CN201597538U - 汽车防撞装置以及包括该防撞装置的汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽车防撞装置，其包括保险杠横梁(2)，其中，保险杠横梁(2)通过缓冲吸能部件(4，11)连接到车架上，该缓冲吸能部件(4，11)能够在汽车发生碰撞时形成折叠式塑性变形。在汽车发生碰撞事故时，由于该汽车防撞装置的缓冲吸能部件(4，11)在承受一定的冲击载荷后便会产生折叠式塑性变形，从而能够消耗大量的碰撞动能以实现缓冲吸能的作用，有效地减小汽车碰撞过程中车身的变形，使得驾驶员和乘客免受或少受伤害。此外，通过改变缓冲吸能部件(4，11)的截面形状、尺寸、壁厚和材料等，能够使得该汽车防撞装置具有不同的缓冲吸能特性。并且，本实用新型的各部件连接简单，更换方便。

Description

汽车防撞装置以及包括该防撞装置的汽车

技术领域

本实用新型涉及一种汽车防撞装置，具体地，涉及一种包括保险杠横梁的汽车防撞装置。此外，本实用新型还涉及一种包括所述汽车防撞装置的汽车。

背景技术

随着交通状况的日益拥挤以及汽车的高速化趋势，交通事故也在快速攀升。如何在汽车发生碰撞事故时，最大限度地保证驾驶员和乘客的人身安全，这是汽车设计人员必须考虑的技术问题。

汽车的安全性是汽车设计的核心要素。就车身设计而言，从研发阶段开始，设计者就必须充分考虑车身设计是否合理，是否足够安全可靠，其中，汽车前、后防撞装置的设计尤其重要。从理论上来说，汽车设计人员应当从力学研究的角度出发，使得汽车防撞装置刚柔得当，即合理地设置刚性部件和缓冲部件的位置，以根据不同的受力状况，使汽车在碰撞时能够有效地缓冲分散冲击载荷，尽量减弱冲击力，从而最大限度地保证驾驶员和乘客的安全。

但是，在现有的汽车上，就汽车防撞装置而言，其大多通过提高保险杠横梁的强度来承受冲击力，以改善汽车发生碰撞时的安全性。虽然一些汽车在保险杠横梁的后部设置了较大的变形空间，但这些变形空间并不能吸收冲击载荷，而只是为保险杠横梁提供一定的变形区域。在这种汽车防撞装置中，当汽车发生碰撞事故时，保险杠横梁是直接承受冲击载荷的部件，虽然保险杠横梁通过自身的变形会缓冲衰减一部分冲击载荷，但在保险杠横梁到达变形的极限以致车体受到直接的撞击时，这种冲击载荷仍然会很大，从而会使得车身严重变形，危及驾驶员和乘客的安全。此外，在这种汽车防撞装置中，尽管车辆碰撞时的冲击载荷会因保险杠横梁的变形而有所衰减，但由于保险杠横梁是刚性的，因此在碰撞过程中的任一时点，通过保险杠横梁传递到汽车车架或车身上的冲击载荷与保险杠横梁自身所承受的冲击载荷基本相等，因此即使在保险杠横梁受到直接撞击而汽车的其它部分尚未受到撞击时，汽车也会震动剧烈，轻则使得前、后挡风玻璃和车窗玻璃等破碎，重则使得车身变形或撕裂，甚至使得车架纵梁断裂，从而严重危及到驾驶员和乘客的人身安全。

也就是说，在现有技术中，虽然通过提高保险杠横梁的强度而使得汽车防撞装置能够承受较高的冲击载荷，但是该防撞装置在承受冲击载荷的同时并不能有效地缓冲衰减该冲击载荷。因此，如何能够在保证汽车防撞装置的冲击载荷承受能力的基础上，使得该汽车防撞装置同时具有良好的冲击载荷缓冲吸收能力，这是汽车设计领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车防撞装置，该汽车防撞装置不但具有良好的冲击载荷的承受能力，而且能够有效地缓冲吸收冲击载荷。

此外，本实用新型还提供一种包括所述汽车防撞装置的汽车。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种汽车防撞装置，该汽车防撞装置包括保险杠横梁，其中，所述保险杠横梁通过缓冲吸能部件连接到车架上，该缓冲吸能部件在汽车发生碰撞时形成折叠式塑性变形。

