CN114275046B - 一种车辆碰撞吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆碰撞吸能装置，其包括前纵梁、地板下纵梁、横梁、门槛，地板下纵梁的后端与横梁转动连接；横梁的两端分别与门槛的后端和前纵梁的后端相连；地板下纵梁的前端的一侧通过第一液压伸缩件与前纵梁相连，其另一侧通过第二液压伸缩件与门槛相连，第一液压伸缩件与第二液压伸缩件相对设置；前纵梁的前端设置有触发部，前纵梁上设置有第一液压***；门槛的前端内滑动设置有活动段，门槛上设有第二液压***；当触发部被碰撞时，将触发第一液压***推动第一液压伸缩件伸长，使地板下纵梁的前端向靠近门槛的方向移动，以将第二液压伸缩件压缩，促使第二液压***推动活动段从门槛的前端口中伸出。本发明能够较好地提高车辆的安全性。

Description

一种车辆碰撞吸能装置

技术领域

本发明属于车辆车身结构技术领域，具体涉及一种车辆碰撞吸能装置。

背景技术

随着社会的发展，人们越来越重视汽车的安全问题，要求其能承受严格的正碰、侧碰，使驾驶员和乘员的安全得到保证。

在汽车使用过程中，最容易发生的就是正面碰撞。为了保证车内人员的安全，车身前部梁结构的设计需要有一定的吸能作用，来吸收正面碰撞所传递过来的能量，同时还要具有足够的刚度，避免在碰撞时将前围和前挡风玻璃压溃，对车内人员造成伤害。当车辆间发生小接触面的碰撞时，比如保险指数中的小偏置工况，很难撞击到车身前部纵梁，更是难以撞击到地板下纵梁，使得地板下纵梁不能起到碰撞时发生变形来吸能的作用，而是由直接由轮胎和门槛来承受撞击，很容易对车内人员造成伤害。因此，如何提高在车辆发生小接触面碰撞时的安全性，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆碰撞吸能装置，以解决现有技术中的上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种车辆碰撞吸能装置，其包括前纵梁、地板下纵梁、横梁、与所述前纵梁相平行的门槛，所述地板下纵梁位于所述前纵梁与所述门槛之间，所述地板下纵梁的后端与所述横梁的中部转动连接；所述横梁的两端分别与所述门槛的后端和所述前纵梁的后端相连；所述地板下纵梁的前端的一侧通过第一液压伸缩件与所述前纵梁相连，所述地板下纵梁的前端的另一侧通过第二液压伸缩件与所述门槛相连，所述第一液压伸缩件与所述第二液压伸缩件相对设置；所述前纵梁的前端设置有触发部，所述前纵梁上设置有与所述第一液压伸缩件相连的第一液压***；所述门槛的前端内滑动设置有活动段，所述门槛上设置有与所述第二液压伸缩件和所述活动段均相连的第二液压***；当所述触发部被碰撞时，将触发所述第一液压***推动所述第一液压伸缩件伸长，使所述地板下纵梁的前端向靠近所述门槛的方向移动，以将第二液压伸缩件压缩，促使第二液压***推动所述活动段从所述门槛的前端口中伸出。

优选地，所述活动段上设置有弹性限位机构，所述弹性限位机构包括弹簧和卡销，所述活动段上设置有凹槽，所述弹簧的一端与所述凹槽的底部相连，所述弹簧的另一端与所述卡销相连；所述卡销具有位于所述凹槽内的第一位置、伸出所述凹槽的第二位置。

优选地，所述活动段的外表面上设置有环状的加强筋。

优选地，所述活动段的前端口为封闭口。

优选地，所述第一液压伸缩件包括液压筒、支撑杆、弹性件，所述支撑杆滑动设置在所述液压筒中，所述液压筒的一端与所述第一液压***相连通；所述弹性件的一端与所述地板下纵梁相连，所述弹性件的另一端穿过所述液压筒上远离所述第一液压***的一端与所述支撑杆的上端相连。

