CN114523924A - 具有低重叠前端冲击管理的机动车辆的前部结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车辆的前部结构(1)，该前部结构包括托架(2)，该托架包括两个侧轨(3)、横梁(4)和两个减震器(5)，每个减震器经由板(6)在侧轨的延伸部中固定到该侧轨(3)的前端、并且固定到横梁(4)。至少一个减震器(5)通过具有开放截面的外罩(10)在横向方向上侧向地延伸，该开放截面从相反侧延伸到面向另一减震器的一侧，该外罩的开口通过与该减震器组装而封闭。前部结构还包括基于变形的能量耗散元件(20)，该基于变形的能量耗散元件与至少一个延伸的减震器(5)相关联，该元件(20)被安装在延伸的减震器被固定到的侧轨(3)的外侧面(30)上、在纵向方向上与延伸的减震器的外罩对齐。

Description

具有低重叠前端冲击管理的机动车辆的前部结构

技术领域

本发明的主题是具有低重叠前端冲击管理的机动车辆的前部结构。

背景技术

机动车辆的前部结构通常包括形成托架的两个侧轨和链接至侧轨的保险杠梁、以及位于托架下方的支架，该支架链接至托架并且被设计为接纳车辆的前端构件和动力传动系的功能链接件。一般地，减震器(也被称为“防撞箱”)位于每个侧轨的端部与保险杠梁的端部之间，以便在低速冲击的情况下保护托架的结构。防撞箱是可变形的中空部件，这样使得有可能至少部分地吸收前端冲击的能量。然而，在低重叠前端冲击的事件中，则障碍物可能使轮子移位，这样可能导致侵入车辆内部。

第一解决方案在于显著加强前部结构，这是不期望的，因为它是笨重且昂贵的。在文件FR3078047中提出的另一种解决方案在于生产一种前部结构，该前部结构具有从位于侧轨前方的防撞箱侧向布置的附加防撞箱、以及安装在侧轨外侧面上并且位于附加防撞箱后方的形成基台的偏转器。该偏转器被设计为在倾斜方向上传递在侧轨上接收的力，并且在不被挤压的情况下引起侧轨的变形，从而产生车辆和轮子的偏转。特别地，偏转器具有旨在接收来自防撞箱的力的前部面和在横向方向上比前部面窄的后部面，这两个面通过斜面链接。然而，本文件中描述的偏转器具有足够的抵抗力以致在力的传递中不会被挤压：因此使得它不可能耗散能量。

因此，需要一种前部结构，该前部结构使得可以在低重叠前端冲击的事件中特别是以低成本进一步限制车辆内部的应力。

发明内容

为此，本发明提出了一种机动车辆的前部结构，当该前部结构被组装在车辆上时，该前部结构具有与车辆的纵向方向和横向方向相对应的纵向方向和横向方向，该前部结构包括托架，该托架包括两个侧轨、横梁和两个减震器，每个减震器在一侧上经由板在侧轨的延伸部上固定到侧轨的前端、以及在另一侧上固定到横梁，其特征在于：

-至少一个减震器通过具有开放截面的外罩在横向方向上侧向地延伸，该开放截面从相反侧延伸到面向另一减震器的一侧，该外罩的开口通过与减震器组装而闭合，

-基于变形的能量耗散元件与至少一个延伸的减震器相关联，该能量耗散元件被安装在该延伸的减震器被固定到的侧轨的外侧面上、在纵向方向上与延伸的减震器的外罩对齐。

因此，外罩可以被添加到前部结构的减震器，而不需要修改减震器。值得注意的是，外罩将减震器朝向前部结构的外侧侧向地延伸。因此，在低重叠冲击的事件中，延伸的减震器使得有可能增加前部结构与障碍物之间的重叠面积，从而改善侧轨的前部中的能量耗散，位于延伸的减震器后方的能量耗散元件改善来自侧轨内部的冲击的能量分散和扩散。

