CN111148681A - 包括用于低覆盖率正面碰撞的吸收装置的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括两个纵梁(3)和支架(9)的机动车辆(1)，从该支架向前方延伸出由间隙分隔开的两个延伸部(11)，每个延伸部(11)在纵梁(3)中的一个的下方延伸并通过支撑部件(7)连接至该纵梁(3)，该车辆(1)的显著之处在于，还包括设置在该间隙中并且在该延伸部(11)之间的吸收装置(13)。

Description

包括用于低覆盖率正面碰撞的吸收装置的车辆
技术领域
本发明涉及车辆的正面碰撞的吸收装置领域，更具体地涉及低覆盖率正面碰撞的吸收装置的领域。本发明还涉及具有这样的吸收装置的车辆。
背景技术
车辆的前部通常包括也称为前纵梁的两个结构元件，该结构元件沿着车辆纵向方向在发动机两侧延伸。在这些纵梁的前面通过减震器(或“防撞箱”)紧固有保险杠梁，该减震器构造成在车辆受到正面碰撞时压缩以吸收应力。在猛烈的碰撞下，纵梁也会变形，以参与吸收这些应力。
现在，对机动车辆的批准包括正面碰撞试验，该试验包括以64km/h的速度将车辆撞击到可变形障碍物上。在该测试过程中，应力分布在车辆的约半边宽度上(40％)。然而，这样的测试并不代表所有正面碰撞的情况，尤其是撞击到诸如仅位于车辆一侧的立柱的不可变形障碍物的某些更严重的情况。因此，建立了新的低覆盖率正面碰撞测试，该测试包括以64km/h的速度将车辆撞击在不可变形障碍物上，并且仅覆盖车辆宽度的25％。在这样的碰撞下，位于障碍物一侧的前纵梁将在车辆内侧压缩和折叠。在实际情况下，这样的障碍物可能会到达驾驶室并使车辆的乘员受伤。因此，需要在发生低恢复率正面碰撞时限制甚至防止车辆乘员的身体受到伤害。
文献FR2986490描述了一种车辆，该车辆的每个纵梁在其与底板的升高部分配合的弯曲部分处具有加强件。该加强件可以是笔直的或具有与该部分的曲率相反的曲率。在正面碰撞期间，加强件允许减小纵梁在该部分处的弯曲，以便使该纵梁保持在原位并吸收应力。
文献FR3001932描述了一种车辆的车身前部，该前部配置用于低覆盖率的正面碰撞。为此目的，该前部在前护罩和前轮之间在每一侧包括紧固在两个前纵梁中的一个的前部附近的加强块。在正面碰撞期间，加强块将压靠前轮并阻止前轮的转动，以使得该前轮保持在直线上，并且稳定地加载位于后部的车身底部纵梁。这具有限制障碍物侵入车辆的效果。
这些装置是有利的，然而遗憾的是，在低覆盖率正面碰撞期间，这些装置不能防止纵梁在车辆内侧折叠。因此，需要一种允许避免或至少限制在低覆盖率正面碰撞期间纵梁在车辆内侧折叠风险的装置。
发明内容
本发明旨在通过提出一种配置成在车辆的正面碰撞期间提高前纵梁抗倾斜力的强度的新的车辆来解决现有技术所遇到的至少一个问题。
为此目的，本发明涉及一种包括两个纵梁和支架的机动车辆，从该支架向前部延伸出由间隙分隔开的两个延伸部，每个延伸部在纵梁中的一个的下方延伸并通过支撑部件连接至该纵梁，该车辆的显著之处在于，还包括设置在该间隙中并在该延伸部之间的吸收装置。
如通过阅读上文中给出的定义所应理解的，本发明提出在两个支架的延伸部之间设置吸收装置，以使该延伸部所接收的倾斜力被吸收。通过加强在纵梁下方延伸并通过支撑部件连接至该纵梁的延伸部，本发明有利地允许间接地加强纵梁抵抗倾斜应力的强度。因此，正是这种纵梁、支撑部件和延伸部的组合件被加强了，并且该组合件将对抗立柱的侵入从而保护车辆的乘员。因此，吸收装置为纵梁提供了刚性，该刚性还允许在碰撞开始时使车辆从障碍物偏转，并且因此允许在碰撞结束时减轻车辆的后部结构的负荷。实际上，在低覆盖率正面碰撞期间，纵梁的这种刚性有利地允许车辆不围绕障碍物变形，而是沿着该障碍物滑动。因此，减小了碰撞期间车辆的整个结构所承受的应力。因此，可以有利地减轻承受更少应力的车辆的结构的负荷。
根据本发明的特定实施例，吸收装置包括至少一个横向型材，该横向型材从一个延伸部延伸到另一个延伸部，优选延伸直至与该延伸部接触。因此，施加在两个延伸部中的一个上的倾斜力被分布在另一个延伸部上。实际上，另一延伸部不承受应力，而用作该型材的稳定支撑件。
