CN209757038U - 一种行人前端保护总成及车辆 - Google Patents

Abstract

为克服现有传统的行人前端保护总成可能使得腿部承受更大的弯矩，导致胫骨力矩和股骨力矩过大，使韧带拉伤的问题，本实用新型提供了一种行人前端保护总成和车辆。行人前端保护总成包括上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构；本实用新型提供的该行人前端保护总成，通过上述的优化设计，其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度依次递减，使得在行人保护时，使得腿部整体后倾，小腿下部局部弯矩减小，能够减小前舱膝部韧带伸长量，降低腿部伤害值。或者使得其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度大致相当，使得其发生行人碰撞时，可以起到平推的效果，减少行人腿部收到的伤害。

Description

一种行人前端保护总成及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，尤其指车辆上的行人前端保护总成领域。

背景技术

随着在交通事故死亡人数中，行人与车辆发生碰撞而导致的行人伤亡所占比例有逐年上升趋势，世界各国陆续制定法规或标准来提高汽车行人保护能力，欧盟、日本已经强制实施行人保护标准，中国于2009年发布推荐性国家标准GB/T 24550-2009，预计强制性国家标准修订工作也马上启动。而新车评价规程(NCAP)对行人保护提出了更高的要求，目前我国行人保护进入快速发展阶段，具体表现是法规更新更快，评价体系更为严格。所以为了减轻行人的损伤程度，通过优化汽车的结构来提升对行人的保护成为一项重要课题。

在行人与行驶的车辆发生碰撞时，汽车一般须能通过前部变形吸收汽车的一部分能量，降低传递给行人的能量。把前部涉及变形的结构可统称为行人前端保护总成，目前，常见的行人前端保护总成大概分为上、中、下三段支撑结构；行人保护要求综合控制腿部伤害值，即汽车前部结构上中下支撑结构刚度需通过车型作整体匹配，引导腿部向有利的方向倾斜，降低腿部伤害值，所以上中下主要支撑部件的合理布置及结构设计是该区域行人保护性能提升的关键。

目前，常见上支撑结构中主要包括发动机罩；中支撑结构主要包括前保蒙皮、前防撞梁和吸能泡沫；下支撑结构主要包括小腿保护支架等；吸能泡沫位于前防撞梁和前保蒙皮之间，使其行人被撞击时可以对行人小腿进行保护。

在行人保护的腿部碰撞过程中，上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的形式、料厚等会对行人腿部的伤害值有很大的影响，所以这些部件的合理布置及结构设计是该区域行人保护性能提升的关键。

现有传统的行人前端保护总成常常是根据需要使上支撑结构或者下支撑结构的刚度做小，使其可以在发生碰撞时发生压溃吸能。然而，对于中小型SUV汽车而言，其发生碰撞时行人的小腿质心和前防撞梁基本在同一高度，上述设计都可能使得腿部承受更大的弯矩，导致胫骨力矩和股骨力矩过大，使韧带拉伤。

实用新型内容

为克服现有传统的行人前端保护总成可能使得腿部承受更大的弯矩，导致胫骨力矩和股骨力矩过大，使韧带拉伤的问题，本实用新型提供了一种行人前端保护总成和车辆。

本实用新型一方面提供了一种行人前端保护总成，包括上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构；所述上支撑结构的刚度大于等于所述中支撑结构的刚度，所述中支撑结构的刚度大于等于所述下支撑结构的刚度。

本实用新型提供的该行人前端保护总成，通过上述的优化设计，其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度依次递减，使得在行人保护时，使得腿部整体后倾，小腿下部局部弯矩减小，能够减小膝部韧带伸长量，降低腿部伤害值。或者使得其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度大致相当，使得其发生行人碰撞时，可以起到平推的效果，减少行人腿部收到的伤害。

进一步地，所述上支撑结构的刚度等于所述中支撑结构的刚度，所述中支撑结构的刚度等于所述下支撑结构的刚度。该种方案使得其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度大致相当，使得其发生行人碰撞时，可以起到平推的效果，减少行人腿部收到的伤害。

