可壓縮式汽車防撞梁結構的製作方法

2023-06-11 00:37:31 4

本發明涉及汽車，尤其涉及一種可壓縮式汽車防撞梁結構。

背景技術：

汽車防撞梁是組成汽車碰撞安全的重要部件。作為碰撞中的主要吸能部件，防撞梁位於白車身的前部或後部，它與縱梁相連接，同時對白車身總成的扭轉剛度，彎曲剛度，nvh性能有重要影響。

現有的汽車防撞梁多是鋼結構或者鋁合金結構，且是剛性的。碰撞時，只有防撞梁本體發生形變才能吸能，在碰撞發生後經常需要更換防撞梁。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有防撞梁本體發生形變才能吸能的不足，提供一種可壓縮式汽車防撞梁結構。

以上技術問題是通過以下技術方案解決的：一種可壓縮式汽車防撞梁結構，包括前縱梁、位於前縱梁前方的防撞橫梁和吸能盒，所述吸能盒包括沿前後方向延伸的套筒、滑動密封連接在套筒內的活塞，所述活塞和所述套筒圍成主密封腔，所述主密封腔填充有流體，所述主密封腔設有洩壓孔，所述洩壓孔可向外拔出地連接有洩壓堵蓋；所述套筒和活塞二者，一者同所述防撞橫梁連接在一起、另一者同所述前縱梁連接在一起。當受到碰撞時活塞朝向套筒內部移動而壓縮主密封腔內的流體，起到吸能的作用。隨著活塞壓縮入套筒內的壓力的升高，流體將洩壓堵蓋衝開，流體從洩壓孔中流出而實現吸能；如果以上兩個過程能夠將碰撞能量消耗掉，則本發明能進行復原而再利用。如果以上兩過過程還不能夠消耗掉碰撞能量、則套筒或活塞等會產生變形而吸收能量，此時則本發明產生了不可逆轉的變形損壞。通過設置洩壓孔且連接上洩壓堵蓋，能夠提高碰撞吸能效果，如果不設置洩壓堵蓋，則碰撞吸能效果會減弱較多。

作為優選，所述套筒的後端焊有吸能盒封板，吸能盒封板通過連接螺栓同所述前縱梁連接在一起，所述活塞的前端焊接在防撞橫梁上，活塞上設有密封圈，活塞的後端穿設在所述套筒的前端內且通過所述密封圈同所述套筒密封連接在一起。

作為優選，所述活塞套設有蓋在所述套筒前端的密封蓋，所述密封蓋、密封圈、活塞和套筒圍成輔密封腔。當活塞受到碰撞而內壓時，輔密封腔的體積會增大而導致壓力下降，從而使得活塞受到的外推力較大，起到提高抗碰撞效果的作用。

作為優選，所述活塞的焊接面積為所述套筒的開口面積的80%以上。

作為優選，所述活塞為空心結構，在碰撞能量較大時，活塞能夠優先產生變形而吸能，起到最大限度地防止防撞橫梁變形的作用。

作為優選，所述活塞的前端和防撞橫梁之間的焊接為滿焊。

作為優選，所述洩壓堵蓋的外周表面上設有限壓凸環和防止洩壓堵蓋內插到套筒內的止脫凸環，限壓凸環和止脫凸環之間設有柱面密封段，所述洩壓堵蓋通過所述柱面密封段同所述限壓孔密封連接在一起，所述限壓凸環朝向密封段一端的端面為錐面，所述錐面的頂角小於180°。連接時的可靠性好。可通過改變頂角的大小使得產生的摩擦力不一樣，以改變被衝開需要的力大小。

作為優選，所述洩壓堵蓋包括外端封閉的內筒和套設在內筒為的外套管，所述內筒的內端和外套管的內端連接在一起而形成形變槽，所述限壓凸環和止脫凸環都設置的外套管的外周面。能夠提高裝配時的方便性和保證連接時的可靠性。

作為優選，所述活塞連接在所述防撞橫梁的後表面上。

作為優選，所述防撞橫梁的後表面上設有活塞連接平面，所述活塞連接平面平行整車坐標系的yz面。能夠提高裝配時的方便性。yz面是指沿車身的寬度方向延伸的豎平面。

作為優選，所述洩壓堵蓋為外端封閉形成底壁的圓筒形，所述洩壓堵蓋的內周面設有引導所述洩壓堵蓋轉動的葉片，所述套筒還轉動連接有同所述底壁對齊的用於將所述底壁從所述洩壓堵蓋上切下的環形刀片。當洩壓堵蓋產生噴出時會朝向環形刀片移動，環形刀片將洩壓堵蓋的底壁切斷使得流體經洩壓堵蓋內部流出且洩壓堵蓋同環形刀片抵接在一起，流體流出過程中在葉片的作用下使得洩壓堵蓋和環形刀片一起產生旋轉而起到吸能即消耗能量的作用。

本發明具有以下優點：通過流體作為介質吸收碰撞的能量，增加參與吸能的要素；吸收能量的大小是柔性的，漸進式增加，可以對不同的碰撞產生的能量大小，有不同應對措施，增加了可維修性，同時對行人的碰撞保護也提高了。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的俯視示意圖；

