提高车辆正面碰撞兼容性和小偏置碰撞安全性防撞梁结构

摘要

本发明涉及提高车辆正面碰撞兼容性和小偏置碰撞安全性防撞梁结构，包括横梁和吸能盒总成，所述吸能盒总成包括左侧吸能盒主体和右侧吸能盒主体；部分左侧吸能盒主体上覆盖有左侧吸能盒覆盖件，部分右侧吸能盒主体覆盖有右侧吸能盒覆盖件；所述左侧吸能盒主体与横梁通过螺栓相连接，所述右侧吸能盒主体与横梁通过螺栓相连接；所述横梁包括多段弧结构；所述吸能盒主体包括安装底板，安装底板上固定有溃缩引导筋和横梁端部加强结构；溃缩引导筋的一侧连接有斜面，溃缩引导筋和斜面连接有上连接面。本发明通过新型的铝合金变截面横梁结构和加工方法，能够实现既保证横梁高抗弯性的同时，又保证了横梁外部汽车的造型及安装需求；加工方法适用性强。

说明书

技术领域

本发明涉及提高车辆正面碰撞兼容性和小偏置碰撞安全性防撞梁结构。

背景技术

随着汽车保有量的逐步增加，汽车的事故数量也逐渐增多，在碰撞过程中汽车的安全性成为人们越来越关注的问题。在这样的背景下，中保研在2017年引入和25％小偏置碰撞，而C-NCAP也将会在2021年正式开始实行相对于ODB工况更为严苛的MPDB工况用来考核车辆的安全性。

在车辆发生正面碰撞时，两根纵梁为主要的吸能溃缩部件。由于小偏置碰与壁障接触的面积仅为车辆宽度的25％，基本避开了纵梁，碰撞时的能量也几乎不受阻隔地直接传向乘员舱。车辆的前悬架、车轮以及转向机构也会向后发生位移，严重时还可能侵入乘员舱对乘客造成伤害。

MPDB工况相对于ODB工况来说，碰撞能量更大，并且增加了车辆兼容性的评价，主要包含了壁障入侵均匀性、壁障击穿、壁障虚拟乘员负载指数。MPDB工况的施行对防撞梁系统的设计提出了更高的要求，由于碰撞的能量更大，防撞梁的抗弯性能要更高，吸收的能量要求更高。为了提高兼容性的得分，防撞梁本体车身高度方向和车身长度方向的尺寸要求更大，并且车身宽度方向覆盖的越大越好。

目前市场上常见的钢制防撞梁结构都是定弧，如图1所示，这种结构的防撞梁由于不能适应车辆前部的造型变化，所以基本只能够覆盖车辆的60％-70％左右，对于小偏置碰撞和MPDB的评价和得分都不利。而与钢制防撞梁匹配的吸能盒一般都是钢制吸能盒，钢制吸能盒由于受冲压工艺和材料本身强度和延伸率的限制，在防撞梁的设计中无法完全匹配防撞梁的形状变化。

为了解决上述问题，特此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供提高车辆正面碰撞兼容性和小偏置碰撞安全性防撞梁结构。

本发明的目的通过以下的技术方案得以实现：

提高车辆正面碰撞兼容性和小偏置碰撞安全性防撞梁结构，包括横梁和吸能盒总成，所述吸能盒总成包括左侧吸能盒主体和右侧吸能盒主体；部分左侧吸能盒主体上覆盖有左侧吸能盒覆盖件，部分右侧吸能盒主体覆盖有右侧吸能盒覆盖件；所述左侧吸能盒主体与横梁通过螺栓相连接，所述右侧吸能盒主体与横梁通过螺栓相连接。

优选的，所述横梁包括多段弧结构。

优选的，所述横梁为三段弧结构，三段弧结构包括三段定弧，定弧和定弧之间形成有过渡弧。

横梁包括缺口。

进一步的，将横梁实现变曲率的工艺路线包括如下步骤:

S1:将横梁辊压压成直条形；

S2:将横梁辊压成定弧；

S3:将横梁内弧面切缺口；

S4:将横梁在缺口处内折。

进一步的，所述缺口包括切口变形区、切口外侧面、切口内侧面、切口内弧面连接区域。

进一步的，所述切口变形区为变曲率成型的变形区，为圆弧形，是过渡弧成型过程的旋转中心。

进一步的，所述切口外侧面和切口内侧面为缺口的内侧面和外侧面，长度尺寸相等；切口变形区形状为圆形。

优选的，所述切口内侧面和切口外侧面夹角为θ，其数值θ＝5°-60°。

优选的，所述吸能盒主体包括安装底板，安装底板上固定有溃缩引导筋和横梁端部加强结构；溃缩引导筋的一侧连接有斜面，溃缩引导筋和斜面连接有上连接面。

优选的，所述上连接面设有拉铆螺母。

有益效果：

1.本发明通过这种新型的铝合金变截面横梁结构和加工方法，能够实现既保证横梁高抗弯性的同时，又保证了横梁外部汽车的造型及安装需求；此种加工方法适用性强，工艺选择方式灵活，适用于多种铝合金截型的组合形式。

