CN106184376A - 具有悬臂式发动机架支架的机动车辆车架 - Google Patents

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CN106184376A CN201610347979.9A CN201610347979A CN106184376A CN 106184376 A CN106184376 A CN 106184376A CN 201610347979 A CN201610347979 A CN 201610347979A CN 106184376 A CN106184376 A CN 106184376A
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Abstract

一种车辆车身结构包括车架纵梁和附接到纵梁并且适于附接发动机架的支架。该支架具有在发动机架下方固定到车架纵梁的第一部分和在一端突出超过第一部分的至少一个悬臂部分。该悬臂部分限定用于附接发动机架的锚固点，发动机架与车架纵梁间隔开使得车架纵梁在锚固点下方的部分可以在前端车辆碰撞的情况下承受可控变形。

Description

具有悬臂式发动机架支架的机动车辆车架
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的车架结构，并且更具体地涉及具有支架的这样的车架结构，该支架具有用于附接发动机架的悬臂部分。
背景技术
在具有前部安装的发动机的机动车辆中，已知的是，在发动机舱中，使用机架将发动机固定到车辆车身，该机架允许发动机和车身之间的一些相对运动。虽然在此使用术语“发动机架(engine mount)”，但是在一些车辆配置中，机架支撑整个传动系统，因为发动机、变速器和差速器可以被形成为一个单元。每个机架具有被固定到车辆的车身的刚性主体和通过衬套被连接到主体的固定点，发动机从该固定点悬浮，有时还具有流体填充的减振器，该流体填充的减振器用于将车身与发动机噪声和振动隔离。
发动机架总体上被固定到两个车架纵梁(通常在纵向方向上延伸)，或被固定到车辆的副车架，并且被定位成一个在发动机舱的每一侧上。除了支撑动力传动系统之外，车架纵梁形成硬壳式车架(monocoque frame)的一部分，其确保车辆车身的结构刚性，并且纵向车架纵梁通常被有意设计成在前端碰撞的情况下溃缩，以便吸收撞击的能量。
车辆的前保险杠被安装在纵梁的前端上并且其本身旨在吸收较小的撞击(低于例如10公里每小时(kph))的能量而车架纵梁不会造成任何损坏。在更严重的撞击的情况下，车架纵梁的前端溃缩，但仅到发动机架被固定到的点处。这是因为发动机架的刚性主体加强车架纵梁并且防止车架纵梁被粉碎。以这种方式，即使对于中等撞击(低于例如30kph)，发动机不会被推向乘客舱。在更高的撞击速度下，车架纵梁在发动机架后面的部分变形以吸收更多的能量。
发动机架的主体通过在发动机架前部和后部的固定螺栓而被固定到车架纵梁。车架纵梁在发动机架的固定螺栓之间的部分在某种程度上不能用于吸收碰撞的能量。因此，合意的是，最小化机架的固定螺栓之间的距离，但该距离是由其他因素决定的，这些因素包括提供所需的吸收所需要的衬套的尺寸和流体填充的液压减振器的尺寸。
发明内容
所公开的机动车辆车身结构最大化在碰撞的情况下可能压碎的车架纵梁的长度，同时提供用于充分间隔开的发动机架的锚固点。
根据所公开的装置的第一方面，机动车辆车身结构包含发动机架、车架纵梁和设置在发动机架和车架纵梁之间的支架，其中该支架具有第一部分和至少一个悬臂部分，该第一部分在发动机架下方被固定到纵梁，该至少一个悬臂部分在一端突出超过第一部分，该悬臂部分限定用于附接与车架纵梁间隔开的发动机架的锚固点。
因为在所公开的装置中，发动机架被固定到本身与车架纵梁间隔开的锚固点，所以通过支架的悬臂部分悬置的车架纵梁的一部分不被发动机架加强并且因此参与吸收前端碰撞的能量。
在一个所公开的实施例中，支架的第一部分被构造为鞍座，该鞍座具有搁置在车架纵梁的顶表面上的顶板和抵靠车架纵梁的侧表面的侧板。顶板和侧板中的至少一个可以被焊接到车架纵梁。