根据本发明实施例，该横向型材或该横向型材中的至少一个设置成不垂直于车辆的纵向轴线，并且/或者该横向型材或该横向型材中的至少一个设置成垂直于车辆的纵向轴线。
根据本发明的优选实施例，该横向型材或该横向型材中的至少一个设置成不垂直于车辆的纵向轴线。优选地，延伸部包括前端，并且以不垂直的方式设置的该横向型材或该横向型材中的至少一个包括设置在延伸部中的一个的前端处的端部。因此，当立柱侵入车辆的前表面一侧时，应力的分布就能尽快完成。
根据本发明的实施例，该横向型材或该横向型材中的至少一个设置成垂直于车辆的纵向轴线。优选地，该延伸部包括前端，并且以垂直的方式设置的该横向型材或该横向型材中的至少一个包括两个端部，其分别设置在延伸部中的一个的前端处。进一步优选地，该支撑部件通过前横梁连接，该吸收装置包括以垂直的方式设置的横向型材，该横向型材与该前横梁接触。进一步优选地，该横向型材紧固至该前横梁。这样的配置增强了吸收系统的刚性，并因此增强了其吸收应力的能力。
根据本发明的特定实施例，吸收装置还包括至少一个设置成平行于车辆的纵向轴线的型材。这样的纵向型材允许防止位于将延伸部分隔开的间隙前方的部件进入车辆，尤其是在较高覆盖率的正面碰撞期间。优选地，吸收装置还包括从一个延伸部延伸至另一个延伸部并设置成垂直于车辆的纵向轴线的型材，该型材抵靠支架并与该一个或多个纵向型材接触。这种配置有利地允许加强对该一个或多个纵向型材的支撑。进一步优选地，该纵向型材或该纵向型材中的至少一个沿着延伸部中的一个延伸。
根据本发明的实施例，吸收装置包括至少两个横向型材，以及从一个横向型材延伸至另一个横向型材的至少一个中间型材。可替代地，该中间型材设置成平行于车辆的纵向轴线。
根据本发明的实施例，吸收装置还包括在型材与延伸部之间延伸的至少一个中间型材。
根据本发明的特定实施例，吸收装置还包括在型材与延伸部之间延伸或者在两个型材之间延伸的至少一个中间型材。该中间型材的存在允许增强吸收装置的刚性，并且因此增强其吸收应力的能力。
优选地，该型材或型材中的至少一个紧固至延伸部，优选地通过紧固片来紧固。进一步优选地，该紧固通过尤其螺钉紧固来实现，尤其是借助至少一个自攻螺钉。由于自攻螺钉不需要预先在延伸部上钻孔和攻丝，该自攻螺钉的使用允许方便地组装型材。可替代地，该紧固通过焊接来实现。
根据本发明的特定实施例，该型材或该型材中的至少一个由金属或复合材料形成。优选地，该型材或该型材中的至少一个由钢或铝制成。可选地，该型材或该型材中的至少一个由热塑性材料制成。
根据本发明的优选实施例，该吸收装置还包括车身下方的挡板，并且该型材或该型材中的至少一个安装至该挡板，或者与该挡板一体形成。因此，本发明的装置具有吸收倾斜应力和改善车辆流线形的双重功能。实际上，这样的挡板的存在允许在车辆行驶时减少发动机下方的空气湍流的形成。另外，这样的挡板的存在允许增强该装置的刚性，并且因此增强其吸收应力的能力。
优选地，车身下方的挡板覆盖用于分隔两个延伸部的间隙的尺寸的至少30％，进一步优选地覆盖至少50％，优选地至少70％，进一步优选地至少90％。根据优选实施例，车身下方的挡板至少覆盖用于分隔两个延伸部的间隙的尺寸。
优选地，车身下方的挡板包括沿着延伸部中的一个延伸的至少一个侧向边缘，并且该型材或该型材中的至少一个抵靠该侧向边缘。
进一步优选地，延伸部在前部紧固至紧固板，车身下方的挡板紧固至至少一个延伸部并/或紧固至至少一个紧固板。优选地，该紧固通过螺钉紧固来实现，尤其是借助至少一个自攻螺钉。通过自攻螺钉紧固允许方便地将吸收装置安装至车辆。可替代地，该紧固通过焊接来实现。
优选地，车身下方的挡板由热塑性材料或复合材料形成。当挡板包括沿着延伸部中的一个延伸的至少一个侧向边缘时，在型材受力时该挡板起到减震器的作用。因此，该装置对应力的吸收得到了提高。另外，当诸如砾石的物体在车辆行驶时朝着发动机外壳上升时，这样的挡板为驾驶室提供了隔音效果。实际上，与构成发动机外壳的金属部件不同，塑性材料制成的挡板允许吸收由碰撞产生的声振动。
