CN117429509A - 用于机动车的前车架组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车(1)的前车架组件(11)包括：悬架附接结构(12)，其能够与机动车(1)的限定所述机动车(1)的乘坐室的车身单元(10)固定；以及适于吸收与机动车(1)的前部碰撞相关的能量的吸收元件(16，17)，吸收元件(16，17)不同于结构(12)、相对于后者固定并且沿着第一方向(X)延伸。结构(12)包括适于被机动车(1)的转向系统的部件穿过的第一开口(25)、沿着与第一方向(X)横切的第二方向(B)具有细长形状的第二开口(30)以及相对于第一开口(25)与第二开口(30)相对的至少一个第三开口(31)。

Description

用于机动车的前车架组件
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2022年7月20日提交的意大利专利申请第102022000015261号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种包括悬车架附接结构的用于机动车的前车架组件。
背景技术
众所周知，机动车的车架的前部具有用于支撑车身元件的支撑功能和用于吸收前部碰撞(即，沿着机动车的向前移动方向发生的那些碰撞)的吸收功能。
特别地，为了吸收前部碰撞，车架包括吸收结构，称为“碰撞盒”，其包括平行于车辆的纵向方向延伸的一对可塌缩元件。
例如为挤压铝元件形式的所述可塌缩元件可相对于压应力沿着车辆的向前移动方向变形。详细地，响应于前部碰撞，所述可塌缩元件变形、吸收碰撞的能量并且机动车的速度逐渐变为零(即，根据设计阶段限定的减速度)。
总的来说，可塌缩元件吸收碰撞的能力与它们沿着车辆纵向方向的长度成比例。因此，通过可塌缩元件吸收前部碰撞与车辆的前突量(即，车辆的前端部与前轮的轴线之间沿着车辆的纵向方向的距离)相关。
在具有置于前部的热机的机动车中，前部具有足够容纳热机的尺寸。因此，前突量通常允许安装足以有效吸收前部碰撞的可塌缩元件。
然而，在电动马达车辆或设置有置于后部的热机的机动车中，例如在一些跑车中，前突量通常小于设置有置于前部的热机的机动车。
在由小尺寸前突量表征的机动车中，可塌缩元件的长度十分受限并且不能总是有效地允许有效吸收前部碰撞。另外，所述元件的延伸量受到存在称为“减震塔”的结构的限制，该结构被设计为容纳机动车的悬架的附接件并且可塌缩元件从此处伸出。
减震塔通常通过铸造工艺获得。因此，由于铸造产品与通过其他工艺获得的部件相比的缺陷和通常较弱的机械特性，难以预估减震塔的抗拉强度性能。
由于上述原因，需要改进公知的机动车来有效地预估它们吸收前部碰撞的能力。
本发明的目的是优选以简单可靠的方式满足上述的需求。
发明内容
所述目的通过权利要求1限定的用于机动车的前车架组件实现。
从属权利要求限定了本发明的特定实施方式。
附图说明
在下文中，将通过非限制性举例的方式并且参考附图描述本发明的实施方式，以允许更好地理解本发明，其中：
图1是包括根据本发明的前车架组件的机动车的车架的示意性立体图，其中为了更清楚而移除了一些部分；
图2是图1所示的机动车的侧视图；并且
图3和4分别是前车架组件的部件的立体图和侧视图。
具体实施方式
在图1中，附图标记1用于整体上表示机动车，其包括：
车架2；
用于容纳至少一个驾驶员和/或一个或多个乘客的乘坐室，其相对于车架2固定；
可围绕相应的旋转轴线旋转以使车架2相对于地面移动的多个车轮3，仅在图2中示意性示出；
适于沿着车辆1的方向Z在可变的相对距离处将车轮3耦合至车架2的多个悬架，方向Z在使用中相对于地面垂直；以及
被构造为使一个或多个车轮3围绕与旋转轴线正交的相应的轴线旋转的转向系统。
乘坐室、悬架和转向系统是公知的，因此没有示出并且不在下文中详细描述。
车辆1还相对于车辆1的向前移动方向A包括前部1a和后部1b。车辆1还限定了纵向方向X，前部1a和后部1b相对于该方向彼此相对。
特别地，车架2包括：
车身单元10，其限定或环绕乘坐室；以及
