CN106769082A - 一种用于验证副车架脱落设计的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于验证副车架脱落设计的试验装置，试验装置包括用于模拟汽车传动轴结构的第一传动轴型面及第二传动轴型面、重量及重心高度调节装置和用于模拟汽车变速器结构的变速器后部型面，变速器后部型面连接于重量及重心高度调节装置的一侧，第一传动轴型面与变速器后部型面相连，第二传动轴型面连接于重量及重心高度调节装置的另一侧，重量及重心高度调节装置的重量及重心高度可调节。本装置结构设计简单，可以依据实际重量进行配重设计，且可调节其重心高度，传动轴型面和变速器后部型面的结构设计也与实际动力基本一致，可以更好的反映出实际碰撞中的情形，降低了试验中对整个动力采购的成本，同时也缩短了开发时间。

Description

一种用于验证副车架脱落设计的试验装置

技术领域

本发明涉及汽车领域，且特别涉及一种用于验证副车架脱落设计的试验装置。

背景技术

汽车的日益普及使得由此引发的交通事故也越来越频繁，相应地，汽车的安全性能设计也变得日益重要。

目前的主流在售车型都采用前置驱动总成的布置结构。一般情况下，在汽车发生正面碰撞时，汽车的动力总成系统会受到冲击而移动并撞向副车架。在碰撞作用力下，副车架的安装支架上的螺栓或螺母会被拉伸，并使得副车架和车身的安装支架支架的连接部分发生变形。当副车架和安装支架之间的连接部分被撕裂破坏时，副车架就将从车身的安装支架的连接点处脱落。

副车架从车身的安装支架脱落后，会由于自重而下沉移动。向下移动的副车架会带动与之相连的动力总成系统同时下沉，能够极大地减少动力总成系统对汽车车身和前围板位置的冲击，并且增大在碰撞过程中的前纵梁压溃空间。同时，副车架和动力总成系统的同时下沉，还使得碰撞加速度的峰值能够显著降低。

因此，处于有效地保护驾驶员和乘客安全的考虑，需要确保副车架在碰撞时能够从其安装支架上脱离下来。

但是，在通常的碰撞情况下，副车架有时并不能因碰撞而脱离车身，或者脱离车身的时间不受控，或者不能够及时地脱离车身。这样，就会导致汽车车身(或前围板)的碰撞加速度很高，不利于保护驾驶员和乘员的安全。

在目前的汽车设计和研发过程中，通常会先利用三维计算机建模软件来设计包括汽车车身框架在内的各个部件，以满足装配和尺寸等方面的要求。在完成计算机建模之后，还需要通过模拟试验来验证各个部件的强度是否满足设计要求。

就副车架和与之相连的动力总成系统而言，为了有效地保护驾驶员和乘客在碰撞时的安全，在实际生产汽车之前需要进行模拟试验。但是，在目前的汽车碰撞试验中，针对如何通过副车架脱落来降低碰撞车体的加速度，进而降低对乘员造成的伤害的研究很少，更没有专门的设备来进行零部件的试验验证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可验证副车架脱落设计的试验装置。

为达上述优点，本发明提供一种用于验证副车架脱落设计的试验装置，所述试验装置包括用于模拟汽车传动轴结构的第一传动轴型面及第二传动轴型面、重量及重心高度调节装置和用于模拟汽车变速器结构的变速器后部型面，所述变速器后部型面连接于所述重量及重心高度调节装置的一侧，所述第一传动轴型面与所述变速器后部型面相连，所述第二传动轴型面连接于所述重量及重心高度调节装置的另一侧，所述重量及重心高度调节装置的重量及重心高度可调节。

进一步地，所述第二传动轴型面通过一连接块连接于所述重量及重心高度调节装置的所述另一侧。

进一步地，所述连接块是楔形块，所述楔形块的尺寸由所述重量及重心高度调节装置处向所述第二传动轴型面递减。

进一步地，所述重量及重心高度调节装置包括承载框和设于承载框外的滑臂，所述重量及重心高度调节装置的重量通过放置于所述承载框内的配重块的增减来调节。

进一步地，所述承载框具有第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，在相对的第一侧面和第三侧面的两侧的上下方向开设有若干个螺栓孔，所述滑臂上设有沿所述承载框的高度方向延伸的滑槽，所述重量及重心高度调节装置通过穿过所述螺栓孔和所述滑槽的螺栓调节其高度。

进一步地，在所述相对的第二侧面和第四侧面之间连接有连接柱。

进一步地，在所述第二侧面上通过螺栓连接有连接板，所述变速器后部型面通过所述连接板与所述第二侧面相连。

进一步地，所述第一传动轴型面包括焊接于所述变速器后部型面上的大圆柱和焊接于所述大圆柱上的小圆柱，所述小圆柱相较于所述大圆柱的轴线存在一背向所述重量及重心高度调节装置的夹角。

