一种汽车前保险杠总成的制作方法

[0001]
本发明涉及汽车部件技术领域，更具体地说，涉及一种汽车前保险杠总成。


背景技术：

[0002]
汽车保险杠是吸收和减缓外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。许多年以前汽车前后保险杠是用钢板冲压成槽钢，与车架纵梁铆接或焊接在一起的，与车身有一段较大的间隙，看上去十分不美观。随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。一般汽车的塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用冷轧薄板冲压而成u形槽；外板和缓冲材料附着在横梁。
[0003]
其中汽车保险杠最重要的一步就是对于外界冲击力的吸收，因此对于缓冲材料的选择尤其重要，但是仅仅依靠缓冲材料自身的吸收效果，在面对较大冲击力的时候仍有不足，对于车体和用户的安全保护仍然不够。


技术实现要素：

[0004]
1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽车前保险杠总成，可以通过与现有的缓冲材料结合，利用压气罩实现预缓冲，并在吸收能量形变后对减力层形成高度挤压，进一步对冲击力进行缓冲的同时，依靠传力压球将压力传递至减力层后侧的化力层上，化力层内的非牛顿液体和化力球开始发挥抗压作用，尤其是化力球在利用液体吸能的特点后，在内部主动释放出可以使水快速结冰的物质，迫使吸能后的水结冰转变固体特性对冲击力进行抵抗，并且利用摩擦生热的特性再对冰进行融化，契合冲击力带来的二次回弹现象，可以将伤害降低至最低，同时车身在冲击过程中会实现明显的降温，避免因此巨大冲击带来的火灾二次伤害，有效提高汽车保险杠的防撞效果和安全作用。
[0005]
2．技术方案为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
[0006]
一种汽车前保险杠总成，包括保险杠外壳、吸能夹板和加强横梁，所述吸能夹板嵌装于保险杠外壳和加强横梁之间，所述吸能夹板包括相连接的减力层和化力层，且化力层位于靠近加强横梁的一侧，所述减力层靠近保险杠外壳一端连接有多个均匀分布的压气罩，所述减力层内镶嵌连接有多个与压气罩相对应的传力棒，且传力棒一端延伸至压气罩内，所述传力棒远离压气罩一端连接有传力压球，且传力压球镶嵌于减力层和化力层的连接处，所述化力层内填充有多个均匀分布的化力球。
[0007]
进一步的，所述化力球分为多种尺寸，且按照尺寸由大至小沿靠近加强横梁的方向分布，该分布特点既可以保证与传力压球具有较大的接触面积，很好的完成力的传递，同
时随着尺寸减小数量的增多，可以将冲击力进行高度分散，从而实现良好的化力效果。
[0008]
进一步的，所述化力球包括刚性半球和含水半球，所述含水半球远离刚性半球一端连接有保护珠，所述保护珠靠近刚性半球一端连接有摩擦柱，所述刚性半球内端镶嵌连接有与摩擦柱相匹配的摩擦套，刚性半球和含水半球之间可以实现刚柔结合，既可以通过刚性半球实现力的传递，也可以通过含水半球实现对力的化解缓冲，保护珠起到保护含水半球的作用，避免含水半球在形变过程中出现过度磨损的现象，摩擦柱和摩擦套配合可以实现将外界冲击能转变为动能以及热能，一方面可以消耗外界的冲击力，另一方面可以将热量用于后续的融冰动作。
[0009]
进一步的，所述刚性半球上开设有多个均匀分布的控气孔，所述控气孔外侧开口处覆盖有与刚性半球外表面连接的预压膜，所述控气孔内活动镶嵌有磁性微球，且磁性微球与预压膜之间连接有弹性拉线，所述刚性半球内表面上还开设有多个与磁性微球相匹配的活动球槽，所述活动球槽内活动镶嵌有与磁性微球相匹配的自转溶球在刚性半球受到挤压之前预压膜先受到挤压并形变收缩，利用气体做功迫使磁性微球在控气孔内进行移动，然后利用磁吸作用带动自转溶球在活动球槽进行转动，进而与含水半球内的水接触触发结冰动作。
