CN107074288B - 车辆前体结构 - Google Patents

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Abstract

一种车辆前体结构(2)，包括：上纵梁(10、12)和用于加强车辆的车轮壳体的加强元件(14、16)，所述加强元件(14、16)沿基本上平行于上纵梁(10、12)的纵向方向延伸，所述上纵梁(10、12)包括附接部分(40)，附接部分包括用于与将上纵梁(10、12)接合至车辆的下梁(22、24)的连接元件(8)附接的附接区域。车辆前体结构(2)还包括使加强元件(14、16)和上纵梁(10、12)接合的连结元件(18、20)。连结元件(18、20)附接至上纵梁(10、12)的附接部分(40)。

Description

车辆前体结构
技术领域
本发明涉及一种车辆前体结构，其包括上纵梁和用于加强车辆的车轮壳体的加强元件，所述加强元件在基本上平行于上纵梁的纵向方向上延伸，所述上纵梁包括附接部分，附接部分包括用于与将连接上纵梁的连接元件接合至车辆的下梁的连接元件附接的附接区域，车辆前体结构还包括接合加强元件和上纵梁的连结元件。
背景技术
通常，车辆前体结构包括通过横向梁连接在一起的纵梁，以便限定发动机室。
纵梁被设计成在前部冲击或具有部分重叠的前部冲击期间吸收冲击能量，具有部分重叠例如为低至40％的中等重叠，即使得仅车辆前部的40％撞击障碍物。
车辆前体结构通常还包括在前轮壳体上方延伸的纵向加强元件、也称为“霰弹枪”元件、设计成在具有小的重叠——例如具有小于30％的重叠——的正面或倾斜冲击期间吸收冲击能量。
为了增强能量吸收，提出了将纵梁接合至加强元件，使得纵梁和加强元件可以协作以吸收能量。
然而，将加强元件附接到纵梁会导致纵梁的能量吸收降低，这是由于这种附接削弱了纵梁变形的能力。因此，即使能够提高车辆前体结构在具有小的重叠的前方或斜面碰撞期间的能量吸收能力，在没有或具有中等重叠的正面碰撞期间的能量吸收能力仍会降低。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述问题，特别是提供一种车辆前体结构，该车辆前体结构同时具有改善的抵抗具有小的重叠的正面或倾斜冲击的能力，并且具有改善的抵抗没有或具有中等重叠的正面冲击的能力。
为此，本发明涉及上述类型的车辆前体结构，其中，连结元件附接至上纵梁的附接部分。
将连结元件附接至其上附接有连接元件的附接部分允许避免削弱上纵梁的变形能力，并且使上纵梁的变形能力被削弱的部分最小。因此，同时改善了对具有小的重叠的正面或倾斜冲击的抵抗能力和对正面冲击的抵抗能力。
根据本发明的其他有利方面，车辆前体结构包括单独考虑或根据任何技术上可能的组合考虑的以下特征中的一个或更多个特征：-上纵梁包括内侧面、平行于内侧面的外侧面，以及与内侧面和外侧面基本上正交的下侧面，附接区域在下侧面上延伸并且连结元件紧邻附接区域附接至外侧面；
-连结元件由屈服强度大于或等于450MPa的钢制成；
-连结元件由双相钢制成；
-双相钢的拉伸强度大于或等于780MPa；
-加强元件和连结元件由整体部件制成；
-连结元件具有肘形形状，肘形形状具有从加强元件纵向地延伸的第一部分和在第一部分与上纵梁的附接部分之间基本上垂直延伸的第二部分；
-连结元件还包括将第一部分接合至第二部分的接合部分，所述接合部分具有拱形形状；
-接合部分在第一部分与第二部分之间向前且向下延伸；
-车辆前体结构还包括附接至上纵梁的附接区域的连接元件，所述连接元件将上纵梁接合至车辆的下梁；
-加强元件是中空管状元件；
-加强元件通过将两个架体沿着纵向平面组装在一起而形成；
-上纵梁的附接部分基本上不可变形，并且上纵梁还至少包括通过包覆(bundling)方式而基本上可变形的部分，所述基本上可变形的部分邻近于附接部分；
-加强元件包括邻近于连结元件的通过包覆方式而基本上可变形的部分。
附图说明
通过阅读参照附图给出的以下描述将更好地理解本发明的其他特征和优点，附图是根据特定实施方式的车辆前体结构的立体图。