有利地，能量耗散元件可以由三个壁形成，两个侧壁被固定到板和侧轨的外侧面并且相对于该板和该侧轨的外侧面修整，例如成直角或基本成直角，这两个侧壁由倾斜壁链接，该倾斜壁面向侧轨的外侧面并且具有靠近延伸的减震器的外罩并且背离侧轨的外侧面的前端、以及靠近该外侧面的后端。

因此，可以简单地生产能量耗散元件。此外，由于倾斜壁没有固定到板或侧轨，所以能量耗散元件的安装可以快速地进行。

有利地，倾斜壁可以固定在距离能量耗散元件的侧壁的侧边缘一定距离处，倾斜壁的前端邻近板的外边缘、背离侧轨，特别是在纵向方向上面向或基本面向板，这样可以允许能量更好地朝向侧轨分散。

有利地，倾斜壁可以与能量耗散元件的侧壁成直角或基本成直角，这也是为了更好地朝向侧轨分散能量。

有利地，前部结构可以包括至少一个支撑件，该至少一个支撑件被固定到支撑延伸的减震器的侧轨，当前部结构被组装到车辆上时，该支撑件位于侧轨的面向另一侧轨的一侧上、并且位于车辆的前轮子的前方，并且能量耗散元件可以沿着侧轨从支撑延伸的减震器的板延伸到支撑件。该支撑件例如是通常布置在驾驶员侧上的齿轮箱支撑件，或者是动力传动系支撑元件。这种类型的支撑件的存在加强了侧轨，使得在冲击的情况下，侧轨的变形通常发生在该支撑件处。由于能量耗散元件延伸到支撑件，在冲击的情况下，侧轨内的能量耗散将促进支撑件处的侧轨的变形，并且总体上增强侧轨内的能量耗散，从而减小车辆内部的应力。

有利地，延伸的减震器的外罩可以固定到托架的横梁和侧轨的板，这样可以提高其效率。

有利地，前部结构可以包括支架结构，该支架结构在前部结构被组装在车辆上时固定在托架下方，该支架结构包括由横向元件链接的两个侧轨，每个支架侧轨在其前端处具有支架减震器。至少一个支架减震器于是可以通过具有开放截面的外罩在横向方向上侧向地延伸，该开放截面从相反侧延伸到面向另一支架减震器的一侧，该外罩的开口通过与支架减震器组装而封闭，至少一个延伸的支架减震器与该至少一个延伸的托架减震器位于前部结构的同一侧上。

这种布置还使得有可能在前端冲击时增加障碍物与支架结构之间的重叠，从而改善支架的侧轨内的能量分散。

有利地，为了更好地吸收能量，在横向于纵向方向的平面中测量的每个延伸的减震器外罩的尺寸在前端的侧可以大于后端的侧。

本发明最后涉及一种包括根据本发明的前部结构的车辆。

附图说明

现在将参照所附的非限定性附图来对本发明进行说明，在附图中：

[图1]图1表示根据本发明的实施例的前部结构的局部透视图。

[图2]图2表示图1的前部结构的放大截面视图。

[图3]图3是由外罩延伸的减震器的局部透视图。

[图4]图4表示能量耗散元件的放大透视图。

具体实施方式

在本说明书中，术语前、后、顶、底指的是当前部结构被组装在车辆上时车辆的前与后方向、顶与底方向。轴线X、轴线Y、轴线Z分别对应于车辆的纵向轴线(从前到后)、横向轴线和竖直轴线，该车辆位于地面上。因此，竖直方向对应于重力方向。

基本上平行、垂直或成直角应被理解为指与平行、垂直或成直角的方向/平面偏离至多±20°、甚至至多±10°或至多±5°的方向/角度。

图1部分地示出了机动车辆的前部结构1，当该前部结构被组装在车辆上时，该前部结构具有对应于车辆的纵向方向X的纵向方向。前部结构1通常包括托架2，该托架包括两个侧轨3、横梁4和两个减震器5，每个减震器在一侧上经由板6固定到侧轨3的前端，并且在另一侧上固定到横梁4。每个减震器5在侧轨3的延伸部上沿纵向方向X延伸。因此，侧轨3和减震器5沿前部结构的横向方向布置在前部结构1的两侧，该前部结构的横向方向对应于车辆的横向方向Y。为了更加清楚，图1中仅示出了前部结构1的左侧部分，即驾驶员侧。

