专利名称：汽车碰撞防护装置以及包括该碰撞防护装置的汽车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车碰撞防护装置，具体地，涉及一种包括保险杠横梁的汽 车碰撞防护装置。此外，本实用新型还涉及一种包括所述汽车碰撞防护装置的汽车。
背景技术：
随着社会的发展，人们对生活的要求越来越高。汽车作为当今社会重要代步工具， 人们对其性能要求日趋严格，其中汽车的安全性至关重要。从力学研究的角度出发，应当尽量提高车身强度以抵抗车身变形。然而，在车身强 度无法继续提高的情况下，就必须寻找其它解决方案。其中，汽车碰撞防护装置的结构是汽 车碰撞过程中安全性的关键。因此，从汽车研发阶段开始，设计人员必须考虑其结构设计是 否合理，是否安全可靠。为了尽量保证碰撞后乘员的安全，现代汽车车身前后部大多设置有较大的碰撞变 形区域和高强度的保险杠，以承受冲击力，吸收碰撞能量，以尽量减小乘员厢的变形，维护 乘员的安全。但是，就现有汽车的碰撞防护装置而言，其大多通过一个保险杠来承受碰撞冲击 力，虽然在保险杠的后部设置了较大的碰撞变形空间，但这些碰撞变形空间并不能吸收冲 击载荷，实际上，在这些汽车碰撞防护装置中，当汽车发生碰撞时，碰撞防护装置的载荷承 受能力仅仅取决于单独的一个保险杠的强度，并且吸收衰减碰撞冲击载荷也仅仅依赖于该 单个保险杠的塑性变形来实现。从最大程度保证乘客的安全和减小汽车损坏的角度而言，这是远远不够的。因为 在汽车碰撞过程中，碰撞冲击载荷是相当大的，仅仅通过单个保险杠来承受并衰减冲击载 荷是无法保证汽车安全性的。在实际的碰撞过程中，常见的情形是，在该单个的保险杠已经 变形到极限而被撕裂之后，碰撞载荷仍然非常大，以致碰撞过程继续进行，从而造成大量人 员伤亡，并严重损坏汽车发动机等重要部件。也就是说，上述现有技术的碰撞防护装置承受碰撞冲击载荷的能力不够，并且也 不能有效地缓冲衰减碰撞冲击载荷。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车碰撞防护装置，该汽车碰撞防护 装置不但具有优良的碰撞冲击载荷的承受能力，而且能够多层次缓冲衰减碰撞冲击载荷。本实用新型还要提供一种汽车，该汽车具有所述汽车碰撞防护装置，该汽车防护 装置安装在汽车的前部和/或后部。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种汽车碰撞防护装置，该汽车碰撞防护 装置包括保险杠横梁，其中，所述保险杠横梁通过缓冲变形板连接到车架上，其中所述保险 杠横梁和所述缓冲变形板连接成具有至少三道依次排列的碰撞防护面的结构，并且在该碰 撞防护面之间至少形成有两个碰撞变形空间。
3[0011]优选地，所述缓冲变形板包括第一缓冲变形板和第二缓冲变形板，并且所述保险 杠横梁为具有槽形横截面的板制件，所述第一缓冲变形板为具有矩形横截面的板制件，所 述第二缓冲变形板为弯折有预定角度的板制件，其中所述保险杠横梁、第一缓冲变形板以 及第二缓冲变形板依次连接，该保险杠横梁上的第一碰撞防护面、第一缓冲变形板上的第 二碰撞防护面以及第二缓冲变形板上的第三碰撞防护面相互平行，并且在该第一碰撞防护 面、第二碰撞防护面以及第三碰撞防护面之间形成有第一碰撞变形空间和第二碰撞变形空 间。该碰撞防护装置由于形成了至少三个碰撞防护面，并且相应地设置了至少两个碰 撞变形空间，其中构成三个碰撞防护面的板制件均能够承受碰撞冲击载荷，因此能够显著 地提高对碰撞冲击载荷的承受能力。并且，在碰撞冲击载荷较大时，通过构成三个碰撞防护 面的板制件的三级塑性变形，以层层缓冲衰减碰撞冲击载荷，因此能够有效地吸收消耗碰 撞动能，从而减小了汽车碰撞过程中车身的变形，保证了乘客和驾驶员的安全。另外，通过 改变该碰撞防护装置的截面形状、尺寸、壁厚和材料特性等参数，能够使其具有不同的强度 及缓冲吸能特性，从而满足不同汽车的安全性要求。有关本实用新型其它优选实施方式的 优点，将在下面的具体实施方式
