一种行人前端保护总成及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆领域，尤其指车辆上的行人前端保护总成领域。

背景技术：

随着在交通事故死亡人数中，行人与车辆发生碰撞而导致的行人伤亡所占比例有逐年上升趋势，世界各国陆续制定法规或标准来提高汽车行人保护能力，欧盟、日本已经强制实施行人保护标准，中国于2009年发布推荐性国家标准gb/t24550-2009，预计强制性国家标准修订工作也马上启动。而新车评价规程(ncap)对行人保护提出了更高的要求，目前我国行人保护进入快速发展阶段，具体表现是法规更新更快，评价体系更为严格。所以为了减轻行人的损伤程度，通过优化汽车的结构来提升对行人的保护成为一项重要课题。

在行人与行驶的车辆发生碰撞时，汽车一般须能通过前部变形吸收汽车的一部分能量，降低传递给行人的能量。把前部涉及变形的结构可统称为行人前端保护总成，目前，常见的行人前端保护总成大概分为上、中、下三段支撑结构；行人保护要求综合控制腿部伤害值，即汽车前部结构上中下支撑结构刚度需通过车型作整体匹配，引导腿部向有利的方向倾斜，降低腿部伤害值，所以上中下主要支撑部件的合理布置及结构设计是该区域行人保护性能提升的关键。

目前，常见上支撑结构中主要包括发动机盖；中支撑结构主要包括前保蒙皮、前防撞梁和吸能泡沫；下支撑结构主要包括小腿保护支架等；吸能泡沫位于前防撞梁和前保蒙皮之间，使其行人被撞击时可以对行人小腿进行保护。该现有三段支撑结构一定程度上可以对行人起保护作用。然而，对于底盘较低的轿车而言，现有上支撑结构的刚度过大，下支撑结构的刚度不足，易导致行人腿部变形不合理，造成较大伤害。

技术实现要素：

为克服现有技术底盘较低的轿车现有上支撑结构的刚度过大，下支撑结构的刚度不足，易导致行人腿部变形不合理，造成较大伤害的问题，本实用新型提供了一种行人前端保护总成及车辆。

本实用新型一方面提供了一种行人前端保护总成，包括上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构；

所述上支撑结构的刚度小于中支撑结构的刚度，所述中支撑结构的刚度小于所述下支撑结构的刚度。

本实用新型公开的行人前端保护总成，可有效使得其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度呈从上到下递增的趋势，这使得在行人腿部撞击车辆前端的过程中，能够较好的吸收冲击能量，同时引导腿部前倾，防止小腿发生较大弯曲变形，减小腿部受到的伤害。

进一步地，所述上支撑结构包括发动机盖和亮饰条；

所述中支撑结构包括前保蒙皮、进气格栅、吸能泡沫和前防撞梁；所述进气格栅嵌于所述前保蒙皮内；在车身方向上，所述吸能泡沫和前防撞梁依次布置于所述前保蒙皮的后部；

所述下支撑结构包括导流板及小腿保护支架，所述导流板及小腿保护支架设有加强结构；

在车长方向上，所述发动机盖的前端面位于所述前防撞梁的前端面的前方；所述吸能泡沫的前端面位于所述发动机盖的前端面的前方；所述亮饰条的前端面位于发动机盖的前端面的前方；

该种结构将吸能泡沫的前端面设置于发动机盖的前端面前方，并使发动机盖的前端面位于所述前防撞梁的前端面的前方；及使亮饰条的前端面位于发动机盖的前端面的前方；可逐步引导各结构先后压溃吸能，在行人小腿撞击过程中，有效避免小腿受力过于集中，减小小腿损伤；其上支撑结构的刚度较弱，在行人腿部撞击过程中能够有效溃缩，吸收冲击能量，中支撑结构的吸能泡沫刚度适中，并与刚度较大的下支撑结构相匹配，使行人腿部前倾，减小腿部膝部韧带和小腿胫骨等部位收到的伤害，有效改善行人保护腿部性能。