进一步地，所述上支撑结构包括发动机罩和亮饰条，所述亮饰条位于所述发动机罩的前端面的前方；

所述中支撑结构包括前保蒙皮、进气格栅、吸能泡沫和前防撞梁；所述进气格栅嵌于所述前保蒙皮内，与所述前保蒙皮处于同一竖直平面内；在车身方向上，所述吸能泡沫和前防撞梁依次布置于所述前保蒙皮的后部；且在所述前保蒙皮的两侧和底部设置弱化孔；

所述进气格栅的前端面位于所述发动机罩的前端面的前方；

所述下支撑结构包括下凸塑料件和下保护结构，所述下凸塑料件和下保护结构沿车身方向前后设置，通过螺栓连接；所述下保护结构上设有加强刚度的加强筋。上述优化设计将亮饰条、进气格栅等设置于发动机罩的前端面的前方，使得发生行人碰撞时会优先压溃亮饰条和进气格栅等，发动机罩则由于有更强的刚度，会阻止腿部继续向前运动；此时会进一步连带引起前保蒙皮、吸能泡沫的压缩吸能；由于进气格栅与前保蒙皮基本处于同一水平面内，有利于使小腿受力均匀，避免产生过大的弯矩；行人小腿在撞击过程中前保蒙皮底部和两侧的弱化处理，使行人小腿在不同角度的撞击过程中，降低前保对腿部的冲击，减少腿部受到的伤害。同时，通过下凸塑料件和下保护结构结合而成的下支撑结构，其在下保护结构上设置加强刚度的加强筋，可以保证其有合适的刚度。通过上述的优化设计，使得其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度大致相当，使得其发生行人碰撞时，可以起到平推的效果，减少行人腿部收到的伤害。

进一步地，所述前保蒙皮的上端面在车身长度方向上较发动机罩突出；所述前保蒙皮的上端面通过螺栓安装于水箱上横梁前伸支架上。

进一步地，所述进气格栅向上延伸有上格栅，所述上格栅位于所述前保蒙皮上端面的上方，所述上格栅安装在所述水箱上横梁前伸支架上。

进一步地，所述亮饰条通过卡扣安装在所述上格栅上。

进一步地，所述吸能泡沫上设有若干弱化槽；所述吸能泡沫通过螺栓与前防撞梁固定连接。

进一步地，所述吸能泡沫朝向前防撞梁的表面上形成若干限位部；所述前防撞梁上设有限位槽；

所述限位部截面呈W形，包括上下两侧设置的限位边缘及位于中间位置的限位凸条；所述两个限位边缘至少部分覆盖所述前防撞梁的上、下表面；所述限位凸条与所述前防撞梁上的限位槽相贴合。

进一步地，所述亮饰条内侧安装加强件。

本实用新型第二方面提供了一种车辆，所述车辆的前端设有上述的行人前端保护总成。

本实用新型提供的车辆，通过上述的优化设计，其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度依次递减，使得在行人保护时，使得腿部整体后倾，小腿下部局部弯矩减小，能够减小膝部韧带伸长量，降低腿部伤害值。或者使得其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度大致相当，使得其发生行人碰撞时，可以起到平推的效果，减少行人腿部收到的伤害。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中提供的汽车行人前端保护总成的立体示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中提供的汽车行人前端保护总成的右视示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中提供的汽车行人前端保护总成的剖视示意图；

