CN112455545A

CN112455545A - 车架总成

Info

Publication number: CN112455545A
Application number: CN202010917053.5A
Authority: CN
Inventors: 马尔万·阿哈默德·埃尔布凯利; 图沙尔·B·坎布勒; 李朱英; 加尔吉·坦德拉; 丹尼尔·约瑟夫·麦卡锡; 耶利米·詹姆斯·史密斯
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-03-09
Also published as: US11524721B2; US20210070364A1; DE102020123086A1

Abstract

本公开提供了“车架总成”。一种总成包括一对车架纵梁，所述车架纵梁中的每一个都沿着车辆纵向轴线伸长，并且具有前面部分、后面部分以及在所述前面部分和所述后面部分上方和之间的升高部分。所述总成包括横向支撑件，所述横向支撑件在所述升高部分处固定到所述车架纵梁中的至少一个，并且沿着车辆横向轴线从所述车架纵梁中的一个朝向所述车架纵梁中的另一个延伸。所述总成包括支架，所述支架在所述升高部分处固定到所述车架纵梁，并且固定到所述横向支撑件。

Description

车架总成

技术领域

本公开总体上涉及车架。

背景技术

车辆可以具有非承载式结构(也称为驾驶室车架分离式结构)。换句话说，车身和车架纵梁是分开的部件，即是模块化的，并且车身支撑在车架纵梁上并且附连到车架纵梁。车辆可以是一体式结构。在一体式结构中，车身(例如，下边梁、支柱、车顶纵梁等)用作车架(包括车架纵梁等)，并且车身(包括下边梁、支柱、车顶纵梁等)可以是整体的，即，连续的一件式单元。

在车辆正面碰撞期间，车架和/或车身可能会变形。变形可以吸收能量，同时重定向并且转化力和动量。车辆的前向移动可以竖直地重定向，并且可以使得车辆相对于支撑车辆的地面上升。这种上升使车辆的乘客舱向上移动，并且影响乘客舱中的对象的运动学。

发明内容

一种总成包括一对车架纵梁，所述车架纵梁中的每一个都沿着车辆纵向轴线伸长，并且具有前面部分、后面部分以及在所述前面部分和所述后面部分上方和之间的升高部分。所述总成包括横向支撑件，所述横向支撑件在所述升高部分处固定到所述车架纵梁中的至少一个，并且沿着车辆横向轴线从所述车架纵梁中的一个朝向所述车架纵梁中的另一个延伸。所述总成包括支架，所述支架在升高部分处固定到车架纵梁，并且固定到所述横向支撑件。

所述升高部分可以包括从所述车架纵梁的所述前面部分向上延伸的前倾斜部分、从所述车架纵梁的所述后面部分向上延伸的后倾斜部分以及从所述前倾斜部分延伸到所述后倾斜部分的中间部分。