[0010]
进一步的，所述自转溶球包括疏水球，所述疏水球靠近磁性微球一端开设有闭合槽，所述闭合槽内连接有内磁块，所述闭合槽槽口处封闭连接有水溶层，所述水溶层内表面镶嵌连接有多个制冰微粒，内磁块用来跟随磁性微球的磁场进而带动疏水球进行转动，水溶层起到对制冰微粒的保护作用和容纳作用，在疏水球转动方向后水溶层与水接触开始溶解，并暴露出制冰微粒也同步溶解，而制冰微粒溶解会从周围环境中吸收大量的热量，水由此快速结冰提供一定的强度来抵抗冲击力，避免含水半球吸能过度遭到永久性破坏。
[0011]
进一步的，所述闭合槽外侧镶嵌连接有遇水膨胀橡胶圈，且遇水膨胀橡胶圈将水溶层包裹，所述闭合槽内填充有高压空气，遇水膨胀橡胶圈起到保护水溶层的作用，避免其提前与水分接触，在水溶层溶解后，闭合槽的高压空气会立马携带制冰微粒在水中快速分散，加快溶解速率。
[0012]
进一步的，所述疏水球采用疏水性材料制成，所述水溶层采用水溶性材料制成，所述制冰微粒采用硝石制成，疏水球利用其疏水作用来阻止含水半球的水进入到活动球槽中提前干扰水溶层，硝石在溶解于水时会吸收大量的热量。
[0013]
进一步的，所述刚性半球采用高强度硬质材料制成，所述含水半球采用弹性防水材料制成，所述摩擦柱和摩擦套均采用高摩擦系数材料制成。
[0014]
进一步的，所述化力层内还填充有非牛顿液体，相邻的所述化力球之间均保留有空隙，可以显著提高化力层对冲击力的缓冲效果。
[0015]
进一步的，所述减力层采用高弹性多孔材料制成，所述压气罩采用塑性材料制成，且压气罩内填充有保护气体，所述保护气体包括但不限于二氧化碳和氮气，在压气罩吸能变形时，会将保护气体挤入减力层中，从而迫使减力层膨胀提高其缓冲效果，在减力层再次受到挤压后保护气体二次释放，不仅提高缓冲高效果，同时减力层释放后的保护气体更为分散，可以有效覆盖保险杠区域进行防火处理。
[0016]
3．有益效果相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案可以通过与现有的缓冲材料结合，利用压气罩实现预缓冲，并在吸收能量形变后对减力层形成高度挤压，进一步对冲击力进行缓冲的同时，依靠传力压球将压力传递至减力层后侧的化力层上，化力层内的非牛顿液体和化力球开始发挥抗压作用，尤其是化力球在利用液体吸能的特点后，在内部主动释放出可以使水快速结冰的物质，迫使吸能后的水结冰转变固体特性对冲击力进行抵抗，并且利用摩擦生热的特性再对冰进行融化，契合冲击力带来的二次回弹现象，可以将伤害降低至最低，同时车身在冲击过程中会实现明显的降温，避免因此巨大冲击带来的火灾二次伤害，有效提高汽车保险杠的防撞效果和安全作用。
[0017]
（2）化力球分为多种尺寸，且按照尺寸由大至小沿靠近加强横梁的方向分布，该分布特点既可以保证与传力压球具有较大的接触面积，很好的完成力的传递，同时随着尺寸减小数量的增多，可以将冲击力进行高度分散，从而实现良好的化力效果。
[0018]
（3）化力球包括刚性半球和含水半球，含水半球远离刚性半球一端连接有保护珠，保护珠靠近刚性半球一端连接有摩擦柱，刚性半球内端镶嵌连接有与摩擦柱相匹配的摩擦套，刚性半球和含水半球之间可以实现刚柔结合，既可以通过刚性半球实现力的传递，也可以通过含水半球实现对力的化解缓冲，保护珠起到保护含水半球的作用，避免含水半球在形变过程中出现过度磨损的现象，摩擦柱和摩擦套配合可以实现将外界冲击能转变为动能以及热能，一方面可以消耗外界的冲击力，另一方面可以将热量用于后续的融冰动作。
[0019]
（4）刚性半球上开设有多个均匀分布的控气孔，控气孔外侧开口处覆盖有与刚性半球外表面连接的预压膜，控气孔内活动镶嵌有磁性微球，且磁性微球与预压膜之间连接有弹性拉线，刚性半球内表面上还开设有多个与磁性微球相匹配的活动球槽，活动球槽内活动镶嵌有与磁性微球相匹配的自转溶球在刚性半球受到挤压之前预压膜先受到挤压并形变收缩，利用气体做功迫使磁性微球在控气孔内进行移动，然后利用磁吸作用带动自转溶球在活动球槽进行转动，进而与含水半球内的水接触触发结冰动作。