优选地，挡板包括肋条网。这样的网允许增强挡板的刚性，并且因此增强吸收装置的刚性。进一步优选地，该肋条网包括一组蜂窝形的肋条。
本发明还涉及一种如上定义的用于车辆的吸收装置，该吸收装置的显著之处在于，包括车身下方的挡板和至少一个横向型材，该横向型材从该车身下方的挡板的一个边缘延伸至另一个边缘，以使得该横向型材或该横向型材中的至少一个设置成不垂直于车辆的纵向轴线，并且/或者该横向型材或该横向型材中的至少一个设置成垂直于车辆的纵向轴线。
附图说明
通过阅读下面以参照附图的示例给出的描述，将更好的理解本发明，并且其他方面和优点将显现，在附图中：
-图1示出了包括根据本发明的吸收装置的实施例的根据本发明的车辆的前部的仰视图；
-图2示出了包括根据本发明的吸收装置的另一实施例的根据本发明的车辆的前部的侧视图；
-图3示出了根据本发明的车辆的前部和车身下方挡板的单独视图。
具体实施方式
在下面的描述中，术语“包括”与“包含”同义，并且由于该术语允许在转位系统或该转位系统所涉及的车辆中存在其他元件，因此该术语不是限制性的。应理解的是，术语“包括”包含了术语“由……组成”。术语“前”和“后”以及“纵向”和“横向”方向将相对于车辆的整体定向来理解。术语“低”和“下”指示出分别比术语“高”和“上”更接近地面。在不同的图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
首先参照图1，图1示出了根据本发明的车辆1的前部的仰视图。该前部由两个前纵梁3组成，该前纵梁3沿着车辆的纵向方向并且在发动机(未示出)的两侧延伸。该纵梁3的前方设置有减震器，该减震器上安装有保险杠梁5。该保险杠梁具有保险杠顶盖(未示出)，该保险杠顶盖部分地形成车辆1的前部外部板。也称为外部板支撑件的支撑部件7紧固至纵梁的前端并支撑前部外部板组件(未示出)，该前部外部板组件在两个支撑部件7之间延伸。该前部外部板组件包括热交换器，该热交换器例如是发动机冷却回路或增压空气冷却回路的散热器，或者驾驶室空调的回路的电容器。
车辆还包括支架9，从该支架向前方延伸出两个延伸部11，该延伸部通过其前端紧固至支撑部件7。该支撑部件7的下部通过前横梁彼此连接，该前横梁设置在该延伸部11的前方并位于热交换器的下方。此外，延伸部11被间隙分隔开，并且设置在两个纵梁3中的每一个的下方。延伸部11的前端也紧固至紧固板，该紧固板上安装有减震器。这些减震器具有第二保险杠梁或保下部险杠梁。
车辆1的显著之处在于，其还包括吸收装置13，该吸收装置13设置在用于分隔两个延伸部11的间隙中并与该延伸部11接触。本发明的装置允许在低覆盖率正面碰撞期间吸收延伸部中的一个所承受的倾斜力。该延伸部11的刚性因此得到了提高，这允许限制甚至避免设置在上方的纵梁3朝车辆1的内部折叠。该效果的获得是由于纵梁3和横梁都紧固至同一支撑部件7。有利地，安装本发明的装置不需要修改车辆1，因此可以在其组装期间容易地集成到车辆中。
根据实施例，吸收装置13包括将两个延伸部11彼此连接的至少一个横向型材(15、17)。因此，在低覆盖率正面碰撞期间，延伸部11中的一个所承受的应力被转移至另一延伸部11。另一延伸部11不承受来自正面碰撞的应力，本发明允许利用其刚性来吸收通过型材的应力。
根据实施例，吸收装置13包括相对于车辆1的纵向轴线以不垂直的方式设置的至少一个横向型材1。优选地，以不垂直的方式设置的该横向型材或该横向型材15中的至少一个的前端设置在延伸部11的前端处。因此，应力在正面碰撞的运动学中被尽可能早地分布和吸收。此外并且如图所示，该型材15的后端可以设置在另一延伸部11的后端处。可替代地，该后端可以沿着另一延伸部设置，例如设置在该延伸部的中间处。
根据本发明的实施例，吸收装置13包括设置成垂直于车辆1的纵向轴线的至少一个横向型材17。这样的型材还允许将延伸部11中的一个所承受的应力分布在另一延伸部11上。优选地，以垂直的方式设置的该横向型材或该横向型材17中的一个的端部设置在延伸部11的前端处。如图所示，该横向型材17可以与连接两个支撑部件7的前横梁接触，从而增强该型材的刚性并因此增强该装置的刚性。优选地，该横向型材17紧固至该前横梁。
