本實用新型涉及一種汽車保險杠的吸能緩沖結構。

背景技術：

汽車在發(fā)生碰撞時，碰撞能量較小時，由汽車表面保險杠覆蓋件變形和填充泡沫吸收能量，碰撞能量較大時，由汽車前部防撞梁傳遞給吸能裝置，吸能裝置產(chǎn)生潰縮吸收能量。而行人與汽車發(fā)生碰撞時能量較小，由本田vezel的40km/h正向碰撞假人模型(polar)試驗結果觀察，汽車保險杠、發(fā)動機罩等覆蓋件產(chǎn)生變形，車身結構并無明顯變形。

所以，汽車前端保險杠起行人保護作用的主要有兩部分主要結構，一部分是車身塑料覆蓋件，一般是由聚氨酯（或其他樹脂材料）和增強材料（玻璃纖維粉，硅石灰等）反應注射成型（RIM）形成，具有較好的彈性和變形恢復能力，在發(fā)生碰撞時會產(chǎn)生較大變形量。另一部分是填充泡沫部件，一般由發(fā)泡聚丙烯（EPP）或其他泡沫材料（發(fā)泡聚苯乙烯EPS、發(fā)泡聚乙烯PEP等）的珠粒模塑成型，其中以性能最好的EPP為例，在上述40km/h的行人碰撞試驗中，并沒有發(fā)生明顯的塑性變形。

由做功的原理可知，發(fā)生碰撞時，保險杠的形變量越大，其吸收的能量越多。現(xiàn)有的汽車在保護行人方面普遍采用在防撞梁和保險杠蒙皮之間填充吸能泡沫，雖然填充泡沫的緩沖吸能性能好，但是其在汽車低速行駛時碰撞后的壓縮變形率小，限制了塑料保險杠產(chǎn)生更大的變形，對于行人保護不利。

綜上所述，裝有普通保險杠的汽車與行人發(fā)生碰撞時，無法使填充泡沫產(chǎn)生較大變形，填充泡沫的吸能效果并不明顯，可能導致行人腿部加速度過大，對行人造成傷害。

技術實現(xiàn)要素：

解決上述技術問題的本實用新型在普遍的保險杠結構上設計形變量更大的可壓潰結構，通過在吸能泡沫的背面連接容易屈曲的彈性吸能片，吸能泡沫的結構設計有易脆斷部位，吸能泡沫的斷裂和移動吸收了能量，同時增大了保險杠蒙皮的可變形空間，增加了碰撞時的緩沖距離。

本實用新型采用如下技術方案實現(xiàn)：

一種保險杠吸能緩沖結構，由內向外依次包括：

固定在汽車前防撞梁上的吸能片托架、嵌合在所述吸能片托架上的彈性吸能片、貼合在彈性吸能片上的吸能泡沫、外蒙皮。

進一步地，所述的吸能片托架上下兩側分別設置有用于嵌合彈性吸能片并為彈性吸能片變形留有空間的吸能片嵌合變形部、用于限制吸能泡沫斷裂后變形的限位延伸部。從而為彈性吸能片的變形留下足夠空間，同時對吸能泡沫斷裂后的變形進行適當?shù)南拗啤?/p>

進一步地，所述彈性吸能片和吸能泡沫沿吸能片托架的長度方向分段設置，以避免其橫向強度過大導致彈性吸能片無法有效變形和吸能泡沫無法斷裂的情況。

進一步地，所述吸能片托架通過螺栓與汽車前防撞梁，且材料與汽車前防撞梁相同。

進一步地，所述的所述吸能片托架的厚度為2~3mm。

進一步地，所述的彈性吸能片采用低強度和低剛度的材料，包括鋁合金、低碳鋼。

進一步地，所述的彈性吸能片的厚度為1~2mm。

進一步地，所述的吸能泡沫內部形狀與安裝后未變形時的彈性吸能片的形狀相同。

進一步地，所述的吸能泡沫材料為發(fā)泡聚丙烯。

相比現(xiàn)有技術，本實用新型的吸能片托架具有高強度和高剛度，能夠結合汽車前防撞梁向后傳遞碰撞力；所述彈性吸能片具有低強度和低剛度，能夠在行人碰撞時產(chǎn)生變形和壓潰并吸收能量；所述吸能泡沫在碰撞時能夠從設計的脆弱處斷裂，滑向上下兩方，增加行人碰撞時的緩沖距離。本實用新型從汽車碰撞時行人腿部的加速度隨碰撞時間的變化的角度，降低行人腿部的加速度峰值，增大吸收的碰撞能量和緩沖距離，減少碰撞時對行人的傷害。

