CN1247814A - 汽车车体的前部结构 - Google Patents

Abstract

一种汽车车体的前部结构,包括前侧梁(20)和仪表板加强件(24),前侧梁(20)位于车体的左、右侧部,沿纵向延伸,而仪表板加强件(24)位于左、右前柱(22)之间,沿横向延伸。立柱撑杆(40)与位于左、右侧部的前侧梁(20)及仪表板加强件(24)相连。

Description

汽车车体的前部结构

本发明涉及一种汽车车体的前部结构，更具体而言涉及一种客车车体的前部结构。

如图6所示，给出了一种车体前部结构。该结构包括前侧梁10、缓冲横梁11、前柱12、仪表板加强件13以及立柱撑杆14，前侧梁10位于车体侧部，沿车的纵向延伸，缓冲横梁11沿车辆的横向延伸，用于将左、右前侧梁10相互连接起来，前柱12位于缓冲横梁11后方车辆侧部的位置，仪表板加强件13沿横向延伸，位于车辆的左部和右部的前柱12之间，立柱撑杆14用于将前侧梁10和前柱12连在一起。包括与前侧梁和前柱相连的立柱撑杆的这种车辆的前部结构，已公开在如日本专利公开公报No.HEI 10-45034中。

当汽车撞车从而沿向车辆后部的方向对前侧梁10施加大载荷F时，用箭头示出的载荷F被传至与立柱撑杆14相连的前侧梁10部分上。这样，载荷F就通过立柱撑杆14传至前柱12。另一方面，载荷F沿前侧梁10向后传递。如果前侧梁10的变形量增大，载荷直接从轮胎15传至前柱12。因此，前柱12的变形过度增大。这样就引起一个问题，通过枢轴与前柱12相连的前门的开/关操作难以进行。

由于仅靠前柱的变形不能充分地吸收碰撞的能量，因而位于仪表板加强件下方，将车辆的驾驶室与发动机舱隔开的隔板不得不被竖直对分开以便增大下部的厚度。因此，碰撞的能量就会被吸收，从而防止车体变形。

由于缓冲横梁11将左、右前侧梁10互相连在一起，因而一部分向后的载荷F通过缓冲横梁11沿横向分散开。仪表板加强件13不能沿横向分散一部分向后的载荷F，因为在将负荷传至仪表板加强件13之前前柱12已经变形。

根据本发明，本发明的一个目的是提供一种汽车车体的前部结构，它利用位于左右前柱之间的仪表板加强件来支承转向柱、空调器及其它装置，以便在万一撞车时防止前柱变形。

根据本发明，本发明的另一个目的是提供一种汽车车体的前部结构，它利用仪表板加强件和缓冲横梁来在万一撞车时防止前柱的变形。

根据本发明的第一个方面，提供了一种汽车车体的前部结构，它包括前侧梁、仪表板加强件和立柱撑杆，前侧梁位于车体的侧部，沿车辆的纵向延伸，仪表板加强件处于位于车辆的左部和右部的前柱之间，沿车的横向延伸，立柱撑杆与位于侧部的前侧梁及仪表板加强件相连。

当车辆撞车从而向车辆的后部方向施加载荷时，载荷被传至与前柱相连的前侧梁部分从而使载荷通过立柱撑杆传至前柱。另一方面，载荷沿前侧梁传至车辆的后部。通过立柱撑杆传至前柱的载荷，使前柱沿向驾驶室外侧的方向变形。由于仪表板加强件与立柱撑杆相连，使前柱向加强室外侧变形的载荷反而以拉伸载荷的形式施加于仪表板加强件上。因此，由于仪表板加强件的作用而使载荷沿横向分散开。

由于立柱撑杆直接与仪表板加强件相连，因而通过立柱撑杆施加于前柱上的载荷可由仪表板加强件来承载、分散。因此，前柱的变形可以防止，且碰撞的能量可以被吸收。因此，就不再需要将隔板竖直对分开并且不再需要增大隔板下部的厚度。

根据本发明的另一个方面，仪表板加强件通过立柱撑杆与前柱相连。即，立柱撑杆与前柱相连，而仪表板加强件与立柱撑杆相连。

上述方面使得与前柱相连的立柱撑杆可用做仪表板加强件的支架。因此，可以防止因单独提供支架而造成的材料损耗和不必要的工作量。

第一个方面可具有如下结构，其中前侧梁包括一个前面部分和一个弯曲部分，在侧视图中前面部分基本上平直地延伸，在侧视图中弯曲部分从前面部分向下弯曲，立柱撑杆在前面部分的后部与前侧梁相连。可以采用如下结构，在这种结构中，由侧视图中前面部分的轴线的延长线和立柱撑杆所限定的第一夹角，以及由侧视图中前面部分的轴线的延长线和弯曲部分所限定的第二夹角按下述方式确定：当轴线上方的车体部分的强度高于轴线下方的车体部分的强度时，第一夹角小于第二夹角，当轴线上方的车体部分的强度低于轴线下方的车体部分的强度时，第一夹角大于第二夹角。

由于汽车撞车而产生的载荷施加于与立柱撑杆相连的前侧梁部分上。然后通过立柱撑杆传至前柱。同时，载荷也通过前侧梁的弯曲部分向后传递。这时，根据车体上部的强度和车体下部的强度分布的载荷施加在立柱撑杆和前侧梁的弯曲部分上。