[0020]
（5）自转溶球包括疏水球，疏水球靠近磁性微球一端开设有闭合槽，闭合槽内连接有内磁块，闭合槽槽口处封闭连接有水溶层，水溶层内表面镶嵌连接有多个制冰微粒，内磁块用来跟随磁性微球的磁场进而带动疏水球进行转动，水溶层起到对制冰微粒的保护作用和容纳作用，在疏水球转动方向后水溶层与水接触开始溶解，并暴露出制冰微粒也同步溶解，而制冰微粒溶解会从周围环境中吸收大量的热量，水由此快速结冰提供一定的强度来抵抗冲击力，避免含水半球吸能过度遭到永久性破坏。
[0021]
（6）闭合槽外侧镶嵌连接有遇水膨胀橡胶圈，且遇水膨胀橡胶圈将水溶层包裹，闭合槽内填充有高压空气，遇水膨胀橡胶圈起到保护水溶层的作用，避免其提前与水分接触，在水溶层溶解后，闭合槽的高压空气会立马携带制冰微粒在水中快速分散，加快溶解速率。
[0022]
（7）疏水球采用疏水性材料制成，水溶层采用水溶性材料制成，制冰微粒采用硝石制成，疏水球利用其疏水作用来阻止含水半球的水进入到活动球槽中提前干扰水溶层，硝石在溶解于水时会吸收大量的热量。
[0023]
（8）减力层采用高弹性多孔材料制成，压气罩采用塑性材料制成，且压气罩内填充有保护气体，保护气体包括但不限于二氧化碳和氮气，在压气罩吸能变形时，会将保护气体挤入减力层中，从而迫使减力层膨胀提高其缓冲效果，在减力层再次受到挤压后保护气体二次释放，不仅提高缓冲高效果，同时减力层释放后的保护气体更为分散，可以有效覆盖保
险杠区域进行防火处理。
附图说明
[0024]
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明吸能夹板部分的结构示意图；图3为本发明化力球正常状态下的结构示意图；图4为本发明化力球形变状态下的结构示意图；图5为本发明自转溶球的结构示意图；图6为图5中a处的结构示意图。
[0025]
图中标号说明：1保险杠外壳、2吸能夹板、21减力层、22化力层、3加强横梁、4压气罩、5传力棒、6非牛顿液体、7传力压球、8化力球、81刚性半球、82含水半球、83保护珠、84摩擦柱、85摩擦套、86预压膜、87弹性拉线、88磁性微球、9自转溶球、91疏水球、92内磁块、93遇水膨胀橡胶圈、94水溶层、95制冰微粒。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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发明中的具体含义。
[0029]
实施例1：请参阅图1-2，一种汽车前保险杠总成，包括保险杠外壳1、吸能夹板2和加强横梁3，吸能夹板2嵌装于保险杠外壳1和加强横梁3之间，吸能夹板2包括相连接的减力层21和化力层22，且化力层22位于靠近加强横梁3的一侧，减力层21靠近保险杠外壳1一端连接有多个均匀分布的压气罩4，减力层21内镶嵌连接有多个与压气罩4相对应的传力棒5，且传力棒5一端延伸至压气罩4内，传力棒5远离压气罩4一端连接有传力压球7，且传力压球7镶嵌于减力层21和化力层22的连接处，化力层22内填充有多个均匀分布的化力球8。
[0030]
化力层22内还填充有非牛顿液体6，相邻的化力球8之间均保留有空隙，可以显著提高化力层22对冲击力的缓冲效果。
[0031]
减力层21采用高弹性多孔材料制成，压气罩4采用塑性材料制成，且压气罩4内填充有保护气体，保护气体包括但不限于二氧化碳和氮气，在压气罩4吸能变形时，会将保护气体挤入减力层21中，从而迫使减力层21膨胀提高其缓冲效果，在减力层21再次受到挤压后保护气体二次释放，不仅提高缓冲高效果，同时减力层21释放后的保护气体更为分散，可以有效覆盖保险杠区域进行防火处理。
