專利名稱：吸能型汽車保險(xiǎn)杠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車零部件，特別是關(guān)于一種用于保障汽車碰撞安全及保護(hù)行人的吸能型汽車保險(xiǎn)杠。
背景技術(shù)：
隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和汽車保有量的不斷增加，人們對(duì)汽車安全性能的要求日益增加。在人車事故中，行人的下肢等會(huì)與保險(xiǎn)杠發(fā)生碰撞，從而導(dǎo)致腿部剪切傷害，雖不致命但嚴(yán)重影響生活質(zhì)量；在車車事故中，保險(xiǎn)杠作為最先與外界物體相接觸的部件，承擔(dān)了部分沖擊能量，尤其是沖擊波峰的緩沖作用。因此提高汽車保險(xiǎn)杠的沖擊能量吸收作用，對(duì)于提高汽車碰撞安全與行人保護(hù)將起到重要作用。傳統(tǒng)的保險(xiǎn)杠主要包括一對(duì)左右對(duì)稱的潰縮盒，連接潰縮盒的保險(xiǎn)杠梁，由聚氨酯材料構(gòu)成的能量吸收部件以及保險(xiǎn)杠罩。 隨著汽車輕量化和安全性能發(fā)展，對(duì)車輛的保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)提出了新的要求。目前，在大量專利文獻(xiàn)中改善汽車保險(xiǎn)杠碰撞安全性絕大多數(shù)是從改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)。例如，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710147225. X的文獻(xiàn)中提出了一種含有在完全正面碰撞速度小于碰撞試驗(yàn)規(guī)定速度狀態(tài)下不發(fā)生漬縮，而在高于正面偏置碰撞速度狀態(tài)下發(fā)生充分漬縮的潰縮盒的保險(xiǎn)杠；專利申請(qǐng)?zhí)枮?1114744. X和專利申請(qǐng)?zhí)枮?0113957. 6的文獻(xiàn)中均提出了具有氣囊保護(hù)功能的汽車保險(xiǎn)杠，借用氣囊緩沖的概念來(lái)提高保險(xiǎn)杠碰撞安全性；專利申請(qǐng)?zhí)枮?0105824. 6的文獻(xiàn)中提出了一種具有多級(jí)緩沖阻尼器的吸能減震保險(xiǎn)杠；專利申請(qǐng)?zhí)枮?1111450. 5的文獻(xiàn)中提出了一種增加利用彈性體材料制成的吸能墊塊來(lái)提高汽車保險(xiǎn)杠整體碰撞安全性能的方法。盡管如此，現(xiàn)有的吸能緩沖裝置還存在以下三個(gè)缺點(diǎn)1、碰撞吸能響應(yīng)速度慢。2、吸能總量少。3、吸能具有方向性，即普通保險(xiǎn)杠只能對(duì)完全正碰這種碰撞形態(tài)提供有效吸能保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能有效吸收沖擊能量，不易發(fā)生變形，有效保護(hù)行人和車輛的吸能型汽車保險(xiǎn)杠。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種吸能型汽車保險(xiǎn)杠，它包括車輛、前保險(xiǎn)杠和后保險(xiǎn)杠，所述車輛的前部設(shè)置有所述前保險(xiǎn)杠，后部設(shè)置有所述后保險(xiǎn)杠；所述前保險(xiǎn)杠兩端分別通過(guò)一個(gè)凸緣連接部件連接一對(duì)位于車輛左、右側(cè)的前縱梁，其特征在于所述前保險(xiǎn)杠包括一對(duì)分別位于所述車輛左側(cè)和右側(cè)的潰縮盒、沿車寬方向延伸的前保險(xiǎn)杠梁、能量吸收部件、保險(xiǎn)杠罩和封裝有納米多孔材料-液體混合物的封裝件； 兩所述潰縮盒分別安裝在兩所述前縱梁的前端部的前方開(kāi)口處；所述前保險(xiǎn)杠梁架設(shè)在兩所述潰縮盒上，且兩端分別與兩所述潰縮盒前端部連接；所述能量吸收部件安裝在所述前保險(xiǎn)杠梁的前中部；所述保險(xiǎn)杠罩覆蓋在兩所述潰縮盒、前保險(xiǎn)杠梁及能量吸收部件的外部；所述封裝件填充在兩所述潰縮盒和前保險(xiǎn)杠梁內(nèi)。