附圖說明

圖1表示本實用新型實施方式的保險杠吸能緩沖結構的立體分解示意圖。

圖2表示本實用新型實施方式的保險杠吸能緩沖結構的截面示意圖。

圖3表示本實用新型實施方式的保險杠吸能緩沖結構的吸能片托架的結構示意圖。

圖4表示本實用新型實施方式的保險杠吸能緩沖結構的受碰撞后變形的示意圖。

圖5表示本實用新型實施方式在能量吸收原理上和普通保險杠結構的對比圖。

圖中所示為： 1-汽車前防撞梁；2-吸能片托架；21-吸能片嵌合變形部；22-限位延伸部；3-外蒙皮；4-吸能泡沫；5-彈性吸能片。

具體實施方式

以下將參照附圖詳細地說明本實用新型的一種實施方式。本實施方式中的尺寸、材料僅是為了便于理解本實用新型功能的說明性示例，不限制本實用新型實際細節(jié)。對于其它圖例中功能和構造實質相同的部件不做重復性說明，與本實用新型不直接相關的部件已經(jīng)省略。

如圖1和圖2所示，一種保險杠吸能緩沖結構，由內向外依次包括：固定在汽車前防撞梁1上的吸能片托架2、嵌合在所述吸能片托架2上的彈性吸能片5、貼合在彈性吸能片5上的吸能泡沫4、外蒙皮3。

如圖3所示，所述的吸能片托架2上下兩側分別設置有用于嵌合彈性吸能片5并為彈性吸能片5變形留有空間的吸能片嵌合變形部21、用于限制吸能泡沫斷裂后變形的限位延伸部22。從而為彈性吸能片5的變形留下足夠空間，同時對吸能泡沫斷裂后的變形進行適當?shù)南拗啤?/p>

所述彈性吸能片5和吸能泡沫4沿吸能片托架2的長度方向分三段設置，以避免其橫向強度過大導致吸能片無法有效變形和吸能泡沫無法斷裂的情況，導致無法產(chǎn)生理想的變形效果。也可以根據(jù)需要設置為其他數(shù)量的多段式，如四段式。所述的彈性吸能片5采用低強度和低剛度的材料，包括鋁合金、低碳鋼等，利用材料的彈性嵌合在吸能片托架2中，厚度為1~2mm，可與車身鈑金件厚度相近，保證具有一定彈性和較低的強度極限，具體可根據(jù)實際結構確定。彈性吸能片5依靠上下方向的擴張彈力嵌合在吸能片托架2中，由于安裝時吸能片托架2和彈性吸能片5之間存在相互作用力，彈性吸能片5依靠摩擦不產(chǎn)生橫向的移動，彈性吸能片的形狀設計參考圖2所示設計，其橫截面呈V形，自然狀態(tài)下夾角為120度，保證整個彈性吸能片5能夠潰縮。

所述吸能片托架2通過螺栓與汽車前防撞梁1（參照圖1所示安裝位置，在彈性吸能片5間隔的空間和兩端布置安裝位置），且材料與汽車前防撞梁1相同，厚度為2~3mm，保證具有較高的強度，其設計形狀基本貼合汽車前防撞梁1，本實施方式假設與汽車前防撞梁1的貼合面為簡單的曲面，具體細節(jié)根據(jù)防撞梁設計。

所述的吸能泡沫4內部形狀與安裝后未變形時的彈性吸能片5的形狀相同，以保證兩者大致貼合，其材料可采用市場廣泛采用的發(fā)泡聚丙烯（EPP）等泡沫材料，其具體沿汽車橫向的形狀可以根據(jù)結構設計。吸能泡沫4的前部形狀參考具體蒙皮的形狀設計，本實施方式假設保險杠的外蒙皮3內空間足夠大，吸能泡沫4的前部安裝后和保險的外蒙皮3間具有一定間隙，所以前部設計為簡單的曲面，實際設計中可根據(jù)不同保險杠結構進行調整設計。

如圖4所示，因所述吸能片具有低強度和低剛度，能夠在行人碰撞時產(chǎn)生變形和壓潰并吸收能量，所述吸能泡沫在碰撞時能夠從設計的脆弱處斷裂，滑向上下兩方，增加行人碰撞時的緩沖距離。

本實施方式設計生產(chǎn)并安裝完成后，應該進行試驗測試，保證整個裝置能夠按照上述理論進行工作。如果具體效果有差異，應進行結構分析和調整設計，以滿足要求。如圖5所示，整個吸能緩沖結構在實際碰撞所具有的效果，本裝置及其調整設計裝置的試驗結果（行人碰撞試驗的腿部加速度時間曲線）理論上大體應該具有圖示形狀，相比于裝有普通保險杠的試驗結果，腿部加速度曲線峰值會減小，整體曲線沿時間軸更長。

本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍之內。