CN102951206B - 汽车车身 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车车身，其包括前盖(1)、从所述前盖(1)的后部边缘开始升高的前挡风玻璃(22)和基本在所述前挡风玻璃(22)的宽度上延伸的横梁(4)，所述横梁(4)的前部边缘(6)支承所述前挡风玻璃(22)前部的下边缘并且后部边缘(5)支承在所述车身的结构元件(23)上。所述横梁(4)的上侧面向客舱并且所述横梁(4)的下侧面向发动机舱。所述横梁(4)在前部边缘(6)和后部边缘(5)之间具有至少一个第一区域(11；17；21)，在该第一区域中所述上侧在沿汽车纵向延伸的截平面中凹入地弯曲，并且所述第一区域在载荷作用下通过沿朝发动机舱偏移的顶点线(15)增大曲率和使在所述顶点线(15)两侧延伸的两个区域(13、14)相向靠近的翻转而受压变形。

Description

汽车车身

技术领域

本发明涉及一种具有前盖、从前盖后边缘处逐渐升高的前挡风玻璃和支承前挡风玻璃的前下边缘的横梁。

背景技术

由DE10 2007 012 830A1已知一种汽车，其中，支承前挡风玻璃的横梁由两个在其前缘和后缘处相互连接的梁部零组成。上部梁部件在横截面视图中是向上拱曲的，具有支承前挡风玻璃前缘并且反向于行驶方向升高的前部部段、基本上水平的中间部段和反向于行驶方向陡峭地向下延伸的后部部段。当该汽车在事故中撞到行人时，通常行人会倾斜地从上方倒在前盖上，其中，行人围绕大约位于前盖前缘处的轴线翻转。在这种情况下，对于正常高度的成年行人来说，大多其头部会撞到前挡风玻璃上，撞穿前挡风玻璃并使得位于其下的横梁变形。所述上部梁部件由于在其前部部段中具有弯曲结构而首先相对轻微地受压变形。但是，当下部梁部件也承受了变形或当上部梁部件的后部部段也发生变形时，横梁的阻力会增大，所述后部部段几乎平行于碰撞方向定向并且因此以较大的阻力对抗变形。这使得在碰撞到已知的横梁时很难遵守HIC(Head Injury Critierium头部伤害标准)所适用的极限值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有支承前挡风玻璃的横梁的汽车车身，其中，至少降低头部撞到横梁时造成严重损伤的风险。

所述技术问题按本发明通过以下方式解决，即，在具有前盖、从前盖的后部边缘开始升高的前挡风玻璃和基本在前挡风玻璃的宽度上延伸的横梁的汽车车身中，横梁的前部边缘支承前挡风玻璃前部的下边缘并且横梁的后部边缘支承在车身的结构元件上，并且横梁上侧面向客舱而横梁下侧面向发动机舱，所述横梁在其前部边缘和其后部边缘之间具有至少一个第一区域，在该第一区域中面向客舱的上侧在沿汽车纵向延伸的截平面中是凹入的，并且第一区域在载荷作用下通过沿朝发动机舱偏移的顶点线(Scheitellinie)增大曲率和使在所述顶点线两侧延伸的两个区相向靠近翻转而受压变形。由于凹度基本上预先规定出了这样一个位置，即，在该位置上在受到行人撞击的载荷时形成顶点线或者该顶点线由于凹入曲率的增长而更明显地向前突出，墩压第一部段所需的力可复制地被调整至符合适用法律要求的值。

为了有助于所述两个区相向靠近的翻转有利的是，两个区相对横向于力作用方向定向(即向前下方延伸)的镜面基本对称。因为精确的对称是不需要的，所以大致的对称尤其可以这样描述，即镜像对称面应该是两条割线的角平分线，所述割线与顶点线相交并且在与顶点线相隔相同的距离处与所述两个区相交。

该角平分线的斜率可以与前挡风玻璃的斜率一致或处于前盖的斜率和前挡风玻璃的斜率之间。

为了更简单地可重复地实现变形，所述割线在顶点线处张开的角度不能太接近180°，优选小于120°。

为了有助于沿顶点线的偏移动作，所述横梁应在其前部边缘和后部边缘之间是悬臂式的或无支撑的。

所述顶点线可以在横梁未变形的状态中就已经在其上预成型为弯折结构，因此所述两个区在这种状态中已经沿着顶点线张开确定的角度，并且该角度在撞击的载荷下仅会减小。但是，所述第一区域优选地在截面中沿着所述截平面连续地弯曲，使得在变形过程中才会形成弯折结构。通过这种方式，可以比预成型为弯折结构的情况节省材料地实现所需的承载性能。