所述后保險(xiǎn)杠包括后保險(xiǎn)杠罩和能量吸收塊，所述能量吸收塊位于所述后保險(xiǎn)杠的中部，所述后保險(xiǎn)杠罩覆蓋在外部；所述能量吸收塊與所述能量吸收塊之間填充有所述封裝件。兩所述潰縮盒和前保險(xiǎn)杠梁均采用金屬材料制成；所述能量吸收部件采用發(fā)泡樹(shù)脂材料制成。所述封裝件包括封裝層、納米多孔材料和液體，所述納米多孔材料和液體組成納米多孔材料-液體混合物層，所述納米多孔材料-液體混合物層由所述封裝層封裝成所述封裝件。所述納米多孔材料采用沸石、多孔硅和多孔碳其中一種材料制成；所述液體采用去離子水和酒精其中一種。所述封裝層采用由聚碳酸酯和纖維增強(qiáng)樹(shù)脂其中一種材料制成的薄聚合物膜。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于采用在車輛的潰縮盒和前保險(xiǎn)杠梁中填充有封裝件，封裝件內(nèi)封裝有納米多孔材料液體混合物層，使得在正面碰撞、偏置碰撞、追尾碰撞、側(cè)面碰撞等各種碰撞形態(tài)中有效吸收沖擊能量能，同時(shí)在小規(guī)模載荷沖擊下并不會(huì)發(fā)生變形，從而起到保護(hù)行人和車輛的作用。2、本實(shí)用新型由于采用在車輛的前保險(xiǎn)杠和后保險(xiǎn)杠中均填充有納米多孔材料-液體混合物層，納米多孔材料-液體混合物層由納米多孔材料和液體組成，這樣使得在高能量沖擊下前保險(xiǎn)杠和后保險(xiǎn)杠均能自行恢復(fù)形狀，有效降低了因維修潰縮盒、甚至是前縱梁而產(chǎn)生的費(fèi)用和時(shí)間。3、本實(shí)用新型采用在前保險(xiǎn)杠梁的前中部安裝有能量吸收部件，當(dāng)碰撞能量小于法規(guī)碰撞速度所產(chǎn)生的能量時(shí)，兩潰縮盒完全不參與吸能過(guò)程，碰撞能量可以通過(guò)能量吸收部件被吸收，因此，進(jìn)一步有效降低了因維修潰縮盒而產(chǎn)生的費(fèi)用。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中。

圖1是本實(shí)用新型的前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的后保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中A-A向結(jié)構(gòu)示意圖，為本實(shí)用新型的前、后保險(xiǎn)杠在外物沖擊下的變形情況示意圖；圖4是本實(shí)用新型納米多孔材料-液體混合物層在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮下的壓強(qiáng)-體積變量曲線示意圖，其中帶有小方塊的曲線表示第一次加載后的壓強(qiáng)-體積變量曲線；帶有小圓圈的曲線第二次加載后的壓強(qiáng)-體積變量曲線。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型包括車輛1、前保險(xiǎn)杠2和后保險(xiǎn)杠3，車輛1的前部設(shè)置有前保險(xiǎn)杠2，車輛1的后部設(shè)置有后保險(xiǎn)杠3。前保險(xiǎn)杠2兩端分別通過(guò)一個(gè)凸緣連接部件4連接一對(duì)位于車輛1左、右側(cè)的前縱梁5，凸緣連接部件4沿上下左右方向延伸。前保險(xiǎn)杠2包括一對(duì)分別位于車輛1左側(cè)和右側(cè)的潰縮盒6、沿車寬方向延伸的前保險(xiǎn)杠梁7、能量吸收部件8、保險(xiǎn)杠罩9和封裝件10。兩潰縮盒6分別安裝在兩前縱梁 5的前端部的前方開(kāi)口處；前保險(xiǎn)杠梁7架設(shè)在兩潰縮盒6上，且兩端分別與兩潰縮盒6前