前车架组件11，其相对于车身单元10固定并且设置在前部1a处。
车身单元10又包括地板10a，其垂直于或基本上垂直于方向Z定向并且沿着纵向方向X在前部1a与后部1b之间延伸。
在不意味着丧失一般性的情况下，车辆1包括位于前部1a处的第一电动马达、位于后部1b处的第二电动马达以及沿着纵向方向X介于第一马达与第二马达之间且设置于地板10a下方的一个或多个电池。第一马达、第二马达和电池是公知的，因此没有示出并且不在下文中详细描述。
组件11又包括：
结构12，其被称为“减震塔”并且适于用作一个或多个悬架的附接件；以及
多个吸收元件16、17，它们适于发生变形来吸收机动车1的前部碰撞。
更确切来说，组件11包括根据与纵向方向X和方向Z正交的方向Y设置在车身单元10的相应的端部处的两个结构12。结构12彼此平行并且平行于纵向方向X(图1)。
结构12相对于车身单元10突出，并且特别是直接从车身单元10突出。
结构12优选彼此相同。因此，下面的描述将仅详细公开其中一个结构12，假设针对其中一个结构12描述的每个特征也适用于另一个结构12。
必要时，结构12也可被认为是或制造为单一的结构12。
在此处示出的具体例子中，结构12包括(图3)：
垂直于方向Y定向、彼此平行并且沿着方向Y彼此相对的两个平面表面12a；
沿着方向Y介于平面表面12a之间并且面向前部1a的前侧表面12b；以及
沿着方向Y介于平面表面12a之间并且面向后部1b的后侧表面12c。
结构12还包括沿着方向Z彼此相对并且沿着方向X介于表面12b与表面12c之间的两个表面12d、12e。另外，表面12d和表面12e沿着方向Y介于平面表面12a之间。
详细地，表面12d是平的并且沿着方向Z比表面12e更靠近地面。换句话说，表面12b设置在表面12e的下方。
结构12还包括：
附接部13，结构12在此处例如通过可释放的固定装置而固定至车身单元10；以及
被构造为允许将一个或多个悬架耦合至结构12的多个附接元件15(图2)。
特别地，附接部13设置在表面12c处。
结构12或更确切来说每个结构12可优选被制造为单件，例如通过铸造技术来制造。
结构12还包括平行于方向Y的贯通开口25。所述开口25适于被转向系统的部件(例如，转向拉杆)穿过。
在此处示出的具体例子中，开口25具有多边形形状并且形成在平面表面12a处。
此外，结构12至少间接地连接至第一电动马达，使得结构12的变形对应于第一马达相对于第二马达的移位。
如图1和2所示，组件11在每个结构12处包括吸收元件16和吸收元件17。
详细地，吸收元件16、17各自包括平行于纵向方向X延伸的挤出元件(即，箱形元件)。在下文中，将参考单一的吸收元件16和单一的吸收元件17，因为吸收元件16彼此相同，吸收元件17也是一样。
与相同的结构12关联的元件16和元件17彼此平行并且平行于纵向方向X并且平行于方向Z彼此间隔开。详细地，元件16和元件17沿着方向Y彼此对齐。更详细地，元件16设置在元件17的上方，使得元件17在车辆1的使用期间沿着方向Z更靠近地面。
此外，元件16和元件17与结构12不同并且固定在其上。
元件16和元件17从结构12开始延伸，即，相对于结构12突出。详细地，元件16和17在与附接部13相对的一侧上直接从结构12突出。更详细地，元件16和17在表面12b处从结构12的不同的部分开始延伸。
在此处示出的具体例子中，元件16的平行于纵向方向X的横截面大于元件17的平行于纵向方向X的横截面。
吸收元件16和17优选通过机械挤出工艺获得。
组件11还包括横切于吸收元件16和17延伸的用于吸收机动车1的前部碰撞的吸收组件18(图1和2)。
组件18沿着方向Y具有两个端部18a、18b，它们分别在沿着纵向方向X与结构12相对的相应的端部处固定至元件16和17。
在此处示出的具体例子中，吸收组件18包括(图1)：
平行于方向Y延伸并且连接与两个结构12相关的元件16和17的横向构件19；
也平行于方向Y延伸并且连接与两个结构12相关的元件16和17的横向构件20。所述横向构件20沿着方向Z与横向构件19间隔开。