具体实施方式
在下面的描述中，术语内部、外部、前面、后面、横向、纵向、竖向和水平都是参照在车辆位于水平面的情况下所示元件、部件或结构组装在车辆结构上时的通常定向来解释的。
图1中示出了根据一个实施方式的车辆前体结构2。车辆前体结构可以是任何一种四轮车辆的前体结构，特别是组合体的前体结构。
车辆前体结构2包括上框架组件4、下框架组件6和用于将上框架组件4和下框架组件6接合的连接元件8。
上框架组件4包括两个上纵梁10、12，两个加强元件14、16和两个连结元件18、20，每个连结元件18、20将加强元件14、16接合至上纵梁10、12。上框架组件4进一步包括形成缓冲器的横向梁21。
下框架组件6包括两个下纵梁22、24。下纵梁22、24例如是支架延伸部。
上纵梁10、12、加强元件14、16和连结元件18、20均以左右对称的方式相对于侧向方向成对设置。在下文中，将参照左侧元件或梁进行描述，需要理解的是相同的描述适用于右侧元件或梁。
上纵梁10在车身的前后方向上在车辆的一侧延伸。
上纵梁10在后端10a与前端10b之间延伸。类似地，上纵梁12在后端12a与前端12b之间延伸。
后端10a固定至车辆结构的一部分、例如前柱30或者固定至前柱的其他车身结构。这种连接允许冲击能量通过纵梁10传递到车辆的其余部分。
横梁21在上纵梁10与上纵梁12之间沿大致横向方向延伸。横梁21附接至上纵梁10和上纵梁12的前端10b、12b。
上纵梁10包括朝向车辆外部定向的外侧面31以及平行于外侧面31且朝向车辆内部定向的内侧面32。上纵梁10还包括朝向车辆底部定向的下侧面33和朝向车辆顶部定向的上侧面34，下侧面33和上侧面34基本上正交于内侧面31和外侧面32。
上纵梁10包括从后端10a至前端10b且朝向车辆前方向上延伸的弯曲后部35以及基本上水平的前部36。前部36包括附接部分40。附接部分40包括用于附接连接元件8的第一附接区域以及用于附接连结元件18的第二附接区域，其中第一附接区域用于将上纵梁10接合至下纵梁22。
第一附接区域和第二附接区域例如在附接部分40上紧邻彼此放置。在所示示例中，第一附接区域在上纵梁10的下侧面33上延伸，并且第二附接区域紧邻第一附接区域在外侧面31上延伸使得第一附接区域和第二附接区域是连续的。
替代性地，附接区域在附接部分40上彼此相对放置，第一附接区域在上纵梁10的内侧面32上延伸，并且第二附接区域在外侧面33上与第一附件区域相对延伸。
优选地，附接部分40是上纵梁10的中间部分。因此，纵梁10在前部36内包括前部部分46、后部部分48和附接部分40，使得附接部分40介于前部部分46与后部部分48之间。
上纵梁10例如由可变形材料制成，例如由优选地具有高于或等于780MPa的拉伸强度的TRIP钢(TRansformation Induced Plasticity)或高强度低合金(所谓的HSLA)钢制成。
特别地，上纵梁10可以通过包覆方式而变形，即当受到由冲击产生的压缩应力时通过像塑料瓶一样折叠在自身上而变形。
然而，当将连接元件8和连结元件18附接至附接部分40时，附接部分40的包覆被削弱，使得附接部分40基本上是不可变形的。
然而，由于连接元件8和连结元件18附接至上纵梁10的相同的附接部分40的事实，上纵梁10包括单个基本上不可变形的部分。
实际上，附接部分40的变形能力仅由于附接连接元件8而被削弱，将连结元件18附接至相同的附接部分40不会进一步削弱上纵梁10的变形能力。
前部46和后部48特别是通过包覆方式而保持可变形，使得上纵梁10、12能够在断裂之前吸收大量的能量。
前部46和后部48可以包括褶皱区域，以允许上纵梁10、12在冲击期间可控地变形。褶皱区域可以包括例如形成在各部分的表面上的孔或腔。
加强元件14沿基本上平行于上纵梁10的纵向方向在上纵梁10的侧向外侧上并且在上纵梁10的上方延伸。
加强元件14、也称为“霰弹枪轨”、用于加强车辆的车轮壳体，特别是在具有部分重叠的正面撞击期间。
因此，加强元件14基本上在车体的前轮壳体上方延伸。
