一種保險(xiǎn)杠吸能緩沖結(jié)構(gòu)的制作方法

本發(fā)明涉及一種汽車保險(xiǎn)杠的吸能緩沖結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

汽車在發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞能量較小時(shí)，由汽車表面保險(xiǎn)杠覆蓋件變形和填充泡沫吸收能量，碰撞能量較大時(shí)，由汽車前部防撞梁傳遞給吸能裝置，吸能裝置產(chǎn)生潰縮吸收能量。而行人與汽車發(fā)生碰撞時(shí)能量較小，由本田vezel的40km/h正向碰撞假人模型(polar)試驗(yàn)結(jié)果觀察，汽車保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等覆蓋件產(chǎn)生變形，車身結(jié)構(gòu)并無明顯變形。

所以，汽車前端保險(xiǎn)杠起行人保護(hù)作用的主要有兩部分主要結(jié)構(gòu)，一部分是車身塑料覆蓋件，一般是由聚氨酯（或其他樹脂材料）和增強(qiáng)材料（玻璃纖維粉，硅石灰等）反應(yīng)注射成型（RIM）形成，具有較好的彈性和變形恢復(fù)能力，在發(fā)生碰撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大變形量。另一部分是填充泡沫部件，一般由發(fā)泡聚丙烯（EPP）或其他泡沫材料（發(fā)泡聚苯乙烯EPS、發(fā)泡聚乙烯PEP等）的珠粒模塑成型，其中以性能最好的EPP為例，在上述40km/h的行人碰撞試驗(yàn)中，并沒有發(fā)生明顯的塑性變形。

由做功的原理可知，發(fā)生碰撞時(shí)，保險(xiǎn)杠的形變量越大，其吸收的能量越多?，F(xiàn)有的汽車在保護(hù)行人方面普遍采用在防撞梁和保險(xiǎn)杠蒙皮之間填充吸能泡沫，雖然填充泡沫的緩沖吸能性能好，但是其在汽車低速行駛時(shí)碰撞后的壓縮變形率小，限制了塑料保險(xiǎn)杠產(chǎn)生更大的變形，對(duì)于行人保護(hù)不利。

綜上所述，裝有普通保險(xiǎn)杠的汽車與行人發(fā)生碰撞時(shí)，無法使填充泡沫產(chǎn)生較大變形，填充泡沫的吸能效果并不明顯，可能導(dǎo)致行人腿部加速度過大，對(duì)行人造成傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明在普遍的保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)形變量更大的可壓潰結(jié)構(gòu)，通過在吸能泡沫的背面連接容易屈曲的彈性吸能片，吸能泡沫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有易脆斷部位，吸能泡沫的斷裂和移動(dòng)吸收了能量，同時(shí)增大了保險(xiǎn)杠蒙皮的可變形空間，增加了碰撞時(shí)的緩沖距離。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種保險(xiǎn)杠吸能緩沖結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次包括：

固定在汽車前防撞梁上的吸能片托架、嵌合在所述吸能片托架上的彈性吸能片、貼合在彈性吸能片上的吸能泡沫、外蒙皮。

進(jìn)一步地，所述的吸能片托架上下兩側(cè)分別設(shè)置有用于嵌合彈性吸能片并為彈性吸能片變形留有空間的吸能片嵌合變形部、用于限制吸能泡沫斷裂后變形的限位延伸部。從而為彈性吸能片的變形留下足夠空間，同時(shí)對(duì)吸能泡沫斷裂后的變形進(jìn)行適當(dāng)?shù)南拗啤?/p>

進(jìn)一步地，所述彈性吸能片和吸能泡沫沿吸能片托架的長(zhǎng)度方向分段設(shè)置，以避免其橫向強(qiáng)度過大導(dǎo)致彈性吸能片無法有效變形和吸能泡沫無法斷裂的情況。

進(jìn)一步地，所述吸能片托架通過螺栓與汽車前防撞梁，且材料與汽車前防撞梁相同。

進(jìn)一步地，所述的所述吸能片托架的厚度為2~3mm。

進(jìn)一步地，所述的彈性吸能片采用低強(qiáng)度和低剛度的材料，包括鋁合金、低碳鋼。

進(jìn)一步地，所述的彈性吸能片的厚度為1~2mm。

進(jìn)一步地，所述的吸能泡沫內(nèi)部形狀與安裝后未變形時(shí)的彈性吸能片的形狀相同。

進(jìn)一步地，所述的吸能泡沫材料為發(fā)泡聚丙烯。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的吸能片托架具有高強(qiáng)度和高剛度，能夠結(jié)合汽車前防撞梁向后傳遞碰撞力；所述彈性吸能片具有低強(qiáng)度和低剛度，能夠在行人碰撞時(shí)產(chǎn)生變形和壓潰并吸收能量；所述吸能泡沫在碰撞時(shí)能夠從設(shè)計(jì)的脆弱處斷裂，滑向上下兩方，增加行人碰撞時(shí)的緩沖距離。本發(fā)明從汽車碰撞時(shí)行人腿部的加速度隨碰撞時(shí)間的變化的角度，降低行人腿部的加速度峰值，增大吸收的碰撞能量和緩沖距離，減少碰撞時(shí)對(duì)行人的傷害。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明實(shí)施方式的保險(xiǎn)杠吸能緩沖結(jié)構(gòu)的立體分解示意圖。

