CN104828143B - 碰撞吸能式纵梁及车架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碰撞吸能式纵梁和车架，其中，所述纵梁包括纵梁本体(1)，该纵梁本体(1)的前段形成为压溃段(11)，所述碰撞吸能式纵梁还包括硬化吸能加强件(2)，该硬化吸能加强件(2)包括对折形成的连接部(21)和硬化吸能部(22)，所述连接部(21)连接于所述压溃段(11)，所述硬化吸能部(22)沿着所述压溃段(11)朝向所述纵梁本体(1)的前端延伸。所述车架包括所述纵梁。通过在纵梁本体(1)上设置根据本发明的硬化吸能加强件(2)，不仅可以利用该硬化吸能加强件(2)吸收碰撞能量，减小碰撞冲击，并且该硬化吸能加强件(2)还能够利用吸收到的能量使自身的强度和刚度提高，从而使碰撞能量得到有效利用。

Description

碰撞吸能式纵梁及车架
技术领域
本发明涉及车辆碰撞安全领域，具体地，涉及一种碰撞吸能式纵梁和具有该碰撞吸能式纵梁的车架。
背景技术
在汽车工业高速发展的今天，车辆的安全性能已经成为人们日益关注的焦点，车辆的碰撞安全性能是车辆安全性能的一个重要方面。如何提高车辆碰撞安全性能，同时降低车辆的设计和研发成本，是目前碰撞安全性能开发设计的重要课题。
无论是承载式车身还是非承载式车身，在碰撞安全事故中前纵梁都是关键性吸能部件，因此前纵梁的设计显得尤为重要，如何采用有限的材料，设计出合理的结构，既能够在碰撞时达到缓冲吸能效果，又能够有效防止乘员舱的浸入量，在实现碰撞过程中的能量有效管理的同时，实现前纵梁结构的模块化和平台化，成为一个关键性技术问题。
另一方面，模块化、平台化已经成为开发设计的主流意识，模具的共用成为一种常态化现象，如何使同样的前纵梁模具生产出的样件满足不同整车的碰撞安全性能需要也是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够有效利用碰撞能量的碰撞吸能式纵梁。
为了实现上述目的，本发明提供一种碰撞吸能式纵梁，包括纵梁本体，该纵梁本体的前段形成为压溃段，其中，所述碰撞吸能式纵梁还包括硬化吸能加强件，该硬化吸能加强件包括对折形成的连接部和硬化吸能部，所述连接部连接于所述压溃段，所述硬化吸能部沿着所述压溃段朝向所述纵梁本体的前端延伸。
本发明还提供一种车架，该车架包括如上所述的碰撞吸能式纵梁。
通过在纵梁本体上设置根据本发明的硬化吸能加强件，不仅可以利用该硬化吸能加强件吸收碰撞能量，减小碰撞冲击，并且该硬化吸能加强件还能够利用吸收到的能量使自身的强度和刚度提高，从而使碰撞能量得到有效利用。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种实施方式的碰撞吸能式纵梁的示意性局部立体图，其中，该纵梁尚未被压溃；
图2是根据本发明的一种实施方式的碰撞吸能式纵梁的示意性局部立体图，其中，压溃进行到一级压溃段；
图3是根据本发明的一种实施方式的碰撞吸能式纵梁的示意性局部立体图，其中，压溃进行到一级压溃段和二级压溃段的交界处；
图4是图3的A向视图，其中仅显示出了硬化吸能加强件和止挡件。
附图标记说明
1 纵梁本体 11 压溃段 111 一级压溃段
112 二级压溃段 12 非压溃段 13 溃缩诱导孔
2 硬化吸能加强件 21 连接部 22 硬化吸能部
23 防撞梁连接部 3 止挡件
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前、后”通常是指在整车状态下的前、后，靠近车头的一侧为前，靠近车尾的一侧为后。
