CN114291023A - 包括非对称碰撞响应的车辆的能量衰减纵向框架构件 - Google Patents
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Abstract
一种用于车辆的框架，包括保险杠支撑框架构件和联接到保险杠支撑框架构件的纵向框架构件。纵向框架构件包括具有不对称碰撞响应的轨条构件。
Description
技术领域
本公开涉及车辆技术，尤其是具有不对称能量碰撞响应的能量衰减轨条。
背景技术
在前向碰撞中，期望耗散碰撞能量并引导碰撞力远离车辆乘员。保险杠可包括能量衰减系统，其通过冲程机构吸收一部分碰撞能量。冲程机构可包括伸缩部件，当暴露于撞击力时，伸缩部件会塌陷。其他系统允许纵向轨条挤压或折叠。
在设计纵向轨条以折叠和保持所需承载能力之间存在权衡。增加承载能力也会增加折叠纵向轨条所需的碰撞载荷。降低承载能力会对发动机设计、乘客承载能力等造成限制。因此，行业将欢迎可以提高结构冲击性能和鲁棒性，同时也提高承载能力的纵向轨条设计。
发明内容
在一个示例性实施例中，车辆的框架包括保险杠支撑框架构件和联接至保险杠支撑框架构件的纵向框架构件。纵向框架构件包括具有不对称碰撞响应的轨条构件。
除了本文描述的一个或多个特征外，轨条构件还包括外侧轨条元件、内侧轨条元件、上部轨条元件和下部轨条元件，上部轨条元件和下部轨条元件在外侧轨条元件和内侧轨条元件之间延伸并与外侧轨条元件和内侧轨条元件连接。
除了本文描述的一个或多个特征外，外侧轨条元件对轴向力表现出第一响应，内侧轨条元件对轴向力表现出第二响应，第二响应大于第一响应。
除了本文描述的一个或多个特征外，外侧轨条元件包括第一厚度，内侧轨条元件包括大于第一厚度的第二厚度。
除了本文所述的一个或多个特征外，至少一个横梁延伸在内侧轨条元件和外侧轨条元件之间，与上部轨条元件和下部轨条元件隔开，至少一个横梁限定纵向延伸穿过轨条元件的第一和第二单元。
除了本文所述的一个或多个特征外，插入件穿过保险杠支撑框架构件延伸至轨条构件。
除了本文所述的一个或多个特征外，插入件直接附接到外侧轨条元件。
除了本文所述的一个或多个特征外，插入件包括第一插入件和第二插入件，第一插入件在上部轨条元件处直接附接到外侧轨条元件，第二插入件在下部轨条元件处直接附接到外侧轨条元件。
在另一个示例性实施例中，车辆包括具有乘客舱的本体、一对前轮、一对后轮和支撑本体、一对前轮和一对后轮的框架。框架包括保险杠支撑框架构件和联接到保险杠支撑框架构件的纵向框架构件。纵向框架构件包括具有不对称碰撞响应的轨条构件。
除了本文描述的一个或多个特征外，轨条构件包括外侧轨条元件、内侧轨条元件、上部轨条元件和下部轨条元件，上部轨条元件和下部轨条元件在外侧轨条元件和内侧轨条元件之间延伸并与外侧轨条元件和内侧轨条元件连接。
除了本文描述的一个或多个特征外，外侧轨条元件对轴向力表现出第一响应，内侧轨条元件对轴向力表现出第二响应，第二响应大于第一响应。
除了本文描述的一个或多个特征外，外侧轨条元件包括第一厚度，内侧轨条元件包括大于第一厚度的第二厚度。
除了本文所述的一个或多个特征外，至少一个横梁延伸在内侧轨条元件和外侧轨条元件之间，与上部轨条元件和下部轨条元件隔开，至少一个横梁限定纵向延伸穿过轨条元件的第一和第二单元。
除了本文所述的一个或多个特征外，插入件穿过保险杠支撑框架构件延伸至轨条构件。
除了本文所述的一个或多个特征外，插入件直接附接到外侧轨条元件。
除了本文所述的一个或多个特征外，插入件包括第一插入件和第二插入件，第一插入件在上部轨条元件处直接附接到外侧轨条元件，第二插入件在下部轨条元件处直接附接到外侧轨条元件。
在另一个示例性实施例中，形成车辆的框架的方法包括形成具有不对称碰撞响应的纵向车架构件。
除了本文描述的一个或多个特征外，形成纵向框架元件包括形成具有外侧轨条元件、内侧轨条元件、上部轨条元件和下部轨条元件的轨条构件。
除了本文所述的一个或多个特征外，形成轨条构件包括形成外侧轨条元件以对轴向力展现第一响应，以及形成内侧轨条元件以对轴向力展现大于第一响应的第二响应。
