專利名稱：一種適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車(chē)用裝置，特別是適用于小型汽車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，屬汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，輕量化成為汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)主流方向。小型汽車(chē)的安 全性、舒適性、環(huán)保性是現(xiàn)代汽車(chē)的重要質(zhì)量指標(biāo)，提高汽車(chē)在碰撞情況下的安全性和經(jīng)濟(jì) 性已經(jīng)成為汽車(chē)被動(dòng)安全性研究的重要課題。汽車(chē)保險(xiǎn)杠是在汽車(chē)發(fā)生碰撞事故時(shí)最大限 度保護(hù)乘員安全的重要部件，其主要構(gòu)成包括橫梁和連接于橫梁與車(chē)體安裝板之間的吸能 器。吸能器是在汽車(chē)受到撞擊時(shí)以其壓縮變形來(lái)充分吸收碰撞動(dòng)能及減小最大撞擊力以緩 和沖擊的部件，為提高吸能器的吸能功效，生產(chǎn)企業(yè)通常是通過(guò)提高材料的力學(xué)吸能、加大 吸能器斷面尺寸和改進(jìn)吸能器結(jié)構(gòu)形狀等幾個(gè)方面入手。參看圖3、圖4，這是兩種常用的 鋁合金吸能器結(jié)構(gòu)示意圖，其工藝過(guò)程均是由鋁型材直接擠壓成型后，再經(jīng)過(guò)熱處理提高 力學(xué)性能，最后經(jīng)過(guò)切斷和切角工序得到適用的長(zhǎng)度和角度。其中，圖3所示吸能器斷面形 狀簡(jiǎn)單，吸能器骨架相對(duì)單薄，抗變型能力弱，因此需要通過(guò)增加長(zhǎng)度尺寸和斷面尺寸達(dá)到 產(chǎn)品的吸能要求；圖4所示吸能器為六邊形，其芯部骨架也是六邊形，這種結(jié)構(gòu)相比圖1吸 能器吸能效果要好，但其結(jié)構(gòu)形狀導(dǎo)致斷面尺寸較大，而且傳遞受力欠均勻。輕量化小型汽 車(chē)，由于汽車(chē)前部結(jié)構(gòu)緊湊，留給安裝吸能器的空間有限，現(xiàn)有吸能器結(jié)構(gòu)難以達(dá)到既保證 吸能效果又能適應(yīng)汽車(chē)安裝空間的要求，若為了減小吸能器尺寸，一味追求提高材料的力 學(xué)性能，則勢(shì)必會(huì)大大增加產(chǎn)品成本。因此改進(jìn)吸能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其在同等條件下具備更 高的吸能效果，是解決上述問(wèn)題的優(yōu)選方案。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型用于解決上述已有技術(shù)之缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)形狀更為合理緊湊、傳 遞力均勻的適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器。本實(shí)用新型所稱問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案解決的一種適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，構(gòu)成包括吸能器殼體和位于殼體內(nèi) 的骨架，其特別之處是所述吸能器殼體的橫截面為對(duì)稱的八邊形，該八邊形由兩條相互對(duì) 應(yīng)的長(zhǎng)邊、兩條相互對(duì)應(yīng)的短邊和連接長(zhǎng)短邊的四條角邊構(gòu)成；所述吸能器骨架橫截面為 橢圓形，在殼體與骨架之間設(shè)有四根加強(qiáng)筋條，各加強(qiáng)筋條分別由殼體長(zhǎng)邊、短邊中部向骨 架延伸并與其接合。