根据本发明，减震器5通过具有开放截面的外罩10在横向方向Y上侧向地延伸，该外罩的开口101通过与减震器5组装而封闭。该外罩10位于减震器5的与面向另一减震器5的一侧相反的一侧上。换句话说，在前部结构1的横向方向上，外罩10不布置在减震器5之间，而是布置在减震器外侧。因此，外罩10使减震器5从前部结构沿横向方向向外变宽。

有利地，一般而言，在横向平面中(与纵向方向成直角)测量的延伸的减震器5的外罩10的尺寸在外罩的前侧100a上可以大于外罩的后侧100b的尺寸，以更好地将力朝向下述的能量耗散元件20传递，并且最终传递至侧轨3。

一般而言，减震器5通常是中空本体、在纵向方向上在其两端处是开放的并且具有封闭截面，例如在此所示的大致矩形形式的封闭截面。通常，该中空本体具有彼此平行的折叠部50，这些折叠部与纵向方向、即减震器的方向成直角或大致成直角地延伸。这些折叠部50将在前端冲击的事件中允许减震器5在纵向方向上被挤压，并且允许由冲击产生的一部分能量被吸收。

本领域的技术人员将有利地能够生产外罩10，使得其前端震动行为类似于减震器5的行为。

因此，优选地，无论实施例如何，外罩10也将能够具有彼此平行的折叠部107，这些折叠部在外罩与减震器组装起来时在减震器5的折叠部50的延伸部上延伸。此外，外罩10将能够由与用于生产减震器5的材料(即金属材料)相似的材料生产。因此，这两个部件的组装可以简单地通过焊接来执行。

外罩10的开口101指向减震器5的外部竖直侧壁51。在该示例中，外罩的侧边缘105、106分别覆盖减震器5的顶壁52和底壁53，这些侧边缘例如通过焊接固定到该顶壁和底壁，如图3所示。如该图中所示，外罩10在本文也被焊接到板6和横梁4，像减震器5一样。

在该示例中，外罩10具有平卧的U形截面，该U形截面的顶面102和底面103由侧面104链接，因此当外罩10与减震器组装起来时这些顶面102和底面103在减震器5的顶壁52和底壁53的延伸部上延伸。

根据本发明的前部结构1还包括与延伸的减震器5相关联的基于变形的能量耗散元件20。如可以在图1中所见，该能量耗散元件20被安装在侧轨的外侧面30上、在纵向方向上与延伸的减震器5的外罩10对齐。该元件20是基于变形的能量耗散元件：因此，在冲击的事件中它必须能够被挤压。为此，有利地，本领域技术人员将不选择实心部件来用于该元件，而是选择开放或封闭截面的中空部件，优选开放截面的中空部件。然而，如示例中所示，为了更简单的生产和组装，该能量耗散元件20可以由三个壁200、201、202形成：两个侧壁201、202，这两个侧壁被固定到板6和侧轨的外侧面30并且相对于该板和该外侧面进行修整；以及链接这两个侧壁201、202的倾斜壁200。倾斜壁200面向侧轨的外侧面30并且具有位于延伸的减震器5附近并且背离侧轨的外侧面的前端203，而倾斜壁的后端204靠近该外侧面30，如图4中可以更清楚地看到的。为了更简单的生产，倾斜壁200在此被固定在距离能量耗散元件20的侧壁的侧边缘201a、201b、202a、202b一定距离处。因此，将注意到的是，侧壁201、202具有大致三角形或准三角形的形式，这些侧壁的前边缘201c、202c被固定到板6。此外，倾斜壁200的前端203在此邻近板的外边缘6a、背离侧轨，特别是在纵向方向上面向或基本面向板6。该外边缘6a基本平行于侧轨的外侧面30延伸、与其相距一定距离。最后，倾斜壁200与侧壁201、202成直角或基本成直角地延伸。该倾斜壁也有利地基本上在外罩10的壁104的延伸部上延伸、由于外罩的侧部100a和100b的不同尺寸也是倾斜的。因此，能量耗散元件20的截面类似于平卧的H。