除了本文所述的一个或多个特征外，该方法还包括将保险杠支撑架构件连接至纵向轨条构件，并在保险杠支撑架构件中提供与外侧轨条元件直接连接的插入件。
上述特征和优点以及本发明的其他特征和优点在结合附图进行以下详细描述时显而易见。
附图说明
其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中：
图1描绘了根据示例性实施例的具有底盘的车辆，底盘包括具有不对称传输轮廓的纵向轨条构件；
图2是根据示例性实施例的车辆底盘的局部视图，描绘了连接到具有不对称传输轮廓的纵向框架构件的保险杠支撑框架构件；
图3是根据示例性实施例的纵向框架构件的横截面端部视图，该纵向框架构件具有沿着图2中的线3-3获取的不对称传输轮廓；
图4是根据示例性方面描绘纵向框架构件的外侧轨条元件对负载输入的响应的曲线图；
图5是根据示例性方面描绘纵向框架构件的内侧轨条元件对负载输入的响应的曲线图；
图6描绘了根据示例性实施例的纵向轨条构件对负载输入响应的第一部分；
图7描绘了根据示例性实施例的纵向轨条构件对负载输入的响应的第二部分；
图8描绘了第一和第二插入构件的侧立面图，该插入构件穿过保险杠支撑框架构件延伸至纵向导轨构件，
图9描绘了根据示例性实施例的图8的第二插入构件的顶截面图；和
图10描绘了根据示例性方面的将负载传输到外侧轨条元件的第二插入构件。
具体实施方式
以下描述仅为示例性描述，并不旨在限制本发明及其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。
根据示例性实施例，车辆通常在图1的10处表示。车辆10包括支撑具有乘客舱16的本体14的底盘12。底盘12还支撑一对前轮18和一对后轮20。如本文将详述的，底盘12包括能量衰减框架30，其设计用于降低乘客舱16中乘员的碰撞力。能量衰减帧30还设计为包括对低能量冲击的特定响应。特定响应减轻了多个框架部件的损坏，从而使车辆10得以维修并重新投入使用。
如图2所示，能量衰减框架30包括保险杠支撑框架构件32、第一纵向框架构件34和第二纵向框架构件(未示出)。第一纵向框架构件34包括机械连接到第二轨条构件38的第一轨条构件36。第一轨条构件36被设计为对作用在例如保险杠支撑框架构件32上的力表现出不对称的能量响应。不对称响应导致特定折叠模式，如本文将详述的。
参考图3，第一轨条构件36包括外侧轨条元件44、内侧轨条元件46、上部轨条元件48和下部轨条元件50。上部和下部轨条元件48和50在外侧轨条元件44和内侧轨条元件46之间延伸并与它们连接。第一横梁61与上部轨条元件48隔开、在外侧轨条元件44和内侧轨条元件46之间延伸，第二横梁64与下部轨条元件50隔开、在外侧轨条元件44和内侧轨条元件46之间延伸。第一和第二横梁61和64限定了纵向延伸穿过第一轨条构件36的第一单元66、第二单元67和第三单元68。
根据示例性实施例，外侧轨条元件44包括第一厚度，内侧轨条元件46包括大于第一厚度的第二厚度。外侧轨条元件44配置为在内侧轨条元件46之前扣紧。也就是说，如图4所示，外侧轨条元件44比内侧轨条元件46具有更低的力响应，如图5所示。这种不对称的力响应导致第一轨条构件36在第二轨条构件38之前折叠，如图6所示。如果力高于选择的力阈值，则第二轨条构件38也可以如图7所示弯曲或折叠。然而，如果冲击力低于选定的力阈值，则只有第一轨条构件36可以弯曲。在这种情况下，第一轨条构件36的简单更换可允许车辆10重新投入使用。
根据图8和9所示的示例性实施例，可以在保险杠支撑框架32中提供第一插入件80，并在上部轨条元件48处将其连接到外侧轨条元件44，并且可以在保险杠支撑框架32中提供第二插入件82，并在下部轨条元件50处将其连接到外侧轨条元件44。插入件80和82为从保险杠支撑架构件32传递到外侧轨条元件44的力提供了直接的载荷路径。如图10所示，直接载荷路径促进外侧轨条元件44的弯曲或塌陷。