进一步地，所述亮饰条和所述进气格栅的上端呈弧面，且弧面角度与所述发动机盖的前端相配合。将所述亮饰条和所述进气格栅的上端设置成弧面，使发动机盖、进气格栅及亮饰条之间的过渡角度较平缓，不像传统结构那样过渡角度过大，这样可以实现行人腿部撞击上支撑结构时，引导腿部倾，减小行人腿部的伤害值。

进一步地，所述前保蒙皮上设有格栅槽，进气格栅安装于所述格栅槽内。

进一步地，所述前保蒙皮的上端面设有上端安装部；所述上端安装部通过螺栓安装于前保安装支架上。

进一步地，所述前保蒙皮的内壁设计成与所述吸能泡沫外形相配的弧形，所述吸能泡沫安装在所述前防撞梁上。

进一步地，所述前保蒙皮的中部设有若干弱化孔；所述吸能泡沫上设有竖向弱化槽和横向弱化槽。

进一步地，所述小腿保护支架包括沿车身方向上前后布置的第一加强段和第二加强段；

所述第一加强段和第二加强段均沿车宽方向交替布置有加强筋；所述第一加强段和第二加强段从车身从前向后方向上竖直高度逐渐增大，使所述小腿保护支架的侧面剖面呈一定角度的斜坡状。

进一步地，所述进气格栅向上延伸有上格栅，所述上格栅位于所述前保蒙皮上端面的上方，该上格栅安装在上格栅安装支架上；所述亮饰条通过卡扣安装在所述上格栅上。

进一步地，所述下支撑结构还包括外饰件，所述外饰件内具有弧形凹槽；所述小腿保护支架的前端成楔形；

所述导流板的前端设有插入部；

所述插入部插入在所述弧形凹槽和小腿保护支架的前端之间。

进一步地，所述插入部上设有加强筋。

本实用新型第二方面提供了一种车辆，所述车辆的前端上述行人前端保护总成。

本实用新型公开车辆，其行人前端保护总成，可有效使得其上支撑结构、中支撑结构和下支撑结构的刚度呈从上到下递增的趋势，这使得在行人腿部撞击车辆前端的过程中，能够较好的吸收冲击能量，同时引导腿部前倾，防止小腿发生较大弯曲变形，减小腿部受到的伤害。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中提供的汽车行人前端保护总成的立体示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中提供的汽车行人前端保护总成的右视示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中提供的汽车行人前端保护总成的剖视示意图；