2.本发明横梁整体为变曲率形式，分为三段弧但并不限于三段弧,此结构的优点是能够适应车辆前部的造型变化，保证横梁能够覆盖70％-85％的车身宽度。

3.本发明吸能盒主体材料为铝合金挤出型材，上连接面的作用是用于与横梁进行贴合连接；斜面的作用是降低碰撞第一峰值，保证吸能的稳定性；溃缩引导筋的作用保证吸能盒在压溃过程中溃缩稳定；安装底板与纵梁安装板进行连接；横梁端部加强结构在小偏置碰过程中起到支撑作用，保证碰撞的力值能够传递到纵梁进行吸能。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为目前市场上常见的钢制防撞梁结构结构示意图。

图2为本发明防撞梁结构示意图。

图3为本发明防撞梁结构局部结构示意图。

图4为本发明横梁结构示意图。

图5为本发明横梁直条形结构示意图。

图6为本发明横梁成弧结构示意图。

图7为本发明横梁切缺口结构示意图。

图8为本发明横梁切缺口立体结构示意图。

图9为本发明横梁变曲率成型结构示意图。

图10为本发明横梁切缺口轴测图。

图11为本发明横梁主体切缺口局部视图。

图12为本发明横梁端部切口尺寸示意图。

图13为本发明横梁缺口焊缝视图。

图14为本发明横梁变曲率成型后焊接的局部视图。

图15为本发明吸能盒总成轴测图。

图16为本发明吸能盒主体轴测图。

图17为本发明吸能盒覆盖件结构示意图。

附图标记：

1、横梁；1.1、切口变形区；1.2、切口外侧面；1.3、切口内侧面；1.4、切口内弧面连接区域；11、定弧；12、过渡弧；2、左侧吸能盒主体；3、右侧吸能盒主体；3.1、上连接面；3.2、拉铆螺母；3.3、斜面；3.4、溃缩引导筋；3.5、安装底板；横梁端部加强结构3.6；4、左侧吸能盒覆盖件；5、右侧吸能盒覆盖件；6、螺栓。

具体实施方案

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图2-3，提高车辆正面碰撞兼容性和小偏置碰撞安全性防撞梁结构，包括横梁1和吸能盒总成，所述吸能盒总成包括左侧吸能盒主体2和右侧吸能盒主体3；部分左侧吸能盒主体2上覆盖有左侧吸能盒覆盖件4，部分右侧吸能盒主体3覆盖有右侧吸能盒覆盖件5；所述左侧吸能盒主体2与横梁1通过螺栓6相连接，所述右侧吸能盒主体3与横梁1通过螺栓6相连接；所述横梁1整体为变曲率形式，包括多段弧结构，由多段定弧11构成，定弧11和定弧11之间形成有过渡弧12。

实施例1

参照图4，在这个实施例中，所述横梁1为三段弧结构，三段弧结构包括三段定弧11，定弧11和定弧11之间形成有过渡弧12；此结构的优点是能够适应车辆前部的造型变化，保证横梁能够覆盖70％-85％的车身宽度。

所述横梁包括缺口。

参照图5-9，将横梁实现变曲率的工艺路线包括如下步骤:

S1:将横梁辊压压成直条形；

S2:将横梁辊压成定弧；

S3:将横梁内弧面切缺口；

S4:将横梁在缺口处内折。

如图10-11所示，缺口包括切口变形区1.1、切口外侧面1.2、切口内侧面1.3、切口内弧面连接区域1.4；其中切口变形区1.1为变曲率成型的变形区，为圆弧形，直径为R；也是过渡弧12成型过程的旋转中心，在横梁1的变曲率成型过程中材料向内挤压，不会造成横梁1的局部变形，保证横梁1侧面的平面度；切口外侧面1.2和切口内侧面1.3为缺口的内侧面和外侧面，长度尺寸L1应相等，保证变曲率成型后能够对接在一起进行焊接；切口内弧面连接区域1.4为切口内弧面连接区域，成型后应当保证能够对接在一起进行焊接。

如图12所示，横梁的宽度为L，切口变形区形状1.1为圆形，在端部弯曲变形时能够保证局部的料能够向空缺部分变形，不会造成局部的鼓包及开裂；切口内侧面1.2和切口外侧面1.3夹角为θ，其数值θ＝5°-60°，其数值由材料的延伸率和外部环境件确定。

如图13-14所示，为横梁变曲率成型后焊接的局部视图，除切口变形区1.1外将切口对接区域切口内侧面1.2和切口外侧面1.3通过焊接方式连接。

如图15所示，为吸能盒总成的轴测图，吸能盒覆盖件和吸能盒主体通过焊接方式连接在一起。

如图16所示，吸能盒主体包括安装底板3.5，安装底板3.5上固定有溃缩引导筋3.4和横梁端部加强结构3.6；溃缩引导筋3.4的一侧连接有斜面3.3，溃缩引导筋3.4和斜面3.3连接有上连接面3.1，上连接面3.1设有拉铆螺母3.2，吸能盒主体材料为铝合金挤出型材，上连接面的作用是用于与横梁进行贴合连接；斜面的作用是降低碰撞第一峰值，保证吸能的稳定性；溃缩引导筋的作用保证吸能盒在压溃过程中溃缩稳定；安装底板与纵梁安装板进行连接；横梁端部加强结构在小偏置碰过程中起到支撑作用，保证碰撞的力值能够传递到纵梁进行吸能。

如图17所示，为吸能盒覆盖件，能够保证吸能盒在X方向上溃缩有更好的支撑并且能够提高吸能盒总成的吸能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。