CN111267761B - 一种防撞梁总成结构及车辆 - Google Patents

一种防撞梁总成结构及车辆 Download PDF

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Abstract

一种防撞梁总成结构，包括防撞横梁、两吸能盒、两纵梁，两所述吸能盒分别固定于所述防撞横梁内侧两端，各侧所述纵梁与所述吸能盒之间设有用以连接所述纵梁与所述吸能盒的连接件，所述连接件包括用以套设固定所述吸能盒的第一套筒部以及用以套设固定所述纵梁的第二套筒部。本发明还公开一种车辆，包括如上所述的防撞梁总成结构。本发明提供的防撞梁总成结构及车辆，通过连接纵梁与吸能盒的连接件包括用以套设固定所述吸能盒的第一套筒部以及用以套设固定所述纵梁的第二套筒部，有利于吸能盒与纵梁作用力传递路径的重合，更好的将能量通过纵梁传递至车身，整体提高了车身结构的耐撞性，从而能显著提升碰撞安全性能。

Description

一种防撞梁总成结构及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种防撞梁总成结构及车辆。
背景技术
汽车作为我们当今生活必不可少的一种交通工具，如何更好的设计使其兼顾安全、轻量化、环保和耐久等性能，是现今汽车发展亟待被解决的重要问题。
防撞梁总成作为车身结构，尤其是安全碰撞***中的关键零部件之一，一般由前碰撞横梁、吸能盒、端板等组成，前碰撞横梁、吸能盒、端板与纵梁依序安装固定。在车辆发生碰撞事故时，一方面防撞梁总成***可以利用自身高强度的横梁结构，承担一定程度外来力的变形作用，降低障碍物的侵入，保护乘员舱的安全，另一方面，在发生快速冲击碰撞时，吸能盒会发生溃缩来吸收整车碰撞的能量，同时将吸收后剩余的能量通过纵梁传递至车身，有效降低车辆变形及碰撞对乘员舱的伤害。但在实际碰撞事故中，尤其是25％小偏置碰和中心柱碰工况，经常发生由于吸能盒发生侧倾导致防撞梁侧翻、撕裂，进而影响整车碰撞安全的案例。因此，如何设计在车辆发生高速碰撞时，吸能盒可以产生较好溃缩形变，有效保护乘员舱成员安全、降低车辆碰撞损失、符合轻量化结构设计的防撞梁总成结构至关重要。
为了实现汽车防撞梁总成结构的轻量化设计，目前较多的汽车防撞梁使用铝合金材质，通过焊接或者螺栓连接的形式与吸能盒结合。但是目前方案具有如下不足。
铝合金材质的吸能盒与防撞横梁采用弧焊热连接时，由于焊接时产生的热量，会导致铝合金型材再次受热，发生晶粒和析出强化相长大效应，从而降低焊接附近热影响区域机械强度的30％～40％，削弱热连接区域的连接强度，在发生快速冲击碰撞时，弧焊热连接区域会发生失效反应，导致吸能盒的无规则溃缩，从而引起吸能盒与防撞横梁发生开裂或脱离，降低碰撞安全性能。
为了实现吸能盒可以按照设计状态轴向溃缩的吸能效果发生溃缩，常在吸能盒及端板处增加立筋，过多的立筋，一方面增加成本与重量，另一方面会引起吸能盒强度大于纵梁强度，导致吸能盒还未溃缩纵梁已经开始折弯失效。
端板与吸能盒、端板与纵梁连接界面，在碰撞过程中，由于吸能盒无规则溃缩，引起碰撞力的非完全垂直传递，端板上下作用力不能沿同一径向传递，导致吸能盒与端板连接的根部发生折弯，丧失吸能及碰撞力传递作用效果。
在发生碰撞时，弧焊连接的防撞梁与吸能盒单个结构的损坏，都会带来整个防撞梁总成结构的更换，提高了维修费用，造成资源浪费，且弧焊工艺烟尘较大，对工人及环境都会带来不利影响。
当上述连接形式为传统螺栓连接时，需要预开孔，增加冲孔工序，提高了因冲孔带来的缺陷风险，其次螺栓需要工人手工操作，降低了生产效率。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提升碰撞安全性能的防撞梁总成结构及车辆。
