CN104583058B - 车身前部 - Google Patents

Abstract

本发明的车身前部包括设置在汽车前方的前纵梁、及插入于所述前纵梁以直接连接于所述前纵梁的上纵梁。所述上纵梁可以包括朝向所述前纵梁弯曲以与所述前纵梁结合的结合端部。

Description

车身前部

技术领域

本发明涉及一种车身前部，更详细地，涉及一种使前纵梁(front side member)和上纵梁(shot gun)直接互相结合而使二者之间形成牢固结合，从而提高碰撞安全性的车身前部。

背景技术

通常，在道路上为应对突发事故而设置有护轮轨或中央隔离带等各种安全保护设施。

另外，在道路上还设置有除了地下车道或高架道路、隧道、及桥梁下部等所述安全保护设施之外的保护设施，这种保护设施因驾驶者的疏忽可能会与汽车发生碰撞。

当汽车与所述安全设施碰撞而发生交通事故时，会有非常大的碰撞能量施加于事故车辆，因此，存在不仅损坏汽车还会导致人员伤害的问题。

因此，当汽车与作为非安全保护设施的普通路边设施或者其他汽车发生碰撞时，需在车辆内部承受碰撞能量。

然而，仅仅依靠材料的能量吸收特性来承受所发生的所有碰撞能量是有局限性的，在大部分情况下，会选择增加材料厚度而补偿该局限性的方法。

该方法直接关系到车体重量的增加，从而给近年来成为热门话题的汽车耗油性能的提高带来不少难度。

特别地，当发生交通事故时，如果用于保护发动机及蓄电池等的爆炸性部件的车身前部的抗冲击性能不佳，则所述发动机或者蓄电池会发生爆炸而引起大型事故，因此提高所述车身前部的碰撞安全性是一个重要的课题。

另一方面，所述车身前部设置有前纵梁及上纵梁以及通常称为围挡板的刚性支撑元件，并且所述前纵梁和所述上纵梁通过连接托架来结合。但是，在这种情况下，如果发生事故时汽车的25％以下的宽度经受碰撞时，则存在所述连接托架容易断裂而不能充分吸收冲击的问题。

即，存在如下问题：无法达到碰撞评估所要求的基准而影响汽车销售，并且实际发生事故时不能充分吸收冲击而不能充分保护汽车乘客。

因此，需要对如何使结合变得牢固而提高碰撞安全性的车身前部进行研究。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供一种在汽车发生碰撞时传递构成要素之间的碰撞能量及充分吸收碰撞能量，由此提高碰撞安全性的车身前部。

技术方案

本发明一实施例的车身前部，可以包括前纵梁，其设置在汽车前部；及上纵梁，其插入于所述前纵梁以直接连接于所述前纵梁。

并且，本发明一实施例的车身前部中，所述上纵梁可以包括结合端部，其朝向所述前纵梁弯曲以与所述前纵梁结合。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，所述前纵梁可以包括前部结合孔，其以与所述结合端部的外周面形状相对应的方式形成。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，所述前纵梁可进一步包括支撑部，其在所述前部结合孔的边缘朝向所述前纵梁内侧延长形成，以支撑所述结合端部。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，所述前纵梁可以包括：线性结合孔，其以与所述结合端部的端部表面的形状对应的方式形成；及连接接头片，其用于将设置在所述线性结合孔的内侧的孔板连接于所述前纵梁的主体。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，所述上纵梁可进一步包括接头片插入孔，其具有一个开口端并且具有在上纵梁插入的方向上延伸以与所述连接接头片的形状相对应的的形状。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，所述上纵梁可以包括朝汽车前方突出的突出部。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，所述突出部可以突出使得具有所述突出部的上纵梁的圆周比不具有所述突出部的上纵梁的圆周大30-35％。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，所述上纵梁及所述前纵梁中的至少一个可以以TWIP钢形成，所述TWIP钢包含作为组分的铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、铝(Al)、磷(P)、硫磺(S)及其他杂质，并且其组织为铁素体、马氏体及奥氏体中的至少一个，拉伸强度为980MPa以上，延伸率为45-65％。

