强度的纵梁设备，其特征在于，所述纵梁设备包括纵梁装置(1)、单向传力元件(2)、防撞梁装置、拖车装置和单向传力槽(8)；
所述单向传力元件(2)安装在单向传力槽(8)上；
所述单向传力元件(2)与纵梁装置(1)上的单向传力槽(8)形成单向传力结构；
所述拖车装置通过防撞梁装置的通孔与单向传力元件(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，其特征在于，所述单向传力结构包括锥形面接触结构和单向拨片接触结构。
3.根据权利要求1所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，其特征在于，所述防撞梁装置包括防撞梁安装板(3)和防撞梁结构(4)；
所述防撞梁结构(4)通过防撞梁安装板(3)与纵梁装置(1)连接。
4.根据权利要求1所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，其特征在于，所述拖车装置包括拖车钩固定管(5)、拖车钩(6)和双头螺柱(7)；
所述拖车钩固定管(5)的内腔一端与拖车钩(6)，另一端与双头螺柱(7)连接；
所述拖车钩固定管(5)的外部固定在防撞梁装置上；
所述双头螺柱(7)通过防撞梁装置的通孔与单向传力元件(2)连接。
5.根据权利要求1所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，其特征在于，所述不同工况包括拖车拉拽工况和碰撞挤压工况。
6.根据权利要求5所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，其特征在于，所述拖车拉拽工况时，拖车装置将受到的拉拽力一部分传导至纵梁装置(1)尾端，拉拽力另一部分传导至纵梁装置(1)大面积结构位置。
7.根据权利要求6所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，其特征在于，所述拉拽力另一部分传导至纵梁装置(1)大面积结构位置时，单向传力元件(2)与纵梁装置(1)上的单向传力安装槽(8)充分接触并卡死，一并承担拉拽力。
8.根据权利要求5所述的一种匹配不同工况强度的纵梁设备，其特征在于，所述碰撞挤压工况，当防撞梁装置受到的碰撞挤压力时，单向传力元件(2)与纵梁装置(1)上的单向传力安装槽(8)并未卡死，单向传力安装槽(8)将不会发生力传力；
当防撞梁装置与纵梁装置(1)的尾部挤压溃缩时，单向传力元件(2)能够沿着纵梁装置(1)上的单向传力槽(8)自由后退。
9.一种汽车，其特征在于，该汽车内部安装有权利要求1所述的纵梁设备。
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