圖2為圖1的a—a剖視示意圖；

圖3為洩壓堵蓋和套筒的連接處的剖視放大示意圖；

圖4為本發明實施例二的局部示意圖。

圖中：前縱梁1、防撞橫梁2、活塞連接平面21、吸能盒3、套筒31、洩壓孔311、連接架312、平面軸承313、活塞32、密封圈321、吸能盒封板33、密封蓋34、連接螺栓35、洩壓堵蓋36、內筒361、外套管362、底壁363、形變槽364、限壓凸環365、限壓凸環朝向密封段一端的端面3651、止脫凸環366、柱面密封段367、葉片368、環形刀片37、連接套371、主密封腔s1、輔密封腔s2、限壓凸環朝向密封段一端的端面的傾角r。

具體實施方式

以下結合附圖與實施例對本發明做具體說明。

實施例一，參見圖1，一種可壓縮式汽車防撞梁結構，包括前縱梁1、防撞橫梁2和吸能盒3。

前縱梁1有兩根。兩根前縱梁1沿左右方向分布。

防撞橫梁2沿左右方向延伸。防撞橫梁2位於前縱梁1的前方。防撞橫梁2的左右兩端的後表面上都設有活塞連接平面21。活塞連接平面21平行整車坐標系的yz面。防撞橫梁2的中間超前凸起的弧形。

吸能盒3有兩個。兩個吸能盒3支撐在防撞橫梁2的左右兩端將防撞橫梁2同兩根前縱梁1連接在一起。具體為吸能盒3包括套筒31、活塞32、吸能盒封板33和密封蓋34。套筒31沿前後方向延伸。套筒31的後端同吸能盒封板33焊接而連接在一起。吸能盒封板33通過連接螺栓35擰在前縱梁1的螺紋孔內同前縱梁1可拆卸連接在一起。活塞32的後端穿設在套筒31的前端內。活塞32的後端以滿焊的方式焊接在活塞連接平面21上實現同防撞橫梁2的連接。密封蓋34套設在活塞32上且穿設在套筒31的前端內。

參見圖2，活塞32上設有密封圈321。密封圈321有兩道。活塞32通過密封圈321滑動密封連接在套筒31內。活塞32、套筒31、密封圈321和吸能盒封板33圍成主密封腔s1。主密封腔s1填充有流體、流體為空氣。主密封腔s1設有洩壓孔311。洩壓孔311可向外拔出地連接有洩壓堵蓋36。密封蓋34、密封圈321、活塞32和套筒31圍成輔密封腔s2。活塞32為空心結構。活塞的焊接面積（即軸向的投影面積）為套筒的開口面積的80%以上。

參見圖3，洩壓堵蓋36包括內筒361和外套管362。內筒361為僅外端設有底壁363進行封閉的。外套管362套設在內筒361外。內筒361的內端和外套管362的內端連接在一起而形成形變槽364。外套管362的外周面設有限壓凸環365和止脫凸環366。止脫凸環366用於防止洩壓堵蓋36經洩壓孔311壓入到套筒31內。限壓凸環365和止脫凸環366之間設有柱面密封段367。洩壓堵蓋36通過柱面密封段367同洩壓孔311密封連接在一起。限壓凸環朝向密封段一端的端面3651為錐面，錐面的頂角小於180°也即限壓凸環朝向密封段一端的端面的傾角r小於90°。

參見圖1到圖3，如果受到的碰撞能量大使吸能盒3變形，那麼本發明的吸能過程為：第一階段，活塞首先向套筒內移動使得洩壓堵蓋36被衝開，流體從洩壓孔噴出，產生動能，空氣克服大氣壓做功。

該階段吸收的碰撞能量ia=流體的動能ia1+空氣做功ia2。

第二階段，吸能盒3開始潰縮變形。該階段吸收的碰撞能量ib=活塞變形吸收的能量ib1+套筒變形吸收的能量ib2。

本發明吸收的總能量i=ia+ib。

假設主密封腔內的流體的最大動能為ia1max,空氣最大做功量為ia2max。那麼在碰撞能量i<ia1max+ia2max時，活塞和套筒不變形，本發明無損壞，只需要補充吸能流體即可，增加了可維修性。

實施例二，同實施例一的不同之處為：

參見圖4，內筒361的內周面設有當流體經內筒361內流過時引導洩壓堵蓋36轉動的葉片368。套筒31設有連接架312。連接架312通過平面軸承313轉動連接有環形刀片37。環形刀片37同底壁363對齊。環形刀片37的外直徑等於內筒261的內直徑。環形刀片37設有同形變槽364的連接套371。

使用過程從，如果洩壓堵蓋36噴出，在環形刀片37同底壁363接觸之前，連接套371先插入到形變槽364內進行定位、然後底壁363朝向環形刀片37靠攏而被切落，流體部分從內筒361流出而使得洩壓堵蓋36產生轉動（如果連接套371和形變槽364之間的卡接力大則環形刀片37也會一起進行轉動），起到增加消耗碰撞能量的作用。