本發(fā)明涉及汽車配件，尤其涉及一種汽車保險杠橫梁總成結(jié)構(gòu)、汽車及碰撞吸能方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代汽車在位于發(fā)動機艙前端設(shè)置有保險杠橫梁總成作為被動安全保護零件；保險杠橫梁總成內(nèi)的零部件均采用鋼板沖壓而成，再通過形成保險杠橫梁總成；為保證保險杠橫梁本體具備較強的強度和剛度，本體通常設(shè)計為高強度鋼板或熱成型鋼板或鋁合金材料并需要采用較厚的料厚方可實現(xiàn)其性能要求；在保護乘員艙內(nèi)駕乘人員的安全的同時會對行人造成一定的傷害；保險杠和防撞梁之間的距離是根據(jù)車輛的安全設(shè)計和碰撞測試標準來確定的，以確保在發(fā)生碰撞時能夠最大限度地保護乘客的安全并減少車輛損傷；行人是道路使用者中的弱勢群體，行人與車輛的碰撞是以行人高致死率、高重傷率和高致殘率為特征的碰撞；高強度的防撞梁雖有利于碰撞能量的傳遞和吸收，同時也是對行人造成傷害的第一殺手。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種汽車保險杠橫梁總成結(jié)構(gòu)，保險杠橫梁主體采用輕量化材料，吸能盒同時集成主動伸縮功能，可以在發(fā)生低速碰撞時調(diào)節(jié)保險杠和防撞梁之間的距離，具有整體結(jié)構(gòu)簡單、強度高、保護行人，節(jié)省加工及維修成本等優(yōu)點。

2、本發(fā)明提出一種汽車保險杠橫梁總成結(jié)構(gòu)，包括輕量化保險杠橫梁主體、主動伸縮吸能盒以及連接板；

3、一對主動伸縮吸能盒上端對稱固定于輕量化保險杠橫梁主體左右兩側(cè)下端面；每個主動伸縮吸能盒下端固定連接有一個連接板，主動伸縮吸能盒通過調(diào)節(jié)油缸缸體內(nèi)的油液量以滿足不同形式碰撞需求，主動伸縮吸能盒還通過自身橫截面以及外表面結(jié)構(gòu)進一步實現(xiàn)了碰撞能量的吸收；

4、一對主動伸縮吸能盒可帶動輕量化保險杠橫梁主體相對于連接板同步伸縮；輕量化保險杠橫梁主體用于碰撞尤其是正面碰撞的情況下保護在車輛方面處于橫梁之后的總成以及乘客空間，主動伸縮吸能盒作為能量吸收構(gòu)件連接在橫梁上，連接板后端面可螺合固定于車輛的主橫梁上，主動伸縮吸能盒在壓潰變形前可以自動調(diào)整位移，帶動輕量化保險杠橫梁主體同步運動，以滿足不同形式碰撞需求，從而減少低速碰撞對行人的傷害；主動伸縮吸能盒在高速碰撞時能夠更有效地分散沖擊力，減少對車輛結(jié)構(gòu)的損害，從而降低維修成本。

5、每個主動伸縮吸能盒包括油缸缸體和活塞桿；活塞桿滑動套接于油缸缸體內(nèi)，活塞桿自由端通過固定于自由端的u型連接臂與對位的輕量化保險杠橫梁主體端部可拆卸固定；活塞桿將油缸缸體分隔成有桿腔和無桿腔，且有桿腔上部側(cè)壁和無桿腔下部側(cè)壁分別開設(shè)有進出油口a和進出油口b，進出油口a和進出油口b可分別通過管路與汽車上帶有油泵的儲油罐連通，以便根據(jù)低速行駛或高速行駛時產(chǎn)生碰撞的狀態(tài)分別通過管路向有桿腔和無桿腔內(nèi)注入或抽出油液，以實現(xiàn)活塞桿雙向運動，使輕量化保險杠橫梁主體在低速碰撞時減低對行人碰撞的傷害或在高速碰撞時完成輕量化保險杠橫梁主體碰撞吸能以及吸能盒的碰撞吸能，能夠更有效地分散沖擊力，減少對車輛結(jié)構(gòu)的損害，從而降低維修成本。

6、每個主動伸縮吸能盒油缸缸體的橫截面呈外方內(nèi)圓結(jié)構(gòu)，以使該吸能盒保持一定的抗壓潰變形強度。

7、每個主動伸縮吸能盒油缸缸體外表面的四條棱邊上對稱均勻設(shè)置有若干個壓潰導(dǎo)引筋，當(dāng)汽車與其它車輛發(fā)生高速碰撞時，在碰撞發(fā)生的極短的時間內(nèi)碰撞傳感器給出信號至中央控制器，前保險杠橫梁和吸能盒結(jié)構(gòu)壓潰，吸能盒活塞桿端部后移，油液空間壓縮至極限仍不能滿足吸能空間時，中央控制器發(fā)出指令，進出油口a打開排出多余的油液，吸能盒自身結(jié)構(gòu)在壓潰導(dǎo)引筋引導(dǎo)下自然壓潰，以實現(xiàn)更多碰撞能量的吸收。

8、輕量化保險杠橫梁主體為中空的管狀腔體結(jié)構(gòu)；輕量化保險杠橫梁主體材質(zhì)為鋁合金材質(zhì)，或其它高強度輕量化材料，其有利于零件重量減輕。