根据本发明的一个方面，提供一种碰撞吸能式纵梁，包括纵梁本体1，该纵梁本体1的前段形成为压溃段11，其中，碰撞吸能式纵梁还包括硬化吸能加强件2，硬化吸能加强件2包括对折形成的连接部21和硬化吸能部22，连接部21连接于压溃段11，硬化吸能部22沿着压溃段11朝向纵梁本体1的前端延伸。
在本发明的硬化吸能加强件2中，连接部21和硬化吸能部22通过对折形成，对折处成为整个硬化吸能加强件2上刚度和强度最小的区域。在使用本发明的碰撞吸能式纵梁的车辆发生碰撞时，压溃从纵梁前端向后进行，压溃段11逐渐被压溃，并且在压溃过程中吸收碰撞能量；而对于硬化吸能加强件2，由于其在对折处的刚度和强度最小，因此碰撞发生时，对折处将首先产生变形，硬化吸能加强件2呈现出这样的变形方式，即，在压溃进行到连接部21之前，连接部21仍然连接在纵梁本体1上，保持不动，在碰撞能量的驱动下，硬化吸能部22的前端向后运动，对折处逐渐向后推移，硬化吸能加强件2逐渐从J形变成U形，当变成U形时，压溃进行到连接部21，此时硬化吸能加强件2的两端平齐。在此过程中，硬化吸能加强件2吸收碰撞能量，其初始对折处与最终对折处之间的部分发生塑性变形，材料被加工硬化，强度和刚度得到提高。
因此，通过在纵梁本体1上设置根据本发明的硬化吸能加强件2，不仅可以利用该硬化吸能加强件2吸收碰撞能量，减小碰撞冲击，并且该硬化吸能加强件2还能够利用吸收到的能量使自身的强度和刚度提高，从而使碰撞能量得到有效利用。
优选地，碰撞吸能式纵梁还包括止挡件3，该止挡件3设置在纵梁本体1上，在硬化吸能加强件2变形过程中，用于接触并止挡硬化吸能加强件2进一步向后运动。在这种情况下，当硬化吸能加强件2的对折处向后推移一定距离时，对折处与止挡件3接触，止挡件3阻止对折处进一步向后推移(即，阻止硬化吸能加强件进一步向后运动)，硬化吸能加强件2的加工硬化过程结束，随着压溃继续向后进行，硬化吸能加强件2同纵梁本体11一起被压溃。在这一阶段，由于硬化吸能加强件2同纵梁本体1一起被压溃，因此，相比于前一阶段(纵梁本体1被压溃、硬化吸能部22被加工硬化的阶段)，单位长度吸收的碰撞能量更多，从而实现能量吸收的阶梯化管理，降低对乘员的伤害。
作为本发明的优选实施方式，止挡件3设置在压溃段11的后端(即，压溃段11与非压溃段12交界处)，并且，如图4所示，在硬化吸能加强件2变形成U形时，止挡件3接触并止挡硬化吸能加强件2进一步向后运动。
在上述优选实施方式的情况下，可以将纵梁从前向后依次分为三段：一级压溃段111、二级压溃段112和非压溃段12，其中，一级压溃段111和二级压溃段112以连接部21进行划分，位置靠前的为一级压溃段111，位置靠后的为二级压溃段112，共同组成压溃段11。如图2所示，当压溃进行到一级压溃段111时，纵梁本体1被压溃，硬化吸能加强件2被加工硬化；当压溃进行到二级压溃段112时，加工硬化后的硬化吸能加强件2和纵梁本体1一起被压溃，吸收的碰撞能量比一级压溃段111更多；当压溃进行到二级压溃段112和非压溃段12的交界处时，压溃停止。以此方式，能够实现一级压溃段111和二级压溃段112的碰撞能量阶梯化管理，降低乘员受到的减速度冲击，实现对乘员的有效保护。
另一方面，在本发明的优选实施方式的情况下，只需对硬化吸能加强件2的材料和/或结构进行加强或削弱，即可显著改善整车的碰撞吸能特性，工艺简单，成本低廉，无需对纵梁模具进行重新设计，节约大量的模具费用。
本发明的硬化吸能加强件2可以具有各种适当的形状和结构，例如可以为板状、圆管状或者为具有方形横截面的柱状。硬化吸能加强件2的形状和结构可以根据纵梁的刚度分布设计确定。在硬化吸能加强件2为板状的情况下，为了提高吸能效果，可以在其上形成加强筋。