本发明提供一种防撞梁总成结构，包括防撞横梁、两吸能盒、两纵梁，两所述吸能盒分别固定于所述防撞横梁内侧两端，各侧所述纵梁与所述吸能盒之间设有用以连接所述纵梁与所述吸能盒的连接件，所述连接件包括用以套设固定所述吸能盒的第一套筒部以及用以套设固定所述纵梁的第二套筒部。
进一步地，所述连接件还包括承接板，所述第一套筒部与第二套筒部分别固定于所述承接板的两表面。
进一步地，所述第一套筒部、第二套筒部与所述承接板之间设有连接所述第一套筒部、第二套筒部与所述承接板的加强筋。
进一步地，所述第一套筒部与第二套筒部通过热融自攻丝连接方式分别连接所述吸能盒与纵梁。
进一步地，所述防撞横梁包括横梁前壁、横梁后壁、横梁下壁、横梁上壁，且在横梁下壁、横梁上壁之间设有多个水平布置的立筋，所述立筋两端分别与所述横梁前壁、横梁后壁固接形成多个腔体。
进一步地，所述立筋、横梁下壁、横梁上壁与横梁后壁交接区的厚度大于非交接区。
进一步地，所述吸能盒包括前连接板与两围板，所述前连接板与两围板之间形成盒体，所述前连接板固定于所述防撞横梁。
进一步地，所述吸能盒内部设有多个竖直布置的加强板，各相邻所述加强板末端前后相连呈一定夹角。
进一步地，各所述加强板厚度相等，或厚度由前往后递减。
进一步地，所述前连接板通过热融自攻丝连接方式固定于所述防撞横梁。
一种车辆，包括如上所述的防撞梁总成结构。
本发明提供的防撞梁总成结构及车辆，通过连接纵梁与吸能盒的连接件包括用以套设固定所述吸能盒的第一套筒部以及用以套设固定所述纵梁的第二套筒部，有利于吸能盒与纵梁作用力传递路径的重合，更好的将能量通过纵梁传递至车身，整体提高了车身结构的耐撞性，从而能显著提升碰撞安全性能。
附图说明
图1为本发明实施例防撞梁总成结构的示意图。
图2为图1所示防撞梁总成结构中防撞横梁的示意图。
图3为图1所示防撞梁总成结构中吸能盒第一实施例的示意图。
图4为图1所示防撞梁总成结构中连接件的示意图。
图5为图1所示防撞梁总成结构中吸能盒第二实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图5所示，本实施例中，防撞梁总成结构包括防撞横梁1、两吸能盒2、两纵梁5，两吸能盒2分别固定于防撞横梁1内侧两端，各侧纵梁5与吸能盒2之间设有用以连接纵梁5与吸能盒2的连接件3。
本实施例中，防撞横梁1包括横梁前壁11、横梁后壁12、横梁下壁13、横梁上壁14，且在横梁下壁13、横梁上壁14之间设有多个(图中所示为2个)水平布置的立筋15，立筋15两端分别与横梁前壁11、横梁后壁12固接形成多个腔体，断面整体呈“皿”字型，整体提升了防撞横梁1抗弯性及刚度。横梁前壁1上还设有沿防撞横梁1长向延伸至防撞横梁1两端的引导槽(未标号)。立筋15、横梁下壁13、横梁上壁14与横梁后壁12交接区A的厚度大于非交接区，厚度差可为0.5-1.5mm。这样，针对易出现应力集中的交接区A增加料厚，并不是整个横梁后壁12增加料厚，降低了碰撞过程中横梁后壁12开裂的风险。
吸能盒2包括前连接板21与两围板24，前连接板21与两围板24之间形成盒体，前连接板21通过FDS(热融自攻丝连接方式)固定于防撞横梁1。前连接板21与两围板24一体挤压成型，工艺简单，连接方便，完整的承接力的传递，无需新开件连接。前连接板21与两围板24连接处还设有连接筋22，用以提高前连接板21与两围板24之间的连接强度。
吸能盒2内部(即前连接板21与两围板24之间)设有多个竖直布置的加强板23，各相邻加强板23末端前后相连呈一定夹角，形成交替的“之字型”结构。这种交替“之字型”铝合金加强板23结构，便于实现吸能盒2在碰撞过程中，按照吸能盒2内部吸能结构及路线，逐级溃缩，直至溃缩完毕传递至纵梁5。这样可以有效避免吸能盒2与防撞横梁1的早期撕裂、脱离问题，实现了吸能盒2本身的结构有效性。如图3所示，第一实施例中，各加强板23厚度相等。如图5所示，在第二实施例中，吸能盒4包括前连接板41与两围板44，前连接板41与两围板44连接处还设有连接筋42，吸能盒4内部(即前连接板41与两围板44之间)设有多个竖直布置且末端前后相连呈一定夹角的加强板43，各加强板43厚度由前往后递减。