圖2表示本發(fā)明實(shí)施方式的保險(xiǎn)杠吸能緩沖結(jié)構(gòu)的截面示意圖。

圖3表示本發(fā)明實(shí)施方式的保險(xiǎn)杠吸能緩沖結(jié)構(gòu)的吸能片托架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4表示本發(fā)明實(shí)施方式的保險(xiǎn)杠吸能緩沖結(jié)構(gòu)的受碰撞后變形的示意圖。

圖5表示本發(fā)明實(shí)施方式在能量吸收原理上和普通保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)的對(duì)比圖。

圖中所示為： 1-汽車前防撞梁；2-吸能片托架；21-吸能片嵌合變形部；22-限位延伸部；3-外蒙皮；4-吸能泡沫；5-彈性吸能片。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的一種實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的尺寸、材料僅是為了便于理解本發(fā)明功能的說明性示例，不限制本發(fā)明實(shí)際細(xì)節(jié)。對(duì)于其它圖例中功能和構(gòu)造實(shí)質(zhì)相同的部件不做重復(fù)性說明，與本發(fā)明不直接相關(guān)的部件已經(jīng)省略。

如圖1和圖2所示，一種保險(xiǎn)杠吸能緩沖結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次包括：固定在汽車前防撞梁1上的吸能片托架2、嵌合在所述吸能片托架2上的彈性吸能片5、貼合在彈性吸能片5上的吸能泡沫4、外蒙皮3。

如圖3所示，所述的吸能片托架2上下兩側(cè)分別設(shè)置有用于嵌合彈性吸能片5并為彈性吸能片5變形留有空間的吸能片嵌合變形部21、用于限制吸能泡沫斷裂后變形的限位延伸部22。從而為彈性吸能片5的變形留下足夠空間，同時(shí)對(duì)吸能泡沫斷裂后的變形進(jìn)行適當(dāng)?shù)南拗啤?/p>

所述彈性吸能片5和吸能泡沫4沿吸能片托架2的長(zhǎng)度方向分三段設(shè)置，以避免其橫向強(qiáng)度過大導(dǎo)致吸能片無法有效變形和吸能泡沫無法斷裂的情況，導(dǎo)致無法產(chǎn)生理想的變形效果。也可以根據(jù)需要設(shè)置為其他數(shù)量的多段式，如四段式。所述的彈性吸能片5采用低強(qiáng)度和低剛度的材料，包括鋁合金、低碳鋼等，利用材料的彈性嵌合在吸能片托架2中，厚度為1~2mm，可與車身鈑金件厚度相近，保證具有一定彈性和較低的強(qiáng)度極限，具體可根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)確定。彈性吸能片5依靠上下方向的擴(kuò)張彈力嵌合在吸能片托架2中，由于安裝時(shí)吸能片托架2和彈性吸能片5之間存在相互作用力，彈性吸能片5依靠摩擦不產(chǎn)生橫向的移動(dòng)，彈性吸能片的形狀設(shè)計(jì)參考圖2所示設(shè)計(jì)，其橫截面呈V形，自然狀態(tài)下夾角為120度，保證整個(gè)彈性吸能片5能夠潰縮。

所述吸能片托架2通過螺栓與汽車前防撞梁1（參照?qǐng)D1所示安裝位置，在彈性吸能片5間隔的空間和兩端布置安裝位置），且材料與汽車前防撞梁1相同，厚度為2~3mm，保證具有較高的強(qiáng)度，其設(shè)計(jì)形狀基本貼合汽車前防撞梁1，本實(shí)施方式假設(shè)與汽車前防撞梁1的貼合面為簡(jiǎn)單的曲面，具體細(xì)節(jié)根據(jù)防撞梁設(shè)計(jì)。

所述的吸能泡沫4內(nèi)部形狀與安裝后未變形時(shí)的彈性吸能片5的形狀相同，以保證兩者大致貼合，其材料可采用市場(chǎng)廣泛采用的發(fā)泡聚丙烯（EPP）等泡沫材料，其具體沿汽車橫向的形狀可以根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。吸能泡沫4的前部形狀參考具體蒙皮的形狀設(shè)計(jì)，本實(shí)施方式假設(shè)保險(xiǎn)杠的外蒙皮3內(nèi)空間足夠大，吸能泡沫4的前部安裝后和保險(xiǎn)的外蒙皮3間具有一定間隙，所以前部設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的曲面，實(shí)際設(shè)計(jì)中可根據(jù)不同保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)。

如圖4所示，因所述吸能片具有低強(qiáng)度和低剛度，能夠在行人碰撞時(shí)產(chǎn)生變形和壓潰并吸收能量，所述吸能泡沫在碰撞時(shí)能夠從設(shè)計(jì)的脆弱處斷裂，滑向上下兩方，增加行人碰撞時(shí)的緩沖距離。

本實(shí)施方式設(shè)計(jì)生產(chǎn)并安裝完成后，應(yīng)該進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，保證整個(gè)裝置能夠按照上述理論進(jìn)行工作。如果具體效果有差異，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和調(diào)整設(shè)計(jì)，以滿足要求。如圖5所示，整個(gè)吸能緩沖結(jié)構(gòu)在實(shí)際碰撞所具有的效果，本裝置及其調(diào)整設(shè)計(jì)裝置的試驗(yàn)結(jié)果（行人碰撞試驗(yàn)的腿部加速度時(shí)間曲線）理論上大體應(yīng)該具有圖示形狀，相比于裝有普通保險(xiǎn)杠的試驗(yàn)結(jié)果，腿部加速度曲線峰值會(huì)減小，整體曲線沿時(shí)間軸更長(zhǎng)。

本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。