一种汽车保险杠横梁总成结构、汽车及碰撞吸能方法与流程

本发明涉及汽车配件，尤其涉及一种汽车保险杠横梁总成结构、汽车及碰撞吸能方法。

背景技术：

1、现代汽车在位于发动机舱前端设置有保险杠横梁总成作为被动安全保护零件；保险杠横梁总成内的零部件均采用钢板冲压而成，再通过形成保险杠横梁总成；为保证保险杠横梁本体具备较强的强度和刚度，本体通常设计为高强度钢板或热成型钢板或铝合金材料并需要采用较厚的料厚方可实现其性能要求；在保护乘员舱内驾乘人员的安全的同时会对行人造成一定的伤害；保险杠和防撞梁之间的距离是根据车辆的安全设计和碰撞测试标准来确定的，以确保在发生碰撞时能够最大限度地保护乘客的安全并减少车辆损伤；行人是道路使用者中的弱势群体，行人与车辆的碰撞是以行人高致死率、高重伤率和高致殘率为特征的碰撞；高强度的防撞梁虽有利于碰撞能量的传递和吸收，同时也是对行人造成伤害的第一杀手。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种汽车保险杠横梁总成结构，保险杠横梁主体采用轻量化材料，吸能盒同时集成主动伸缩功能，可以在发生低速碰撞时调节保险杠和防撞梁之间的距离，具有整体结构简单、强度高、保护行人，节省加工及维修成本等优点。

2、本发明提出一种汽车保险杠横梁总成结构，包括轻量化保险杠横梁主体、主动伸缩吸能盒以及连接板；

3、一对主动伸缩吸能盒上端对称固定于轻量化保险杠横梁主体左右两侧下端面；每个主动伸缩吸能盒下端固定连接有一个连接板，主动伸缩吸能盒通过调节油缸缸体内的油液量以满足不同形式碰撞需求，主动伸缩吸能盒还通过自身横截面以及外表面结构进一步实现了碰撞能量的吸收；

4、一对主动伸缩吸能盒可带动轻量化保险杠横梁主体相对于连接板同步伸缩；轻量化保险杠横梁主体用于碰撞尤其是正面碰撞的情况下保护在车辆方面处于横梁之后的总成以及乘客空间，主动伸缩吸能盒作为能量吸收构件连接在横梁上，连接板后端面可螺合固定于车辆的主横梁上，主动伸缩吸能盒在压溃变形前可以自动调整位移，带动轻量化保险杠横梁主体同步运动，以满足不同形式碰撞需求，从而减少低速碰撞对行人的伤害；主动伸缩吸能盒在高速碰撞时能够更有效地分散冲击力，减少对车辆结构的损害，从而降低维修成本。

5、每个主动伸缩吸能盒包括油缸缸体和活塞杆；活塞杆滑动套接于油缸缸体内，活塞杆自由端通过固定于自由端的u型连接臂与对位的轻量化保险杠横梁主体端部可拆卸固定；活塞杆将油缸缸体分隔成有杆腔和无杆腔，且有杆腔上部侧壁和无杆腔下部侧壁分别开设有进出油口a和进出油口b，进出油口a和进出油口b可分别通过管路与汽车上带有油泵的储油罐连通，以便根据低速行驶或高速行驶时产生碰撞的状态分别通过管路向有杆腔和无杆腔内注入或抽出油液，以实现活塞杆双向运动，使轻量化保险杠横梁主体在低速碰撞时减低对行人碰撞的伤害或在高速碰撞时完成轻量化保险杠横梁主体碰撞吸能以及吸能盒的碰撞吸能，能够更有效地分散冲击力，减少对车辆结构的损害，从而降低维修成本。

6、每个主动伸缩吸能盒油缸缸体的横截面呈外方内圆结构，以使该吸能盒保持一定的抗压溃变形强度。

7、每个主动伸缩吸能盒油缸缸体外表面的四条棱边上对称均匀设置有若干个压溃导引筋，当汽车与其它车辆发生高速碰撞时，在碰撞发生的极短的时间内碰撞传感器给出信号至中央控制器，前保险杠横梁和吸能盒结构压溃，吸能盒活塞杆端部后移，油液空间压缩至极限仍不能满足吸能空间时，中央控制器发出指令，进出油口a打开排出多余的油液，吸能盒自身结构在压溃导引筋引导下自然压溃，以实现更多碰撞能量的吸收。