在本发明的硬化吸能加强件2中，硬化吸能部22的长度可以远大于连接部21的长度，在这种情况下，止挡件3与连接部21之间的距离可以为硬化吸能部22长度的一半。
优选地，硬化吸能加强件2的前端可以与纵梁本体1的前端齐平，从而尽早开始吸收碰撞能量。
优选地，压溃段11的刚度从前向后逐渐增大，从而使单位长度的纵梁能够吸收的能量从前向后逐渐增大，更有利于碰撞能量的管理。
作为一种实施方式，可以将纵梁本体1设计为横截面积从前向后逐渐增大，从而使纵梁本体1的刚度从前向后逐渐增大。
作为另一种实施方式，如图1所示，可以在压溃段11上形成有多个溃缩诱导孔13，并且将溃缩诱导孔13的密度设计为从前向后逐渐减小，从而使压溃段11的刚度从前向后逐渐增大。
优选地，压溃段11与非压溃段12的交界处为纵梁本体1与车辆防火墙对应的位置，从而控制整车在碰撞后的侵入量，保证碰撞后的乘员生存空间要求。
根据本发明的另一方面，提供一种车架，该车架包括根据本发明的碰撞吸能式纵梁。
优选地，硬化吸能加强件2的前端可以与纵梁本体的前端平齐并且连接到车架的前防撞梁上，从而避免使硬化吸能加强件2成为悬臂梁，增强了结构稳定性。为了方便连接，可以在硬化吸能加强件2的前端形成防撞梁连接部23。在硬化吸能加强件2为板状的情况下，防撞梁连接部23形成为翻边。这里，防撞梁连接部23可以通过焊接等方式连接到前防撞梁上，并且连接部21也可以通过焊接等方式连接到纵梁本体1上。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种碰撞吸能式纵梁，包括纵梁本体(1)，该纵梁本体(1)的前段形成为压溃段(11)，其特征在于，所述碰撞吸能式纵梁还包括硬化吸能加强件(2)，该硬化吸能加强件(2)包括对折形成的连接部(21)和硬化吸能部(22)，所述连接部(21)连接于所述压溃段(11)，所述硬化吸能部(22)沿着所述压溃段(11)朝向所述纵梁本体(1)的前端延伸，所述碰撞吸能式纵梁还包括止挡件(3)，该止挡件(3)设置在所述纵梁本体(1)上，在所述硬化吸能加强件(2)变形过程中，用于接触并止挡所述硬化吸能加强件(2)进一步向后运动。
2.根据权利要求1所述的碰撞吸能式纵梁，其特征在于，所述止挡件(3)设置在所述压溃段(11)的后端，在所述硬化吸能加强件(2)变形成U形时，所述止挡件(3)接触并止挡所述硬化吸能加强件(2)进一步向后运动。
3.根据权利要求1所述的碰撞吸能式纵梁，其特征在于，所述硬化吸能加强件(2)的前端与所述纵梁本体(1)的前端齐平。
4.根据权利要求1所述的碰撞吸能式纵梁，其特征在于，所述压溃段(11)的刚度从前向后逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的碰撞吸能式纵梁，其特征在于，所述纵梁本体(1)的横截面积从前向后逐渐增大。
6.根据权利要求4所述的碰撞吸能式纵梁，其特征在于，所述压溃段(11)上形成有多个溃缩诱导孔(13)，该溃缩诱导孔(13)的密度从前向后逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的碰撞吸能式纵梁，其特征在于，所述硬化吸能加强件(2)为板状。
8.一种车架，其特征在于，所述车架包括根据权利要求1-7中任一项所述的碰撞吸能式纵梁。
9.根据权利要求8所述的车架，其特征在于，所述车架包括前防撞梁，所述硬化吸能加强件(2)的前端和所述纵梁本体(1)的前端分别连接于所述前防撞梁。
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