图4是本实用新型具体实施方式中提供的前保蒙皮的立体示意图；

图5是本实用新型具体实施方式中提供的汽车行人前端保护总成部分结构的分解示意图；

图6是本实用新型具体实施方式中提供的泡沫块和前防撞梁的立体示意图；

图7是本实用新型具体实施方式中提供的外饰件和小腿保护支架的立体示意图；

图8是是本实用新型具体实施方式中提供的导流板的立体示意图；

图9是本实用新型具体实施方式中提供的行人腿部与汽车行人前端保护总成碰撞前的关系示意图；

图10是本实用新型具体实施方式中提供的行人腿部与汽车行人前端保护总成碰撞时引导前倾减免伤害效果的示意图；

图11是提供的一种上支撑结构刚度大、中下支撑结构刚度较小时行人腿部与汽车行人前端保护总成碰撞时造成伤害效果的示意图；

图12是提供的一种上中下支撑结构刚度相当时行人腿部与汽车行人前端保护总成碰撞时造成前倾效果的示意图；

图13是本申请具体实施方式中提供的车辆原理框图。

其中，1、上支撑结构；2、中支撑结构；3、下支撑结构；4、腿部；

11、发动机盖；12、亮饰条；

21、进气格栅；22、吸能泡沫；23、前保蒙皮；24、前防撞梁；

211、上格栅；

221、安装孔；222、竖向弱化槽；223、横向弱化槽；224、第一弱化槽；225、第二弱化槽；

231、上端安装部；232、限位凸起；233、连接孔；234、弱化孔；235、格栅槽；

31、外饰件；32、小腿保护支架；33、导流板；

321、第一加强段；322、第二加强段；323、加强筋；

331、插入部；332、加强筋；

41、大腿；42、膝部；43、小腿。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图13所示，本例主要针对底盘较低的车辆10000进行改进，尤其指对适用于轿车的行人前端保护总成1000进行改进，本例中并不对车辆10000的其余结构进行改进，因此也仅对行人前端保护总成1000进行解释说明，而不对以外的其余结构做赘述。

如图1、图2、图3所示，一种行人前端保护总成1000，包括上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3；上支撑结构1的刚度小于中支撑结构2的刚度，中支撑结构2的刚度小于下支撑结构3的刚度。本实用新型公开的行人前端保护总成1000，可有效使得其上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度呈从上到下递增的趋势，这使得在行人腿部撞击车辆10000前端的过程中，能够较好的吸收冲击能量，同时引导腿部前倾，防止小腿发生较大弯曲变形，减小腿部受到的伤害。

上支撑结构1包括发动机盖11和亮饰条12；本例中的上支撑结构1内部不设置加强筋，刚度相对较小，腿部撞击时可以有效压溃，和下支撑结构3相匹配，从而实现腿部前倾，减少行人腿部伤害值；

中支撑结构2包括前保蒙皮23、进气格栅21、吸能泡沫22和前防撞梁24；进气格栅21嵌于前保蒙皮23内；在车身方向上，吸能泡沫22和前防撞梁24依次布置于前保蒙皮23的后部；本例中前保蒙皮23和进气格栅21大体处于同一竖直平面内，在行人小腿撞击过程中，有效避免小腿受力过于集中，减小小腿损伤。

下支撑结构3包括导流板33、外饰件31及小腿保护支架32；导流板33及小腿保护支架32设有加强结构；所谓的加强结构包括加强筋、吸能筋等，其中小腿保护支架32内部有优选设置较多加强筋，且前导流板33前端面沿车宽方向上布置有纵向吸能筋。后文进一步有说明。

其中，在车长方向上，发动机盖11的前端面位于前防撞梁24的前端面的前方；吸能泡沫22的前端面位于发动机盖11的前端面的前方；亮饰条12的前端面位于发动机盖11的前端面的前方，优选距离大于等于30mm；

亮饰条12和进气格栅21的上端呈弧面，且弧面角度与发动机盖11的前端相配合；这样使得发动机盖11、进气格栅21的上端面、亮饰条12之间的过渡角度较平缓，不像传统结构那样过渡角度过大，这样可以实现行人腿部撞击前保上支撑区域时，引导腿部前倾，减小行人腿部的伤害值。

前保蒙皮23为公众所知，其为蒙设于车身前方的饰件，其材质一般为易溃缩变形的塑性材料。其大部分覆盖于中支撑结构2内，但实际也可部分向上延伸和向下延伸；向上延伸可以部分覆盖上支撑结构1；向下延伸可以部分覆盖下支撑结构3；其一方面对汽车前端的外形进行限定并保护内部构件，另一方面在汽车与行人进行撞击时发生形变压溃以保护行人。

如图4所示，前保蒙皮23上设有格栅槽235，进气格栅21安装于格栅槽235内。进气格栅21四周和前保蒙皮23连接。

其中，前保蒙皮23的上端面设有上端安装部231；上端安装部231通过螺栓安装于前保安装支架上。

其中，前保蒙皮23上设有限位凸起232和用来连接进气格栅21的连接孔233，并将前保蒙皮23的内壁设计成与吸能泡沫22外形相配的弧形，以将吸能泡沫22限位在前保蒙皮23的内壁上。其中，前保蒙皮23的中部设有若干弱化孔234。以上结构保证中支撑结构2能在行人小腿冲撞过程中进行有效溃缩，减轻对小腿的伤害。