9、輕量化保險杠橫梁主體為中空的多管狀腔體結(jié)構(gòu)，其截面呈“日”字形、“目”字形或“田”字形結(jié)構(gòu)，以進一步增強輕量化保險杠橫梁主體前后端壁在x向(車身長度方向)抗壓潰變形強度。

10、一種汽車，包括前主橫梁，還包括所述的汽車保險杠橫梁總成結(jié)構(gòu)，汽車保險杠橫梁總成結(jié)構(gòu)固定于前主橫梁前端面，主動伸縮吸能盒、連接板以及前主橫梁兩兩之間的連接形式為焊接、化學(xué)粘接或螺合連接。

11、一種汽車，還包括壓力管式行人碰撞檢測傳感器、帶有油泵的儲油罐、行車電腦以及碰撞傳感器，輕量化保險杠橫梁主體貫穿橫向尺寸的前端面設(shè)置有壓力管式行人碰撞檢測傳感器，壓力管式行人碰撞檢測傳感器和碰撞傳感器分別與行車電腦電連接，行車電腦與儲油罐的油泵電連接，碰撞傳感器設(shè)置于車頭鈑金前部，儲油罐上的油泵分別通過管路連通于進出油口a和進出油口b，碰撞傳感器多數(shù)采用慣性式機械開關(guān)結(jié)構(gòu)，相當(dāng)一只控制開關(guān)，其工作狀態(tài)取決于汽車碰撞時加速度的大小。

12、一種碰撞吸能方法，包括行人碰撞保護模式保險杠橫梁總成結(jié)構(gòu)吸能方法：

13、汽車啟動狀態(tài)并保持城市道路限速下，在主動伸縮吸能盒的無桿腔內(nèi)注入一定體積的油液，同時無桿腔內(nèi)預(yù)留無油液空間v，進出油口b閉合；

14、當(dāng)壓力管式行人碰撞檢測傳感器識別碰撞行人時，主動方案感知時間st，行車電腦控制油泵由進出油口a快速注入油液，左右兩活塞桿帶動輕量化保險杠橫梁主體后移一定位移l1，機構(gòu)執(zhí)行時間dt，在碰撞時間ttc和接觸橫梁時間hit內(nèi)為行人提供更多的碰撞緩沖區(qū)，減少碰撞對行人腿部區(qū)域傷害；

15、主動方案感知時間st+機構(gòu)執(zhí)行時間dt<碰撞時間ttc+接觸橫梁時間hit；

16、碰撞結(jié)束后，可通過行車電腦指令油泵重新由進出油口b向無桿腔內(nèi)注入一定體積的油液，同時行車電腦指令油泵由進出油口a將有桿腔內(nèi)注入的油液抽空，使輕量化保險杠橫梁主體回復(fù)初始位置。

17、一種碰撞吸能方法，包括車輛及成員空間保護模式保險杠橫梁總成結(jié)構(gòu)吸能方法：

18、當(dāng)汽車行駛速度超出城市道路限速范圍時，行人保護傳感器將被禁用，當(dāng)汽車與其它物體發(fā)生低速碰撞時，由碰撞傳感器檢測汽車碰撞的強度信號，檢測汽車發(fā)生碰撞時的極大減速度下的慣性力，并將信號輸入行車電腦，行車電腦根據(jù)碰撞傳感器的信號來判定主動伸縮吸能盒的位置并驅(qū)動油泵向進出油口b注入更多油液填充v空間后閉合，碰撞沖擊力由輕量化保險杠橫梁主體傳遞至主動伸縮吸能盒的活塞桿后壓縮油液空間產(chǎn)生阻力實現(xiàn)緩沖吸能，減少對車輛前主橫梁和縱梁等結(jié)構(gòu)件的損傷以及減少乘員艙內(nèi)駕乘者的傷害；

19、碰撞結(jié)束后輕量化保險杠橫梁主體會產(chǎn)生壓潰變形，主動伸縮吸能盒本體不會損壞，通過拆卸主動伸縮吸能盒與輕量化保險杠橫梁主體之間的螺栓可更換新的輕量化保險杠橫梁主體，以降低維修成本；

20、或者，當(dāng)汽車行駛速度超出城市道路限速范圍時，行人保護傳感器將被禁用，當(dāng)汽車與其它車輛發(fā)生高速碰撞時，在碰撞發(fā)生的極短的時間內(nèi)碰撞傳感器給出信號至行車電腦，輕量化保險杠橫梁主體和主動伸縮吸能盒結(jié)構(gòu)壓潰，主動伸縮吸能盒的活塞桿端部后移，油液空間壓縮至極限仍不能滿足吸能空間，行車電腦發(fā)出指令，控制油泵將進出油口b內(nèi)多余的油液排除，主動伸縮吸能盒在若干個壓潰導(dǎo)引筋引導(dǎo)下自然壓潰，以實現(xiàn)更多碰撞能量的吸收；同時行車電腦根據(jù)碰撞傳感器的信號來判定是否引爆充氣元件使氣囊充氣等汽車其它被動安全措施，以減少對駕駛艙乘員的傷害。

21、有益效果

22、本發(fā)明保險杠橫梁主體采用輕量化材料，吸能盒同時集成主動伸縮功能，可以在發(fā)生低速碰撞時調(diào)節(jié)保險杠和防撞梁之間的距離，具有整體結(jié)構(gòu)簡單、強度高、保護行人，節(jié)省加工及維修成本等優(yōu)點。