4端部連接；能量吸收部件8安裝在前保險(xiǎn)杠梁7的前中部，除了車寬方向兩端以外部分；保險(xiǎn)杠罩9覆蓋在兩潰縮盒6、前保險(xiǎn)杠梁7及能量吸收部件8的外部；封裝件10填充在兩潰縮盒6和前保險(xiǎn)杠梁7內(nèi)，用作吸能緩沖。上述實(shí)施例中，兩潰縮盒6和前保險(xiǎn)杠梁7均采用金屬材料制成；能量吸收部件8 采用發(fā)泡樹(shù)脂材料制成。如圖2所示，后保險(xiǎn)杠3包括后保險(xiǎn)杠罩11和能量吸收塊12，能量吸收塊12位于后保險(xiǎn)杠3的中部，后保險(xiǎn)杠罩11覆蓋在外部。其中，后保險(xiǎn)杠罩11與能量吸收塊12之間也填充有封裝件10(如圖3所示)，作為主要的吸能緩沖部件。上述實(shí)施例中，如圖3所示，封裝件10包括封裝層13、納米多孔材料14和液體15， 納米多孔材料14和液體15組成納米多孔材料-液體混合物層16，納米多孔材料-液體混合物層16由封裝層13進(jìn)行封裝，形成封裝件10。當(dāng)外物沖擊前保險(xiǎn)杠2或后保險(xiǎn)杠3時(shí)， 會(huì)將壓縮載荷和彎矩載荷傳遞至納米多孔材料-液體混合物層16，該混合物材料具有起始作用載荷閾值可調(diào)、響應(yīng)時(shí)間短(為正常吸能材料的1/102_3)、吸收能量總量大(為正常吸能材料的102—3倍)的特點(diǎn)，能夠迅速吸收大量沖擊能量，從而起到保護(hù)行人和車輛結(jié)構(gòu)的作用。上述各實(shí)施例中，納米多孔材料-液體混合物層16的能量吸收載荷起始閾值低于兩潰縮盒6壓漬起始載荷，并高于規(guī)定碰撞速度所產(chǎn)生的碰撞載荷。在整個(gè)材料的力學(xué)行為中，納米多孔材料-液體混合物層16主要用于能量吸收的原理在于液體分子進(jìn)入到多孔材料孔內(nèi)過(guò)程中，需要克摩擦阻力；由于納米多孔材料14內(nèi)部微孔的數(shù)量巨大，導(dǎo)致摩擦阻力非常大，故在液體分子進(jìn)入內(nèi)部孔洞時(shí)需要耗散大量能量。且納米多孔材料-液體混合物層16在多次加卸載后仍然能夠保證優(yōu)異的能量吸收性能，因此非常用于適合交通事故中的多次碰撞能量吸收(如圖4所示)。其中，納米多孔材料-液體混合物層16的能量吸收載荷起始閾值可以通過(guò)納米多孔材料及液體的選擇和納米多孔材料與液體配比的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。上述各實(shí)施例中，納米多孔材料14可以采用沸石、多孔硅或多孔碳等，液體15可以采用去離子水或酒精。上述各實(shí)施例中，封裝層13采用高強(qiáng)度薄聚合物層，例如，封裝層13采用由聚碳酸酯或纖維增強(qiáng)樹(shù)脂制成的薄聚合物膜。綜上所述，本實(shí)用新型在使用中，由于封裝件10起始吸能平臺(tái)載荷低于兩潰縮盒 6起始載荷閾值，因此面對(duì)外部沖擊載荷時(shí)前保險(xiǎn)杠2、后保險(xiǎn)杠3和潰縮盒6中的封裝件 10會(huì)迅速響應(yīng)，吸收絕大部分沖擊能量，使得前保險(xiǎn)杠2、后保險(xiǎn)杠3和潰縮盒6僅少量參與吸能過(guò)程。由于封裝有納米多孔材料-液體混合物層16的封裝件10吸收能量過(guò)程中變形較小，且該變形過(guò)程為可恢復(fù)過(guò)程，因此，車輛1的前保險(xiǎn)杠2或后保險(xiǎn)杠3在高能量沖擊下也能自行恢復(fù)形狀，有效降低了因維修潰縮盒6、甚至是前縱梁5而產(chǎn)生的費(fèi)用和時(shí)間。并且，當(dāng)碰撞能量小于法規(guī)碰撞速度所產(chǎn)生的能量時(shí)，潰縮盒6完全不參與吸能過(guò)程， 碰撞能量可以通過(guò)能量吸收部件8被吸收，進(jìn)一步有效降低了因維修潰縮盒6而產(chǎn)生的費(fèi)用。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，各部件的結(jié)構(gòu)和連接方式都是可以有所變化的，在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對(duì)個(gè)別部件的連接和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種吸能型汽車保險(xiǎn)杠，它包括車輛、前保險(xiǎn)杠和后保險(xiǎn)杠，所述車輛的前部設(shè)置有所述前保險(xiǎn)杠，后部設(shè)置有所述后保險(xiǎn)杠；所述前保險(xiǎn)杠兩端分別通過(guò)一個(gè)凸緣連接部件連接一對(duì)位于車輛左、右側(cè)的前縱梁，其特征在于所述前保險(xiǎn)杠包括一對(duì)分別位于所述車輛左側(cè)和右側(cè)的潰縮盒、沿車寬方向延伸的前保險(xiǎn)杠梁、能量吸收部件