同时，本实用新型提供的汽车包括所述汽车防撞装置，该汽车防撞装置安装在汽车的前部和/或后部。

本实用新型的缓冲吸能部件具有多种具体形式，这些具体形式的缓冲吸能部件均能够在汽车发生碰撞时形成折叠式塑性变形。本实用新型的汽车防撞装置通过在保险杠横梁和车架之间设置所述缓冲吸能部件，当汽车发生碰撞事故时，由于该缓冲吸能部件在承受一定的冲击载荷后便会产生折叠式塑性变形，从而能够消耗大量的碰撞动能以实现缓冲吸能的作用，有效地减小汽车碰撞过程中车身的变形，使得驾驶员和乘客免受或少受伤害。同时，由于本实用新型的保险杠横梁同样具有较高的强度，因此不但能够保证良好的冲击载荷的承受能力，而且能够有效地缓冲吸收冲击载荷。此外，通过改变缓冲吸能部件的截面形状、尺寸、壁厚和材料等，能够使得该汽车防撞装置具有不同的缓冲吸能特性。并且，本实用新型的各部件连接关系简单，根据不同的情形可以采用可拆卸的安装方式，因此部件的更换比较方便。有关本实用新型的其它优点，将在具体实施方式部分详细阐述。

附图说明

下面结合附图详细描述本实用新型的优选实施方式，在附图中：

图1是本实用新型实施方式的汽车防撞装置的立体示意图；

图2是本实用新型实施方式的汽车防撞装置的俯视图；

图3是本实用新型实施方式的汽车防撞装置的正视图；

图4是本实用新型实施方式的汽车防撞装置的侧视图；

图5是本实用新型实施方式的汽车防撞装置一侧的放大示意图；

图6是本实用新型实施方式的汽车防撞装置的分解示意图；

图7是显示本实用新型实施方式的汽车防撞装置的保险杠横梁与缓冲吸能部件的连接关系的示意图；

图8为本实用新型实施方式的汽车防撞装置的缓冲吸能部件的示意图。

参考标记说明：

1缓冲块       2保险杠横梁

3保险杠横梁支架        4第一缓冲吸能部件

5螺母                  6弹簧垫圈

7平垫圈                8螺栓

9缓冲吸能区            9a第一缓冲吸能区

9b第二缓冲吸能区       10车架纵梁

11第二缓冲吸能部件

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。在附图中显示的仅是本汽车防撞装置的一种优选方式，但本实用新型并不局限于附图中显示的具体形式。因此，在以下的说明中，除了描述附图中显示的优选方式外，还将附带说明相关的变型方式。此外，本实用新型的汽车防撞装置既可以是汽车前部防撞装置，也可以是汽车后部防撞装置。

本实用新型的汽车防撞装置包括保险杠横梁2和缓冲吸能部件4，11。更优选地还包括缓冲块1。其中保险杠横梁2在汽车领域中一般是与车架连接的横梁，典型地用于安装保险杠装饰件，本实用新型通过缓冲吸能部件4，11将保险杠横梁2连接到车架上，以导致缓冲吸收冲击载荷的目的。

如图1至图6所示，保险杠横梁2的两侧部位分别通过第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11连接到车架纵梁10的端部。其中，在保险杠横梁2的每一侧，保险杠横梁2连接到第一缓冲吸能部件4上，该第一缓冲吸能部件4连接到第二缓冲吸能部件11上，进而该第二缓冲吸能部件11连接到车架纵梁10的端部。当然，在汽车车型较小并且预计碰撞冲击载荷不大的情形下，在保险杠横梁2的两侧可以各设置一个缓冲吸能部件，并不一定在每侧均各设置两个缓冲吸能部件。

此外，作为一种可能的变型方式，保险杠横梁2还可以在其中间区域通过一个横向尺寸较大的缓冲吸能部件连接到车架端部的另一根横梁上，当然，在此情形下保险杠横梁2的中间区域应当基本正对车架端部的另一根横梁，如果保险杠横梁2的中间区域向下凹陷，就要通过相应的支架进行安装，例如，在车架端部的另一根横梁上向下设置一个钢板支架，通过该钢板支架安装上述横向尺寸较大的缓冲吸能部件，并将缓冲吸能部件连接到保险杠横梁2的中间区域。

因此需要说明的是，本实用新型的基本技术构思是在保险杠横梁2和车架之间设置缓冲吸能部件来吸收冲击载荷，而缓冲吸能部件的具体安装位置和安装形式则可以根据安装情况进行多种选择。