上述適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，所述吸能器殼體斷面尺寸如下兩 條對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)邊間距L為60-63毫米，兩條對(duì)應(yīng)的短邊間距B為70-72毫米，兩條對(duì)應(yīng)的角邊 間距A為68-70毫米；所述吸能器骨架斷面尺寸如下橢圓形骨架長(zhǎng)徑Dl為54-56毫米，橢 圓形骨架短徑D2為44-46毫米。上述適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，所述吸能器與保險(xiǎn)杠的接觸面為斜面、與車(chē)體安裝板接觸面為平面，吸能器高側(cè)面尺寸Hl為70-72毫米，矮側(cè)面尺寸H2為
59-61毫米。上述適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，所述吸能器為鋁合金材質(zhì)，其抗拉 強(qiáng)度≥215Mpa ；屈服強(qiáng)度≥170Mpa ；延伸率≥10%。本實(shí)用新型產(chǎn)品針對(duì)現(xiàn)有吸能器結(jié)構(gòu)難以兼顧輕量化小型汽車(chē)狹小安裝空間和 保證高效吸能雙重要求問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種專用于小型汽車(chē)保險(xiǎn)杠的吸能器。所述吸能器斷 面形狀為八邊形殼體和由四根加強(qiáng)筋條連接的橢圓形骨架，該結(jié)構(gòu)可以使吸能器整體受力 均勻，避免因局部受力過(guò)大而造成碰撞潰變，吸能器骨架采用盡量與殼體形狀匹配且接近 圓形的橢圓形，可以在吸能器受力時(shí)更好的把力進(jìn)行分解，并按照外形均勻傳遞。此外，該 吸能器采用鋁合金6063經(jīng)過(guò)T6處理，材料抗拉強(qiáng)度≥ 215Mpa ；屈服強(qiáng)度≥170Mpa ；延伸率 ≥10%，通過(guò)增加產(chǎn)品剛性，增強(qiáng)其抗變形能力。與現(xiàn)有同類型吸能器相比，本實(shí)用新型吸 能器在大大減小外形尺寸、滿足小型車(chē)安裝空間的同時(shí)，仍可以保證高效吸能的要求，高速 碰撞仿真分析結(jié)果表明，該吸能器用于小型于汽車(chē)上在經(jīng)受碰撞力時(shí)，左、右吸能盒及保險(xiǎn) 杠縱向力、橫向力均可達(dá)到相應(yīng)規(guī)范及汽車(chē)廠家要求。
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3、圖4是兩種現(xiàn)有吸能器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為右側(cè)吸能器在高速碰撞仿真試驗(yàn)中的力_侵入量曲線；圖6為左側(cè)吸能器在高速碰撞仿真試驗(yàn)中的力_侵入量曲線；圖7為保險(xiǎn)杠在高速碰撞仿真試驗(yàn)中的力-侵入量曲線。附圖中標(biāo)號(hào)如下1.殼體短邊，2.殼體長(zhǎng)邊，3.加強(qiáng)筋條，4.吸能器骨架，5.殼體 角邊。
具體實(shí)施方式
參看圖1、圖2，本實(shí)用新型所述吸能器由八面體殼體和位于殼體內(nèi)的橢圓形截面 骨架構(gòu)成。吸能器殼體的橫截面為對(duì)稱的八邊形，該八邊形由兩條相互對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)邊2、兩條 相互對(duì)應(yīng)的短邊1和連接長(zhǎng)短邊的四條等長(zhǎng)的角邊5構(gòu)成，殼體的非正八面體設(shè)計(jì)，主要是 從吸能器安裝空間的要求考慮。吸能器骨架4的橫截面采用盡量與殼體形狀匹配且接近 圓形的橢圓形設(shè)計(jì)，在殼體與骨架之間設(shè)有四根加強(qiáng)筋條3，各加強(qiáng)筋條分別由殼體長(zhǎng)邊、 短邊中部向骨架延伸并與其接合。吸能器的各部分面尺寸如下兩條對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)邊間距L為
