汽车的前保险杠装置及汽车的制作方法

本实用新型实施例涉及汽车工程技术领域，尤其涉及一种汽车的前保险杠装置及汽车。

背景技术：

汽车是人类的重要的交通工具之一，随着时代的进步，汽车在中国的人均保有量持续增加，并已走进千家万户。汽车的行人保护性能越来越受到人们的重视。我国在2010年7月1日实施了GB/T24550-2009汽车对行人的碰撞保护国家标准，在该标准中明确规定了：下腿型对保险杠的试验的规定进行试验时，膝部最大动态弯曲角不大于19°，小腿上端加速度应不大于170g。在道路交通中，一旦发生交通事故，如果小腿不能得到及时得到缓冲，行人的小腿就极易受伤。

现有的汽车通常在车头设置保险杠来吸收和减缓外界冲击力、防护车身前部的安全装置，保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成，外板和缓冲材料附着在横梁。其中横梁用冷轧薄板冲压而成U形槽，外板和缓冲材料用塑料制成，并不能对行人起到很好的保护作用，在发生交通事故时，无法对行人起到及时有效的缓冲。

技术实现要素：

本实用新型提供一种汽车的前保险杠装置及汽车，以有效的缓冲撞击能量，对行人起到及时有效的缓冲。

本实用新型的一个方面提供一种汽车的前保险杠装置，包括，与汽车车头固定连接的保险杠外板、与汽车的前纵梁固定连接的防撞横梁，以及设置于所述保险杠外板和所述防撞横梁之间的缓冲层，所述缓冲层由所述保险杠外板到所述防撞横梁的方向刚度递增。

进一步的，所述缓冲层包括气囊层、缓冲弹簧、缓冲泡沫层和结构强化层中的至少两个，并以由所述保险杠外板到所述防撞横梁的方向刚度递增的方式排布，其中，所述气囊层、所述缓冲弹簧、所述缓冲泡沫层和所述结构强化层的刚度依次增大。

进一步的，所述气囊层为蜂窝状气囊结构，且蜂窝面朝向所述保险杠外板。

进一步的，所述蜂窝状气囊结构包括多个相互拼接的正六棱柱气囊，所述正六棱柱气囊为由锦纶66织物制成的正六棱柱气囊，所述正六棱柱气囊的高度为12-15mm，所述正六棱柱气囊的壁厚为0.1-0.15mm。

进一步的，所述蜂窝状气囊结构的空腔中充满氦气。

进一步的，所述缓冲弹簧为截锥型压缩弹簧。

进一步的，所述缓冲弹簧的两端固定设置有弹簧基板，用于固定所述缓冲弹簧。

进一步的，所述弹簧基板为圆形，所述弹簧基板为长玻璃纤维板，所述弹簧基板的厚度为0.4-0.6mm。

进一步的，所述缓冲泡沫层为硬质聚氨酯泡沫塑料板。

进一步的，所述结构强化层为由长玻璃纤维按照0°/90°正交铺设得到的板材；所述结构强化层的厚度为1.5-2.0cm。

本实用新型的另一个方面提供一种汽车，包括如上所述的汽车的前保险杠装置。

本实用新型提供的汽车的前保险杠装置及汽车，通过在保险杠外板和防撞横梁之间设置缓冲层，缓冲层由所述保险杠外板到所述防撞横梁的方向刚度递增，也即缓冲层靠近保险杠外板的部分刚度相对较低，弹性模量相对较高，当受到轻微碰撞时通过该部分发生形变来吸收碰撞能量，起到缓冲作用，可以较好的保护前方行人，同时也保护了保险杠外板，避免在受轻微碰撞的情况下就直接由保险杠外板变形来吸能，造成维修成本的增加；当碰撞较剧烈时则进一步由后方刚度相对较大的部分进行缓冲吸能，进一步保护行人，同时在与其他车辆等障碍物相撞时也能较好的保护汽车车体及车内乘员。本实用新型的汽车的前保险杠装置，通过缓冲层逐级对碰撞能力进行吸收，缓冲效果较好，可提高汽车的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例提供的汽车的前保险杠装置的结构示意图；

图2为图1所示的汽车的前保险杠装置安装于汽车车头的示意图；

图3为图1所示的汽车的前保险杠装置中气囊层的结构示意图。

具体实施方式

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1为本实用新型实施例提供的汽车的前保险杠装置的结构示意图；图2为图1所示的汽车的前保险杠装置安装于汽车车头的示意图。如图1和图2所示，本实施例提供一种汽车的前保险杠装置，包括，与汽车车头400固定连接的保险杠外板100、与汽车的前纵梁固定连接的防撞横梁300，以及设置于保险杠外板100和防撞横梁300之间的缓冲层200，所述缓冲层200由所述保险杠外板100到所述防撞横梁300的方向刚度递增。