下面依次描述本实用新型汽车防撞装置的各个部件。

保险杠横梁2的形状和结构可以根据车型的不同而进行相应的设计，例如，保险杠横梁2的宽度、高度可随整车的长度、宽度而变化。优选地，如图3所示，保险杠横梁2可以具有“凹”形形状，即保险杠横梁2的中间区域向下凹陷，这种结构的保险杠横梁2使得汽车的受保护部位能够得到更好的保护，整体受力面积增大，抵御冲击力的性能更好。保险杠横梁2可以根据预计的碰撞冲击载荷的大小而选择较高强度的材料制造，例如较高强度的钢质材料。

如图5和图6所示，优选实施方式的保险杠横梁2具有槽型横截面，在相应位置处还形成有缓冲块插孔(缓冲块1的安装详见下文所述)。优选地保险杠横梁2后部的两侧部位设置有保险杠横梁支架3，该保险杠横梁支架3可以焊接在保险杠横梁2上。通过该保险杠横梁支架3，第一缓冲吸能部件4通过螺栓8、螺母5、弹簧垫圈6以及平垫圈7(如图7所示)可拆卸地连接到保险杠横梁2上，当然，在此情形下，保险杠横梁支架2上应形成相应的通孔，第一缓冲吸能部件4上也具有对应的安装结构，例如，如图6所示，在第一吸能部件4的一端形成翻边，并在该翻边上形成有用于插入螺栓8的通孔(以下涉及螺栓连接等公知连接形式均具有相应的安装结构，这些公知的安装结构的描述将予以省略)。这种安装形式可以在保险杠横梁2损坏的情形下便于更换保险杠横梁2。当然，在不要求能够拆卸的情形下，也可以通过其它连接方式进行连接，例如不可拆卸的铆接、焊接等。

作为本实用新型汽车防撞装置的关键部件，缓冲吸能部件4，11设计为能够在汽车发生碰撞时形成折叠式塑性变形，以能够有效地吸收衰减汽车碰撞冲击载荷。这种缓冲吸能部件4，11可以具有多种具体实现形式，列举如下：

作为缓冲吸能部件4，11最优选的一种具体结构，如图6所示，第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11为具有U形横截面的钢板构件，并且在该钢板构件的内表面和/或外表面上形成有多个凹槽，使得缓冲吸能部件4，11的外表面形成为类似褶皱形状，所述凹槽可以基本垂直于缓冲吸能部件4，11的纵向方向，当然也可以从上向下倾斜设置。在此方式下，由于第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11均为钢板构件，因此可以通过焊接相互连接在一起，当然也可以通过螺栓连接、铆接等连接方式。优选地，在此实施方式中，第二缓冲吸能部件11与车架纵梁10形成为一体，车架纵梁10的端部部分可以相应地也形成为具有U形横截面。该形式的缓冲吸能部件4，11由于是具有U形横截面的钢板构件，并且在该钢板构件上形成有从上向下延伸的凹槽，因此在承受汽车碰撞冲击载荷时，能够通过由上向下延伸的凹槽的作用而形成折叠式塑性变形，即在冲击载荷的作用下，缓冲吸能部件4，11会因为上述凹槽的存在，而逐步被压缩以形成折叠式塑性变形，从而吸收缓冲冲击载荷。

作为另一种方式(图中未显示)，第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11可以为具有圆环形横截面的铝合金构件，该铝合金构件形成为阶梯轴的形状，在此情形下，第一缓冲吸能部件4的较小直径的端部可以连接到保险杠横梁2上(例如通过上述的螺栓连接方式)，而较大直径的端部可以连接到第二缓冲吸能部件11的较小直径的端部，进而该第二缓冲吸能部件11的较大直径的端部连接到车架纵梁10的端部。在此方式下，由于第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11为铝合金构件，因此一般通过螺栓连接或铆接等方式相互连接。该具体形式的缓冲吸能部件4，11由于各自为呈阶梯轴形状的中空的铝合金构件，因此在承受汽车碰撞冲击载荷时，该阶梯轴形状的铝合金构件会被逐步压缩，沿着冲击载荷的作用方向形成折叠式塑性变形，从而有效地衰减吸收冲击载荷。