所述支架可以固定到所述升高部分的所述中间部分。

所述中间部分和所述支架可以比所述中间部分连接到所述后倾斜部分所在位置的升高部分更刚性。

车架纵梁中的每一个都可以具有底部表面，并且所述横向支撑件具有底部表面，所述支架固定到所述车架纵梁中的一个的所述底部表面和所述横向支撑件的所述底部表面。

所述车架纵梁中的每一个都可以具有底部表面，并且所述横向支撑件具有底部表面，所述支架固定到所述车架纵梁中的一个的所述底部表面和所述横向支撑件的所述底部表面。

所述车架纵梁中的每一个都可以具有包括倾斜部分的底部表面。

所述支架可在所述倾斜部分处固定到所述车架纵梁的底所述部表面。

所述车架纵梁中的每一个都可在所述倾斜部分的前方比在所述倾斜部分的后方更厚。

所述支架可以在所述横向支撑件前方沿着车架纵梁延伸。

所述支架可以包括前边缘，所述前边缘沿着所述车架纵梁和所述横向支撑件弧形地延伸。

所述横向支撑件可以是发动机托架。

所述支架可以是L形的。

所述支架的第一部分可以沿着所述车架纵梁从所述横向支撑件向前延伸，并且所述支架的第二部分可以沿着所述横向支撑件从所述车架纵梁向内延伸。

所述升高部分和所述支架可以比所述支架前方的所述车架纵梁更刚性。

所述升高部分和所述支架可以比所述后面部分连接到所述升高部分所在位置的所述车架纵梁更刚性。

所述支架可以包括后边缘，在所述车架纵梁处的所述后边缘位于在所述横向支撑件处的所述后边缘的前方。

所述总成可以包括限定乘客舱的车身，所述支架在所述乘客舱的前方。

所述车身可以支撑在所述车架纵梁上。

所述车架纵梁中的每一个都可以包括前远侧端，并且所述总成可以包括保险杠，所述保险杠固定到所述车架纵梁的所述前远侧端。

附图说明

图1是具有车架总成的车辆的透视图。

图2是具有车架总成的车辆的侧视图。

图3是车架总成的侧视图。

图4是车架总成的仰视图。

图5是车架总成的仰视图。

图6是车架总成的底部透视图。

图7是正面碰撞期间的车架总成的侧视图。

具体实施方式

参考附图，其中贯穿若干视图，相同的附图标记指示相同的部分，示出了用于控制车辆24的向上移动(即，上升)的总成20。总成20包括一对车架纵梁26。车架纵梁26中的每一个都沿着车辆纵向轴线A1伸长，并且具有前面部分28、后面部分30以及在前面部分28和后面部分30上方和之间的升高部分32。所述总成20包括横向支撑件34，所述横向支撑件34在所述升高部分32处固定到所述车架纵梁26中的至少一个，并且沿着车辆横向轴线A2从所述车架纵梁26中的一个向所述车架纵梁26中的另一个延伸。总成20包括支架36，所述支架36在升高部分32处固定到车架纵梁26，并且固定到横向支撑件34。

总成20在车辆24受到正面碰撞期间控制车架纵梁26的变形以减少车辆24的前部38相对于车辆24的质心CM的向下位移，并且由此减少车辆24的乘客舱40相对于支撑车辆24的地面的向上移动或上升。

形容词“第一”和“第二”贯穿本文档用作标识符，而并非旨在表示重要性或顺序。

车辆24可以是任何类型的乘用汽车或商用汽车，诸如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。

车辆24限定车辆纵向轴线A1，即，在车辆24的前部38和后部22之间延伸。车辆24限定车辆横向轴线A2，即，在车辆24的右侧42和左侧44之间延伸。车辆24限定车辆竖直轴线A3，即，在车辆24的顶部46和底部48之间延伸。车辆纵向轴线A1、车辆横向轴线A2和车辆垂直轴线A3彼此垂直。

车辆24可以包括车架49。车架49支撑车辆24的部件和系统并且将其连接成单个总成。例如，车架49可以支撑制动系统、转向系统、悬架系统、推进系统等。车架49包括用于支撑并且连接车辆24的部件和系统的车架纵梁26、横向支撑件34和/或任何其他合适的结构。车架49可以是金属、碳纤维等。

车辆24可以包括车身50。车身50为车辆24提供美学外观，并且部分地或完全地限定车辆24的容积，例如乘客舱40、货厢、行李厢和/或发动机舱。车身50可以包括诸如铝、钢、塑料、碳纤维或任何合适的材料的面板。车身50可以例如通过车身安装件支撑在车架纵梁26上。车身50可以例如经由紧固件、阻尼器、焊接等相对于车身安装件固定。

乘客舱40被设计成容纳车辆24的乘员(如果有的话)。乘客舱40包括一个或多个座椅。乘客舱40可以包括用于操作车辆24的控件、信息娱乐系统等。乘客舱40在车架纵梁26上方，即，相对于车辆竖直轴线A3而言。换句话说，当车辆24是正面朝上的，即由车辆24的轮胎支撑时，车架纵梁26可在乘客舱40和支撑车辆24的地面之间。

图1、图2和图4中所示的车辆24具有非承载式结构(也称为驾驶室车架分离式结构)。换句话说，车身50和车架49是分开的部件，即，是模块化的，并且车身50支撑在车架49(例如车架纵梁26)上并且附连到车架49。车辆24可以是一体式结构。在一体式结构中，车身(例如，下边梁、支柱、车顶纵梁等)用作车架(包括车架纵梁26、横向支撑件34等)，并且车身(包括下边梁、支柱、车顶纵梁等)可以是整体的，即，连续的一件式单元。