图4是本实用新型具体实施方式中提供的泡沫的立体示意图；

图5是本实用新型具体实施方式中提供的前保蒙皮的立体示意图；

图6是本实用新型具体实施方式中提供的下支撑结构的立体示意图；

图7是本实用新型具体实施方式中提供的行人腿部与汽车行人前端保护总成碰撞时造成平推效果的示意图；

图8是提供的行人腿部与汽车行人前端保护总成碰撞时造成凹陷效果的示意图；

图9是提供的行人腿部与汽车行人前端保护总成碰撞时造成前倾效果的示意图；

图10是提供的行人腿部与汽车行人前端保护总成碰撞时造成后倾效果的示意图。

其中，1、上支撑结构；2、中支撑结构；3、下支撑结构；4、腿部；

11、发动机罩；12、亮饰条；

21、进气格栅；22、吸能泡沫；23、前保蒙皮；24、前防撞梁；

221、弱化槽；222、第一螺栓孔；223、限位部；

231、格栅槽；232、第一弱化孔；233、第二弱化孔；

31、下凸塑料件；32、下保护结构；311、第二螺栓孔；321、卡扣安装孔；322、第三螺栓孔；323、加强筋；

41、大腿；42、膝盖；43、小腿。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

本例主要针对车辆进行改进，尤其指对适用于大中型SUV汽车和中小型SUV汽车的行人前端保护总成进行改进，本例中并不对车辆的其余结构进行改进，因此也仅对行人前端保护总成进行解释说明，而不对以外的其余结构做赘述。其中大中型SUV汽车指车型宽大，前防撞梁高度高于小腿质心的汽车；中小型SUV汽车指小腿质心和前防撞梁高度相当的汽车。

如图1-图3所示，本例提供了一种行人前端保护总成，包括上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3；上支撑结构1的刚度大于等于中支撑结构2的刚度，中支撑结构2的刚度大于等于下支撑结构3的刚度。本实用新型提供的该行人前端保护总成，通过上述的优化设计，其上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度依次递减，使得在行人保护时，使得腿部整体后倾，小腿下部局部弯矩减小，能够减小膝部韧带伸长量，降低腿部伤害值。或者使得其上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度大致相当，使得其发生行人碰撞时，可以起到平推的效果，减少行人腿部收到的伤害。

本例中，以如下方式结合附图对本申请进行具体解释说明，上支撑结构的刚度等于中支撑结构的刚度，中支撑结构的刚度等于下支撑结构的刚度。该种方案使得其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度大致相当，使得其发生行人碰撞时，可以起到平推的效果，减少行人腿部收到的伤害。

上支撑结构1包括发动机罩11和亮饰条12，亮饰条12位于发动机罩11的前端面的前方；其中，发动机罩11为公众所知，其一般为刚性材料制成。具体结构不做赘述。进一步地，亮饰条12内侧可根据实际需求增设加强件，通过调整加强件结构和料厚来控制亮饰条12刚度。

中支撑结构2包括前保蒙皮23、进气格栅21、吸能泡沫22和前防撞梁24；

如图4所示，在车身方向上，吸能泡沫22和前防撞梁24依次布置于前保蒙皮23的后部；本例中前防撞梁24的高度与腿部质心的高度相当。

其中，吸能泡沫22上设有若干弱化槽221；吸能泡沫22通过螺栓与前防撞梁24固定连接。吸能泡沫22朝向前防撞梁24的表面上形成若干限位部223；前防撞梁24上设有限位槽；由于泡沫材料本身具有一定刚度，吸能泡沫22上如图示的部位上设有若干弱化槽221，用于降低吸能泡沫22的刚度。螺栓连接时，其在吸能泡沫22上设有若干螺栓孔，为区别起见，此处螺栓孔称为第一螺栓孔222；通过螺栓与上述第一螺栓孔222的配合，将吸能泡沫22和前防撞梁24固定连接。

限位部223截面呈W形，包括上下两侧设置的限位边缘及位于中间位置的限位凸条；两个限位边缘至少部分覆盖前防撞梁24的上、下表面；限位凸条与前防撞梁24上的限位槽相贴合。通过该种方式实现吸能泡沫22和前防撞梁24的定位限位。