在本实施例中，在保险杠外板100和防撞横梁300之间设置缓冲层200，缓冲层200由所述保险杠外板100到所述防撞横梁300的方向刚度递增，也即缓冲层200靠近保险杠外板100的部分刚度相对较低，弹性模量相对较高，当受到轻微碰撞时通过该部分发生形变来吸收碰撞能量，起到缓冲作用，可以较好的保护前方行人，同时也保护了保险杠外板100，避免在受轻微碰撞的情况下就直接由保险杠外板100变形来吸能，造成维修成本的增加；当碰撞较剧烈时则进一步由后方刚度相对较大的部分进行缓冲吸能，进一步保护行人，同时在与其他车辆等障碍物相撞时也能较好的保护汽车车体及车内乘员。

在本实施例中，保险杠外板100设置于汽车车头400最前端，在汽车发生碰撞事故时能第一时间起到缓冲作用，保护前车体及前方行人，从外观上看，保险杠外板100可以很自然的与汽车车体结合，具有很好的装饰性，是装饰汽车外形的重要部件。保险杠外板100可采用塑料材质，例如聚酯系塑料、聚丙烯系塑料，可采用注射成型法制成。

防撞横梁300为与汽车的前纵梁固定连接的横梁，可以将汽车受到的任何形式的偏置和正面碰撞产生的能量尽可能均匀的传递给前纵梁上的吸能部件，对汽车的翼子板、散热器、发动机罩、灯具等部件起到保护作用。其中，防撞横梁300可以采用冷轧薄板冲压而成。

缓冲层200设置于保险杠外板100和防撞横梁300之间，起到吸能缓冲的作用，使得本实施例的汽车的前保险杠装置能够有效的吸收撞击能量，保护前方行人，同时也保护汽车体及车内乘员。具体的，缓冲层200包括气囊层、缓冲弹簧、缓冲泡沫层和结构强化层中的至少两个，并以由保险杠外板100到防撞横梁300的方向刚度递增的方式排布，其中，气囊层、缓冲弹簧、缓冲泡沫层和结构强化层的刚度依次增大。需要说明的是，气囊层、缓冲弹簧、缓冲泡沫层和结构强化层的刚度依次增大，刚度越大，弹性模量越大，缓冲性能越好，对于碰撞能量的吸收也越好。缓冲层200包括如上的至少两层，例如，如图1所示缓冲层200可包括依次固定连接的气囊层210、缓冲弹簧220、缓冲泡沫层230和结构强化层240；气囊层210与保险杠外板100固定连接，结构强化层240与防撞横梁300固定连接；或者，缓冲层200可为气囊层、缓冲泡沫层和结构强化层组成，且气囊层与保险杠外板100固定连接，结构强化层与防撞横梁300固定连接，缓冲泡沫层设置于气囊层和结构强化层之间。其他的组合方式在本实施例中不一一列举。当然，缓冲层的层数越多，其缓冲效果越好。缓冲层也并不仅限于上述几次，采用其他的缓冲材料层亦可。

其中，气囊层210可采用蜂窝状气囊结构，且蜂窝面朝向保险杠外板100，如图3所示。由于气体有可压缩性，因此气囊层210的缓冲能力最好。具体的，蜂窝状气囊结构包括多个相互拼接的正六棱柱气囊，正六棱柱气囊的高度为12-15mm，正六棱柱气囊的壁厚为0.1-0.15mm，正六棱柱气囊为由锦纶66织物制成的正六棱柱气囊。由锦纶66织物制成的正六棱柱气囊，其具有耐冲击性好、耐热性、阻燃性好、化学性能稳定、耐老化性能优异、密度低、强度高、柔韧性好、透气率低等优点，可以使气囊层210寿命较长。蜂窝状气囊结构的空腔中可以充满氦气，在起到缓冲作用的同时，提升安全性能，可以阻燃，有利于更好的保护汽车。当然也可以填充其他气体，例如氮气等。

缓冲弹簧220可以为截锥型压缩弹簧。当受到碰撞截锥型压缩弹簧压缩时，截锥型压缩弹簧的线圈相互套叠，其刚度是变值，当载荷逐渐增大时，弹簧从大圈开始逐渐接触，有效工作圈数随之减少，而刚度则逐渐增大，一直到所有弹簧圈完全压并为止。且有利于防止发生共振，可避免在汽车行驶过程中产生噪声。当然，缓冲弹簧220也可采用其他种类的压缩弹簧。