发明的效果

根据本发明的车身前部，将上纵梁直接连接于前纵梁，由此具有容易传递所述前纵梁和所述上纵梁之间的碰撞能量的效果。

据此，也具有如下效果：能够在所述前纵梁及所述上纵梁充分吸收碰撞能量，从而可以提高碰撞安全性。

因此，也具有如下优点：能够通过本发明的车身前部来充分保护发动机及蓄电池等，从而可以防止由所述发动机或者蓄电池的爆炸引起的大型事故。

另一方面，也具有如下效果：由于能够将所述上纵梁插入于所述前纵梁而结合，因此结合变得容易且无需额外的构成要素，从而可以提高基于工艺成本降低的生产率。

附图说明

图1是示意性地表示本发明一实施例的车身前部安装在汽车时的透视图。

图2是示意性地表示本发明一实施例的车身前部的放大透视图。

图3是示意性地表示本发明一实施例的车身前部的第一实施例的透视图。

图4是示意性地表示本发明一实施例的车身前部的第二实施例的透视图和剖面图。

图5是示意性地表示本发明一实施例的车身前部的第三实施例的透视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的具体实施例。然而，本发明的技术构思并不限定于将在下文中描述的实施例，理解本发明技术构思的本领域技术人员，通过在相同的技术构思范围内增加其他构成要素、变更、去除等，可以容易地提出倒推的其他发明或包括在本发明的技术构思范围内的其他实施例，而且这些包括在本发明的技术构思范围内。

并且，对于在各实施例的附图中示出且具有相同技术构思范围内的相同功能的构成要素而言，使用相同的附图标记进行说明。

图1是示意性地表示本发明一实施例的车身前部安装在汽车的透视图，图2是示意性地表示本发明一实施例的车身前部的分解透视图。

参照图1及图2，本发明的一实施例的车身前部可以包括：前纵梁10，其设置在汽车的前部；及上纵梁20，其插入于所述前纵梁10以直接连接于所述前纵梁10。

并且，在本发明的一实施例的车身前部中，所述上纵梁20可以包括结合端部21，其朝向所述前纵梁10弯曲以与所述前纵梁10结合。

并且，在本发明的一实施例的车身前部中，所述前纵梁10可以包括前部结合孔11，其以与所述结合端部21的外周面相对应的形状形成。

根据本发明一实施例的车身前部，直接连接前纵梁10和上纵梁20而使结合变得牢固，从而提高碰撞安全性。

即，将所述前纵梁10和所述上纵梁20配置在冲击能量的传递路径上，由此容易传递所述前纵梁10和所述上纵梁20之间的碰撞能量，从而能够将碰撞能量均匀地分散在所述前纵梁10和所述上纵梁20。

据此，所述前纵梁10和所述上纵梁20可以充分吸收冲击而变形，以能够吸收较多碰撞能量。

因此，能够防止碰撞能量转移至其他构成要素，从而能够防止碰撞能量传递至汽车前方的发动机或者蓄电池等构成要素。据此，能够预防所述发动机或者蓄电池等构成要素由于所传递的碰撞能量发生爆炸，从而防止小型事故变成大型事故。

所述前纵梁10是形成汽车的前主体14骨架的底盘系统的构成要素，其用于支撑前保险杠等，并且起到吸收作用于前方的碰撞能量的作用。

所述前纵梁10可以通过对端面外侧呈闭合曲线的闭曲面的管状材料进行加工来形成，但是从加工容易性方面看，将其分成多个零件(piece)并用冲压加工法等加工，然后进行组装，由此形成闭曲面是优选的。

另一方面，作为本发明的一实施例，为了提高所述前纵梁10的强度，所述前纵梁10可以额外成型为滚珠(bead)形状。

并且，所述前纵梁10可以与下文中描述的上纵梁(shot gun)20连接，但是不使用现有技术中的连接托架等连接构件，可以将所述上纵梁20直接连接于所述前纵梁10。为此，所述前纵梁10可以包括前部结合孔11或者线性结合孔12。