通常，能量耗散元件20是金属元件，该金属元件因此能够通过焊接固定到侧轨3和板6。为此，壁201、202的边缘201a-201c和202a-202c可以基本上以与倾斜壁200相反的一侧成直角被折叠，以用于焊接在侧轨3和板6上，如图4中可见。

如图4中可见，能量耗散元件20沿侧轨3从支撑延伸的减震器5的板6延伸到固定到侧轨3的支撑件7。该支撑件7在侧轨的面向另一侧轨的一侧上固定到该侧轨，并且当前部结构1组装在车辆上时位于车辆的前轮子的前方。该支撑件7通常固定到侧轨的内侧面31和侧轨的顶面32。

因此，在冲击的事件中，前端障碍物(例如壁、另一车辆等)将朝向由外罩10延伸的减震器5的后部施加力，该力将通过变形吸收冲击的一部分能量并且将冲击的一部分能量传递到侧轨3和能量耗散元件20，从而引起能量耗散元件20的变形，这进而将吸收一部分冲击能量，并且将能量扩散到侧轨，直到在区域8中引起其变形，该区域表现为塑料球窝接头：塑料球窝接头前方的侧轨部分于是相对于侧轨的其余部分枢转，在此朝向前部结构的内部。该区域8基本上位于支撑件7的水平处、在支撑件的前方。作为示例，能量耗散元件20因此可以吸收1千焦耳与2千焦耳，而侧轨3可以吸收3千焦耳与4千焦耳，即针对根据本发明的前部结构1的总吸收为4千焦耳与6千焦耳。

为了改善前部结构1的能量吸收，类似于前述的延伸的减震器的延伸的减震器可以在前部结构配备有支架时设置在支架上。

因此，在所示的示例中，前部结构1包括支架结构9，该支架结构在前部结构被组装在车辆上时固定在托架2下方。该支架结构9包括由横向元件91链接的两个侧轨90，每个支架侧轨90在其前端92处具有支架减震器93。支架减震器93通常在支架侧轨90的延伸部上(在纵向方向上)延伸。在图1中，仅表示出支架9的左侧部分。

以类似于托架的延伸的减震器5的方式，支架93的减震器中的一个可以通过具有开放截面的外罩95在横向方向上侧向地延伸，该开放截面从支架减震器93的相反侧延伸到面向另一支架减震器93的一侧。该外罩95具有开口96，该开口通过与支架减震器93组装而封闭。此外，该延伸的支架减震器93与前述的延伸的托架减震器5位于前部结构1的相同侧上。

延伸的支架减震器93的外罩95也能够由与用于生产支架减震器93的材料(即金属材料)相似的材料生产。

通常，通常并且以类似于前述的方式，支架减震器93是中空本体、在纵向方向上在其两端处是开放的并且具有封闭的截面，在此基本上为矩形形式的封闭截面。通常，该中空本体具有折叠部，这些折叠部相互平行、并且与纵向方向成直角或基本成直角地延伸。

优选地，无论实施例如何，外罩95也将能够具有折叠部，这些折叠部彼此平行，并且这些折叠部在外罩95与支架减震器组装起来时在支架减震器93的折叠部的延伸部上延伸。因此，由支架减震器93和外罩95形成的组件非常类似于前面参照图2和图3描述的托架减震器5和外罩10的组件。

由于其位置，外罩95的开口96因此指向支架减震器93的竖直侧壁930。在该示例中，外罩95的侧边缘955、956分别覆盖支架减震器93的顶壁932和底壁933，这些侧边缘例如通过焊接固定到该顶壁和底壁。支架减震器93和外罩95经由板97固定到支架侧轨90，并且支架减震器和外罩的前端固定到另一板98。