所述第一区域优选在前挡风玻璃的大部分宽度上延伸，以便在碰撞时在前挡风玻璃的整个宽度上确保尽可能统一的变形性能。

为了有助于第一区域在碰撞时通过所述两个区的相互靠近而墩压，有利的是，横梁的后部边缘低于其前部边缘。

所述第一区域尤其可以位于横梁的下后部中，以便当在更靠近前挡风玻璃的横梁上前部中用尽了横梁变形的其它可能性时发挥作用。

这种前上部优选以小于后下部的斜度朝后地向下延伸，因此前上部在受到行人撞击时局部下陷，而不会在较大宽度上墩压。

所述横梁的前上部尤其可以在沿汽车横向的截面中波浪状地延伸，以便能够在受到行人撞击时作用在其上的压力时通过波浪的拉长而受压变形。

所述横梁可以具有带有凹入的上侧的第二区域和位于第一区域和第二区域之间的带有凸出的上侧的第三区域，以便延长可通过横梁的墩压使行人缓冲的路程的长度。

备选地也可以为了相同的目的规定，所述横梁具有带有凸出的上侧的、位于第一区域两侧的第二区域和第三区域。

所述三个区域可以直接地相互邻接以及与横梁的前部边缘和后部边缘邻接。

附图说明

本发明其它的特征和优点参照附图借助以下对实施例的说明进行阐述。由该说明和附图也可得出实施例的未在权利要求中提到的特征。这些特征也可以按不同于在此特别公开的组合方式出现。因此，多个这些特征在同一句子中或者以另一种相互上下文关系提到的事实并不证明这些特征只能按特别公开的组合方式出现；而是原则上可以认为，在多个这些特征中可以省去或变换单独的特征，只要这种省去或转换不会影响本发明的功能性。在附图中：

图1示出可应用本发明的汽车车身的一部分和立体视图和模拟行人头部碰撞的撞击物；

图2示出按照本发明第一种设计方案的横梁的局部图；

图3示出按照本发明第二种设计方案的横梁的局部图；

图4示出剖切图3的横梁和其周围环境的示意截面图并且

图5示出按照本发明第三种设计方案的横梁的局部图。

具体实施方式

图1显示了可应用本发明的汽车车身的局部的立体视图。可以看到前盖1的后部区域以及与之连接的、在制成的汽车中容纳前挡风玻璃的窗口，该窗口两侧是A柱2。在图1中删除了仪表盘内衬，以便可以显示位于其下的仪表盘内装部件3以及由单层板坯成型的横梁4，它们在制成的汽车中隐藏在仪表盘内衬下方。横梁4的后部边缘5支承在隔板的上棱边上，所述隔板在客舱和发动机舱之间延伸。横梁4的前部边缘6支承前挡风玻璃的前部下缘。

在横梁4上方显示的撞击物7示出了当汽车与正常高度的成年行人相撞并且行人撞击到前盖1上时其头部撞击车身的位置。撞击点位于横梁4上方的前挡风玻璃的下部区域。

图2示意显示了从驾驶员视角看横梁4的右侧端部件的局部立体视图。在横梁4面向观察者的截断棱边上可以清楚地看到其横截面走向。前部边缘6直接与前挡风玻璃接触地延伸并且与前挡风玻璃面状地粘接。横梁沿着在前挡风玻璃整个宽度上延伸的第一弯曲区8与前挡风玻璃脱离，并且在沿汽车纵向的截面中朝客舱凹入弯曲的区域9与区域8连接。与区域9相连的是朝客舱凸出的区域10，并且第二凹入区域11在凸出区域10和后部边缘5之间延伸。

当撞击物7击穿前挡风玻璃并且使横梁4变形时，首先前部边缘6和区域9可以变形退让而使凸出区域10中的曲率变大，如图2中通过虚线12表示的交会线示出的那样。随着横梁4进一步变形，凸出区域10也开始偏移，其中，凹入区域11的顶点线15在凹入区域11的曲率变大的情况下朝发动机舱的方向移动并且位于顶点线15不同侧面上的部段13、14相向靠近地翻转，如点画线的交会线16所示那样。

借助图3中所示的横梁在撞击物7撞击时可实现相似的特性。在此，凸出的区域18或19位于具有面向客舱凹入的侧面的区域17两侧。当横梁4前部区域的变形超过了一定程度时，在凹入区域17的顶点线15两侧的部段13、14也开始相向靠近地翻转，而两部段之间的顶点线15朝发动机舱的方向偏移。