所述前部结合孔11以与所述上纵梁20的结合端部21(在下文中描述)的外周面相对应的形状形成，由此起到能够在其中插入所述结合端部21的作用。

即，所述结合端部21的外周面可以以闭曲面形成，在所述前纵梁10形成的、与所述闭曲面所形成的面积相对应的孔是所述前部结合孔11。

所述结合端部21插入于所述前部结合孔11而结合，由此所述前纵梁10和所述上纵梁20可以直接连接。不过，此时，所述上纵梁20的所述结合端部21需朝向所述前纵梁10弯曲，对其详细说明在下文的所述上纵梁20的说明中进行。

并且，所述前部结合孔11可以形成用于支撑所述上纵梁20的结合端部21的支撑部16(在下文中描述)。参照图5对其进行详细说明。

所述线性结合孔12以与下文中描述的所述结合端部21的端面相对应的形状形成，由此起到可以插入所述结合端部21的作用。参照图3对其进行详细说明。

所述上纵梁20在汽车前方连接于所述前纵梁10，由此起到吸收作用于汽车的碰撞能量的作用。即，与所述前纵梁10一起吸收作用于前方的碰撞能量，由此可以保护汽车前方的部件。

为此，所述上纵梁20可以以其端面呈封闭曲面的方式形成。所述上纵梁20可以通过对管状材料进行液压成型、或对板材进行辊轧成型后，进行焊接来制造。

所述上纵梁20可以直接连接于所述前纵梁10。据此，可以在没有额外部件的情况下直接连接所述上纵梁20和所述前纵梁10，由此具有如下优点：在作用于汽车前部的碰撞能量作用于相当于汽车宽度的25％以下的汽车前部的两侧的情况下，也可以充分吸收冲击。

即，如果如现有技术那样，通过额外部件将所述上纵梁20和所述前纵梁10结合设置，并且碰撞能量作用于汽车前部两侧，则用于结合所述上纵梁20和所述前纵梁10的额外部件发生断裂，或者结合部分容易发生解体而不能充分吸收碰撞能量。据此，存在向位于汽车前方的发动机和蓄电池等易爆部件、或者乘客传递冲击的问题。

但是，在本发明中，通过直接连接所述上纵梁20和所述前纵梁10，可以排除可能由用于连接所述上纵梁20和所述前纵梁10的部件而发生的上述问题。

另一方面，为了使所述上纵梁20与所述前纵梁10直接连接，所述上纵梁20可以在其一侧端部设置朝向所述前纵梁10弯曲的结合端部21。

据此，所述结合端部21插入于所述前纵梁10的所述前部结合孔11、或者下文中描述的线性结合孔12而直接结合。

并且，通过弯曲所述上纵梁20来直接与所述前纵梁10结合而构成，从而具有使形成封闭端面的所述上纵梁20容易吸收碰撞能量的优点。

即，与现有技术不同，所述上纵梁20直接接收作用于汽车前方的碰撞能量而使碰撞能量的吸收变得容易，并且所述上纵梁20的一面朝向前方，因此，能够以更大的面积接收作用于前方的碰撞能量，从而容易吸收碰撞能量。

另一方面，在所述上纵梁20可以形成有与所述前纵梁10的连接接头片15(在下文中描述)相对应的接头片插入孔22。参照图3对其进行详细说明。

并且，在所述上纵梁20可以形成有朝汽车前方突出的突出部23。参照图4对其进行详细说明。

图3是示意性地表示本发明一实施例的车身前部的第一实施例的透视图。即，图3的(a)及图3的(b)是在将所述前纵梁分成零件而形成的情况下的各零件的透视图，图3的(c)是所述上纵梁的透视图。

参照图3，在本发明的一实施例的车身前部中，所述前纵梁10可以包括：线性结合孔12，其以与所述结合端部21的端面相对应的方式形成；及连接接头片15，其用于将设置在所述线性结合孔12内侧的孔板13连接于所述前纵梁10的主体14。

并且，在本发明的一实施例的车身前部中，所述上纵梁20可进一步包括接头片插入孔22，其具有一个开口端并且具有在上纵梁插入的方向上伸长的形状以与所述连接接头片15相对应。

所述线性结合孔12以与下文中描述的所述结合端部21的端面相对应的形状形成，由此起到可以插入所述结合端部21的作用。即，起到与所述前部结合孔11相同的作用。不过，在与所述结合端部21的端面相对应而形成为长度长的线性孔这点上，所述线性结合孔12与所述前部结合孔11存在差异。