进气格栅21如图5中所示，进一步地，进气格栅21向上延伸有上格栅211，上格栅211位于前保蒙皮23上端面的上方，该上格栅211安装在上格栅安装支架上，前保安装支架、上格栅安装支架都是设置在车辆的前端模块上的；亮饰条12通过卡扣安装在上格栅211上。

如图6所示，吸能泡沫22上设有多个竖向弱化槽222和横向弱化槽223，本例中，在其吸能泡沫22前端面的左右两侧分别设有一竖向弱化槽222和横向弱化槽223，用于降低泡沫材料刚度，同时节省泡沫材料的消耗，可有效吸收动能，降低中支撑结构2的刚度。同时，该吸能泡沫22上还设有安装孔221，该安装孔221用来安装拖车螺栓套，拖车螺栓套呈圆柱形，穿过吸能泡沫22后，后端安装在前防撞梁和吸能盒连接处，前端有螺纹孔，安装拖车钩；同时，本例中还设有第一弱化槽224和第二弱化槽225，以进一步弱化吸能泡沫22的刚度；本例中吸能泡沫22结构简单，且吸能泡沫22限位方式简单有效，便于生产及安装。

如图7所示，小腿保护支架32包括沿车身方向上前后布置的第一加强段321和第二加强段322；

第一加强段321和第二加强段322均沿车宽方向交替布置有加强筋323；第一加强段321和第二加强段322从车身从前向后方向上竖直高度逐渐增大，使小腿保护支架32的侧面剖面呈一定角度的斜坡状。斜坡状的设计使得小腿保护支架32在纵向的刚度由前到后(车身前后方向上)逐渐增大；第一加强段321与第二加强段322连接处的高度，低于第二加强段322靠近白车身的高度，与斜坡状侧壁相对应。斜坡状小腿保护支架32的第一加强段321刚度小于第二加强段322，腿部发生碰撞时，小腿与小腿保护支架32接触，第一加强段321会优先发生一定程度的变形，但足以支撑小腿下部。

下支撑结构3的外饰件31内具有弧形凹槽；小腿保护支架32的前端成楔形；

如图8所示，导流板33的前端设有插入部331；优选的，插入部331上设有加强筋332。

插入部331插入在弧形凹槽和小腿保护支架32的前端之间。

优选的，小腿保护支架32可通过在吸能筋323之间的空隙开设溃缩孔，来调节局部刚度，应对局部小腿伤害值过高。

优选的，进气格栅21、前保蒙皮23的形状、安装角度和安装位置可以根据实际车型进行伸缩或加减。亮饰条12内侧也可根据实际需求适当增设加强件，通过调整加强件结构和料厚来控制亮饰条12刚度。吸能泡沫22的弱化槽形状、数量和位置可根据实际进行变化，也可根据实际刚度需求选用不同发泡率的泡沫材料。

本例中行人前端保护总成1000的保护原理描述如下：

如图9所示，行人的腿部4包括大腿41、小腿43和膝部42，其上的相关参数：胫骨力矩t1、t2、t3、t4，股骨力矩f1、f2、f3，韧带伸长量cl(包括acl、pcl、mcl、lcl，(acl：anteriorcruciateligament，简称acl，前交叉韧带；；pcl：posteriorcruciateligament，简称pcl，后交叉韧带；；mcl：medialcollateralligament，简称mcl，内侧副韧带；；lcl：lateralcollateralligament，简称lcl，外侧副韧带。)

发动机盖前缘参考线距离地面的高度h1、小腿保护支架32离地高度h2、发动机盖前缘参考线与保险杠上参考线的水平距离w1、小腿保护支架32与前保蒙皮23前端的水平距离w2。