[0032]
化力球8分为多种尺寸，且按照尺寸由大至小沿靠近加强横梁3的方向分布，该分布特点既可以保证与传力压球7具有较大的接触面积，很好的完成力的传递，同时随着尺寸减小数量的增多，可以将冲击力进行高度分散，从而实现良好的化力效果。
[0033]
请参阅图3-4，化力球8包括刚性半球81和含水半球82，含水半球82远离刚性半球81一端连接有保护珠83，保护珠83靠近刚性半球81一端连接有摩擦柱84，刚性半球81内端镶嵌连接有与摩擦柱84相匹配的摩擦套85，刚性半球81和含水半球82之间可以实现刚柔结合，既可以通过刚性半球81实现力的传递，也可以通过含水半球82实现对力的化解缓冲，保护珠83起到保护含水半球82的作用，避免含水半球82在形变过程中出现过度磨损的现象，摩擦柱84和摩擦套85配合可以实现将外界冲击能转变为动能以及热能，一方面可以消耗外界的冲击力，另一方面可以将热量用于后续的融冰动作。
[0034]
刚性半球81采用高强度硬质材料制成，含水半球82采用弹性防水材料制成，摩擦柱84和摩擦套85均采用高摩擦系数材料制成。
[0035]
刚性半球81上开设有多个均匀分布的控气孔，控气孔外侧开口处覆盖有与刚性半球81外表面连接的预压膜86，控气孔内活动镶嵌有磁性微球88，且磁性微球88与预压膜86之间连接有弹性拉线87，刚性半球81内表面上还开设有多个与磁性微球88相匹配的活动球槽，活动球槽内活动镶嵌有与磁性微球88相匹配的自转溶球9在刚性半球81受到挤压之前预压膜86先受到挤压并形变收缩，利用气体做功迫使磁性微球88在控气孔内进行移动，然后利用磁吸作用带动自转溶球9在活动球槽进行转动，进而与含水半球82内的水接触触发结冰动作。
[0036]
请参阅图5-6，自转溶球9包括疏水球91，疏水球91靠近磁性微球88一端开设有闭合槽，闭合槽内连接有内磁块92，闭合槽槽口处封闭连接有水溶层94，水溶层94内表面镶嵌连接有多个制冰微粒95，内磁块92用来跟随磁性微球88的磁场进而带动疏水球91进行转动，水溶层94起到对制冰微粒95的保护作用和容纳作用，在疏水球91转动方向后水溶层94与水接触开始溶解，并暴露出制冰微粒95也同步溶解，而制冰微粒95溶解会从周围环境中吸收大量的热量，水由此快速结冰提供一定的强度来抵抗冲击力，避免含水半球82吸能过度遭到永久性破坏。
[0037]
闭合槽外侧镶嵌连接有遇水膨胀橡胶圈93，且遇水膨胀橡胶圈93将水溶层94包裹，闭合槽内填充有高压空气，遇水膨胀橡胶圈93起到保护水溶层94的作用，避免其提前与水分接触，在水溶层94溶解后，闭合槽的高压空气会立马携带制冰微粒95在水中快速分散，加快溶解速率。
[0038]
疏水球91采用疏水性材料制成，水溶层94采用水溶性材料制成，制冰微粒95采用硝石制成，疏水球91利用其疏水作用来阻止含水半球82的水进入到活动球槽中提前干扰水溶层94，硝石在溶解于水时会吸收大量的热量。
[0039]
本发明可以通过与现有的缓冲材料结合，利用压气罩4实现预缓冲，并在吸收能量
形变后对减力层21形成高度挤压，进一步对冲击力进行缓冲的同时，依靠传力压球7将压力传递至减力层21后侧的化力层22上，化力层22内的非牛顿液体6和化力球8开始发挥抗压作用，尤其是化力球8在利用液体吸能的特点后，在内部主动释放出可以使水快速结冰的物质，迫使吸能后的水结冰转变固体特性对冲击力进行抵抗，并且利用摩擦生热的特性再对冰进行融化，契合冲击力带来的二次回弹现象，可以将伤害降低至最低，同时车身在冲击过程中会实现明显的降温，避免因此巨大冲击带来的火灾二次伤害，有效提高汽车保险杠的防撞效果和安全作用。
[0040]
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

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