进一步地，所述第二传动轴型面包括焊接于所述连接块上的大圆柱和焊接于所述大圆柱上的小圆柱，所述小圆柱相较于所述大圆柱的轴线存在一背向所述重量及重心高度调节装置的夹角。

进一步地，所述变速器后部型面的远离所述重量及重心高度调节装置的一端的上部为直线状，下部为平滑的圆弧状，所述变速器后部型面的所述直线状的部分的长度等于变速器后部型面的高度，所述变速器后部型面的所述圆弧状的部分为多圆弧过渡设计，各部分的圆弧的直径等于所选变速器型面的对应部分的圆弧直径，所述圆弧状的部分的下端点到所述变速器后部型面的对应端的距离等于变速器后端到悬置安装点的距离。

综上所述，本装置结构设计简单，可以依据实际重量进行配重设计，且可调节其重心高度，传动轴型面和变速器后部型面的结构设计也与实际动力基本一致，可以更好的反映出实际碰撞中的情形，降低了试验中对整个动力采购的成本，同时也缩短了开发时间。

附图说明

图1为本发明的一实施例的用于验证副车架脱落设计的试验装置的结构示意图。

图2为图1中第一传动轴型面的主视示意图。

图3为图1中第二传动轴型面的主视示意图。

图4为图1中变速器后部型面的主视示意图。

图5为图1中变速器后部型面的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明的一实施例的用于验证副车架脱落设计的试验装置的结构示意图。所述试验装置包括用于模拟汽车传动轴结构的第一传动轴型面1及第二传动轴型面2、重量及重心高度调节装置3和用于模拟汽车变速器结构的变速器后部型面4，所述第一传动轴型面1连接于所述变速器后部型面4，所述变速器后部型面4连接于所述重量及重心高度调节装置3的一侧，所述第二传动轴型面2通过一连接块24连接于所述重量及重心高度调节装置3的另一侧，所述重量及重心高度调节装置3的重量及重心高度可调节。

在本实施例中，优选地，所述连接块24是楔形块，所述楔形块的尺寸由所述重量及重心高度调节装置3处向所述第二传动轴型面2递减。另外，在本实施例中，优选地，所述第一传动轴型面1焊接于所述变速器后部型面4。

此外，优选地，所述重量及重心高度调节装置3包括承载框38和设于承载框38四角外侧的四个滑臂39。所述承载框38形如一空心且上端开口的长方体，通过放置于其内部空腔的配重块的增减来调节其重量。所述承载框38具有第一侧面31、第二侧面32、第三侧面33和第四侧面34，在相对的第一侧面31和第三侧面33的两侧的上下方向开设有若干个螺栓孔35，所述滑臂39上设有沿所述承载框38的高度方向延伸的滑槽36，本发明将螺栓穿入所述螺栓孔35和所述滑槽36，使所述滑臂39可沿所述滑槽36上下移动，并在所述滑臂39滑动至特定位置后拧紧所述螺栓将其固定而调节所述承载框38的高度。所述变速器后部型面4和所述第二传动轴型面2连接于所述第二侧面32上。为了提升该试验装置的强度，在本实施例中，优选地，在所述相对的第二侧面32和第四侧面34之间还连接有连接柱37。为了便于所述变速器后部型面4和所述第二传动轴型面2的拆装，在所述第二侧面32上还通过螺栓连接有连接板5，所述变速器后部型面4和所述第二传动轴型面2连接于所述连接板5上。

变速器后部型面和传动轴型面的型面及结构尺寸可依据研发车型动力的型面及结构尺寸进行设计。具体地，请一并参阅图2，所述第一传动轴型面1包括焊接于所述变速器后部型面4上的大圆柱11和焊接于所述大圆柱11上的小圆柱12，所述小圆柱12相较于所述大圆柱11的轴线存在一背向所述重量及重心高度调节装置3的夹角。从尺寸上讲，所述大圆柱11的直径尺寸一般要求在75-95mm之间，长度一般要求在120-140mm之间，所述小圆柱12的直径尺寸一般要求在25-30mm之间，其长度可结合实际需要进行调整，所述大圆柱11和所述小圆柱12之间的夹角控制在85度左右，偏差可在1度范围。请一并参阅图3，所述第二传动轴型面2包括焊接于所述连接块24上的大圆柱21和焊接于所述大圆柱21上的小圆柱22，所述小圆柱22相较于所述大圆柱21的轴线存在一背向所述重量及重心高度调节装置3的夹角。从尺寸上来讲，所述大圆柱21的直径尺寸一般要求在75-95mm之间，长度一般要求60-80mm之间，所述小圆柱22的直径尺寸一般要求在25-30mm之间，其长度可结合实际需要进行调整，所述大圆柱21和所述小圆柱22之间的夹角控制在85度左右，偏差可在1度范围。请一并参阅图4及图5，所述变速器后部型面4大致呈一带大圆弧角的矩形体。所述变速器后部型面4的远离所述重量及重心高度调节装置3的一端的上部为直线状，下部为平滑的圆弧状。所述变速器后部型面4的所述直线状的部分的长度L一般为45～70mm，其具体长度等于实际变速器后部型面的高度。所述变速器后部型面4的所述圆弧状的部分为多圆弧过渡设计，各部分的圆弧的直径R等于所选变速器型面的对应部分的圆弧直径。所述圆弧状的部分的下端点到所述变速器后部型面4的对应端的距离D等于变速器后端到悬置安装点的距离。如果该距离D过长，则会造成碰撞中悬臂梁的不稳定，过短则会与副车架撞击，与实际存在较大偏差。另外，所述变速器后部型面4的宽度一般要求为45～65mm，其具体宽度等于实际变速器后部型面的宽度。