如图5所示，前保蒙皮23为公众所知，其为蒙设于车身前方的饰件，其材质一般为易溃缩变形的塑性材料。其大部分覆盖于中部支撑结构内，但实际也可部分向上延伸和向下延伸；向上延伸可以部分覆盖上支撑结构1；向下延伸可以部分覆盖下支撑结构3；其一方面对汽车前端的外形进行限定并保护内部构件，另一方面在汽车与行人进行撞击时发生形变压溃以保护行人。且在前保蒙皮23的两侧和底部设置弱化孔。为区别起见，其两侧设置的弱化孔称为第一弱化孔232，其底部设置的弱化孔称为第二弱化孔233；进气格栅21嵌于前保蒙皮23内，与前保蒙皮23处于同一竖直平面内；具体的，该进气格栅21上设有格栅槽231；该进气格栅21安装于格栅槽231内；由于在前保蒙皮23两侧和底部设置弱化孔，两侧设置的第一弱化孔232可以使得前保蒙皮23两侧刚度较弱，保证在汽车两侧冲撞小腿时，小腿不会受到过大的伤害，底部设置的第二弱化孔233可使得前保蒙皮23的底部的刚度也较弱。

如图5所示，前保蒙皮23的上端面在车身长度方向上较发动机罩11突出；前保蒙皮23的上端面通过螺栓安装于水箱上横梁前伸支架上。

进气格栅21的前端面位于发动机罩11的前端面的前方，距离大于等于20mm；保证其有足够的压溃吸能空间，有利于行人碰撞过程中对动能的吸收。

如图6所示，下支撑结构3包括下凸塑料件31和下保护结构32，下凸塑料件31和下保护结构32沿车身方向前后设置，通过螺栓连接；下保护结构32上设有加强刚度的加强筋323。下支撑结构3位置上位于进气格栅21的正下方。具体的，本例中下凸塑料件31上设有7个第二螺栓孔311，下保护结构32上对应设有7个第三螺栓孔322，通过螺栓与上述第二螺栓孔311和第三螺栓孔322的螺纹连接，将下凸塑料件31和下保护结构32连接为一体。同时，下保护结构32前端面上还设有4个卡扣安装孔321，下凸塑料件31上对应设有卡凸结构(图中未示出)，两者配合实现其预卡扣固定连接。可通过调整加强筋323复杂程度来调整下支撑结构3的整体刚度。

进气格栅21向上延伸有上格栅，上格栅位于前保蒙皮23上端面的上方，上格栅安装在水箱上横梁前伸支架上。

亮饰条12通过卡扣安装在上格栅上。

本例中，进气格栅21、前保蒙皮23和吸能泡沫22的形状、安装角度和安装位置可以根据实际车型进行变换。前保蒙皮23底部及两侧的弱化孔可根据实际进行数量和形状的增减和缩放。吸能泡沫22的弱化槽221的形状和数量可根据实际进行缩放和增减，也可根据实际刚度需求选用不同发泡率的泡沫材料。

本例中提供的行人前端保护总成的行人保护原理解释如下。

如图7所示，行人的4包括大腿41、小腿43和膝盖42，其上的相关参数：胫骨力矩T1、T2、T3、T4，股骨力矩F1、F2、F3，韧带伸长量CL(包括ACL、PCL、MCL、LCL，其中：ACL：Anteriorcruciate ligament，简称ACL，前交叉韧带；；PCL：Posterior cruciate ligament，简称PCL，后交叉韧带；；MCL：Medial collateral ligament，简称MCL，内侧副韧带；；LCL：Lateral collateral ligament，简称LCL，外侧副韧带。)。

对于中小型SUV汽车，小腿43质心和前防撞梁24高度相当，为减少胫骨力矩、股骨力矩和韧带伸长量，应控制小腿43的运动姿态，使其尽量保持竖直状态。为此，需使上、中和下支撑机构的刚度一致，其结果如图7所示，使得在发生行人碰撞时，车辆前端对行人的作用是相对均匀的平推作用。

如图9所示，若上支撑结构1的刚度较弱，碰撞过程中，小腿43上部前倾，股骨力矩F1、F2、F3和各韧带伸长量CL都会变大，4伤害增加。

如图10所示，若下支撑结构3刚度较弱，碰撞过程中，小腿43下部后倾，胫骨力矩T1、T2、T3、T4和各韧带伸长量CL都会变大，4伤害增加。

如图8所示，若上支撑结构1、下支撑结构3的刚度都较弱，碰撞过程中4将发生严重的弯曲变形，胫骨力矩T1、T2、T3、T4，股骨力矩F1、F2、F3，韧带伸长量CL均变大，4受到的伤害最大。