吸收组件18还包括两个平面元件21、22，它们平行于方向Z延伸并且各自沿着方向Y设置在横向构件19和20的相应的端部处。换句话说，横向构件19、20和元件21、22限定了具有矩形形状的主体。
吸收组件18还可包括相对于横向构件19、20和元件21、22对角设置的两个加强元件23。所述加强元件23在横向构件19和20以及元件21和22界定的空间部分处延伸(图1)。
组件11还包括平行于方向Y设置在两个结构12之间的横向构件24。所述横向构件24平行于横向构件19和20并且沿着纵向方向X与它们间隔开。
每个结构12有利地包括沿着横切于方向X和Y的方向B具有细长形状的开口30，以及相对于开口25与开口30相对的另外的开口31。详细地，开口30相对于开口25设置在表面12e那一侧上并且开口31设置在表面12d那一侧上。
开口30和开口31允许集中机械应力。更详细地，结构12包括介于开口30与开口25之间的可塌缩部35以及介于开口31与表面12d之间和/或开口31与开口25之间的可塌缩部36(图3和4)。详细地，词语“可塌缩”是与附接部13相对而言的，特别是指的是比附接部13更易塌缩。可塌缩部35和36包括平面表面12a的部分。
开口30的取向允许引导结构12的机械性能，从而在优选的变形方向上支持变形。
具体地，方向B平行于平面表面12a。
沿着方向X从侧表面12b向侧表面12c移动，即，在从前部1a向后部1b定向的方向上，开口30一个接一个地包括沿着方向B彼此相对的第一端部30a和第二端部30b。详细地，第一端部30a与表面12d的距离大于第二端部30b与表面12d的距离。换句话说，在表面12b那一侧上、即在前部1a那一侧上形成在方向B与纵向方向X之间的夹角是锐角。
更详细地，结构12包括表面37和38，它们在平面表面12a之间延伸并且分别限定开口25和开口30。所述表面37和38是圆柱形并且平行于方向Y定向。
开口30优选被成形为钮孔状。此外，在此处示出的实施方式中，虽然不是必须的，但是开口30包括沿着方向B介于第一端部30a与第二端部30b之间的肋39。
肋39相对于方向X以倾斜的方式定向。
开口31是由圆柱形表面界定的孔。所述圆柱形表面的母线优选横切于方向Y定向。这允许控制结构12的可变形性。
在使用中，在前部碰撞的情况下，组件11变形以吸收与碰撞相关的能量并且尽可能地限制车辆1的减速度。详细地，元件16和17沿着中心轴线X压缩并且结构12随后也发生变形。更详细地，结构12从可塌缩部35和36开始变形。
结构12的变形决定第一马达相对于第二马达的位移。详细地，第一马达围绕其自身的与方向Y平行的轴线刚性旋转。
鉴于上述，根据本发明的组件11的优点是显而易见的。
由于结构12包括沿着方向B伸长的开口30以及相对于开口25与开口30相对的开口31，因此能够以很高的可能性预估通常通过铸造工艺获得的结构12的抗拉强度性能。这允许组件11以有效且可重复的方式吸收前部碰撞并同时限制车辆的前突量。确切地说，开口30和31限定了可塌缩部35和36，它们构成了结构12在前部碰撞的情况下最可能开始发生弯曲的点。
另外，由于结构12至少间接地连接至第一电动马达，因此在前部碰撞的情况下第一马达围绕其自身的与方向Y平行的轴线刚性旋转。这减小了第一马达沿着纵向方向X朝向第二马达的平移并且限制了第一马达撞击电池的风险。
最后，根据本发明的组件11显然可以做出修改和变型，但是这些修改和变型不会超出所附权利要求限定的保护范围。
马达车辆1可以是在后部1b那一侧上设置有热机的车辆，例如跑车。
特别地，此处描述和示出的部件的数量和形状可以是不同的，并且特别是可以具有很大的变化自由度。更特别地，组件11可包括单一的结构12或者两个以上的结构12以及单一的吸收元件16、17或者两个以上的吸收元件16、17。
此外，结构12可包括一个以上的开口31。

Claims (10)

1.一种用于机动车(1)的前车架组件(11)，其包括：
能够与所述机动车(1)的车身单元(10)连接的至少一个悬架附接结构(12)，所述车身单元(10)限定所述机动车(1)的乘坐室；以及