如此，可使该试验装置的撞击速度可以依据模拟分析中的撞击速度进行，这样与整车碰撞中动力发生的撞击更接近。该试验装置的重量可根据碰撞分析中副车架及与其相关部件在碰撞中吸收的能量进行换算，同时重心高度可以根据实际情况进行调整，因此可以更好的反应实际的情况。

当利用该试验装置进行试验时，给该试验装置设定一定的速度，将副车架与白车身的连接部分(即副车架羊角6)固定到试验台上，碰撞中第一传动轴型面1和第二传动轴型面2与副车架羊角6发生撞击，变速器后部型面4与转向系统及副车架总成发生撞击，通过撞击力的大小及副车架与车身连接点强度的设计来验证是否可以实现副车架的脱落。由于副车架在碰撞中传力与吸能，副车架如果实现脱落，在整车碰撞中，连接点位置的碰撞力得到释放，由于重力作用动力总成下沉，降低对前围部分的冲击，进而实现对车体加速度的控制，降低对乘员的伤害。

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

Claims (10)

1.一种用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括用于模拟汽车传动轴结构的第一传动轴型面(1)及第二传动轴型面(2)、重量及重心高度调节装置(3)和用于模拟汽车变速器结构的变速器后部型面(4)，所述变速器后部型面(4)连接于所述重量及重心高度调节装置(3)的一侧，所述第一传动轴型面(1)与所述变速器后部型面(4)相连，所述第二传动轴型面(2)连接于所述重量及重心高度调节装置(3)的另一侧，所述重量及重心高度调节装置(3)的重量及重心高度可调节。

2.如权利要求1所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，所述第二传动轴型面(2)通过一连接块(24)连接于所述重量及重心高度调节装置(3)的所述另一侧。

3.如权利要求2所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，所述连接块(24)是楔形块，所述楔形块的尺寸由所述重量及重心高度调节装置(3)处向所述第二传动轴型面(2)递减。

4.如权利要求1所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，所述重量及重心高度调节装置(3)包括承载框(38)和设于承载框(38)外的滑臂(39)，所述重量及重心高度调节装置(3)的重量通过放置于所述承载框(38)内的配重块的增减来调节。

5.如权利要求4所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，所述承载框(38)具有第一侧面(31)、第二侧面(32)、第三侧面(33)和第四侧面(34)，在相对的第一侧面(31)和第三侧面(33)的两侧的上下方向开设有若干个螺栓孔(35)，所述滑臂(39)上设有沿所述承载框(38)的高度方向延伸的滑槽(36)，所述重量及重心高度调节装置(3)通过穿过所述螺栓孔(35)和所述滑槽(36)的螺栓调节其高度。

6.如权利要求4所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，在所述相对的第二侧面(32)和第四侧面(34)之间连接有连接柱(37)。

7.如权利要求4所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，在所述第二侧面(32)上通过螺栓连接有连接板(5)，所述变速器后部型面(4)通过所述连接板(5)与所述第二侧面(32)相连。

8.如权利要求1所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，所述第一传动轴型面(1)包括焊接于所述变速器后部型面(4)上的大圆柱(11)和焊接于所述大圆柱(11)上的小圆柱(12)，所述小圆柱(12)相较于所述大圆柱(11)的轴线存在一背向所述重量及重心高度调节装置(3)的夹角。

9.如权利要求2所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，所述第二传动轴型面(2)包括焊接于所述连接块(24)上的大圆柱(21)和焊接于所述大圆柱(21)上的小圆柱(22)，所述小圆柱(22)相较于所述大圆柱(21)的轴线存在一背向所述重量及重心高度调节装置(3)的夹角。

10.如权利要求1所述的用于验证副车架脱落设计的试验装置，其特征在于，所述变速器后部型面(4)的远离所述重量及重心高度调节装置(3)的一端的上部为直线状，下部为平滑的圆弧状，所述变速器后部型面(4)的所述直线状的部分的长度等于变速器后部型面的高度，所述变速器后部型面(4)的所述圆弧状的部分为多圆弧过渡设计，各部分的圆弧的直径等于所选变速器型面的对应部分的圆弧直径，所述圆弧状的部分的下端点到所述变速器后部型面(4)的对应端的距离等于变速器后端到悬置安装点的距离。