即，在形成所述线性结合孔12的情况下，所述前纵梁10可以包括孔板13和连接接头片15，所述孔板13设置在所述线性结合孔12的内侧，所述连接接头片15起到连接所述前纵梁10的主体14和所述孔板13的作用。

因此，为了使所述孔板13连接于所述前纵梁10，所述线性结合孔12以所述连接接头片15为界线至少构成一个或以上。

通过将所述孔板13设置在所述线性结合孔12的内侧，当所述上纵梁20的所述结合端部21与所述前纵梁10结合时，所述孔板13位于所述结合端部21的内侧。

因此，位于所述结合端部21的内侧的所述孔板13将作用于所述前纵梁10前方的碰撞能量在所述结合端部21的内侧支撑，从而存在可以提高基于所述前纵梁10和所述上纵梁20的结合的碰撞安全性的优点。

为了使所述连接接头片15起到连接所述孔板13和所述前纵梁的主体14的作用，所述连接接头片15可以至少形成一个或以上。

即，可以仅用一个所述连接接头片15来连接所述孔板13和所述前纵梁的主体14，但为了使所述孔板13与其的结合变得牢固，优选形成两个以上。

所述接头片插入孔22以与所述前纵梁10的所述连接接头片15相对应的方式形成为具有一个开口端且在所述上纵梁20的所述结合端部21插入于所述前纵梁10的所述线性结合孔12的方向的长度长的形状。

这是为了在不受到由所述连接接头片15引起的干涉的情况下，将所述结合端部21插入于所述线性结合孔12。

即，优选地，所述接头片插入孔22可以在所述结合端部21以长孔形状形成。

并且，由于所述接头片插入孔22以与所述连接接头片15相对应的方式形成，因此可存在根据所述连接接头片15的形成数量和形成宽度改变形状的实施例。作为一例，所述连接接头片15为两个的情况下，所述接头片插入孔22也可以在所述连接接头片15所形成的位置形成两个。

图4是示意性地表示本发明一实施例的车身前部的第二实施例的透视图和剖面图。即，图4的(a)示意性地表示本发明一实施例的车身前部的第二实施例的透视图，图4的(b)和图4的(c)是图4的(a)的A-A部分的剖面图。

参照图4，在本发明一实施例的车身前部中，所述上纵梁20可以包括朝向汽车前方突出的突出部23。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，形成所述突出部23使得具有所述突出部的上纵梁的圆周长度比不具有所述突出部的上纵梁的圆周长度L1长30-35％。

所述突出部23可以以朝向汽车前方突出的形状形成在所述上纵梁20。据此，所述上纵梁20能够吸收更多作用于汽车前方的碰撞能量。

即，当碰撞能量作用于所述上纵梁20时，所述上纵梁20发生变形的同时吸收碰撞能量，由于形成有所述突出部23，因此，能够使用于吸收所述碰撞能量的所述上纵梁20的可变形部分形成得更宽，从而能够吸收更多碰撞能量。

优选地，所述突出部23的形状可以以凸形滚珠(male bead)形状形成，并且沿着所述上纵梁20的长度方向形成。

并且，在形成有所述突出部23的所述上纵梁20的端面内侧或者外侧所形成的闭合曲线的长度L2，与未形成有所述突出部23的情况下的所述上纵梁20的端面内侧或者外侧所形成的闭合曲线的长度L1相比长度长30-35％。

上述长度是在将所述上纵梁20用下文中描述的孪晶诱导塑性(TWIP)钢形成的情况下，以不发生断裂为前提可形成的所述突出部23的形成长度。

但是，并不限于此，只要是以能够有效吸收碰撞能量的形状形成在所述上纵梁20的形状，就可以用作本发明的突出部23。

图5是示意性地表示本发明一实施例的车身前部的第三实施例的透视图。

参照图5，在本发明一实施例的车身前部中，所述前纵梁10可进一步包括支撑部16，其在所述前部结合孔11的边缘朝向所述前纵梁10的内侧延长而形成，以支撑所述结合端部21。