车架纵梁26沿着车辆纵向轴线A1伸长。例如，车架纵梁26可在车辆24的前部38和后部22之间伸长。车架纵梁26中的每一个都可以从车辆24的前部38处的前远侧端52延伸到后部22处的后远侧端54。车架纵梁26沿着车辆横向轴线A2彼此间隔开。例如，车架纵梁26中的一个可以接近车辆24的右侧42(即，与左侧44相比更靠近右侧42)，并且另一个车架纵梁26可以接近车辆24的左侧44。

车架纵梁26中的每一个都具有底部表面56，所述底部表面56相对于车辆竖直轴线A3面向下。底部表面56可以与相对于车辆竖直轴线A3面向上的顶部表面58相对。车架纵梁中的每一个都包括内侧表面60，所述内侧表面60相对于车辆横向轴线A2面向车辆24的中心。内侧表面60可以与车架纵梁26的外侧表面62相对，所述外侧表面62相对于车辆横向轴线A2背离车辆24的中心。内侧表面60和外侧表面62可以从车架纵梁26的顶部表面58向下延伸到底部表面56。

车架纵梁26中的每一个的底部表面56都可以包括倾斜部分64。例如，当从车辆24的右侧42或左侧44观察时，倾斜部分64可以沿着车辆竖直轴线A3和车辆纵向轴线A1延伸。车架纵梁26相对于车辆竖直轴线A3在倾斜部分64的前方比在倾斜部分64的后方更厚。换句话说，车架纵梁26的顶部表面58和底部表面56之间的距离在倾斜部分64的前方比在倾斜部分64的后方大。

每个车架纵梁26包括前面部分28、后面部分30和升高部分32。升高部分32相对于车辆竖直轴线A3在前面部分28和后面部分30上方。例如，升高部分32比前面部分28和后面部分30更靠近车辆24的顶部46。升高部分32相对于车辆纵向轴线A1在前面部分28和后面部分30之间。例如，前面部分28比升高部分32更靠近车辆24的前部38，并且后面部分30比升高部分32更靠近车辆24的后部22。

每个车架纵梁26的升高部分32都可以包括前倾斜部分66、后倾斜部分68和中间部分70。前倾斜部分66可以相对于车辆竖直轴线A3和车辆纵向轴线A1并且从车架纵梁26的前面部分28向上且向后延伸到升高部分32的中间部分70。后倾斜部分68可以相对于车辆竖直轴线A3和车辆纵向轴线A1从车架纵梁26的后面部分30向上且向前延伸到中间部分70。中间部分70沿着车辆纵向轴线A1从前倾斜部分66延伸到后倾斜部分68。底部表面56的倾斜部分64可在升高部分32的中间部分70处，例如接近前倾斜部分66。换句话说，底部表面56的倾斜部分64可在前倾斜部分66和后倾斜部分68之间，并且比后倾斜部分68更靠近前倾斜部分66。

参考图3，成对的部分28、30、66、68、70限定角度1A、2A、3A、4A。可由车架纵梁25的底部表面56或顶部表面58在相应部分28、30、66、68、70处限定角度1A、2A、3A、4A。例如，前面部分28处的顶部表面58和前倾斜部分66限定第一角度1A。作为另一个示例，前倾斜部分66处的底部表面56和中间部分70限定第二角度2A。作为又一个示例，中间部分70处的底部表面56和后倾斜部分68限定第三角度3A。作为又一个示例，后倾斜部分68处的顶部表面58和后面部分30限定第四角度4A。

在车架纵梁26上施加压缩力可能引起车架纵梁26变形，使得角度的大小减小。减小第一角度1A和/或第四角度4A可以使车辆24的前部38相对于车辆竖直轴线A3和车辆24的在升高部分32后方的部分向上移动。减小第二角度2A和/或第三角度3A可以使车辆24的前部38相对于车辆竖直轴线A3以及相对于车辆24的在升高部分32后方的部分向下移动。