优选地，所述支撑杆包括第一圆块、第二圆块、连接杆，所述连接杆的两端分别与所述第一圆块和所述第二圆块垂直相连，所述第一圆块、所述第二圆块、所述连接杆共同构成工字型结构；所述第一圆块和所述第二圆块分别与所述液压筒的内壁滑动配合，所述弹性件与所述第一圆块相连。

优选地，所述触发部包括拨动板、旋转板，所述拨动板与所述第一液压伸缩件相平行，所述前纵梁的前端设置有安装槽，所述旋转板的中部与所述安装槽的侧壁的中部转动连接；所述第一液压***包括设置在所述前纵梁内的液压缸、设置在所述液压缸中的后挡块、液压杆、前挡块，所述前挡块设置在所述安装槽中且与所述旋转板相对，所述液压杆的一端与所述后挡块垂直相连，所述液压杆的另一端穿出所述液压缸与所述前挡块垂直相连；所述拨动板与所述安装槽的侧壁的上部转动连接，所述拨动板的下端位于所述旋转板与所述前挡块之间，所述拨动板的上端延伸至所述安装槽外。

优选地，所述第一液压伸缩件和所述第二液压伸缩件的个数均为三个，各所述第一液压伸缩件与各所述第二液压伸缩件一一相对设置。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的车辆碰撞吸能装置，其在使用时，当车辆发生小接触面的碰撞时，将会碰撞到设置在前纵梁的前端上的触发部，而后第一液压***推动第一液压伸缩件伸长，使地板下纵梁的前端向靠近门槛的方向移动，以将第二液压伸缩件压缩，促使第二液压***推动活动段从门槛的前端口中伸出，从而在未撞击到门槛时，先利用伸出门槛的活动段在承受撞击时发生的变形来起到吸能作用，有效地降低传递到门槛上的冲击能量，进而降低了车内人员受到伤害的可能性，较好地提高了车辆的安全性；同时，由于地板下纵梁的前端向靠近门槛的方向倾斜，使得地板下纵梁在碰撞的后期能够参与承载变形，进行碰撞吸能，从而能够使得车辆的安全性得到提高；并且，由于此时地板下纵梁是倾斜设置，从而能够把正面的碰撞力进行分解，使其具有侧向力，利用该侧向力能够促使车辆向侧面滑动，从而能够有效地降低正面碰撞时的冲击能量，进而使得车辆的安全性得到进一步地提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中

图1为本发明实施例提供的车辆碰撞吸能装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的车辆碰撞吸能装置的另一示意图；