部分详细描述。
21-第三连接翻边22-第二缓冲变形板的折弯部分具体实施方式
以下结合附图描述本实用新型汽车碰撞防护装置的具体实施方式
。需要说明的 是，本实用新型的汽车碰撞防护装置既可以是汽车的前碰撞防护装置，也可以是汽车的后 碰撞防护装置。此外，在以下的体实施方式的描述中，有关左、右等方位词仅是为描述方便 而采用的，但这些方位与汽车安装状态下的前、后、左、右方向是一致的。本实用新型的主要技术构思是在保险杠横梁1的后方设置多层缓冲变形板，以提 高对碰撞冲击载荷(尤其是正面碰撞或汽车追尾时的纵向冲击载荷)的承受能力，并形成 对碰撞冲击载荷的多层次缓冲衰减结构。为此，本实用新型采用的基本技术方案是将保险 杠横梁1通过缓冲变形板连接到车架上，其中保险杠横梁1和所述缓冲变形板连接成具有 至少三道依次排列的碰撞防护面的结构，并且在该碰撞防护面之间至少形成有两个碰撞变 形空间。在上述基本技术方案中，保险杠横梁1通过缓冲变形板连接到车架上，因为需要 在碰撞载荷的冲击方向上形成多层次的缓冲结构，因此车架的上表面一般还需要设置有伸 出的安装板、支架等中间连接件(未显示)，以使得缓冲变形板沿碰撞载荷的冲击方向上安 装为多层次的缓冲结构。为尽可能减少上述中间连接件，可以充分利用现有的地板骨架10。因此，更优选 地，保险杠横梁1通过所述缓冲变形板还连接到地板骨架10上。在该更优选的方案中，可 以省去上述安装板、支架等中间连接件，从而节省汽车的制造成本。在上述基本技术方案的基础上，
以下结合附图描述一种该汽车碰撞防护装置的优 选具体形式。该优选形式的碰撞防护装置主要包括保险杠横梁1、第一缓冲变形板2以及第二 缓冲变形板3。首先描述该优选形式的碰撞防护装置的各个部件的结构，这些部件主要是板 制件，例如钢板件、塑钢板等，以下的说明中主要以钢板件为例进行阐述。如图8所示，保险杠横梁1为具有槽型横截面的钢板件，该钢板冲压件可以通过冲 压工艺形成。由于在碰撞防护装置的安装过程中，优选采用焊接工艺，因此在保险杠横梁1 的槽口侧(即在保险杠横梁1的横截面的开口侧)的两个相对的侧板边缘可以形成有朝向 槽口外翻的第一连接翻边19，该第一连接翻边19在连接到下述的第一缓冲变形板2时贴靠 该第一缓冲变形板2上，以便进行焊接。为了增强该保险杠横梁1的强度，在该保险杠横梁 1上可以形成有加强筋16，在图8中该加强筋16主要形成在保险杠横梁的下表面上，当然 根据具体情况也可以形成在其它部位。该保险杠横梁1上具有第一碰撞防护面13，该第一 碰撞防护面13由与槽口侧相对的钢板部分(即在保险杠横梁1的横截面上与开口侧相对 的钢板部分)构成，在发生汽车碰撞时，该第一碰撞防护面13是所述碰撞防护装置首先与 碰撞物接触的面。一般情况下，因为该保险杠横梁1用于安装保险杠装饰件，而保险杠装饰 件一般与汽车的前围或后围的弧度相一致，因此所述保险杠横梁1沿汽车的横向方向也可 以形成有预定的弧度或曲率以安装保险杠装饰件，相应地，下述的第一缓冲变形板2和第 二缓冲变形板3也可以形成相同或相似的弧度或曲率。如图9所示，第一缓冲变形板2基本为具有矩形横截面的钢板件，如上所述，该钢板件沿横向方向形成有预定的弧度。当然，在该第一缓冲变形板2的左、右侧以及上端也可 以形成翻边之类的结构，以容易与车身左、右侧围板或地板骨架10的下表面连接。优选地， 该第一缓冲变形板2上也形成有加强筋17，在图9中，该加强筋17设置在第一缓冲变形板 2的中间区域。