加强元件14在后端14a与前端14b之间延伸。后端14a固定至车辆结构的一部分，例如前柱30。然而，后端14a可以固定至在前柱30上固定的另一本体结构。这样的连接允许冲击能量通过加强元件14传递至车辆的其余部分。
优选地，部分或整个加强元件14具有管状形状，具有中空的封闭横截面，比如方管、矩形管或圆管。
加强元件14可以通过挤压工艺、液压成型工艺或通过将两个或多个开放式部段元件例如沿着纵向平面固定在一起而形成，从而形成封闭部段。例如，加强元件14通过将两个半架体沿着纵向平面组装在一起而形成。
加强元件14由钢制成。优选地，形成加强元件14的钢具有良好的延展性和高屈服强度，使得加强元件14在断裂之前可以变形并吸收大量的能量。
例如，加强元件14由双相钢制成。
双相钢的屈服拉伸强度比例如为0.6以下，优选为0.5以下。
例如，加强元件14由拉伸强度大于等于780MPa的双相钢制成。例如，双相钢的屈服强度介于450MPa与600MPa之间。
加强元件14可以包括褶皱区域，以允许加强元件14在冲击期间可控地变形。褶皱区域可以包括例如形成在各部分的表面上的孔或腔。
连结元件18将加强元件14和上纵梁10接合。
特别地，连结元件18将加强元件14的前端14b接合至上纵梁10的附接部分40。
连结元件18从加强元件14的前端14b突出，并且优选地通过焊接、例如通过气体金属电弧焊接(GMAW)附接至附接部分40的第二附接区域。
由于通过连结元件18将加强元件14附接至上纵梁10，因此加强元件14和上纵梁10可以协作以在冲击期间吸收能量，即使仅加强元件14和上纵梁10中的一者受到冲击时仍是如此。
连结元件18总体上从加强元件14向前和向下延伸至上纵梁10。
优选地，连结元件18具有肘形。连结元件18具有从加强元件14纵向地延伸的第一部分50，在第一部分50与附接部分40之间基本上垂直地延伸的第二部分52和将第一部分50接合至第二部分52的接合部分54。接合部分54从第一部分50向前且向下延伸至第二部分52。
优选地，接合部分54具有拱形形状。
这种拱形形状改善了加强元件14与上纵梁10之间的冲击能量传递。
优选地，部分或整个连结元件18具有中空的封闭横截面。
连结元件18可以通过挤压工艺、液压成型工艺，或通过将两个或多个开放式部段元件例如沿纵向平面形成固定在一起而形成，从而形成封闭部段。例如，连结元件18通过将两个半架体沿着纵向平面组装在一起而形成。
连结元件18由钢制成。优选地，形成连结元件18的钢具有良好的延展性和高屈服强度，使得连结元件18可以在断裂之前吸收大量的能量。
例如，连结元件18由双相钢制成。
双相钢的屈服拉伸强度比低于0.6，优选低于0.5。
例如，连结元件18由拉伸强度大于或等于780MPa的双相钢制成。
优选地，连结元件18和加强元件14由相同的钢制成。
优选地，连结元件18和加强元件14由一体部件制成，即使得连结元件18的至少一部分和加强元件14的至少一部分由单个一体部件制成。
在这种情况下，连结元件18和加强元件14的生产是不可分割的，即连结元件18的生产不可避免地导致加强元件14的生产。
例如，如果连结元件18和加强元件14是通过挤出工艺或液压成型工艺形成的，则连结元件18和加强元件14可以由一体的单个部件制成。
如果通过将两个或更多个开放式部段元件固定在一起而形成连结元件18和加强元件14，则部段元件中的每一者对于连结元件18和加强元件14而言是共用的。
连接元件8将上纵梁10接合至下纵梁22，并且支承下纵梁22。连接元件8沿基本上竖向的方向在上纵梁10与下纵梁22之间延伸。
连接元件8包括例如通过焊接而附接至上纵梁10的第一附接区域42的上端。连接元件还包括附接至下纵梁22的下端。
虽然已经结合仅有限数量的实施方式对本发明进行了详细描述，但是应当容易地理解的是，本发明不限于这些公开的实施方式。
例如，即使仅描述和示出了上纵梁、下纵梁、加强元件、连接元件和下横向梁，车辆前体结构仍可以包括若干其他梁或元件。

Claims (13)