图3为本发明实施例提供的第一液压伸缩件的示意图；

图4为本发明实施例提供的第一液压***与液压筒连通时的示意图；

图5为本发明实施例提供的触发部的示意图；

图6为本发明实施例提供的第二液压***的示意图；

图7为本发明实施例提供的弹性限位机构的示意图；

图8为本发明实施例提供的活动段伸出门槛时的示意图；

图9为本发明实施例提供的活动段伸出门槛时的另一示意图；

图10为本发明实施例提供的拨动板在碰撞后处于不同位置时的示意图。

附图中标记：

11、前纵梁，21、门槛，22、挡板，23、活动段，24、卡销，

25、弹簧，26、加强筋，27、前端面，31、地板下纵梁，41、横梁，

42、转轴，51、第一液压伸缩件，52、弹性件，53、液压筒，

54、第一圆块，55、第二圆块，56、连接杆，61、第二液压伸缩件，

71、拨动板，81、液压缸，82、后挡块，83、液压杆，84、前挡块，

85、回流管，91、液压油缸，92、液压推杆，93、后推板，

94、前推板，95、回油管。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。

如图1至图10所示，本发明实施例提供了一种车辆碰撞吸能装置，其包括前纵梁11、地板下纵梁31、横梁41、与所述前纵梁相平行的门槛21，所述地板下纵梁位于所述前纵梁与所述门槛之间，所述地板下纵梁的后端与所述横梁的中部转动连接；所述横梁的两端分别与所述门槛的后端和所述前纵梁的后端相连；所述地板下纵梁的前端的一侧通过第一液压伸缩件51与所述前纵梁11相连，所述地板下纵梁的前端的另一侧通过第二液压伸缩件61与所述门槛21相连，所述第一液压伸缩件与所述第二液压伸缩件相对设置；所述前纵梁的前端设置有触发部，所述前纵梁上设置有与所述第一液压伸缩件相连的第一液压***；所述门槛21的前端内滑动设置有活动段23，所述门槛上设置有与所述第二液压伸缩件和所述活动段均相连的第二液压***；当所述触发部被碰撞时，将触发所述第一液压***推动所述第一液压伸缩件伸长，使所述地板下纵梁的前端向靠近所述门槛的方向移动，以将第二液压伸缩件压缩，促使第二液压***推动所述活动段从所述门槛的前端口中伸出。

本发明实施例提供的车辆碰撞吸能装置，其在使用时，当车辆发生小接触面的碰撞时，将会碰撞到设置在前纵梁的前端上的触发部，而后第一液压***推动第一液压伸缩件51伸长，使地板下纵梁的前端向靠近门槛的方向移动，以将第二液压伸缩件61压缩，促使第二液压***推动活动段从门槛的前端口中伸出，从而在未撞击到门槛时，先利用伸出门槛的活动段在承受撞击时发生的变形来起到吸能作用，有效地降低传递到门槛上的冲击能量，进而降低了车内人员受到伤害的可能性，较好地提高了车辆的安全性；同时，由于地板下纵梁的前端向靠近门槛的方向倾斜，使得地板下纵梁在碰撞的后期能够参与承载变形，进行碰撞吸能，从而能够使得车辆的安全性得到提高；并且，由于此时地板下纵梁是倾斜设置，从而能够把正面的碰撞力进行分解，使其具有侧向力，利用该侧向力能够促使车辆向侧面滑动，从而能够有效地降低正面碰撞时的冲击能量，进而使得车辆的安全性得到进一步地提高。

进一步地，所述活动段23上设置有弹性限位机构，所述弹性限位机构包括弹簧25和卡销24，所述活动段上设置有凹槽，所述弹簧的一端与所述凹槽的底部相连，所述弹簧的另一端与所述卡销相连；所述卡销具有位于所述凹槽内的第一位置、伸出所述凹槽的第二位置。采用此方案，在未发生碰撞时，活动段23位于门槛21的前端内，卡销24处于第一位置；当发生碰撞使得活动段伸出门槛时，卡销处于第二位置，当活动段被撞击并克服第二液压***提供的阻力而向门槛内缩回时，通过卡销与门槛的前端口的端面之间的挡接作用为活动段的继续内缩提供更大的阻力，使得活动段的前端被压溃而变形来起到更好地吸能作用。

具体地，所述活动段23的外表面上设置有环状的加强筋26，从而能够有效地提高活动段的强度。可以优选，加强筋的个数为两个，两个加强筋均匀分布在活动段的延伸方向上，从而使得活动段的强度得到进一步地提高；活动段的顶部和底部可以分别设置有两个卡销，从而能够达到更好地限位作用。

可以优选，所述活动段23的前端口为封闭口，从而使得活动段23的前端的强度较大，能够在变形时吸收更多的冲击能量。可以理解的是，该前端口可以被挡板22封闭；地板下纵梁31可以通过转轴42与横梁41转动连接。

如图3所示，所述第一液压伸缩件51包括液压筒53、支撑杆、弹性件52，所述支撑杆滑动设置在所述液压筒53中，所述液压筒的一端与所述第一液压***相连通；所述弹性件的一端与所述地板下纵梁相连，所述弹性件的另一端穿过所述液压筒上远离所述第一液压***的一端与所述支撑杆的上端相连。采用此方案，能够利用第一液压***中的液压油推动支撑杆向靠近地板下纵梁31的方向移动，从而通过弹性件推动地板下纵梁的前端向门槛靠近。可以理解的是，支撑杆与液压筒的内壁密封配合，以避免液压油泄漏；弹性件可以为弹簧。