60-63毫米，兩條對(duì)應(yīng)的短邊間距B為70-72毫米，兩條對(duì)應(yīng)的角邊間距A為68-70毫米； 所述吸能器骨架斷面尺寸如下橢圓形骨架長(zhǎng)徑Dl為54-56毫米，橢圓形骨架短徑D2為 44-46毫米。吸能器與保險(xiǎn)杠的接觸面為斜面、與車(chē)體安裝板接觸面為平面，吸能器高側(cè)面 尺寸Hl為70-72毫米，矮側(cè)面尺寸H2為59-61毫米。本實(shí)用新型產(chǎn)品與現(xiàn)有產(chǎn)品相比外形尺寸減小，特別是長(zhǎng)度尺寸大幅度減小，如 相對(duì)于圖3、圖4吸能器，長(zhǎng)度尺寸可減小20-30毫米，完全可以滿足小型汽車(chē)安裝空間。常 規(guī)吸能理念分析，吸能器長(zhǎng)度尺寸減短，即降低了吸能距離，縮短了吸能時(shí)間，造成總的吸能量減少；同時(shí)斷面尺寸減小，降低了產(chǎn)品的剛性，減小了支撐面積，加快了產(chǎn)品變形，從而 造成還沒(méi)有達(dá)到吸能要求產(chǎn)品就已經(jīng)潰變。本實(shí)用新型吸能器外部輪廓(殼體)采用八 面體結(jié)構(gòu)，該外部輪廓趨近于圓，有利于受力時(shí)更好的把力進(jìn)行分解，并且按照外形均勻傳 遞，使整個(gè)產(chǎn)品受力均勻，避免局部受力過(guò)大而造成風(fēng)險(xiǎn)。由于受力是沿這八個(gè)面?zhèn)鬟f，比 較六面體和長(zhǎng)方形來(lái)說(shuō)，傳遞更均勻，受力更均勻，同時(shí)當(dāng)外力傳遞到吸能器內(nèi)部時(shí)，在殼 體的四個(gè)受力面上都有一條加強(qiáng)筋，保證力可以直接傳遞到內(nèi)部骨架上，相當(dāng)于對(duì)吸能器 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了二次加強(qiáng)。內(nèi)部骨架采用接近圓形的橢圓結(jié)構(gòu)，一來(lái)可以盡量與殼體形狀匹配， 二來(lái)吸取圓形在受力時(shí)可以把力進(jìn)行均勻分解、并按照外形均勻傳遞的特點(diǎn)，在受力方面 相比其它形狀更為合理。本實(shí)用新型吸能器當(dāng)外部殼體受力后，可以將力直接傳遞到內(nèi)部骨架上，而骨架 的橢圓形結(jié)構(gòu)又會(huì)把力分解沿其形狀傳遞，同時(shí)又通過(guò)加強(qiáng)筋條把受到的力傳遞給殼體沒(méi) 有直接受力的部位，這樣，殼體受力后沿外形傳遞，同時(shí)又向內(nèi)部骨架傳遞，同時(shí)通過(guò)內(nèi)部 的吸能和傳遞又把一部分力傳遞給沒(méi)有直接受力的殼體其它部位，形成了受力過(guò)程中先外 部吸能、然后內(nèi)部吸能、最后再傳遞一部分到非主受力面的外部輪廓，形成外部-內(nèi)部-外 部受力循環(huán)，從而增強(qiáng)了承受碰撞力的能力，提高了吸能效果。參看圖5-7，這是所述吸能器安裝于車(chē)體上后，右側(cè)、左側(cè)吸能器和保險(xiǎn)杠高速碰 撞仿真試驗(yàn)的力-侵入量曲線圖。當(dāng)車(chē)身受到碰撞力時(shí)，該力可分解為X、Y、Z三個(gè)方向的 分力，其中X向分力為垂直指向車(chē)頭且與車(chē)身平行；Y向分力為平行于車(chē)頭且與車(chē)身平行；Z 向分力為垂直車(chē)身(沿車(chē)身高度方向)。在圖5中，Xl表示坐標(biāo)X方向力，Yl表示坐標(biāo)Y方向力，Zl表示坐標(biāo)Z方向力。 