所述支撑部16在所述上纵梁20的所述结合端部21插入于所述前部结合孔11而结合时，起到支撑所述结合端部21的作用。

为此，所述支撑部16可以在所述前部结合孔11的边缘朝向所述前纵梁10的内侧延长而形成。

即，如果未设置有所述支撑部16，则所述结合端部21被相当于所述前纵梁10的材料厚度部分的部位支撑，但是用该部位来支撑在结构上并不稳定，因此需形成所述支撑部16。

并且，可以通过形成所述支撑部16来增大所述上纵梁20和所述前纵梁10之间的接触面积，由此存在也能够容易传递所述上纵梁20和所述前纵梁10之间的碰撞能量的优点。

即，所述支撑部16产生如下优点：稳定用于支撑所述结合端部21的结构，同时也能够容易传递所述上纵梁20和所述前纵梁10之间的碰撞能量。

所述支撑部16在所述前纵梁10形成封闭端面的情况下，可以以通道形状形成，所述通道形状用于连接形成在所述前纵梁10一面的前部结合孔11、及形成在所述前纵梁10另一面的另一前部结合孔11。

另一方面，在所述支撑部16也可以形成为具有用于提高强度的滚珠。

并且，在本发明一实施例的车身前部中，所述上纵梁20和所述前纵梁10中的至少一个可以以TWIP钢形成，所述TWIP钢包含作为组分的铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、铝(Al)、磷(P)、硫磺(S)及其他杂质，并且其组织为铁素体、马氏体及奥氏体中的至少一个，拉伸强度为980MPa以上，延伸率为45-65％。

例如，所述TWIP钢包含0.3-0.9重量％的碳(C)、1.0重量％以下的硅(Si)、15-30重量％的锰(Mn)、0.01-4.0重量％的铝(Al)、0.05重量％以下的磷(P)、0.01重量％以下的硫(S)、余量的铁(Fe)、及其他不可避免的杂质。

据此，本发明可以用作使高强度钢中的TWIP钢的应用范围扩大的应用例。

即，作为本发明的一实施例的车身前部的所述上纵梁20或者所述前纵梁10，可以将成型性优异且作为高强度钢的TWIP钢用作材料来成型。不过，也可以仅仅将对材料的拉伸需求更高的上纵梁20，用所述TWIP钢形成。

另一方面，在使用满足所述上纵梁20或者所述前纵梁10的成型所需的延伸率或者拉伸强度的情况下，其他材料也可以用作本发明的车身前部。

Claims (6)

1.一种车身前部，其包括：

前纵梁，其设置在汽车的前部；

上纵梁，其插入于所述前纵梁以直接连接于所述前纵梁；其中所述上纵梁包括结合端部，其朝向所述前纵梁弯曲以与所述前纵梁结合；其中所述前纵梁包括前部结合孔，其以与所述结合端部的外周面形状相对应的方式形成；以及

支撑部，其在所述前部结合孔的边缘朝向所述前纵梁的内侧延长而形成，以支撑所述结合端部。

2.一种车身前部，其包括：

前纵梁，其设置在汽车的前部；

上纵梁，其插入于所述前纵梁以直接连接于所述前纵梁；其中所述上纵梁包括结合端部，其朝向所述前纵梁弯曲以与所述前纵梁结合；

其中，所述前纵梁包括：

线性结合孔，其以与所述结合端部的端面相对应的方式形成；及连接接头片，其用于将设置在所述线性结合孔的内侧的孔板连接于所述前纵梁的主体。

3.根据权利要求2所述的车身前部，其中，

所述上纵梁进一步包括接头片插入孔，所述接头片插入孔具有一个开口端且具有在所述结合端部插入于所述前纵梁的所述线性结合孔中的方向上延伸的细长形式。

4.根据权利要求1所述的车身前部，其中，

所述上纵梁包括朝汽车前方突出的突出部。

5.根据权利要求4所述的车身前部，其中，

所述突出部以所述上纵梁的端面长度的30-35％的长度突出形成。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车身前部，其中，

所述上纵梁及所述前纵梁中的至少一个由TWIP钢形成，所述TWIP钢包含作为组分的铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、铝(Al)、磷(P)、硫磺(S)、及其他杂质，并且其组织为铁素体、马氏体及奥氏体中的至少一个，从而使得所述TWIP钢的拉伸强度为980MPa以上，延伸率为45-65％。