作为又一种实施方式(图中未显示)，第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11各自还可以为具有圆环形横截面的钢管构件(钢管构件的壁厚根据整车安装需要的强度而定)，并且在该钢管构件上套有橡胶衬套，该橡胶衬套的壁厚可以为10-15毫米，当然根据情况该橡胶衬套的壁厚可以调整。保险杠横梁2、第一缓冲吸能部件4、第二缓冲吸能部件11以及车架纵梁的端部之间的连接关系可以参见上述两种方式。在此情形下，钢管件在受到汽车碰撞冲击载荷的冲击并且在外部橡胶衬套变形的引导下，会逐步发生折叠式压缩塑性变形，同时由于橡胶材料吸收缓冲冲击载荷的能力更强，因此能够有效地衰减吸收冲击载荷。

上述缓冲吸能部件4，11仅是示例性的，实际上，还有多种变型形式以达到沿汽车碰撞冲击载荷的作用方向形成折叠式塑性变形的目的。例如，还可以将缓冲吸能部件4，11形成为糖葫芦形状的管件，其在受到汽车碰撞冲击载荷时也能形成折叠式塑性变形；或者形成为褶皱管形式的钢管件等等。这些变型形式均能够实现在汽车发生碰撞时形成折叠式塑性变形的目的。因此，本实用新型的缓冲吸能部件4，11并不局限于其中一种具体的形式，而是可以选择采用多种具体的结构形式。需要说明的是，上述第一缓冲吸能部件4、第二缓冲吸能部件11的形状在安装过程中即使采用同一种结构形式，其具体形状也会因安装情况而相互有所不同，例如在图7中，虽然第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11均采用U型件的形式，但在具体形状上仍然略有差别。此外，上述具体形式的缓冲吸能部件4，11还可以相互组合使用，例如，第一缓冲吸能部件4采用上述U型件的形式，而第二缓冲吸能部件11则采用上述阶梯轴形状的铝合金构件。而且，还可根据需要改变第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11的截面尺寸、材料和料厚，以抵御不同的冲击力，满足不同的性能要求。这些简单的变型方式均属于本实用新型的保护范围。

在上述技术方案的基础上，更优选地，还可以在保险杠横梁2的撞击面(即汽车发生碰撞时用于承受碰撞物冲击的面)上设置有缓冲块1，该缓冲块可以形成为与保险杠横梁1的相应部位相符合的弧度。优选地，如图2所示，可以在保险杠横梁2的撞击面的两侧部位以及中间部位各设置有缓冲块1。缓冲块1可以由弹性的非金属材料，例如塑料、橡胶等材料制成，其在轻微的碰撞时发生弹性变形以至塑性变形，从而能够吸收冲击能量，而不会引起防撞装置的其余部件的损伤，该缓冲块1可以在上述基本技术方案的基础上使所述汽车防撞装置的缓冲吸能效果更好。如图5所示，缓冲块1具有槽形横截面，其通过过盈配合的方式卡在保险杠横梁2上，并且缓冲块1还可以通过内部的直销卡接在保险杠横梁2上的安装孔中。缓冲块1的这种安装方式使得缓冲块1受损后更换简单方便。

以下通过说明防撞装置的冲击载荷吸收过程来描述本实用新型优选方式的技术效果，相应地，其它一些实施方式(例如不设置缓冲块1的实施方式)的技术效果也能够类比获知。需要说明的是，在实际的碰撞过程中，下述的一些过程可能会同时进行，但为了描述方便而在原理上按照下述的近似步骤进行说明。

当汽车发生碰撞时，碰撞物首先接触缓冲块1，由于缓冲块1由弹性的非金属材料制成，因此会发生弹性变形以至塑性变形，从而会对碰撞冲击载荷形成初步的衰减作用。如果只是轻微碰撞，则通过缓冲快1就能有效地吸收载荷。