由圖5右側(cè)吸能器高速碰撞仿真試驗(yàn)的力-侵入量曲線可見(jiàn)，X向分力為80. 6KN，滿足85KN 的規(guī)范要求；Y向分力為9. 2KN，滿足IOKN的規(guī)范要求；Z向分力為5. 7KN，滿足IOKN的規(guī)范 要求.。在圖6中，X2表示坐標(biāo)X方向力，Y2表示坐標(biāo)Y方向力，Z2表示坐標(biāo)Z方向力。 由圖6左側(cè)吸能器高速碰撞仿真試驗(yàn)的力-侵入量曲線可見(jiàn)，X向分力為14. 3KN，滿足85KN 的規(guī)范要求；Y向分力為9. 5KN，滿足IOKN的規(guī)范要求；Z向分力為6. 5KN，滿足IOKN的規(guī)范 要求.。在圖7中，XNl表示吸能盒的吸能隨侵入量的變化曲線，HLl表示橫梁的吸能隨侵 入量的變化曲線，zm表示保險(xiǎn)杠的總吸能隨侵入量的變化曲線。由圖7保險(xiǎn)杠高速碰撞 仿真試驗(yàn)的力-侵入量曲線可見(jiàn)，吸能盒總體吸能為7. 1KJ，大于汽車(chē)廠家不小于5KJ的要 求。
權(quán)利要求一種適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，它包括吸能器殼體和位于殼體內(nèi)的骨架，其特征在于所述吸能器殼體的橫截面為對(duì)稱的八邊形，該八邊形由兩條相互對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)邊(2)、兩條相互對(duì)應(yīng)的短邊(1)和連接長(zhǎng)短邊的四條角邊(5)構(gòu)成；所述吸能器骨架(4)橫截面為橢圓形，在殼體與骨架之間設(shè)有四根加強(qiáng)筋條(3)，各加強(qiáng)筋條分別由殼體長(zhǎng)邊、短邊中部向骨架延伸并與其接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，其特征在于所述 吸能器殼體斷面尺寸如下兩條對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)邊間距L為60-63毫米，兩條對(duì)應(yīng)的短邊間距B為 70-72毫米，兩條對(duì)應(yīng)的角邊間距A為68-70毫米；所述吸能器骨架斷面尺寸如下橢圓形 骨架長(zhǎng)徑Dl為54-56毫米，橢圓形骨架短徑D2為44-46毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，其特征在于 吸能器與保險(xiǎn)杠接觸的面為斜面、與車(chē)體安裝板接觸的面為平面，吸能器高側(cè)面尺寸Hl為 70-72毫米，矮側(cè)面尺寸H2為59-61毫米。
專利摘要一種適用于小型車(chē)的高效吸能保險(xiǎn)杠吸能器，用于解決兼顧小型汽車(chē)狹小安裝空間和保證高效吸能雙重要求問(wèn)題。它包括吸能器殼體和位于殼體內(nèi)的骨架，改進(jìn)后吸能器殼體的橫截面為對(duì)稱的八邊形，該八邊形由兩條相互對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)邊、兩條相互對(duì)應(yīng)的短邊和連接長(zhǎng)短邊的四條角邊構(gòu)成；吸能器骨架橫截面為橢圓形，在殼體與骨架之間設(shè)有四根加強(qiáng)筋條，各加強(qiáng)筋條分別由殼體長(zhǎng)邊、短邊中部向骨架延伸并與其接合。本實(shí)用新型吸能器結(jié)構(gòu)可以使吸能器整體受力均勻，避免因局部受力過(guò)大而造成碰撞潰變。與現(xiàn)有同類型吸能器相比，本實(shí)用新型吸能器在大大減小外形尺寸、滿足小型車(chē)安裝空間的同時(shí)，仍可以保證高效吸能的要求。
文檔編號(hào)B60R19/18GK201769774SQ20102050302
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者徐鋒, 王志光 申請(qǐng)人:凌云工業(yè)股份有限公司