进一步的，缓冲弹簧220的两端固定设置有弹簧基板，用于固定所述缓冲弹簧220。例如，当缓冲弹簧220与气囊层210和缓冲泡沫层230相连接时，气囊层210和缓冲泡沫层230分别通过弹簧基板与缓冲弹簧220固定连接。由于缓冲弹簧220的硬度较高，直接与气囊层210和缓冲泡沫层230连接会造成气囊层210和缓冲泡沫层230的损伤，因而通过弹簧基板间接连接，增大缓冲弹簧220与气囊层210和缓冲泡沫层230之间的受力面积，减小缓冲弹簧220对气囊层210和缓冲泡沫层230的损伤。所述弹簧基板可为圆形，其大小不小于缓冲弹簧220端部的大小，便于缓冲弹簧220的安装，且可减少弹簧基板的材料。弹簧基板可采用长玻璃纤维板，弹簧基板的厚度为0.4-0.6mm。长玻璃纤维板具有较高的机械强度，可有效的将缓冲弹簧220所受的力分散到气囊层210和缓冲泡沫层230。当然缓冲弹簧220与其他层相连时，弹簧基板可起到同样的作用。

缓冲泡沫层230可以为硬质聚氨酯泡沫塑料板。硬质聚氨酯泡沫塑料板具有多孔性，相对密度小，比强度高，具有较好的缓冲性能，且在保证符合强度要求的同时，稳定性好，且经受高温时无毒无害。

结构强化层240可以为由长玻璃纤维按照0°/90°得到的板材；结构强化层240的厚度为1.5-2.0cm。玻璃纤维铺设角度不同时，由于经纬向密度和经纬向拉伸强度不同，其抵抗应力破坏的水平也不同，因此铺设方式对能量吸收有显著影响。当长玻璃纤维按照0°/90°正交铺设时，0°层与90°达到平衡，抵抗应力破坏由经向与纬向的纤维共同承受，其对能量的吸收能力较好，当遭受冲击载荷时能够均匀扩散载荷，从而提高耐抗冲击性能。

进一步的，各层之间可采用环氧树脂胶粘层250进行粘接，环氧树脂胶粘剂其粘接性能好、粘接工艺简便、功能性好、价格比较低廉。环氧树脂胶粘层250厚度为1-2mm即可。当然也可采用其他的连接方式。

本实施例提供的汽车的前保险杠装置，通过在保险杠外板100和防撞横梁300之间设置缓冲层200，缓冲层200由保险杠外板100到防撞横梁300的方向刚度递增，也即缓冲层200靠近保险杠外板100的部分刚度相对较低，弹性模量相对较高，当受到轻微碰撞时通过该部分发生形变来吸收碰撞能量，起到缓冲作用，可以较好的保护前方行人，同时也保护了保险杠外板100，避免在受轻微碰撞的情况下就直接由保险杠外板100变形来吸能，造成维修成本的增加；当碰撞较剧烈时则进一步由后方刚度相对较大的部分进行缓冲吸能，进一步保护行人，同时在与其他车辆等障碍物相撞时也能较好的保护汽车车体及车内乘员。本实施例的汽车的前保险杠装置，通过缓冲层200逐级对碰撞能力进行吸收，缓冲效果较好，可提高汽车的安全性。

本实用新型的另一实施例提供一种汽车，包括上述实施例的汽车的前保险杠装置。

本实施例提供的汽车，通过在车头设置上述实施例的前保险杠装置，在保险杠外板和防撞横梁之间设置缓冲层，缓冲层由保险杠外板到防撞横梁的方向刚度递增，也即缓冲层靠近保险杠外板的部分刚度相对较低，弹性模量相对较高，当受到轻微碰撞时通过该部分发生形变来吸收碰撞能量，起到缓冲作用，可以较好的保护前方行人，同时也保护了保险杠外板，避免在受轻微碰撞的情况下就直接由保险杠外板变形来吸能，造成维修成本的增加；当碰撞较剧烈时则进一步由后方刚度相对较大的部分进行缓冲吸能，进一步保护行人，同时在与其他车辆等障碍物相撞时也能较好的保护汽车车体及车内乘员。本实施例的汽车，通过前保险杠装置缓冲层逐级对碰撞能力进行吸收，缓冲效果较好，可提高汽车的安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。