横向支撑件34支撑车辆24的一个或多个部件，例如，相对于车架纵梁26并且在车架纵梁26之间。例如，横向支撑件34可以是支撑车辆24的内燃发动机72的发动机托架。横向支撑件34例如经由焊接、紧固件等固定到车架纵梁26中的至少一个并且可以固定到车架纵梁26的两者。横向支撑件34可以固定到车架纵梁26的内侧表面60。横向支撑件34可在升高部分32(例如，升高部分32的中间部分70)处固定到车架纵梁26。

横向支撑件34沿着车辆横向轴线A2从车架纵梁26中的一个朝向车架纵梁26中的另一个延伸。例如，横向支撑件34可以从车架纵梁26中的一个的内侧表面60延伸到另一个车架纵梁26的内侧表面60。横向支撑件34具有底部表面74，所述底部表面74相对于车辆竖直轴线A3面向下。

支架36增加车架纵梁26的强度(例如抗变形性)并且将力从车架纵梁26传递到横向支撑件34，例如，以控制车架纵梁26的变形和车辆24的向上移动，例如如本文所描述的。例如，支架36可以增加车架纵梁26在倾斜部分64处的刚度，并且可以将来自车架纵梁26的纵向力从倾斜部分64的前方转化成到施加到横向支撑件34的横向力。经由支架36的刚度增加和力转化可以减小车架纵梁26的变形，使得第二角度2A更大/不随着变形(例如，与没有支架36相比)。减小车架纵梁24的变形以维持较大的第二角度2A减小了车辆24在正面碰撞期间的上升。控制上升量会控制乘客舱40中的对象的运动学，例如，使得对象朝向乘客舱40的挡风玻璃或车顶的相对移动减少。例如，支架36可以减少在车辆24受到正面碰撞期间支撑在乘客舱40的座椅中的一个上的撞击测试假人和挡风玻璃或车顶之间接触的可能性。

支架36可以是金属或任何合适的材料。支架36可以是板，即薄且大体上平坦的。支架36可以具有与车架纵梁26的底部表面56和横向支撑件34的底部表面74适形的表面轮廓。

如图5所示，支架36包括后边缘76和相对于车辆纵向轴线A1与后边缘76相对的前边缘78。支架36可以是L形的。例如，支架36可以包括沿着车辆纵向轴线A1伸长的第一部分80和从第一部分80大体上垂直地(例如，沿着车辆横向轴线A2)延伸的第二部分82。支架36可以相对于车辆纵向轴线A1在乘客舱40的前方。换句话说，支架36可在乘客舱40和车辆24的前部38之间。

支架36例如经由紧固件、焊接等固定到车架纵梁26并且固定到横向支撑件34。支架36在升高部分32处固定到车架纵梁26。例如，支架36可以固定到升高部分32的中间部分70。支架36可以固定到车架纵梁26中的一个的底部表面56和横向支撑件34的底部表面74。例如，支架36可在倾斜部分64处固定到车架纵梁26的底部表面56。参考图5和图6，焊接部77可以将后边缘76固定到车架纵梁26中的一个的底部表面56。焊接部79可以将前边缘78固定到车架纵梁26中的一个的底部表面56和横向支撑件34的底部表面74。

支架36可以在横向支撑件34前方沿着车架纵梁26延伸。例如，支架36的第一部分80可在横向支撑件34处从后边缘76延伸，例如，沿着车架纵梁26向前延伸到前边缘78。第一部分80的前边缘78可以相对于车辆纵向轴线A1在横向支撑件34的前方并且与横向支撑件34间隔开。支架36可以沿着横向支撑件34向内延伸。例如，支架36的第二部分82可以沿着横向支撑件34从车架纵梁26向内延伸。换句话说，第二部分82可以从车架纵梁26沿着横向支撑件34相对于车辆横向轴线A2朝向车辆24的中心延伸。支架36的在车架纵梁26处的后边缘76可以相对于车辆纵向轴线A1位于支架36的在横向支撑件34处的后边缘76的前方。支架36的前边缘78可以沿着车架纵梁26和横向支撑件34弧形地延伸，例如，支架36的前边缘78可以沿着L形的内侧弯曲部弯曲。