、保險(xiǎn)杠罩和封裝有納米多孔材料-液體混合物的封裝件；兩所述潰縮盒分別安裝在兩所述前縱梁的前端部的前方開(kāi)口處；所述前保險(xiǎn)杠梁架設(shè)在兩所述潰縮盒上，且兩端分別與兩所述潰縮盒前端部連接；所述能量吸收部件安裝在所述前保險(xiǎn)杠梁的前中部；所述保險(xiǎn)杠罩覆蓋在兩所述潰縮盒、前保險(xiǎn)杠梁及能量吸收部件的外部；所述封裝件填充在兩所述潰縮盒和前保險(xiǎn)杠梁內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的吸能型汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于所述后保險(xiǎn)杠包括后保險(xiǎn)杠罩和能量吸收塊，所述能量吸收塊位于所述后保險(xiǎn)杠的中部，所述后保險(xiǎn)杠罩覆蓋在外部； 所述能量吸收塊與所述能量吸收塊之間填充有所述封裝件。
3.如權(quán)利要求1所述的吸能型汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于兩所述潰縮盒和前保險(xiǎn)杠梁均采用金屬材料制成；所述能量吸收部件采用發(fā)泡樹(shù)脂材料制成。
4.如權(quán)利要求2所述的吸能型汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于兩所述潰縮盒和前保險(xiǎn)杠梁均采用金屬材料制成；所述能量吸收部件采用發(fā)泡樹(shù)脂材料制成。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的吸能型汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于所述封裝件包括封裝層、納米多孔材料和液體，所述納米多孔材料和液體由所述封裝層封裝成所述封裝件。
6.如權(quán)利要求5所述的吸能型汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于所述納米多孔材料采用沸石、 多孔硅和多孔碳其中一種材料制成；所述液體采用去離子水和酒精其中一種。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4或6所述的吸能型汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于所述封裝層采用由聚碳酸酯和纖維增強(qiáng)樹(shù)脂其中一種材料制成的薄聚合物膜。
8.如權(quán)利要求5所述的吸能型汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于所述封裝層采用由聚碳酸酯和纖維增強(qiáng)樹(shù)脂其中一種材料制成的薄聚合物膜。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種吸能型汽車保險(xiǎn)杠，它包括車輛、前保險(xiǎn)杠和后保險(xiǎn)杠，前保險(xiǎn)杠兩端分別通過(guò)一個(gè)凸緣連接部件連接一對(duì)位于車輛左、右側(cè)的前縱梁，車輛的后部設(shè)置有后保險(xiǎn)杠；前保險(xiǎn)杠包括一對(duì)分別位于車輛左側(cè)和右側(cè)的潰縮盒、沿車寬方向延伸的前保險(xiǎn)杠梁、能量吸收部件、保險(xiǎn)杠罩和封裝有納米多孔材料-液體混合物層的封裝件；兩潰縮盒分別安裝在兩前縱梁的前端部的前方開(kāi)口處；前保險(xiǎn)杠梁架設(shè)在兩潰縮盒上，且兩端分別與兩潰縮盒前端部連接；能量吸收部件安裝在前保險(xiǎn)杠梁的前中部；保險(xiǎn)杠罩覆蓋在兩潰縮盒、前保險(xiǎn)杠梁及能量吸收部件的外部；封裝件填充在兩潰縮盒和前保險(xiǎn)杠梁內(nèi)。本實(shí)用新型能迅速吸收大量沖擊能量，保護(hù)行人和車輛。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)B60R19/22GK202219767SQ20112016643
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者李一兵, 許駿, 陳曦 申請(qǐng)人:清華大學(xué)