优选地，横向型材(15、17)分布在延伸部11的整个长度上以改善应力的分布。
根据实施例，吸收装置13还包括设置成平行于车辆1的纵向轴线的至少一个纵向型材19。因此，本发明的吸收装置13允许限制甚至防止前部外部板组件在正面撞击期间的移动，并且在受到较高覆盖率的正面碰撞时参与应力的吸收。优选地并且如图1所示，吸收装置13包括垂直地设置并且构造成与支架9接触的横向型材17，该一个或多个纵向型材19压靠该横向型材17。优选地，该纵向型材或该纵向型材中的至少一个沿着延伸部中的一个延伸。进一步优选地，该型材与该延伸部接触。
再次参照图2，可以看到，根据本发明的特定实施例，吸收装置13还包括至少一个中间型材21，该中间型材21连接延伸部11和(横向或纵向)型材，或连接两个型材(横向或纵向)。该中间型材21增强了装置3的刚性。优选地，所有型材(15、17、19、21)形成网格结构。
当与延伸部11接触时，不同的(横向、纵向和中间)型材优选地紧固至延伸部11。该紧固可以通过任意的方式实现，尤其是通过至少一个紧固片来实现。该紧固可以通过焊接或者尤其通过使用至少一个自攻螺钉的螺钉紧固来实现。自攻螺钉相对于普通螺钉的优势在于，自攻螺钉不需要在该螺钉的紧固位置预先钻孔，因此其使用方便了装置的安装。该螺钉还允许相对于通过焊接更快地紧固。
此外，不同的型材(15、17、19、21)可以具有任意形状的横截面，尤其是矩形、圆形、三角形横截面，优选地是矩形或圆形横截面。
根据图2所示的本发明的优选实施例，本发明的装置还包括车身下方的挡板23，并且该型材或该型材中的至少一个安装至该挡板23或与该挡板23一体形成。挡板23一方面为该装置提供了额外的刚性，并且另一方面通过限制发动机下方湍流的形成而具有空气动力学功能。因此，本发明的装置具有双重功能。
如在图3中可见的，挡板可以安装至已经存在的车辆的前部，而无需对该车辆进行修改。因此，本发明可以方便地适用于任意类型的车辆。另外，根据本发明的吸收装置可以安装或不安装至同一系列的车辆，因而无需对生产线进行重大修改。
这样的装置的存在还允许减小该一个或多个型材的壁的厚度。特别地，当型材由金属制成时，该型材的厚度可以在1.0mm至2.0mm之间，优选地在1.3mm至1.8mm之间。当型材由复合材料制成时，该型材的厚度可以在3.0mm至5.0mm之间，优选地在3.5mm至4.5mm之间。
优选地，车身下方的挡板23覆盖将两个延伸部11分隔开的间隙的尺寸的至少30％，还优选地至少50％，优选地至少70％，进一步优选地至少90％。根据优选实施例，车身下方的挡板23至少覆盖将两个延伸部11分隔开的间隙的尺寸。
根据本发明的实施例，挡板23包括沿着两个延伸部11中的一个延伸的至少一个侧向边缘，并且该型材或该型材中的至少一个型材抵靠该侧向边缘。替代地或作为过渡地，与挡板23一体形成的该型材可以从该侧向边缘延伸。优选地，该侧向边缘与该延伸部11接触。
挡板23可以紧固至延伸部11和/或紧固板。该紧固可以通过任意的方式实现，尤其是通过焊接或通过使用例如至少一个自攻螺钉的螺钉紧固来实现。
挡板23和不同的型材(15、17、19、21)可以由塑性材料或复合材料形成，优选地由复合材料形成。所选取的复合材料可以是热塑性或热固性复合材料。在本发明的范围内，复合材料限定为具有聚合物基质和一种或多种加强元素。该加强元素包括或者由纤维或纤维混合物组成，该纤维选自玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、石墨纤维、诸如亚麻纤维、大麻纤维或竹纤维的天然纤维、诸如聚酯纤维的有机聚合物纤维。优选地，加强元素的纤维是玻璃纤维。