8、轻量化保险杠横梁主体为中空的管状腔体结构；轻量化保险杠横梁主体材质为铝合金材质，或其它高强度轻量化材料，其有利于零件重量减轻。

9、轻量化保险杠横梁主体为中空的多管状腔体结构，其截面呈“日”字形、“目”字形或“田”字形结构，以进一步增强轻量化保险杠横梁主体前后端壁在x向(车身长度方向)抗压溃变形强度。

10、一种汽车，包括前主横梁，还包括所述的汽车保险杠横梁总成结构，汽车保险杠横梁总成结构固定于前主横梁前端面，主动伸缩吸能盒、连接板以及前主横梁两两之间的连接形式为焊接、化学粘接或螺合连接。

11、一种汽车，还包括压力管式行人碰撞检测传感器、带有油泵的储油罐、行车电脑以及碰撞传感器，轻量化保险杠横梁主体贯穿横向尺寸的前端面设置有压力管式行人碰撞检测传感器，压力管式行人碰撞检测传感器和碰撞传感器分别与行车电脑电连接，行车电脑与储油罐的油泵电连接，碰撞传感器设置于车头钣金前部，储油罐上的油泵分别通过管路连通于进出油口a和进出油口b，碰撞传感器多数采用惯性式机械开关结构，相当一只控制开关，其工作状态取决于汽车碰撞时加速度的大小。

12、一种碰撞吸能方法，包括行人碰撞保护模式保险杠横梁总成结构吸能方法：

13、汽车启动状态并保持城市道路限速下，在主动伸缩吸能盒的无杆腔内注入一定体积的油液，同时无杆腔内预留无油液空间v，进出油口b闭合；

14、当压力管式行人碰撞检测传感器识别碰撞行人时，主动方案感知时间st，行车电脑控制油泵由进出油口a快速注入油液，左右两活塞杆带动轻量化保险杠横梁主体后移一定位移l1，机构执行时间dt，在碰撞时间ttc和接触横梁时间hit内为行人提供更多的碰撞缓冲区，减少碰撞对行人腿部区域伤害；

15、主动方案感知时间st+机构执行时间dt<碰撞时间ttc+接触横梁时间hit；

16、碰撞结束后，可通过行车电脑指令油泵重新由进出油口b向无杆腔内注入一定体积的油液，同时行车电脑指令油泵由进出油口a将有杆腔内注入的油液抽空，使轻量化保险杠横梁主体回复初始位置。

17、一种碰撞吸能方法，包括车辆及成员空间保护模式保险杠横梁总成结构吸能方法：

18、当汽车行驶速度超出城市道路限速范围时，行人保护传感器将被禁用，当汽车与其它物体发生低速碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号，检测汽车发生碰撞时的极大减速度下的惯性力，并将信号输入行车电脑，行车电脑根据碰撞传感器的信号来判定主动伸缩吸能盒的位置并驱动油泵向进出油口b注入更多油液填充v空间后闭合，碰撞冲击力由轻量化保险杠横梁主体传递至主动伸缩吸能盒的活塞杆后压缩油液空间产生阻力实现缓冲吸能，减少对车辆前主横梁和纵梁等结构件的损伤以及减少乘员舱内驾乘者的伤害；

19、碰撞结束后轻量化保险杠横梁主体会产生压溃变形，主动伸缩吸能盒本体不会损坏，通过拆卸主动伸缩吸能盒与轻量化保险杠横梁主体之间的螺栓可更换新的轻量化保险杠横梁主体，以降低维修成本；

20、或者，当汽车行驶速度超出城市道路限速范围时，行人保护传感器将被禁用，当汽车与其它车辆发生高速碰撞时，在碰撞发生的极短的时间内碰撞传感器给出信号至行车电脑，轻量化保险杠横梁主体和主动伸缩吸能盒结构压溃，主动伸缩吸能盒的活塞杆端部后移，油液空间压缩至极限仍不能满足吸能空间，行车电脑发出指令，控制油泵将进出油口b内多余的油液排除，主动伸缩吸能盒在若干个压溃导引筋引导下自然压溃，以实现更多碰撞能量的吸收；同时行车电脑根据碰撞传感器的信号来判定是否引爆充气元件使气囊充气等汽车其它被动安全措施，以减少对驾驶舱乘员的伤害。

21、有益效果

22、本发明保险杠横梁主体采用轻量化材料，吸能盒同时集成主动伸缩功能，可以在发生低速碰撞时调节保险杠和防撞梁之间的距离，具有整体结构简单、强度高、保护行人，节省加工及维修成本等优点。