具体地，所述支撑杆包括第一圆块54、第二圆块55、连接杆56，所述连接杆的两端分别与所述第一圆块和所述第二圆块垂直相连，所述第一圆块、所述第二圆块、所述连接杆共同构成工字型结构；所述第一圆块和所述第二圆块分别与所述液压筒53的内壁滑动配合，所述弹性件与所述第一圆块相连，从而使得支撑杆的结构较为简单，重量较轻。可以理解的是，第一圆块的外圆周面、第二圆块的外圆周面分别与液压筒的内壁密封配合，从而利用第一圆块和第二圆块实现了双重密封，更好地避免了液压油泄漏；液压筒中位于第二圆块的下方的空间与第二液压***相连通，该空间用于容纳液压油；第二液压伸缩件61可以与第一液压伸缩件51的结构相同。在一实施例中，液压筒的上端口可以使用封口板进行封闭，支撑杆为倒T型结构，支撑杆的上端穿过封口板与弹性件相连。

如图4和图5所示，所述触发部包括拨动板71、旋转板72，所述拨动板与所述第一液压伸缩件相平行，所述前纵梁的前端设置有安装槽，所述旋转板的中部与所述安装槽的侧壁的中部转动连接；所述第一液压***包括设置在所述前纵梁内的液压缸81、设置在所述液压缸中的后挡块82、液压杆83、前挡块84，所述前挡块84设置在所述安装槽中且与所述旋转板72相对，所述液压杆的一端与所述后挡块垂直相连，所述液压杆的另一端穿出所述液压缸与所述前挡块84垂直相连；所述拨动板与所述安装槽的侧壁的上部转动连接，所述拨动板71的下端位于所述旋转板与所述前挡块之间，所述拨动板的上端延伸至所述安装槽外。采用此方案，当车辆发生碰撞时，将会撞击到拨动板的上端，使得拨动板顺时针转动，而通过拨动板的下端推动旋转板进行逆时针转动，利用旋转板的下端推动前挡块向车辆后方移动，以通过液压杆推动后挡块也向车辆右方移动，使得液压缸中的液压油注入液压筒中，从而通过支撑杆和弹性件推动地板下纵梁向门槛靠近。可以理解的是，液压缸设置在前纵梁内，液压筒的下端穿过前纵梁后与位于前纵梁内的液压缸相连通；图4和图5中仅示出了液压缸，没有示出前纵梁。

具体地，所述第一液压伸缩件51和所述第二液压伸缩件61的个数均为三个，各所述第一液压伸缩件与各所述第二液压伸缩件一一相对设置。可以理解的是，第一液压***还包括回流管85，回流管的两端分别与液压缸的两端相连，以便于液压油能够由液压缸的一端回流到液压缸的另一端；第二液压***与第一液压***的结构基本相同，即如图6所示，第二液压***包括液压油缸91、液压推杆92、后推板93、前推板94、回油管95，通过前推板推动活动段从门槛的前端口中伸出；图6中未示出门槛。

本发明在车辆发生大接触正面碰撞中，保持常规承载结构如地板下纵梁、前纵梁、门槛进行吸能。在小接触面的偏置碰撞中，门槛前端的活动段前伸，顶在轮胎上，从而增加压溃空间；同时，活动段顶到轮胎上时，实现轮胎变形吸能，地板下纵梁也能够实现承载撞击；活动段的前端口为封闭口，使得活动段能够更好的对轮胎进行支撑。在未发生碰撞时，活动段不伸出，不会影响轮胎的使用，而在碰撞时活动段伸出后能做到门槛吸能、轮胎吸能、轮胎受约束，从而提高车辆的安全性。

可以理解的是，在车辆发生小接触面的偏碰时，两车之间不同的接触面积，产生不同的碰撞程度，拨动板向车辆后方转动的角度不一样，如图10中的虚线所示出的拨动板在碰撞后的两个位置，使得地板下纵梁向上旋转的角度和活动段伸出的长度也不一样，从而通过拨动板实现活动段对小偏置碰撞时车轮轮胎的精准阻挡，保证碰撞传力的最合理化。