其中，该第一缓冲变形板1的与保险杠横梁1相连接的表面为第二碰撞防护 面14。如图10所示，第二缓冲变形板3为折弯的钢板件，在该第二缓冲变形板3的安装 状态下，其中该钢板件的一个折弯部分呈竖直状态，该竖直折弯部分的面向第一缓冲变形 部件1的表面构成第三碰撞防护面15，该钢板件的另一个折弯部分21与第三碰撞防护面 15形成预定的角度，该预定的角度可以为90°，但根据安装情况的需要，也可以形成为大 于或小于90°，因此该第二缓冲变形板3的横截面为L型或类似L型。为安装方便，构成 第三碰撞防护面15的折弯部分的边缘可以形成有第二连接翻边20，以贴靠在地板骨架10 的下表面以便焊接，另一个折弯部分21的边缘形成有向下的第三连接翻边22，以贴靠到第 一缓冲变形部件1上进行焊接。此外，该第二缓冲变形板2上也形成有加强筋18，在图10 中，该加强筋18由构成第三碰撞防护面15的折弯部分延伸到另一个折弯部分21上。以下描述该优选形式的碰撞防护装置的安装(实际安装过程并不局限于下述的 顺序)，以说明该碰撞防护装置的连接关系。]如图7所示，通过将保险杠横梁1的第一连接翻边19贴靠到第一缓冲变形板1 的第二碰撞防护面14上并将保险杠横梁1焊接到第一缓冲变形板1上，进而将第二缓冲变 形板2的第三连接翻边22贴靠到第一缓冲变形板1的与第二碰撞防护表面14相对的侧面 上，并将第二缓冲变形板2焊接到第一缓冲变形板1上，在该优选形式下，焊接后的保险杠 横梁1、第一缓冲变形板1以及第二缓冲变形板2使得三个碰撞防护面13，14，15相互平行 的依次排列，这样缓冲吸能效果更好。然后，如图1至图5所示，将焊接后的保险杠横梁1、 第一缓冲变形板1以及第二缓冲变形板2焊接到车架和地板骨架10上，其中第二缓冲变形 板2的两侧部位分别焊接到左、右车架纵梁6，7的端部，优选地，可以通过左、右连接板4，5 连接到左、右车架纵梁6，7的端部。该第二缓冲变形板2的上端焊接到地板骨架10的下表 面，在第二缓冲变形板2的上端形成有翻边20的情形下，焊接将更容易。此外，由于将第一 缓冲变形板1的上端焊接到地板骨架10的下表面将更有利于提高碰撞防护装置的冲击载 荷承受能力，因此优选地，该第一缓冲变形板1的上端也焊接到地板骨架10的下表面。更 优选地，第二缓冲变形板2的中间部位还可以焊接到车架的中纵梁8上，该中纵梁8连接到 车架的横梁9上，这可以进一步提高该优选形式的碰撞防护装置的强度，以提高碰撞冲击 载荷的承受能力。在上述连接状态下，如图6所示，在第一碰撞防护面13与第二碰撞防护面14之间 形成第一变形空间11，在第二碰撞防护面14和第三碰撞防护面15之间形成有第二变形空 间12，这些变形空间11，12提供构成第一碰撞防护面13的保险杠横梁1和构成第二碰撞防 护面14的第一碰撞变形板2受力变形时的移位区域。同时，在第二缓冲变形板2的后方， 由于车架纵梁6，7之间存在有供第二缓冲变形板2变形的空间，因此该第二缓冲变形板2 也具有足够的变形移位区域。下面参照图6描述该优选形式的汽车碰撞防护装置在汽车发生碰撞时的作用过 程(其中描述的作用过程仅是原理性的，在实际碰撞过程中受力状态是动态的)，以显示该
6碰撞防护装置的技术效果。在汽车发生碰撞时，碰撞冲击载荷首先对第一碰撞防护面13形成冲击，从而保险杠横梁1通过自身的强度承受巨大的冲击载荷，并开始发生塑性变形以缓冲吸收碰撞动 能。碰撞冲击载荷通过保险杠横梁1传递到第一缓冲变形板1上，尤其是在保险杠横梁1 达到变形极限而断裂时碰撞冲击载荷更会直接作用在第一缓冲变形板1的第二碰撞防护 面14上，该第一缓冲变形板1也开始发生弹性以至塑性变形以形成对碰撞冲击载荷的二级 衰减吸收。