悬臂部分具有第一段并且包括用于发动机架的锚固点，该第一段悬置并且总体上平行于第一部分的顶板但与其间隔开。悬置的第一段通过倾斜的第二段被连接到第一部分的顶板，与车架纵梁的顶表面接触。
为了加强支架，悬置部分可以包括连接到支架的悬臂部分的两段并且与支架的第一部分的侧板相连的侧角板。
支架的第一部分的顶板和悬置部分的第一段和第二段的相对的侧边缘可以向上翘起，就是说远离车架纵梁，以形成位于平行于侧板和角板的平面的平面上的短凸缘。
在所公开的实施例中，支架可以由压制板金属制成，例如软钢(mildsteel)，其被固定到车架纵梁并且被保护免受和车架纵梁的其余部分一样同时腐蚀。
在替代实施例中，支架由实心铸件制成，例如由铝制成，其被螺栓连接到车架纵梁并且在两端具有用于接收发动机架的固定螺栓的悬臂部分。在这种情况下，支架可以使用螺栓被螺栓连接到车架纵梁，该螺栓比将发动机架固定到支架的螺栓更靠近彼此。
根据所公开的第二实施例，提供了一种用于将发动机架连接到车辆的车架纵梁的支架，该支架具有第一部分和至少一个悬臂部分，该第一部分在发动机架下方被固定到车架纵梁，该至少一个悬臂部分在一端延伸超出第一部分，以当支架被固定到车架纵梁时位于距离车架纵梁一定距离处，该悬臂部分限定用于沿着车架纵梁的长度的位置处附接发动机架的锚固点，车架纵梁的长度通过前端车辆碰撞的撞击保持可变形。
现在将通过举例的方式参照附图进一步描述本发明，在附图中：
附图说明
图1是来自机动车辆车身结构的一部分的前部的透视图，具体为配备有支架的车辆车架纵梁的内侧面，该支架提供用于发动机架的两个锚固点之一；
图2是来自图1所示的车架纵梁和支架的内侧面的后部的透视图；
图3示出了从前方观看并且绘制成放大比例的图1和2的支架自身的内侧面；
图4是类似于图1的视图但又示出了固定到车架纵梁和支架的发动机架的视图；以及
图5是与图4类似但示出了设置在发动机架和车架纵梁之间的支架的替代实施例的视图。
具体实施方式
按照规定，在此公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，其可以实施为各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；某些特征可以放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员多样地实施本发明的代表性基础。
图1和图2示出了机动车辆车身结构的一部分，具体为分别从车辆的前部和后部看到的车辆的右车架纵梁10的前端的内侧面。如在此所使用的，术语“前部”和“后部”总体上参照车辆车身。术语“左”和“右”是指从其后部观察到的车辆的侧面，并且术语“内”和“外”是指分别面向内(朝向发动机或乘客舱)和外的侧面。
在其前端，车架纵梁具有带突出螺柱14以接收车辆的前保险杠的安装板12。未示出的保险杠本身能够变形以吸收前端碰撞的一些撞击，但仅能够保护车辆的其余部分在相对低的撞击速度下不被损坏。
在较高的撞击速度下，车架纵梁10被设计成变形以吸收撞击能量以便降低到达远到乘客舱的撞击能量。为了实现此目的，车架纵梁的形状为使得它将以可控的方式溃缩。作为为了确保车架纵梁10在撞击事件中的可控变形而采取的步骤的示例，压痕16被设置在车架纵梁10的内侧面上以形成充当引发剂的弱点(weak point)。
除了形成车辆车身的硬壳式结构的一部分之外，车架纵梁10被用于支撑动力传动系统的至少一部分的重量，动力传动系统包含发动机和变速器。发动机不能直接螺栓连接到车架纵梁10，因为它需要被允许一定程度的运动，并且车辆车身还需要被隔离免受发动机振动。因此，发动机反而从发动机架悬垂下来，发动机架在图4和5中示出，在图4和5中，它被指定为50。
发动机架50本身是已知的，并且因此不需要在当前的情况下详细描述。为了本发明的目的，足以理解的是，发动机架具有螺栓连接到车架纵梁的刚性主体和刚性地附接到发动机并且通过弹性衬套被支撑在发动机架的主体内的元件。在一些情况下，液压液体填充的阻尼器可以被并入到发动机架内以吸收垂直冲击，例如当车辆行驶通过隆起部分(bump)时。用于最小化通常被称为NVH的噪声、振动和粗糙性的衬套和阻尼器决定阻尼器的主体的尺寸，阻尼器的主体通过位于其前端和后端的螺栓而被固定到车架纵梁。