当碰撞载荷较大以至缓冲块1变形至极限时，冲击载荷传递到保险杠横梁2，保险杠横梁2以其高强度形成承受冲击载荷以阻挡碰撞物进一步撞击汽车的其它部件。与此同时，保险杠横梁2将冲击载荷传递到第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11上，如图8所示，第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11形成缓冲吸能区9。该缓冲吸能区包括由第一缓冲吸能部件4形成的一级吸能区9a以及由第二缓冲吸能部件11形成的二级吸能区9b，此时第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11依次地沿碰撞冲击载荷的作用方向发生折叠式塑性变形(尤其是在汽车正向碰撞或正向追尾时效果更好)，从而有效地缓冲吸收冲击载荷，达到衰减冲击载荷的目的。此时，由于第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11有效地吸收冲击载荷，因此传递到车架或车身上的冲击载荷会相对较小，从而能够有效地避免汽车主要部件因震动而损坏。随着第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11大量的吸收冲击载荷，保险杠横梁2上承受的载荷会逐渐变小，如果冲击载荷适中，此时碰撞过程就会趋于停止。当然，在冲击载荷巨大时，通过保险杠横梁2传递的冲击载荷会依次压溃第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11，进而，冲击载荷会继续对保险杠横梁2施压，此时主要依靠保险杠横梁2的变形来衰减缓冲载荷，但由于碰撞冲击载荷已经经过第一缓冲吸能部件4和第二缓冲吸能部件11的缓冲吸收过程，因此此时碰撞冲击载荷基本已不足以对汽车形成严重损害。

由此可见，本实用新型优选方式的汽车防撞装置形成有两级吸能区9a，9b(根据安装情况还可以设置多级吸能区，此外在设置有缓冲块1时，缓冲块1也可被看作是独立的吸能区)，并且通过保险杠横梁2本身的强度和变形，能够在保证冲击载荷承受能力的基础上，有效地缓冲吸收冲击载荷，从而显著减小汽车在碰撞过程中所受的损害，保证驾驶员和乘客的安全性。

另外，上述优选方式的汽车防撞装置的优点还在于，如果在碰撞过程中只压溃形成一级吸能区的第一缓冲吸能部件4，而没有破坏二级吸能区的时候可只更换第一缓冲吸能部件4，从而使得汽车维修成本降低。

以上描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型还可有其他多种实施方式，在不脱离本实用新型技术构思的情况下，熟悉本领域的技术人员当能够对本实用新型作出各种变型，但这些变型均属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种汽车防撞装置，该汽车防撞装置包括保险杠横梁(2)，其特征在于，所述保险杠横梁(2)通过缓冲吸能部件(4，11)连接到车架上，该缓冲吸能部件(4，11)在汽车发生碰撞时形成折叠式塑性变形。

2.根据权利要求1所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述保险杠横梁(2)的两侧部位分别通过所述缓冲吸能部件(4，11)连接到所述车架两侧的车架纵梁(10)的端部。

3.根据权利要求2所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述缓冲吸能部件(4，11)包括相互连接的第一缓冲吸能部件(4)和第二缓冲吸能部件(11)，其中所述保险杠横梁(2)连接到所述第一缓冲吸能部件(4)上，所述车架纵梁(10)的端部连接到所述第二缓冲吸能部件(11)上。

4.根据权利要求3所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述保险杠横梁(2)通过保险杠横梁支架(3)可拆卸地连接到所述第一缓冲吸能部件(4)上。

5.根据权利要求3所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述第一缓冲吸能部件(4)和第二缓冲吸能部件(11)各自为具有U形横截面的钢板构件，并且在该第一缓冲吸能部件(4)和第二缓冲吸能部件(11)的内表面和/或外表面上形成有多个凹槽。

6.根据权利要求5所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述第二缓冲吸能部件(11)与所述车架纵梁(10)形成为一体。

7.根据权利要求5所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述第一缓冲吸能部件(4)与所述第二缓冲吸能部件(11)通过焊接方式相互连接。

8.根据权利要求3所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述第一缓冲吸能部件(4)和第二缓冲吸能部件(11)各自为具有圆环形横截面的铝合金构件，并分别形成为阶梯轴的形状。

9.根据权利要求3所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述第一缓冲吸能部件(4)和第二缓冲吸能部件(11)各自为具有圆环形横截面的钢管，并且在该钢管上套有预定壁厚的橡胶衬套。

10.根据权利要求1所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述保险杠横梁(2)的撞击面(12)上还设置有缓冲块(1)。

11.根据权利要求10所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述保险杠横梁(2)的撞击面(12)的两侧位置以及中间位置分别设置有所述缓冲块(1)。

12.根据权利要求10所述的汽车防撞装置，其特征在于，所述缓冲块(1)具有槽型横截面，并通过过盈配合的方式卡在所述保险杠横梁(2)上。

13.一种汽车，其特征在于，该汽车包括上述权利要求1至12中任一项所述的汽车防撞装置，该汽车防撞装置安装在汽车的前部和/或后部。

Images