此外，对于托架的延伸的减震器，固定到支架减震器95的外罩95将能够具有尺寸，这些尺寸在横向于纵向方向的平面中测量、在前端95a的侧大于后端95b的侧。

在前述的示例中，由外罩延伸的单个托架减震器和由外罩延伸的单个支架减震器设置在前部结构的相同侧上，在此在车辆的驾驶员侧上。然而，本发明不限于该实施例，并且与另一能量耗散元件相关联的、就像由外罩延伸的第二支架减震器一样的由外罩延伸的第二托架减震器可以设置在前部结构的另一侧上，具有类似于前述的那些特性的特性。侧轨3的塑料球窝接头8所处的支撑件7于是用于固定除齿轮箱之外的元件。例如，该元件可以是动力传动系支撑件或车辆的另一元件。

Claims (9)

1.一种机动车辆的前部结构(1)，当该前部结构被组装在该车辆上时，该前部结构具有与该车辆的纵向方向和横向方向相对应的纵向方向和横向方向，该前部结构包括托架(2)，该托架包括两个侧轨(3)、横梁(4)和两个减震器(5)，每个减震器在一侧上经由板(6)在侧轨的延伸部上固定到该侧轨(3)的前端、以及在另一侧上固定到该横梁(4)，其特征在于：

-至少一个减震器(5)通过具有开放截面的外罩(10)在该横向方向上侧向地延伸，该开放截面从相反侧延伸到面向另一减震器的一侧，该外罩的开口(101)通过与该减震器(5)组装而封闭，

-基于变形的能量耗散元件(20)与该至少一个延伸的减震器(5)相关联，该能量耗散元件(20)被安装在该延伸的减震器被固定到的该侧轨(3)的外侧面(30)上、在该纵向方向上与延伸的减震器的外罩对齐。

2.根据权利要求1所述的前部结构(1)，其特征在于，该能量耗散元件(20)由三个壁形成，两个侧壁(201，202)被固定到该板(6)和该侧轨的外侧面(30)并且相对于该板和该侧轨的外侧面修整，这两个侧壁(201，202)由倾斜壁(200)链接，该倾斜壁面向该侧轨的外侧面(30)并且具有靠近该延伸的减震器的外罩并且背离该侧轨的外侧面(30)的前端(203)、以及靠近该外侧面(30)的后端(204)。

3.根据权利要求2所述的前部结构(1)，其特征在于，该倾斜壁(200)固定在距离该能量耗散元件的侧壁的侧边缘(201a，201b；202a，202b)一定距离处，该倾斜壁的前端(203)邻近该板的外边缘(6a)、背离该侧轨。

4.根据权利要求2或3所述的前部结构(1)，其特征在于，该倾斜壁(200)与该能量耗散元件的侧壁(201，202)成直角或基本成直角。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的前部结构(1)，其特征在于，该前部结构包括至少一个支撑件(7)，该至少一个支撑件被固定到支撑该至少一个延伸的减震器(5)的侧轨(3)，当该前部结构被组装到该车辆上时，该支撑件位于该侧轨的面向另一侧轨的一侧上、并且位于该车辆的前轮子的前方，并且该能量耗散元件(20)沿着该侧轨(3)从支撑该延伸的减震器(5)的该板(6)延伸到该支撑件(7)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的前部结构(1)，其特征在于，该延伸的减震器(5)的外罩(10)被固定到该托架的横梁(4)和该侧轨的板(6)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的前部结构(1)，进一步包括支架结构(9)，该支架结构在该前部结构被组装在该车辆上时固定在该托架(2)下方，该支架结构包括由横向元件(91)链接的两个侧轨(90)，每个支架侧轨(90)在其前端(92)处具有支架减震器(93)，其特征在于，至少一个支架减震器通过具有开放截面的外罩(95)在该横向方向上侧向地延伸，该开放截面从相反侧延伸到面向另一支架减震器的一侧，该外罩的开口(96)通过与该支架减震器(93)组装而封闭，该至少一个延伸的支架减震器(93)与该至少一个延伸的托架减震器(5)位于该前部结构的同一侧上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的前部结构(1)，其特征在于，在横向于该纵向方向的平面中测量的延伸的减震器的每个外罩(10，95)的尺寸在前端的侧大于后端的侧。

9.一种机动车辆，包括根据前述权利要求中任一项所述的前部结构(1)。

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