适于吸收与所述机动车(1)的前部碰撞相关的能量的至少一个吸收元件(16，17)，所述吸收元件(16，17)不同于所述结构(12)、相对于所述结构(12)固定并且沿着第一方向(X)延伸，
所述结构(12)包括适于被所述机动车(1)的转向系统的部件穿过的第一开口(25)，
其特征在于，所述结构(12)还包括：
沿着与所述第一方向(X)横切的第二方向(B)具有细长形状的第二开口(30)；以及
相对于所述第一开口(25)与所述第二开口(30)相对的至少一个第三开口(31)。
2.根据权利要求1所述的前车架组件，其特征在于，其包括：
垂直于与所述第一方向(X)正交的第三方向(Y)定向的两个平面表面(12a)，两个所述平面表面(12a)彼此平行并且沿着所述第三方向(Y)彼此相对；
第一表面(12b)和第二表面(12c)，它们沿着所述第三方向(Y)介于所述平面表面(12a)之间并且沿着所述第一方向(X)彼此间隔开；
第三表面(12d)和第四表面(12e)，它们沿着所述第三方向(Y)介于两个所述平面表面(12a)之间并且沿着第四方向(Z)彼此间隔开，所述第四方向(Z)与所述第一方向(X)和所述第三方向(Y)正交，
所述第一开口(25)、所述第二开口(30)和所述第三开口(31)设置在所述平面表面(12a)处。
3.根据权利要求2所述的前车架组件，其特征在于，所述结构(12)包括：
介于所述第一开口(25)与所述第二开口(30)之间的第一可塌缩部(35)；以及
介于所述第三开口(31)与所述第三表面(12d)之间的第二可塌缩部(36)。
4.根据权利要求2或3所述的前车架组件，其特征在于，所述第三开口(31)是由圆柱形表面界定的孔，
其中所述圆柱形表面的母线横切于所述第三方向(Y)定向。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的前车架组件，其特征在于，沿着所述第一方向(X)从所述第一表面(12b)朝向所述第二表面(12c)前进，所述第二开口(30)包括沿着所述第二方向(B)彼此相对的第一端部(30a)和第二端部(30b)，
其中所述第一端部(30a)与所述第三表面(12d)的距离大于所述第二端部(30b)与所述第三表面(12d)的距离。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的前车架组件，其特征在于，所述结构(12)包括第五表面(37)和第六表面(38)，它们在所述平面表面(12a)之间延伸并且分别限定所述第一开口(25)和所述第二开口(30)，
所述第五表面(37)和所述第六表面(38)是圆柱形的并且平行于所述第三方向(Y)定向。
7.根据前述任一项权利要求所述的前车架组件，其特征在于，所述第二开口(30)被成形为钮孔状。
8.一种机动车(1)，其包括：
车架(2)；
适于容纳至少一个驾驶员和/或一个或多个乘客的乘坐室，其相对于所述车架(2)固定；
能够围绕相应的第一旋转轴线旋转以使所述车架(2)相对于地面移动的多个车轮(3)；
适于沿着所述第四方向(Z)在可变的相对距离处将所述车轮(3)耦合至所述车架(2)的多个悬架；以及
被构造为使一个或多个所述车轮(3)围绕与所述第一旋转轴线正交的相应的第二轴线旋转的转向系统，
所述车架(2)又包括：
车身单元(10)，其限定或环绕所述乘坐室；以及
根据前述任一项权利要求所述的前车架组件(11)，其固定至所述车身单元(10)。
9.根据权利要求8所述的机动车，其特征在于，其包括至少被间接地连接至所述结构(12)的电动马达以及至少一个电池。
10.根据权利要求9所述的机动车，其相对于所述机动车(1)的前进方向(A)包括前部(1a)和后部(1b)，
所述机动车(1)还包括另外的电动马达，
所述电动马达设置在所述前部(1a)处并且所述另外的电动马达设置在所述后部(1b)处，
所述至少一个电池平行于所述第一方向(X)设置在所述电动马达与所述另外的电动马达之间。
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