当发动机架的主体被直接螺栓连接到车架纵梁10时，车架纵梁位于发动机架的固定螺栓之间的一段被发动机架和车架纵梁内部的附加加强件加强并且由此防止参与车架纵梁在前端碰撞的情况下的可控变形。因此，最小化NVH和最大化碰撞安全性之间存在冲突，最小化NVH需要大的发动机架，最大化碰撞安全性需要在车架纵梁上尽可能多的可压碎的自由空间。
为了帮助减小这种冲突，在图1至4的实施例中，支架20被设置在发动机架50和车架纵梁10之间。在图3中单独示出支架20，支架20被固定到车架纵梁(例如通过点焊)以提供用于与车架纵梁10间隔开的发动机架的固定螺栓之一的锚固点22。
支架20具有第一鞍座状部分，第一鞍座状部分包含顶板24和侧板26，顶板24搁置在车架纵梁10的顶表面上方并且可以被焊接到车架纵梁10的顶表面，侧板26通过由图4中的小圆圈标记的焊点被固定到车架纵梁10的内表面上。在其前端，支架20具有悬臂部分，该悬臂部分包含与车架纵梁10的顶表面间隔开的水平的第一段28并且具有焊接到其下侧的螺母(未示出)，该螺母用作锚固点并且接收在发动机架的前端处的固定螺栓。该悬臂部分进一步包含倾斜段，该倾斜段将通过锚固点22安装的第一段28连接到支架的第一部分的顶板24。为了防止悬置段28在发动机的重量下弯曲，角板(gusset)32将其连接到倾斜段30并且角板被形成为支架20的第一部分的侧板26的延伸部并且与其相连。通过卷起顶板24、倾斜段30和悬置部分28的外端部以形成短的竖直凸缘来进一步加强支架。
支架20可以适当地由压制钢制成并且在车架纵梁10被处理以经受腐蚀和/或涂漆前被焊接到车架纵梁10。
用于发动机架50的后端处的固定螺栓的锚固点被直接形成在车架纵梁10上。该锚固点可以再次是被焊接到车架纵梁的顶部的下侧的卡式螺母(captive nut)。可选择地，焊接螺母可以被附接到加强件，而不是车架纵梁本身，并且它可以是被焊接到加强件的管螺母。
从图2和4中将可以看到，当它被固定到车架纵梁10时，发动机架50的后端使用锚固点40被直接螺栓固定到车架纵梁，但在其前端，它螺栓固定到设置在车架纵梁10上方的支架10上的锚固点22。因此，车架纵梁10(见图4)在虚线42(表示锚固点22的位置)和44(表示顶板24的前端的位置)所表示的两个平面之间的一段A能够在支架20的悬臂部分的悬置段28下方溃缩。
将注意到的是，示出了将角板32的下部连接到平面44的车架纵梁前部的两个焊点。在该位置处将角板32焊接到车架纵梁是可能的，因为在该点处，大多数变形发生在车架纵梁的外侧面上并且因此焊点不干扰车架纵梁在位于平面42和44之间的悬置段28下方溃缩。
图1至4的实施例示出了在支架20的仅一端处的悬臂部分，但是应当领会的是，类似的悬臂部分可以在支架20的后端上形成以支撑发动机架的后端。这样的设计会增加车架纵梁位于发动机架的后部但乘客舱的前部的部分的长度，该部分在乘客舱开始变形之前也起到吸收撞击能量的作用。
如上所述在两端具有悬臂部分的支架60在图5中示出，但不同于第一实施例的支架，区别之处在于它是由铝铸件制成而不是由压制钢制成。此外，代替被焊接到车架纵梁10，支架60通过螺栓62和64而被固定，螺栓62和64接合车架纵梁10中的卡式螺母。在附图中没有示出的发动机架的固定螺栓具有由虚线72和78所表示的轴线，而螺栓62和64的轴线用虚线74和76表示。如可以看到的是，防止参与可控变形的车架纵梁的一部分的长度减小了距离B和C的总和。
虽然本发明已经通过参照具体实施例进行了描述，但是本领域技术人员应当清楚的是，在不脱离所附权利要求中所阐述的本发明的范围的前提下，可以进行各种修改。例如，形成具有作为实心铸件的单个悬臂部分的支架并且具有两个悬臂部分的支架可以被形成或进行钢压制将是可能的。
虽然以上描述了示例性实施例，但是其意图不是这些实施例描述本发明所有可能的形式。而是，在说明书中所使用的词语是说明性的而不是限制性的词语，并且应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以进行各种变化。此外，各种实施的实施例的特征可以组合以形成本发明的另外的实施例。