车辆24可以包括保险杠84。保险杠84可以为车辆24的前部38提供结构碰撞点。换句话说，保险杠84可以是车辆24的最前方的部件，所述保险杠84被设计成提供刚性结构并且传递力，例如，与装饰面板、可压碎的能量吸收结构等相对。保险杠84沿着车辆横向轴线A2伸长。保险杠84例如经由紧固件、焊接等固定到车架纵梁26的前远侧端52。保险杠84可以是金属或任何合适的材料。

支架36和部分28、30、32、66、68、70为总成20提供可变的相对刚度并且控制车架纵梁26的变形。例如，中间部分70和支架36可以比中间部分70连接到后倾斜部分68所在位置的升高部分32更刚性。换句话说，与中间部分70连接到后倾斜部分68所在位置的升高部分32相比，向车架纵梁26施加压缩力(例如在车辆24受到正面碰撞期间)可以使得车架纵梁26在中间部分70和支架36处的变形较小。作为另一个示例，升高部分32和支架36比支架36前方的车架纵梁26更刚性。换句话说，与支架36前方的车架纵梁26相比，向车架纵梁26施加压缩力可以使得车架纵梁26在升高部分32和支架36处的变形较小。作为又一个示例，升高部分32和支架36可以比后面部分30连接到升高部分32所在位置的车架纵梁26更刚性。换句话说，与后面部分30连接到升高部分32所在位置的车架纵梁26相比，向车架纵梁26施加压缩力可以使得车架纵梁26在升高部分32和支架36处的变形较小。

参考图6，在车辆24受到正面碰撞的情况下，来自此类碰撞的力可以从保险杠84传递到车架纵梁26。此类力的一部分可以传递到横向支撑件34。所述力可能产生应力并且使车架纵梁26变形。当车架纵梁26变形时，第二角度2A的变化可能小于没有支架36的情况。减少的角度变化减少了保险杠84相对于车辆24的剩余部分以及相对于车辆竖直轴线A3的向下移动。通过减少保险杠84处的碰撞点O(向车辆24施加后向的力)和车辆24的质心CM(施加来自车辆24的动量的前向的力)之间的间距S，减少保险杠84的向下移动减少了在车辆24上产生的扭矩。所述扭矩可使车辆24围绕保险杠84枢转并且提升乘客舱40。例如通过减少保险杠84和质心CM之间的竖直间距的量来减少扭矩的量，减少了乘客舱40相对于支撑车辆24的地面的上升。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语旨在具有描述性词语而非限制性词语的性质。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的其他方式来实践。

根据本发明，提供一种总成，其具有：一对车架纵梁，所述车架纵梁中的每一个都沿着车辆纵向轴线伸长，并且具有前面部分、后面部分以及在所述前面部分和所述后面部分上方和之间的升高部分；横向支撑件，其在所述升高部分处固定到所述车架纵梁中的至少一个，并且沿着车辆横向轴线从所述车架纵梁中的一个朝向所述车架纵梁中的另一个延伸；以及支架，其在所述升高部分处固定到所述车架纵梁，并且固定到所述横向支撑件。

根据实施例，所述升高部分包括从所述车架纵梁的所述前面部分向上延伸的前倾斜部分、从所述车架纵梁的所述后面部分向上延伸的后倾斜部分以及从所述前倾斜部分延伸到所述后倾斜部分的中间部分。

根据实施例，所述支架固定到所述升高部分的所述中间部分。

根据实施例，所述中间部分和所述支架比所述中间部分连接到所述后倾斜部分所在位置的所述升高部分更刚性。

根据实施例，所述车架纵梁中的每一个都具有底部表面，并且所述横向支撑件具有底部表面，所述支架固定到所述车架纵梁中的一个的所述底部表面和所述横向支撑件的所述底部表面。