连接件3包括承接板31以及用以套设固定吸能盒2的第一套筒部32以及用以套设固定纵梁5的第二套筒部35。第一套筒部32与第二套筒部35分别固定于承接板31的两表面。第一套筒部32、第二套筒部35与承接板31之间设有连接第一套筒部32、第二套筒部35与承接板31的加强筋33。第一套筒部32与第二套筒部35通过热融自攻丝连接方式分别连接吸能盒2与纵梁5。中间通过承接板31来承接吸能盒2溃缩后传递至纵梁的碰撞能量，并且承接板31利用加强筋33固定第一套筒部32与第二套筒部35，有利于吸能盒2与纵梁5作用力传递路径的重合，更好的将能量通过纵梁5传递至车身，整体提高了车身结构的耐撞性。
上述使用FDS冷连接使防撞横梁1、吸能盒2、连接件3互不关联，可独立拆卸，单件损坏不影响其他零件，方便维修更换，降低维修和保险费用，其次避免了弧焊工艺带来的环境污染。并且，FDS相比于螺栓，单件重量极大降低，一般单个FDS螺钉5g，与螺栓重量相比极大减重。其次，无需预开孔，而且适用于单向连接，相比于螺栓降低了装配难度。
本实施例还提供一种车辆，包括如上所述的防撞梁总成结构。
综上，通过“套筒式”连接板和FDS螺钉，使防撞横梁、吸能盒及连接板相互连接，共同组成一个防撞梁总成***，可以有效的避免弧焊带来的机械强度及连接强度降低问题，避免吸能盒与防撞横梁的早期撕裂、脱离问题，有效提升吸能盒的能量吸收能力及传递路径稳定性，提升了结构碰撞稳定、安全性，提高产品生产效率和产品合格率，降低了零部件成本、重量。
在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”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，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种防撞梁总成结构，其特征在于，包括防撞横梁、两吸能盒、两纵梁，两所述吸能盒分别固定于所述防撞横梁内侧两端，各侧所述纵梁与所述吸能盒之间设有用以连接所述纵梁与所述吸能盒的连接件，所述连接件包括用以套设固定所述吸能盒的第一套筒部以及用以套设固定所述纵梁的第二套筒部，所述连接件还包括承接板，所述第一套筒部、第二套筒部与所述承接板之间设有连接所述第一套筒部、第二套筒部与所述承接板的加强筋，所述承接板利用所述加强筋固定所述第一套筒部与所述第二套筒部。
2.如权利要求1所述的防撞梁总成结构，其特征在于，所述第一套筒部与第二套筒部通过热融自攻丝连接方式分别连接所述吸能盒与纵梁。
3.如权利要求1所述的防撞梁总成结构，其特征在于，所述防撞横梁包括横梁前壁、横梁后壁、横梁下壁、横梁上壁，且在横梁下壁、横梁上壁之间设有多个水平布置的立筋，所述立筋两端分别与所述横梁前壁、横梁后壁固接形成多个腔体。
4.如权利要求3所述的防撞梁总成结构，其特征在于，所述立筋、横梁下壁、横梁上壁与横梁后壁交接区的厚度大于非交接区。
5.如权利要求1所述的防撞梁总成结构，其特征在于，所述吸能盒包括前连接板与两围板，所述前连接板与两围板之间形成盒体，所述前连接板固定于所述防撞横梁，所述前连接板通过热融自攻丝连接方式固定于所述防撞横梁。
6.如权利要求5所述的防撞梁总成结构，其特征在于，所述吸能盒内部设有多个竖直布置的加强板，各相邻所述加强板末端前后相连呈一定夹角。
7.如权利要求6所述的防撞梁总成结构，其特征在于，各所述加强板厚度相等，或厚度由前往后递减。
8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至7任一所述的防撞梁总成结构。
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