综上可知，对于中小型SUV汽车，需要调整上支撑结构1、中支撑结构2、下支撑结构3的刚度，使三者刚度基本保持一致，控制4的运动姿态，使其保持竖直状态。以减少对行人4的伤害。

本例提供的中小型SUV汽车，其在行人前端保护总成中将亮饰条12、进气格栅21等设置于发动机罩11的前端面的前方，使得发生行人碰撞时会优先压溃亮饰条12和进气格栅21等，发动机罩11则由于有更强的刚度，会阻止4继续向前运动；此时会进一步连带引起前保蒙皮23、吸能泡沫22的压缩吸能；由于进气格栅21与前保蒙皮23基本处于同一水平面内，有利于使小腿43受力均匀，避免产生过大的弯矩；行人小腿43在撞击过程中前保蒙皮23底部和两侧的弱化处理，使行人小腿43在不同角度的撞击过程中，降低前保对4的冲击，减少4受到的伤害。同时，通过下凸塑料件31和下保护结构32结合而成的下支撑结构3，其在下保护结构32上设置加强刚度的加强筋323，可以保证其有合适的刚度。通过上述的优化设计，使得其上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度大致相当，使得其发生行人碰撞时，可以起到平推的效果，减少行人4收到的伤害。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行人前端保护总成，包括上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构；其特征在于，所述上支撑结构的刚度大于等于所述中支撑结构的刚度，所述中支撑结构的刚度大于等于所述下支撑结构的刚度。

2.根据权利要求1所述的行人前端保护总成，其特征在于，所述上支撑结构的刚度等于所述中支撑结构的刚度，所述中支撑结构的刚度等于所述下支撑结构的刚度。

3.根据权利要求2所述的行人前端保护总成，其特征在于，所述上支撑结构包括发动机罩和亮饰条，所述亮饰条位于所述发动机罩的前端面的前方；

所述中支撑结构包括前保蒙皮、进气格栅、吸能泡沫和前防撞梁；所述进气格栅嵌于所述前保蒙皮内，与所述前保蒙皮处于同一竖直平面内；在车身方向上，所述吸能泡沫和前防撞梁依次布置于所述前保蒙皮的后部；且在所述前保蒙皮的两侧和底部设置弱化孔；

所述进气格栅的前端面位于所述发动机罩的前端面的前方；

所述下支撑结构包括下凸塑料件和下保护结构，所述下凸塑料件和下保护结构沿车身方向前后设置，通过螺栓连接；所述下保护结构上设有加强刚度的加强筋。

4.根据权利要求3所述的行人前端保护总成，其特征在于，所述前保蒙皮的上端面在车身长度方向上较发动机罩突出；所述前保蒙皮的上端面通过螺栓安装于水箱上横梁前伸支架上。

5.根据权利要求4所述的行人前端保护总成，其特征在于，所述进气格栅向上延伸有上格栅，所述上格栅位于所述前保蒙皮上端面的上方，所述上格栅安装在所述水箱上横梁前伸支架上。

6.根据权利要求5所述的行人前端保护总成，其特征在于，所述亮饰条通过卡扣安装在所述上格栅上。

7.根据权利要求3所述的行人前端保护总成，其特征在于，所述吸能泡沫上设有若干弱化槽；所述吸能泡沫通过螺栓与前防撞梁固定连接。

8.根据权利要求7所述的行人前端保护总成，其特征在于，所述吸能泡沫朝向前防撞梁的表面上形成若干限位部；所述前防撞梁上设有限位槽；

所述限位部截面呈W形，包括上下两侧设置的限位边缘及位于中间位置的限位凸条；所述两个限位边缘至少部分覆盖所述前防撞梁的上、下表面；所述限位凸条与所述前防撞梁上的限位槽相贴合。

9.根据权利要求3所述的行人前端保护总成，其特征在于，所述亮饰条内侧安装加强件。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆的前端设有如权利要求1-9中任意一项所述的行人前端保护总成。