根据实施例，所述车架纵梁中的每一个都具有底部表面，所述底部表面包括倾斜部分。

根据实施例，所述支架在所述倾斜部分固定到所述车架纵梁的所述底部表面。

根据实施例，所述车架纵梁中的每一个都在所述倾斜部分的前方比在所述倾斜部分的后方更厚。

根据实施例，所述支架在所述横向支撑件前方沿着所述车架纵梁延伸。

根据实施例，所述支架包括前边缘，所述前边缘沿着所述车架纵梁和所述横向支撑件弧形地延伸。

根据实施例，所述横向支撑件是发动机托架。

根据实施例，所述支架是L形的。

根据实施例，所述支架的第一部分沿着所述车架纵梁从所述横向支撑件向前延伸，并且所述支架的第二部分沿着所述横向支撑件从所述车架纵梁向内延伸。

根据实施例，所述升高部分和所述支架比所述支架前方的所述车架纵梁更刚性。

根据实施例，所述升高部分和所述支架比所述后面部分连接到所述升高部分所在位置的所述车架纵梁更刚性。

根据实施例，所述支架包括后边缘，在所述车架纵梁处的所述后边缘位于在所述横向支撑件处的所述后边缘的前方。

根据实施例，本发明的特征还在于限定乘客舱的车身，所述支架在所述乘客舱的前方。

根据实施例，所述车身支撑在所述车架纵梁上。

根据实施例，所述车架纵梁中的每一个都包括前远侧端，并且所述总成还包括保险杠，所述保险杠固定到所述车架纵梁的所述前远侧端。

Claims

1.一种总成，其包括：

一对车架纵梁，所述车架纵梁中的每一个都沿着车辆纵向轴线伸长，并且具有前面部分、后面部分以及在所述前面部分和所述后面部分上方和之间的升高部分；

横向支撑件，其在所述升高部分处固定到所述车架纵梁中的至少一个，并且沿着车辆横向轴线从所述车架纵梁中的一个朝向所述车架纵梁中的另一个延伸；以及

支架，其在升高部分处固定到所述车架纵梁，并且固定到所述横向支撑件。

2.如权利要求1所述的总成，其中所述升高部分包括从所述车架纵梁的所述前面部分向上延伸的前倾斜部分、从所述车架纵梁的所述后面部分向上延伸的后倾斜部分以及从所述前倾斜部分延伸到所述后倾斜部分的中间部分。

3.如权利要求2所述的总成，其中所述支架固定到所述升高部分的所述中间部分。

4.如权利要求3所述的总成，其中所述中间部分和所述支架比所述中间部分连接到所述后倾斜部分所在位置的所述升高部分更刚性。

5.如权利要求4所述的总成，其中所述车架纵梁中的每一个都具有底部表面，并且所述横向支撑件具有底部表面，所述支架固定到所述车架纵梁中的一个的所述底部表面和所述横向支撑件的所述底部表面。

6.如权利要求1所述的总成，其中所述车架纵梁中的每一个都具有底部表面，所述底部表面包括倾斜部分，所述支架在所述倾斜部分处固定到所述车架纵梁的所述底部表面。

7.如权利要求6所述的总成，其中所述车架纵梁中的每一个都在所述倾斜部分的前方比在所述倾斜部分的后方更厚。

8.如权利要求1所述的总成，其中所述支架包括前边缘，所述前边缘沿着所述车架纵梁和所述横向支撑件弧形地延伸。

9.如权利要求1所述的总成，其中所述横向支撑件是发动机托架。

10.如权利要求1所述的总成，其中所述支架是L形的。

11.如权利要求10所述的总成，其中所述支架的第一部分沿着所述车架纵梁从所述横向支撑件向前延伸，并且所述支架的第二部分沿着所述横向支撑件从所述车架纵梁向内延伸。

12.如权利要求1所述的总成，其中所述升高部分和所述支架比所述支架前方的所述车架纵梁更刚性。

13.如权利要求1所述的总成，其中所述支架包括后边缘，在所述车架纵梁处的所述后边缘位于在所述横向支撑件处的所述后边缘的前方。

14.如权利要求1至13中任一项所述的总成，其还包括限定乘客舱的车身，所述支架在所述乘客舱的前方。

15.如权利要求14所述的总成，其中所述车身支撑在所述车架纵梁上。