[发明专利]人字形保险杠

说明书

所属技术领域

一种创新的车辆保险杠，其结构简单可靠，在车辆发生碰撞时，能有效地吸收和分解碰撞所产生的巨大能量。

背景技术

按装在车辆前后的保险杠，目前主要是二类，一类是平直形(2)，譬如一般的货车，轿车中的桑塔纳等所采用的保险杠。另一类是圆弧形(3)，譬如轿车中的奥的，凯美瑞等所采用的保险杠。此二类保险杠在车辆发生碰撞时，对车辆的防护作用有限。本发明的人字形保险杠(4)是不同于传统的保险杠，能有效地吸收和分解碰撞所产生的能量，对车辆及行车人员的防护具有明显优势。

在车辆的前后碰撞中，可归纳为二种主要的碰撞，一种是正面全碰撞，即车辆正面投影100％全复盖地相撞。另一种是部分碰撞，即车辆正面投影的一部分相撞，我国和其它国家碰撞测试中心对部分碰撞，采用车辆正面投影的40％复盖碰撞进行测试，用此方式测试的数据，比较有代表性。下面对本发明的人字形保险杠(4)与各类传统保险杠，在上述二种碰撞的情况下，所受到的撞击力进行比较。为使问题简单明了，下面的分析忽略磨擦力。

先比较车辆正面全部碰撞，即正面投影100％全复盖碰撞。当车辆发生正面全部碰撞时，车辆头部塌陷，同时吸收碰撞的能量。我们知道能量等于力和力所移动的距离乘积，同理碰撞能量等于碰撞时所受到的撞击力，乘以撞击力所移动的距离，即车辆受到碰撞后塌陷的距离，一般车头塌陷到前轮罩(1)停止。在同样的碰撞能量下，撞击力移动的距离越大，即塌陷的距离越大，撞击力就越小，对行车人员的伤害也相应减少，因此越大的塌陷距离，越具有优越性。图1对平直形车辆保险杠(2)，圆弧形车辆保险杠(3)，人字形车辆保险杠(4)进行比较。碰撞起始，即撞击物刚触及车辆保险杠的最前端开始，一直到车辆的前轮罩(1)，它们之间的距离，也就是撞击力所移动的距离，明显地看到人字形保险杠(4)移动的距离S3最大，而平直形保险杠(2)的移动距离S1最小。可见在同样碰撞能量下，人字形保险杠(4)所受到的撞击力最小。

再比较车辆部分碰撞，我们采用车辆正面投影40％复盖碰撞来分析。如图2，当发生碰撞时，平直形保险杠(2)的撞击力F1全部作用在车辆保险杠上，没有分力。圆弧形保险杠(3)对撞击力F2会产生一个分力F2a，但是分力比较小，减小对车辆的撞击力F2b有限。人字形保险杠(4)会对撞击力F3产生一个较大分力F3a，减小对车辆的撞击力F3b比较有效。

人字形保险杠(4)在行驶中撞到行人(5)，对所撞的行人(5)产生一个分力F4a，较大地减小对行人(5)的撞击力F4b，如图3，同时对行人(5)的撞击力F4b，可分解为一个向边侧的推力F4d，将被撞行人(5)推向边侧，防止车辆惯性前冲对行人(5)压轧，而产生进一步的伤害。

从以上分析可以明显地看到，人字形保险杠(4)优于传统的平直形(2)和圆弧形保险杠(3)。

发明内容

本发明由左右杠(11)(12)连接组成。一般情况下，左右杠(11)(12)由同一块钢板冲压弯折而成，在左右杠(11)(12)的连接处形成一个圆弧(19)，圆弧(19)的半径在2到100毫米之间选择，同时左右杠(11)(12)的上下折边(16)(17)分别相互碰靠并焊固(20)。左右杠(11)(12)之间形成的夹角，一般在60度到150度之间选择。选择角度越小，碰撞时人字形保险的优越性越大，但是会使车辆长度增加，选择角度越大，情况正好相反。

通常情况左右杠(11)(12)分别向外弧凸，即向外有点弯度，以增加强度，一般弧凸不超过100毫米。为进一步增加强度，在保险杠的前部内侧生有加强筋(14)(15)，加强筋(14)(15)可有一根或数根不等。人字形保险杠的两端用圆弧(18)或平面与车辆的两侧平滑过渡。在左杠(11)和右杠(12)之间横有拉伸杆(13)，拉伸杆(13)与左杠(11)和右杠(12)构成一个三角形，增加人字形保险杠的刚性。如果车辆在碰撞时的撞击力足够地大，大到能破坏拉伸杆(13)与左杠(11)右杠(12)之间所构成的三角形结构，使左杠(11)和右杠(12)之间扒开，即之间角度增大，此时拉伸杆(13)受到拉伸，起到角度增大时的阻力作用，防止左杠(11)和右杠(12)在没有阻力的情况下，角度突然增大，失去吸收碰撞能量的作用。拉伸杆(13)的材料和直径，决定左杠(11)和右杠(12)之间角度增大时的阻力大小，拉伸杆(13)采用延伸性较好的材料。