Claims (20)

1.一种车辆车身结构，包含：
车架纵梁，所述车架纵梁具有用于附接发动机架的第一锚固点；以及
支架，所述支架具有第一部分和悬臂部分，所述第一部分被固定到所述车架纵梁，所述悬臂部分从所述第一部分突出，所述悬臂部分与所述车架纵梁间隔开并且具有用于附接所述发动机架的第二锚固点。
2.根据权利要求1所述的车辆车身结构，其中所述支架的所述第一部分包含顶板和侧板，所述顶板接触所述车架纵梁的顶表面，所述侧板接触所述车架纵梁的侧表面，所述顶板和所述侧板中的至少一个被焊接到所述车架纵梁。
3.根据权利要求2所述的车辆车身结构，其中所述悬臂部分包含第一段和第二段，所述第一段悬置并且总体上平行于所述顶板，所述第二段将所述第一段与所述顶板连接并且相对于所述顶板倾斜。
4.根据权利要求2所述的车辆车身结构，其中所述支架进一步包含侧角板，所述侧角板将所述悬臂部分与所述侧板连接。
5.根据权利要求2所述的车辆车身结构，其中与所述侧板相对的所述顶板和所述悬臂部分的侧边缘被调整为远离所述车架纵梁以形成总体上平行于所述侧板的凸缘。
6.根据权利要求1所述的车辆车身结构，其中所述车架纵梁包含适于附接车辆前保险杠的安装板。
7.根据权利要求1所述的车辆车身结构，其中所述支架被焊接到所述车架纵梁。
8.一种车辆车身结构，包含：
车架纵梁，所述车架纵梁具有第一锚固点；
支架，所述支架具有第一部分和悬臂部分，所述第一部分接触并且被固定到所述车架纵梁，所述悬臂部分从所述第一部分突出，所述悬臂部分与所述车架纵梁间隔开并且具有第二锚固点；以及
发动机架，所述发动机架被螺栓连接到所述第一锚固点和所述第二锚固点。
9.根据权利要求8所述的车辆车身结构，其中所述支架的所述第一部分包含顶板和侧板，所述顶板接触所述车架纵梁的顶表面，所述侧板接触所述车架纵梁的侧表面，所述顶板和所述侧板中的至少一个被焊接到所述车架纵梁。
10.根据权利要求9所述的车辆车身结构，其中所述悬臂部分包含第一段和第二段，所述第一段悬置并且总体上平行于所述顶板，所述第二段将所述第一段与所述顶板连接并且相对于所述顶板倾斜。
11.根据权利要求9所述的车辆车身结构，其中所述支架进一步包含侧角板，所述侧角板将所述悬臂部分与所述侧板连接。
12.根据权利要求9所述的车辆车身结构，其中与所述侧板相对的所述顶板和所述悬臂部分的侧边缘被调整为远离所述车架纵梁以形成总体上平行于所述侧板的凸缘。
13.根据权利要求8所述的车辆车身结构，其中所述车架纵梁包含适于附接车辆前保险杠的安装板。
14.一种车辆车身结构，包含：
车架纵梁；以及
支架，所述支架具有第一部分和悬臂部分，所述第一部分接触并且被固定到所述车架纵梁的表面，所述悬臂部分从所述第一部分突出并且与所述车架纵梁间隔开，所述悬臂部分具有用于附接发动机架的锚固点。
15.根据权利要求14所述的车辆车身结构，其中所述支架进一步具有第二悬臂部分，所述第二悬臂部分从所述第一部分突出并且与所述车架纵梁间隔开，所述悬臂部分在与所述悬臂部分的方向相反的方向上延伸并且具有用于附接所述发动机架的第二锚固点。
16.根据权利要求14所述的车辆车身结构，其中所述支架的所述第一部分包含顶板和侧板，所述顶板接触所述车架纵梁的顶表面，所述侧板接触所述车架纵梁的侧表面，所述顶板和所述侧板中的至少一个被焊接到所述车架纵梁。
17.根据权利要求16所述的车辆车身结构，其中所述悬臂部分包含第一段和第二段，所述第一段悬置并且总体上平行于所述顶板，所述第二段将所述第一段与所述顶板连接并且相对于所述顶板倾斜。
18.根据权利要求16所述的车辆车身结构，其中所述支架进一步包含侧角板，所述侧角板将所述悬臂部分与所述侧板连接。
19.根据权利要求16所述的车辆车身结构，其中与所述侧板相对的所述顶板和所述悬臂部分的侧边缘被调整为远离所述车架纵梁以形成总体上平行于所述侧板的凸缘。
20.根据权利要求16所述的车辆车身结构，其中所述车架纵梁包含适于附接车辆前保险杠的安装板。
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