热塑性聚合物基质将有利地选取自一种或多种材料，该材料选自聚丙烯(PP)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺-酰亚胺(PAi)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳基酰胺(PAA)或者诸如聚酰胺6(PA 6或聚己内酰胺)或聚酰胺6.6(PA 6.6或聚六亚甲基己二酰胺)的聚酰胺(PA)。
有利地，热固性聚合物基质选自不饱和聚酯、聚氨酯、乙烯基酯或聚环氧化物。
可替代地，不同的型材(15、17、19、21)可以由诸如钢或铝的金属制成，优选地由铝制成。
在挡板23包括沿着两个延伸部11中的一个延伸的至少一个边缘、并且该型材或该型材中的至少一个与该边缘接触时，热塑性材料或复合材料的使用允许该边缘在正面碰撞时在型材受力之前作为减震器。因此，吸收装置13在其对能量的吸收上性能更好。
优选地，车身下方的挡板包括肋条网。这样的网允许增强挡板的刚性，并且因此增强吸收装置的刚性。进一步优选地，肋条网包括一组蜂窝形式的肋条。

Claims (10)

1.一种包括两个纵梁(3)和支架(9)的机动车辆(1)，从所述支架向前方延伸出由间隙分隔开的两个延伸部(11)，每个所述延伸部(11)在所述纵梁(3)的一个的下方延伸，并且通过支撑部件(7)连接至所述纵梁(3)，其特征在于，所述车辆(1)还包括设置在所述间隙中并在所述延伸部(11)之间的吸收装置(13)。
2.根据权利要求1所述的车辆(1)，其特征在于，所述吸收装置(13)包括至少一个横向型材(15、17)，所述至少一个横向型材从一个延伸部(11)延伸至另一个延伸部，优选地延伸直至与所述延伸部接触。
3.根据权利要求2所述的车辆(1)，其特征在于，所述横向型材或所述横向型材中的至少一个(15)设置成不垂直于所述车辆(1)的纵向轴线，并且/或者所述横向型材或所述横向型材中的至少一个(17)设置成垂直于所述车辆(1)的纵向轴线。
4.根据权利要求2或3所述的车辆(1)，其特征在于，所述吸收装置(13)包括至少两个横向型材(15、17)，以及从一个横向型材(15)延伸至另一个横向型材(17)的至少一个中间型材(21)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的车辆(1)，其特征在于，所述吸收装置(13)还包括在型材(15、17)和延伸部(11)之间延伸的至少一个中间型材(21)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的车辆(1)，其特征在于，所述型材或所述型材(15、17、21)中的至少一个由金属或复合材料制成。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的车辆(1)，其特征在于，所述装置还包括车身下方的挡板(23)，并且，所述型材或所述型材(15、17、21)中的至少一个安装至所述挡板(23)或与所述挡板(23)一体形成。
8.根据权利要求7所述的车辆(1)，其特征在于，所述车身下方的挡板(23)包括沿所述延伸部(11)中的一个延伸的至少一个侧向边缘，并且所述型材或所述型材(15、17、21)中的至少一个抵靠所述侧向边缘。
9.根据权利要求7或8所述的车辆(1)，所述延伸部(11)在前部紧固至紧固板，其特征在于，所述车身下方的挡板(23)紧固到至少一个延伸部(11)并/或紧固至至少一个紧固板，优选地，所述紧固通过螺钉紧固来实现，尤其是借助于至少一个自攻螺钉。
10.一种用于根据权利要求7至9中任一项所述的车辆(1)的吸收装置(13)，其特征在于，包括车身下方的挡板(23)和至少一个横向型材(15、17)，所述至少一个横向型材从所述车身下方的挡板(23)的一个边缘延伸至另一个边缘，以使得所述横向型材或所述横向型材中的至少一个(15)设置成不垂直于所述车辆(1)的纵向轴线，并且/或者所述横向型材或所述横向型材中的至少一个(17)设置成垂直于所述车辆(1)的纵向轴线。
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