根据另一示例性方面，第一轨条构件36可以是混合系统。例如，外侧轨条元件44可以由第一材料形成，内侧轨条元件46可以由第二材料形成。第一材料和第二材料可以包括不同的材料或物理性质。在一实施例中，第一材料可以具有第一强度或第一刚度，第二材料可以具有第二强度或第二刚度。上部轨条元件48和下部轨条元件50也可以是混合构件。材料的特定选择和连接将实现对作用在例如保险杠支撑框架构件32上的力的选定不对称响应。
此时，应理解，根据示例性实施例的轨条构件表现出对轴向荷载的不对称弯曲响应。不对称响应产生不平衡负载，其在纵向轨条上产生力矩。该力矩产生可重复的屈曲模式，也增加了轨条的整体承载能力，在碰撞事件中更有效地耗散能量，可容纳更大的动力系统，同时减少潜在的乘客舱侵入。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施例，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”也意在包括复数形式。应进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，规定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件部件和/或其组的存在或添加。
虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变，并且可以用等效物代替其元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以作出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不限于所公开的特定实施例，而是包括在其范围内的所有实施例。
Claims (10)
1.一种车辆的框架，包括：
保险杠支撑框架构件；和
与所述保险杠支撑框架构件联接的纵向框架构件，所述纵向框架构件包括具有不对称碰撞响应的轨条构件。
2.根据权利要求1所述的框架，其中，所述轨条构件包括外侧轨条元件、内侧轨条元件、上部轨条元件和下部轨条元件，所述上部轨条元件和下部轨条元件在外侧轨条元件和内侧轨条元件之间延伸并与外侧轨条元件和内侧轨条元件连接。
3.根据权利要求2所述的框架，其中，所述外侧轨条元件对轴向力表现出第一响应，所述内侧轨条元件对所述轴向力表现出第二响应，所述第二响应大于所述第一响应。
4.根据权利要求3所述的框架，其中，所述外侧轨条元件包括第一厚度，所述内侧轨条元件包括大于第一厚度的第二厚度。
5.根据权利要求2所述的框架，还包括至少一个横梁，该至少一个横梁在内侧轨条元件和外侧轨条元件之间延伸，与上部轨条元件和下部轨条元件隔开，该至少一个横梁限定纵向延伸穿过轨条构件的第一单元和第二单元。
6.根据权利要求2所述的框架，还包括穿过所述保险杠支撑框架构件延伸至轨条构件的插入件。
7.一种车辆，包括：
包括乘客舱的本体；
一对前轮；
一对后轮；和
支撑本体、一对前轮和一对后轮的框架，所述框架包括：
保险杠支撑框架构件；和
与所述保险杠支撑框架构件联接的纵向框架构件，所述纵向框架构件包括具有不对称碰撞响应的轨条构件。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述轨条构件包括外侧轨条元件、内侧轨条元件、上部轨条元件和下部轨条元件，所述上部轨条元件和下部轨条元件在外侧轨条元件和内侧轨条元件之间延伸并与外侧轨条元件和内侧轨条元件连接。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述外侧轨条元件对轴向力表现出第一响应，所述内侧轨条元件对轴向力表现出第二响应，所述第二响应大于所述第一响应。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述外侧轨条元件包括第一厚度，所述内侧轨条元件包括大于第一厚度的第二厚度。
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