[发明专利]具有两种吸能模式的汽车保险杠

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车保险杠的吸能装置，属于汽车碰撞安全技术领域，能同时满足不同碰撞工况下对汽车保险杠刚度的不同要求，如行人保护和低速碰撞保护的要求。

背景技术

汽车前端保险杠是影响汽车安全性指标的重要部件。现行的汽车安全法规要求，当被测试汽车和与自身质量相等的障碍物以较低速度碰撞时，汽车保险杠的吸能结构能吸收大部分碰撞能量，从而降低汽车受损程度。同时，行人碰撞保护设计在我国汽车产品的开发中也日益受到重视，法规要求汽车保险杠系统与行人腿部发生碰撞时，碰撞加速度不能过高，这就要求汽车保险杠的吸能结构能对行人腿部冲击提供合适的缓冲。

一般的保险杠结构(见发明EP1300293A9)如图2所示，包括保险杠横梁4，吸能结构23，保险杠外罩1。现有的汽车保险杠中应用最广泛的吸能结构是泡沫。汽车保险杠结构布置要求紧凑，所以吸能结构的布置空间是有限的。

研究表明，在有限的泡沫布置空间内，满足低速碰撞要求的汽车保险杠泡沫刚度较大，这种保险杠结构与行人腿部碰撞，容易造成行人腿部严重受伤；同样的，满足行人腿部保护要求的泡沫，由于刚度较小，往往不能满足低速碰撞的要求。

为了满足两种碰撞安全法规的要求，一种折中的方法是通过对泡沫的几何和材料参数优化，设计一种泡沫结构，使得行人碰撞损伤结果和低速碰撞结果都可接受。但是用这种方法设计的保险杠在行人保护试验中的响应和低速碰撞试验中的响应都不会太好。

此外，也有新型设计通过两段刚度的方法(发明CN101306671)同时满足行人保护要求和低速碰撞保护要求。两段弹簧在汽车前端前后串联布置，刚度较小的弹簧布置在前，刚度较大的弹簧布置在后。当汽车与行人发生碰撞时，保险杠中刚度较小的弹簧变形；当汽车与障碍物以较低速度碰撞时，两段弹簧共同变形，吸收较多的能量。这种设计由于占用了汽车前端的几何空间，在实际应用中影响了汽车的布置紧凑性。

因此，一种具有两种吸能模式的汽车保险杠吸能结构能够解决不同碰撞工况对保险杠刚度的不同要求。

发明内容

由于汽车低速碰撞保护设计要求和行人保护设计要求相悖，现有车型保险杠吸能结构不能同时满足两种碰撞法规检测的要求。此外，由于汽车前端结构设计空间有限，所以通过设计组合刚度的吸能结构同时满足两种碰撞法规的方法有局限性。

本发明的特征在于，是一种能同时满足行人保护和低速碰撞保护要求的汽车保险杠，含有：保险杠蒙皮1、上吸能块21和下吸能块22、上层硬结构31和下层硬结构32以及保险杠防撞梁4，其中：

上吸能块21和下吸能块22，都是泡沫塑料块，截面形状是包含矩形、梯形在内的多边形，

上层硬结构31和下层硬结构32，都呈半圆弧杆状，是一种包含钢或铝在内的金属杆，截面形状是包含矩形、梯形在内的多边形，所述上层硬结构31和下层硬结构32上、下交叉地布置在所述上吸能块21和下吸能块22之间，

保险杠防撞梁4，在所述保险杠防撞梁4和所述保险杠蒙皮1之间是被夹的所述上下依次配置的上吸能块21、上层硬结构31和下层硬结构32和下吸能块22。

本发明提出了一种具有两种吸能模式的新保险杠吸能结构，在行人保护工况下保险杠吸能结构刚度较小，而在低速碰撞工况下吸能结构刚度可以很大，从而能够同时满足低速碰撞法规和行人保护法规的设计要求。该吸能结构将保险杠的多目标刚度设计问题进行了解耦，为企业针对不同碰撞安全法规要求进行保险杠设计提供了更优的设计对策。

附图说明

图1——新型保险杠吸能结构的Z向视图；

图2——某传统保险杠结构示意图(源自发明EP1300293A9)；

图3——新型保险杠吸能结构的A-A截面剖视图；

图4——上层硬结构31和下层硬结构32中的半圆弧杆状结构示意图；

图5——保险杠低速碰撞试验工况的Z向视图；

图6——保险杠低速碰撞试验工况的Y向剖面图；

图7——保险杠低速碰撞试验前的Z向视图；

图8——保险杠低速碰撞试验后的Z向视图；

图9——保险杠与行人腿部碰撞试验前的Z向视图；

图10——保险杠与行人腿部碰撞试验后的Z向视图；

图11——R42低速碰撞和GTR行人腿碰撞工况中吸能结构的刚度曲线。

附图中的标志说明如下，