[发明专利]汽车侧轨压溃罐紧固组件

说明书

适于将保险杠梁联接至侧轨的车辆压溃罐，其包括：包括前部和后部的中空盒结构，前部包括支架组件或适于被联接至支架组件，支架组件适于被联接至保险杠梁，后部适于被设置在侧轨内并限定出多个侧向孔；以及一个或更多内部套筒，其被设置在盒结构内并限定出与盒结构的多个侧向孔对准的多个侧向通道；当盒结构的后部被设置在侧轨内并且共同地接收穿过其中的多个螺栓时，盒结构的多个侧向孔以及一个或更多内部套筒的多个侧向通道适于与由侧轨限定的多个孔对准。

技术领域

本公开总体上涉及汽车领域。更具体地，本公开涉及一种用于将保险杠梁和压溃罐联接至车辆的侧轨或其它纵向轨的汽车侧轨压溃罐紧固组件。

背景技术

在汽车工程中，存在若干困难的载荷情况处理，但是偏置可变形障碍(ODB)冲撞是最困难的情况之一，其组合不对称载荷和高能级。通常，问题不在于车辆的撞击侧上，而是在于车辆的非撞击侧上。对此的解释很简单：车辆结构(即，压溃罐(或冲撞盒)和侧轨)的一侧式变形迫使在撞击侧上所附接的保险杠梁向后，这进而导致在非撞击侧上的压溃罐上的拉力。所得的弯矩必须被非撞击侧上的压溃罐的外侧吸收。通过扩展，由此可见，改进的ODB性能的一个重要方面归结为压溃罐与侧轨之间周全的连接设置，以避免保险杠系统被撕开。更重要的是，该连接设置必须能够以有效的方式分布轴向载荷和弯矩二者。

汽车工业内对于前保险杠系统设计的一个众所周知的概念是插入型附接，在这种情况下压溃罐被插入前侧轨中(在纵向方向上)，并且然后随后被螺栓连接就位，提供诸如低重量和降低的成本的益处。然而，对于该插入型附接存在显著的缺点，尤其是关于ODB载荷情况。为了将插入型压溃罐附接到侧轨，压溃罐总体上在内部后部中具有某种套筒设计，其主要目的是提供围绕出于耐用性和安全性原因所使用的贯穿螺栓的夹紧力。最通常的，这些内部套筒经由压铆(clinching)或某种简单的热结合被机械地固定到相关联的压溃罐，只为了将套筒保持就位，直到螺栓被固定。该设计途径忽视了两个非常关键的方面。

通过不将内部套筒刚性地连接到压溃罐(在微观水平上)，根本的设计挑战归结为应对高的孔边缘压力以避免保险杠系统从侧轨撕开。由于所涉及的高能量，这极其困难，并且不幸地结果是保险杠系统最终在车辆的非撞击侧上脱离，其中套筒和螺栓撕裂并撕离相关联的压溃罐。当然，这种结构性崩溃具有巨大的负面影响，留下车辆对于不受控的失控入侵脆弱，伴随对车辆乘员潜在的严重影响。

由于没有认识到内部套筒设计和连接的重要性，相当大量的材料没有得到充分利用，在这种情况下，转化为比否则可能实现的性能低的性能。或者，从另一个角度看，要达到与本公开相同的性能水平，会必须在更复杂的设置中添加更多的材料，或者在最坏的情况场景中，寻求总体的计量提升(up-gaging)，这驱使较高的重量和成本。从业务和环境的观点来看，这总体上是不希望的。

除了插入型保险杠系统之外，另一种常见的途径是所谓的X安装型(简称X型)。顾名思义，该保险杠系统在车辆的x方向(即，纵向方向)上相对于侧轨安装和组装，这通过引入背板(一个在压溃罐的后部中并且一个在相关联的侧轨的前部中)而成为可能，通过该背板保险杠背板被螺栓连接到相关联的侧轨前板，由此完成连接。这种设置的优点是改进的ODB性能，因为非撞击侧上的载荷由螺栓中的轴向力承载，而不是如插入型设置中通过孔边缘压力承载。该设计的主要缺点是其增加重量和成本，因为需要两个新的相对较大的部件用于在纵向方向上建立连接接口。因此，出于乘客安全性原因，有益的是找到一种改进的插入型设计以抑制重量和成本，同时匹配或超过X型连接的性能水平。

最后，如每个汽车工程师敏锐地意识到(通常是痛苦地意识到)的，以更广阔的视野考虑结构和系统非常重要。在这前面，本公开提供若干重要的优点。

本公开的首要功能是避免压溃罐与侧轨之间的分离，尤其是在ODB冲撞中。预期的设计平衡是将薄弱环节转移至压溃罐与保险杠梁之间的接口。这背后的逻辑推理是消除撕开的压溃罐涉及的断裂力学行为，并实现一种较简单的场景，该场景涉及严重弯曲的保险杠梁，可以在计算机仿真中更容易地对其进行预测并在物理验证阶段期间进行调整。