发动机盖前缘参考线与保险杠上参考线的水平距离w1影响车辆前脸造型特征，w1越小，越有利于控制小腿43膝部交叉韧带拉长量和股骨弯矩伤害；小腿保护支架32离地高度h2影响车辆前脸下部造型特征，h2越小，越有利于控制腿型的运动姿态，能够有效降低膝部韧带pcl、acl、mcl及胫骨弯矩伤害；小腿保护支架32与前保蒙皮23前端的水平距离w2影响碰撞时小腿保护支架32起作用的时间，w2越小，小腿保护支架32起作用的时间越早，h1主要和车身高度有关，影响腿和车的相对高度，对于底盘较低的轿车来说，h1越小，越有利于引导腿部前倾，减小伤害值。

如图10所示，本例中上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度从梯度减弱，腿部4的理想质心在膝部42，对于轿车而言，其前防撞梁24距地高度小于腿部4质心(即膝部42质心)高度，被撞击时，质心有向前(朝向车头方向)运动的趋势，因此，本申请中将其上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度设计成上述成梯度分布；使碰撞时行人腿部4向车头方向前倾，能够减小膝部42韧带伸长量，从而降低腿部4伤害值，达到保护行人腿部4的目的。

如图11所示，若将中上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度设计为上支撑结构1刚度大，中支撑结构2和下支撑结构3刚度小，在腿部4撞击过程中，此种情况下膝部42质心高于前防撞梁24，大腿41有向前弯的运动趋势，由于上支撑结构1刚度大，大腿41被上支撑结构1支撑住，而下支撑结构3刚度小，其容易形变变形，此时小腿43向车身前下(朝向车头方向)弯曲，由于轿车高度及造型原因，车辆前脸突出部位会顶到小腿43膝部，造成膝部韧带伸长量过大，对行人腿部4造成较高伤害。

如图12所示，如若将中上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度设计为三者刚度相当的结构，在腿部4撞击过程中，由于轿车高度及造型原因，腿部4中下部平移被支撑，但由于腿部4质心高于前防撞梁24，大腿41仍有向前弯的运动趋势，车辆前脸突出部位会顶到腿部4膝部42，腿部4弯曲变形过大，造成膝部42韧带伸长量过大，对行人腿部4造成较高伤害。

综上可知，对于底盘较低的车辆，本申请中优化的上述结构，能够很好的减少腿部4伤害值，保护行人腿部4。

本例公开车辆，其行人前端保护总成1000做了改进设计，将亮饰条12和进气格栅21的上端设置成弧面，使发动机盖11、进气格栅21及亮饰条12之间的过渡角度较平缓，不像传统结构那样过渡角度过大，这样可以实现行人腿部4撞击上支撑结构1时，引导腿部4前倾，减小行人腿部4的伤害值。同时，将吸能泡沫22的前端面设置于发动机盖11的前端面前方，并使发动机盖11的前端面位于前防撞梁24的前端面的前方；及使亮饰条12的前端面位于发动机盖11的前端面的前方；可逐步引导各结构先后压溃吸能，在行人腿部4撞击过程中，有效避免小腿43受力过于集中，减小小腿43损伤；其上支撑结构1的刚度较弱，在行人腿部4撞击过程中能够有效溃缩，吸收冲击能量，中支撑结构2的吸能泡沫22刚度适中，并与刚度较大的下支撑结构3相匹配，使行人腿部4前倾，减小腿部4膝部42韧带和小腿43胫骨等部位收到的伤害，有效改善行人保护腿部4性能。故优化设计的行人前端保护总成1000，可有效使得其上支撑结构1、中支撑结构2和下支撑结构3的刚度呈从上到下递增的趋势，这使得在行人腿部4撞击车辆前端的过程中，能够较好的吸收冲击能量，同时引导腿部4前倾，防止小腿43发生较大弯曲变形，减小腿部4受到的伤害。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。