图4显示了安装在汽车车身中的图3中的横梁4的示意截面图。可以看到标记为22且其上粘接有横梁4前部边缘6的前挡风玻璃和标记为23的位于客舱和发动机舱之间的、支承横梁4的后部边缘5的隔板。围绕凹入区域17曲率最大的点(顶点线15与截平面相交在该点)画一个圆，并且两条割线24、25在顶点线15和所述圆与横梁4的部段13、14的交点之间延伸。所述割线在顶点线15处张开的面向客舱的角度略小于90°，所述角度的平分线26向前朝向发动机舱地向下倾斜延伸。

图5显示了横梁4的第三种设计方案，其与图2和图3所示设计方案的区别在于两个不同的、可相互独立实现的方面。

根据第一方面，在横梁4陡峭地向下延伸的后部中临近后部边缘5地成型有多个较窄的凹入和凸出的区域20、21，它们可以通过像手风琴一样地折叠在沿撞击物7的撞击方向的力(通过箭头F表示)作用下受压变形。

为了在撞击物7撞击的开始阶段中减轻横梁4后部的载荷，横梁在前部区域中配有在沿汽车横向的截面中呈波浪状的结构。这种波浪形状使得横梁4能够在受到撞击物7碰撞时局部受压变形，因为可以在撞击位置形成朝下的翘曲，而横梁4的材料不必为此延展。通过这种方式，前挡风玻璃可以在其整个下边缘上分散地得到具有较高承载能力的横梁4的支承，但同时当只受到局部负载(如与撞击物7相撞所产生的局部负载)时，可使前挡风玻璃在克服初始阻力之后相对容易地屈服变形，因此可以实现较低的HIC值。

附图标记清单

1.前盖

2.A柱

3.内装部件

4.横梁

5.后部边缘

6.前部边缘

7.撞击物

8.第一弯曲区域

9.第一凹入区域

10.凸出区域

11.凹入区域

12.交会线

13.部段

14.部段

15.顶点线

16.交会线

17.凹入区域

18.凸出区域

19.凸出区域

20.凹入区域

21.凸出区域

22.前挡风玻璃

23.隔板

24.割线

25.割线

26.角平分线

Claims (9)

1.一种汽车车身，包括前盖(1)、从所述前盖(1)的后部边缘开始逐渐升高的前挡风玻璃(22)和基本上在所述前挡风玻璃(22)的宽度上延伸的横梁(4)，所述横梁(4)的前部边缘(6)支承所述前挡风玻璃(22)前部的下边缘并且所述横梁(4)的后部边缘(5)支承在所述车身的结构元件(23)上，并且所述横梁(4)的上侧面向客舱而所述横梁(4)的下侧面向发动机舱，其特征在于，所述横梁(4)在其前部边缘(6)和其后部边缘(5)之间具有至少一个第一区域，在该第一区域中所述上侧在沿汽车纵向延伸的截平面中凹入地弯曲，并且所述第一区域在载荷作用下通过沿朝发动机舱偏移的顶点线(15)增大曲率和使在所述顶点线(15)两侧延伸的两个区(13、14)相向靠近翻转而受压变形，其中，所述第一区域在所述前挡风玻璃(22)的大部分宽度上延伸，以便在碰撞时在前挡风玻璃的整个宽度上确保尽可能统一的变形性能，并且其中，所述横梁(4)的后部边缘(5)所处位置比所述横梁(4)的前部边缘(6)更低，并且所述第一区域凹入的上侧位于所述横梁(4)的后下部中，其中，所述横梁(4)的前上部(27)在沿汽车横向的截面中波浪状地延伸。

2.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，与所述顶点线(15)相交并且在与所述顶点线(15)相隔相同的距离处与所述两个区(13、14)相交的两条割线(24、25)定义出向前下方延伸的角平分线(26)。

3.按照权利要求2所述的汽车车身，其特征在于，所述割线(24、25)相交产生的角度小于120°。

4.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，所述横梁(4)在其前部边缘(6)和其后部边缘(5)之间是悬臂式的。

5.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，所述第一区域在截面中凹入的上侧沿截平面连续地弯曲。

6.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，所述后下部向后比所述横梁(4)的前上部平均更陡地向下延伸。

7.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，所述横梁(4)具有带有凹入的上侧的第二区域和位于所述第一区域和所述第二区域之间的、带有凸出的上侧的第三区域。

8.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，所述横梁(4)具有带有凸出的上侧的、位于所述第一区域两侧的第二区域和第三区域。

9.按照权利要求7或8所述的汽车车身，其特征在于，所述第一区域、第二区域和第三区域直接相互邻接并且与所述前部边缘(6)和所述后部边缘(5)邻接。