类似地，碰撞冲击载荷也会通过第一缓冲变形板2传递到第二缓冲变形板3上， 尤其是在第一缓冲变形板2达到变形极限而断裂时碰撞冲击载荷更会直接作用在第二缓 冲变形板3的第三碰撞防护面15上，该第二缓冲变形板3也开始发生弹性以至塑性变形以 形成对碰撞冲击载荷的三级衰减吸收。由此可见，在该优选形式的碰撞防护装置中，当汽车发生碰撞时，承受碰撞冲击载 荷的不仅仅是保险杠横梁1，同时还有第一缓冲变形板2和第二缓冲变形板3，因此碰撞冲 击载荷的承受能力大大增强，同时碰撞冲击载荷经过保险杠横梁1、第一缓冲变形板2和 第二缓冲变形板3的三级塑性变形的缓冲衰减将会大大降低，从而不会对汽车造成严重损 坏，并有效地保护汽车乘客和驾驶员的安全。本实用新型的汽车包括上述汽车碰撞防护装置，因此同样具有上述优点。本实用新型的基本技术方案是将保险杠横梁1通过缓冲变形板连接到车架和地 板骨架10上，其中保险杠横梁1和所述缓冲变形板连接为至少具有三个依次排列的碰撞防 护面，并且在该碰撞防护面之间至少形成有两个碰撞变形空间。在该基本技术方案的教导 下，可以具有多种具体形式的碰撞防护装置，而不仅仅局限于上述优选形式的碰撞防护装 置的结构。例如，在上述优选形式的碰撞防护装置中，可以将第一缓冲变形板2和第二缓冲 变形板3形成为一体，从而只采用一个具有U型横截面的缓冲变形板，通过上述连接方式， 同样可以实现将保险杠横梁1和所述缓冲变形板连接为至少具有三个依次排列的碰撞防 护面，并且在该碰撞防护面之间至少形成有两个碰撞变形空间。再如，在上述优选形式的碰 撞防护装置中，第一缓冲变形板1可以形成为具有槽型截面，而保险杠横梁1可以只是一块 钢板，将保险杠横梁1连接到第一缓冲变形板1的槽口侧，也能提供实现本实用新型碰撞防 护装置的另一种具体结构形式。这些简单的形状变化或连接关系变换均属于本实用新型的 保护范围。此外，根据需要，如果预计碰撞冲击载荷更大，则可以根据情况形成更多个碰撞防 护面，而不局限与上述优选形式的三个碰撞防护面，例如，在上述优选形式的碰撞防护装置 中，如果安装空间许可，可以增加设置一个缓冲变形板，从而可以形成四个碰撞防护面并在 该四个碰撞防护面之间形成三个变形空间。这种在本实用新型基本技术方案的启示下所进 行的简单增加或减少同样属于本实用新型的保护范围。并且，本实用新型的碰撞防护装置还可以根据需要改变缓冲变形板的截面尺寸、 材料和料厚，以抵御不同的冲击力，满足不同的性能要求。保险杠横梁1的宽度、高度可随 整车的长度、宽度而变化，第一、第二缓冲变形板可根据需要缩放面积，以达到与整车结构 相适应。以上描述了本实用新型的一些具体实施方式
，在不背离本实用新型基本技术构思 的情况下，本领域的技术人员可以对所述碰撞防护装置作出各种相应的改变和变形，例如采用铆接进行各部件之间的连接而不采用焊接等，但这些简单变型均属于本实用新型所附 权利要求的保护范围。
权利要求一种汽车碰撞防护装置，该汽车碰撞防护装置包括保险杠横梁(1)，其特征在于，所述保险杠横梁(1)通过缓冲变形板(2，3)连接到车架上，其中所述保险杠横梁(1)和所述缓冲变形板(2，3)连接成具有至少三道依次排列的碰撞防护面(13，14，15)的结构，并且在该碰撞防护面(13，14，15)之间至少形成有两个碰撞变形空间(11，12)。
2.根据权利要求1所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，所述保险杠横梁(1)通过所 述缓冲变形板(2，3)还连接到地板骨架(10)上。