由于门槛21本身的刚度很高，可以视为刚性部件，门槛前端的活动段23伸出后，卡销24弹出并随活动段23一起向外移动，此时卡销远离门槛的前端面27，如图8和图9所示；当轮胎受到碰撞后挤压活动段23，活动段顺势逐渐缩回到门槛21的前端中，当卡销24与门槛的前端面27挡接后，活动段23不再回缩，利用活动段上位于挡板与卡销之间的部分产生压溃进行吸能。在实际应用中，可以根据车辆性能需要灵活设计挡板与卡销之间的距离。

以上仅是本发明的优选实施方式，需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种车辆碰撞吸能装置，其特征在于，其包括前纵梁、地板下纵梁、横梁、与所述前纵梁相平行的门槛，所述地板下纵梁位于所述前纵梁与所述门槛之间，所述地板下纵梁的后端与所述横梁的中部转动连接；所述横梁的两端分别与所述门槛的后端和所述前纵梁的后端相连；所述地板下纵梁的前端的一侧通过第一液压伸缩件与所述前纵梁相连，所述地板下纵梁的前端的另一侧通过第二液压伸缩件与所述门槛相连，所述第一液压伸缩件与所述第二液压伸缩件相对设置；所述前纵梁的前端设置有触发部，所述前纵梁上设置有与所述第一液压伸缩件相连的第一液压***；所述门槛的前端内滑动设置有活动段，所述门槛上设置有与所述第二液压伸缩件和所述活动段均相连的第二液压***；当所述触发部被碰撞时，将触发所述第一液压***推动所述第一液压伸缩件伸长，使所述地板下纵梁的前端向靠近所述门槛的方向移动，以将第二液压伸缩件压缩，促使第二液压***推动所述活动段从所述门槛的前端口中伸出，从而在未撞击到门槛时，先利用伸出门槛的活动段在承受撞击时发生的变形来起到吸能作用；

所述触发部包括拨动板、旋转板，所述拨动板与所述第一液压伸缩件相平行，所述前纵梁的前端设置有安装槽，所述旋转板的中部与所述安装槽的侧壁的中部转动连接；所述第一液压***包括设置在所述前纵梁内的液压缸、设置在所述液压缸中的后挡块、液压杆、前挡块，所述前挡块设置在所述安装槽中且与所述旋转板相对，所述液压杆的一端与所述后挡块垂直相连，所述液压杆的另一端穿出所述液压缸与所述前挡块垂直相连；所述拨动板与所述安装槽的侧壁的上部转动连接，所述拨动板的下端位于所述旋转板与所述前挡块之间，所述拨动板的上端延伸至所述安装槽外。

2.根据权利要求1所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述活动段上设置有弹性限位机构，所述弹性限位机构包括弹簧和卡销，所述活动段上设置有凹槽，所述弹簧的一端与所述凹槽的底部相连，所述弹簧的另一端与所述卡销相连；所述卡销具有位于所述凹槽内的第一位置、伸出所述凹槽的第二位置。

3.根据权利要求2所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述活动段的外表面上设置有环状的加强筋。

4.根据权利要求2所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述活动段的前端口为封闭口。

5.根据权利要求1所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述第一液压伸缩件包括液压筒、支撑杆、弹性件，所述支撑杆滑动设置在所述液压筒中，所述液压筒的一端与所述第一液压***相连通；所述弹性件的一端与所述地板下纵梁相连，所述弹性件的另一端穿过所述液压筒上远离所述第一液压***的一端与所述支撑杆的上端相连。

6.根据权利要求5所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述支撑杆包括第一圆块、第二圆块、连接杆，所述连接杆的两端分别与所述第一圆块和所述第二圆块垂直相连，所述第一圆块、所述第二圆块、所述连接杆共同构成工字型结构；所述第一圆块和所述第二圆块分别与所述液压筒的内壁滑动配合，所述弹性件与所述第一圆块相连。

7.根据权利要求1至6任一项所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述第一液压伸缩件和所述第二液压伸缩件的个数均为三个，各所述第一液压伸缩件与各所述第二液压伸缩件一一相对设置。

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