1.一种车辆前体结构(2)，包括：上纵梁(10、12)和用于加强所述车辆的车轮壳体的加强元件(14、16)，所述加强元件(14、16)沿纵向方向基本上平行于所述上纵梁(10、12)在所述上纵梁(10、12)的侧向外侧上并且在所述上纵梁(10、12)的上方延伸，所述上纵梁(10、12)包括附接部分(40)，所述附接部分(40)包括用于与将所述上纵梁(10、12)接合至所述车辆的下梁(22、24)的连接元件(8)附接的附接区域，所述车辆前体结构(2)还包括将所述加强元件(14、16)接合至所述上纵梁(10、12)的连结元件(18、20)，
其中，所述连结元件(18、20)附接至所述上纵梁(10、12)的所述附接部分(40)；
其中，所述车辆前体结构(2)还包括附接至所述上纵梁(10、12)的所述附接区域(42)的连接元件(8)，所述连接元件(8)将所述上纵梁(10、12)接合至所述车辆的下梁(22、24)；
并且其中，所述加强元件(14、16)包括邻近于所述连结元件(18、20)的能够通过当受到由冲击产生的压缩应力时折叠在自身上的包覆方式而基本上可变形的部分，所述加强元件(14、16)包括褶皱区域，以允许所述加强元件(14、16)在冲击期间可控地变形，所述褶皱区域包括孔和/或腔。
2.根据权利要求1所述的车辆前体结构(2)，其中，所述上纵梁(10、12)包括内侧面(32)、平行于所述内侧面(32)的外侧面(31)，以及与所述内侧面和所述外侧面基本上正交的下侧面(33)，所述附接区域在所述下侧面(33)上延伸并且所述连结元件(18、20)紧邻所述附接区域附接至所述外侧面(31)。
3.根据权利要求1所述的车辆前体结构(2)，其中，所述连结元件(18、20)由屈服强度大于或等于450MPa的钢制成。
4.根据权利要求2所述的车辆前体结构，其中，所述连结元件由屈服强度大于或等于450MPa的钢制成。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆前体结构(2)，其中，所述连结元件(18、20)由双相钢制成。
6.根据权利要求5所述的车辆前体结构(2)，其中，所述双相钢的拉伸强度大于或等于780MPa。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆前体结构(2)，其中，所述加强元件(14、16)和所述连结元件(18、20)由一体部件制成。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆前体结构(2)，其中，所述连结元件(18、20)具有肘形形状，所述肘形形状具有从所述加强元件(14、16)沿纵向延伸的第一部分(50)和在所述第一部分(50)与所述上纵梁(10、12)的所述附接部分(40)之间基本上垂直地延伸的第二部分(52)。
9.根据权利要求8所述的车辆前体结构(2)，其中，所述连结元件(18、20)还包括将所述第一部分(50)接合至所述第二部分(52)的接合部分(54)，所述接合部分(54)具有拱形形状。
10.根据权利要求9所述的车辆前体结构(2)，其中，所述接合部分(54)在所述第一部分(50)与所述第二部分(52)之间向前且向下延伸。
11.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆前体结构(2)，其中，所述加强元件(14、16)是中空管状元件。
12.根据权利要求11所述的车辆前体结构(2)，其中，所述加强元件(14、16)通过将至少两个架体沿着纵向平面组装在一起而形成。
13.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆前体结构(2)，其中，所述上纵梁(10、12)的所述附接部分(40)基本上不可变形，并且其中，所述上纵梁(10、12)还至少包括能够通过包覆方式而基本上可变形的部分(46、48)，所述基本上可变形的部分(46、48)邻近于所述附接部分(40)。
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