3.根据权利要求2所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，所述缓冲变形板(2，3)包 括第一缓冲变形板(2)和第二缓冲变形板(3)，并且所述保险杠横梁(1)为具有槽形横截面 的板制件，所述第一缓冲变形板(2)为具有矩形横截面的板制件，所述第二缓冲变形板(3) 为弯折有预定角度的板制件，其中所述保险杠横梁(1)、第一缓冲变形板(2)以及第二缓冲 变形板(3)依次连接，该保险杠横梁(1)上的第一碰撞防护面(13)、第一缓冲变形板(2)上 的第二碰撞防护面(14)以及第二缓冲变形板(3)上的第三碰撞防护面(15)相互平行，并 且在该第一碰撞防护面(13)、第二碰撞防护面(14)以及第三碰撞防护面(15)之间形成有 第一碰撞变形空间(11)和第二碰撞变形空间(12)。
4.根据权利要求3所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，所述第一缓冲变形板(2)和 第二缓冲变形板(3)的上端分别连接到所述地板骨架(10)的下表面。
5.根据权利要求4所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，所述第二缓冲变形板(3)的 两侧部位分别连接到所述车架两侧的车架纵梁(6，7)的端部。
6.根据权利要求4所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，所述第二缓冲变形板(3)的 两侧部位分别通过连接板(4，5)连接到两侧的所述车架纵梁(6，7)的端部。
7.根据权利要求3所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，所述第二缓冲变形板(3)与 所述车架的横梁(9)之间连接有中纵梁(8)。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，所述保险杠横 梁(1)的与所述第一缓冲变形板(2)连接的部位形成有贴靠该第一缓冲变形板(2)的第一 连接翻边(19)，所述第二缓冲变形板(3)的与所述第一缓冲变形板(2)连接的部位形成有 贴靠该第一缓冲变形板(2)的第二连接翻边(22)，并且该第二缓冲变形板(3)的与所述地 板骨架(10)连接的部位形成有贴靠该地板骨架(10)下表面的第三连接翻边(20)。
9.根据权利要求8所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，该汽车碰撞防护装置的各 个部件之间以及这些部件与所述车架和地板骨架(10)之间通过焊接方式连接。
10.根据权利要求9所述的汽车碰撞防护装置，其特征在于，所述保险杠横梁(1)、第一 缓冲变形板(2)以及第二缓冲变形板(3)上分别形成有加强筋(16，17，18)。
11.一种汽车，其特征在于，该汽车包括权利要求1至10中任一项所述的汽车碰撞防护 装置，该汽车碰撞防护装置安装在所述汽车的前部和/或后部位置。
专利摘要一种汽车碰撞防护装置，其包括保险杠横梁(1)，该保险杠横梁(1)通过缓冲变形板(2，3)连接到车架上，其中保险杠横梁(1)和缓冲变形板(2，3)连接成具有至少三道依次排列的碰撞防护面(13，14，15)的结构，并且在该碰撞防护面(13，14，15)之间至少形成有两个碰撞变形空间(11，12)。该碰撞防护装置由于形成了至少三个碰撞防护面，并且相应地设置了至少两个碰撞变形空间，因此能够显著地提高对碰撞冲击载荷的承受能力。并且，在碰撞冲击载荷较大时，通过三个碰撞防护面的三级塑性变形，能够有效地吸收消耗碰撞动能，从而减小汽车碰撞过程中车身的变形，保证乘客和驾驶员的安全。
文档编号B60R19/02GK201597537SQ20092027747
公开日2010年10月6日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者安鉴民, 徐东求, 高景峰 申请人:北汽福田汽车股份有限公司