上述方面使得载荷按车体的强度分布，即，载荷分布的情况如下：与强度较低的车体部分相比，强度较高的车体部分上分布着较大部分的载荷，从而使整个车体基本上均匀一致地变形。因此，可以防止车体局部变形过大。

上述方面可同时适用于车体前部的左侧结构和右侧结构。上述方面可包括位于左、右前侧梁之间、沿横向延伸的缓冲横梁。在车辆的两侧部分，立柱撑杆均与缓冲横梁相连。

根据本发明的第二个方面，提供了一种汽车车体的前部结构，它包括前侧梁、仪表板加强件和立柱撑杆，前侧梁位于车体的左、右两侧部，沿车辆的纵向延伸，仪表板加强件处于位于车体的左侧部和右侧部的前柱之间，沿车辆的横向延伸，立柱撑杆与位于侧部的所述前侧梁及所述仪表板加强件相连。

如果汽车撞车而使向后的载荷施加于前侧梁上，载荷就会传至与缓冲横梁相连的前侧梁部分。一部分载荷传至缓冲横梁。剩余的一部分载荷传至与立柱撑杆相连的部分。另一方面，载荷通过立柱撑杆传至前柱和仪表板加强件。另一部分载荷沿前侧梁向后传递。这样，载荷得以被分散。

上述方面具有的结构中，立柱撑杆直接与缓冲横梁及仪表板加强件相连。因此，从前侧梁传来的载荷可由缓冲横梁和仪表板加强件承载，从而使载荷分散。因此，前柱的变形可以进一步有效地防止。

第二个方面可具有如下结构，其中前侧梁包括一个前面部分和一个弯曲部分，在侧视图中前面部分基本上平直地延伸，而在侧视图中弯曲部分从前面部分上向下弯曲，缓冲横梁与前面部分的后端相连而立柱撑杆在前面部分的后端与缓冲横梁相连。

根据上述方面，载荷大致在前侧梁的平直前面部分的后端处被传至缓冲横梁、立柱撑杆和弯曲部分。这样，载荷可以可靠地分散开。

第二个方面可具有如下的结构，在俯视图中，缓冲横梁、立柱撑杆和仪表板加强件构成一个梯形构架。

图1是一个剖面图，示出了本发明的汽车车体前部结构的一个实施方案，它沿包括中心线在内延车体的纵向延伸的竖直面剖开；

图2是一个俯视图，示出了本发明的汽车车体前部结构的这个实施方案；

图3是一个透视图，示出了将仪表板加强件、缓冲横梁和立柱撑杆互相连在一起的部分；

图4是一个透视图，示出了将仪表板加强件、立柱撑杆和前柱连在一起的部分，它对图1中所示圆圈4内的部分进行了放大；

图5是一个剖面图，沿图4中V-V线剖开；

图6是一个剖面图，它与图1相似，示出了一种汽车车体的前部结构。

现在参照图1至图5对本发明的汽车车体前部结构的一个实施方案进行描述。

参照图1和图2，其中图1为侧视图而图2为俯视图，本实施方案的汽车车体前部结构包括前侧梁20、前柱22和仪表板加强件24，其中前侧梁20位于车体的左侧部和右侧部，沿车辆的纵向延伸，前柱22位于车辆的左部和右部，而仪表板加强件24位于两前柱22之间，沿车辆的横向延伸。前保险杠加强板26与左、右前侧梁20的前端相连。缓冲横梁28与左、右前侧梁20的中间部分相连，沿横向延伸。

每个前侧梁20包括一个前面部分21a、弯曲部分21b和后面部分21c，在侧视图中，前面部分21a大致平直地延伸，弯曲部分21b从前面部分21a上向下弯曲，而后面部分21c从弯曲部分21b上沿水平方向弯曲并向后延伸。缓冲横梁23与前侧梁20相连，随后将对比进行描述。前挡板30和悬挂台32与前侧梁20相连。此外，轮胎34由通过悬挂台32支承的支柱和悬臂(图中未示出)支承着。上述结构与传统的结构相同。

立柱撑杆40与前侧梁20及仪表板加强件24的一端相连。

如图3所示，它是一个透视图，缓冲横梁28具有如虚线29所示的横截面形状，即所谓的“帽形”，它通过点焊的方法连接于每个前侧梁20的前面部分21a的后端。立柱撑杆40具有如虚线41所示的帽形横截面，它的一个端部42在每个前侧梁20的前面部分21a的后端后方的位置处套在缓冲横梁28上。立柱撑杆40的端部42上具有通孔，前侧梁20中的柱螺栓44插入通孔中。此外，螺母46被套在柱螺栓44上，随后旋转并拧紧螺母46。这样，端部42就与前侧梁20连在一起。

另外，缓冲横梁28也可具有倒U形的横截面，以便与前侧梁20的前面部分21a的侧部相连。

在图4和图5所示的实施方案中，其中图4为一个透视图而图5为剖面图，立柱撑杆40的另一个端部43具有通孔，螺栓48插入通孔中。螺栓48拧入焊接于前柱22上的螺母(图中未示出)中，随后拧紧螺栓48。这样，端部43就与前柱22相连。仪表板加强件24为圆柱形。每个立柱撑杆40的端部43具有一个凹槽50，它与仪表板加强件24的外圆周面相配合。仪表板加强件24安放于凹槽50中，然后安放夹板52以使其与仪表板加强件接触，其中夹板52的形状与仪表板加强件24的外圆周面相配合。另外，将螺栓54插入夹板52和端部43中。螺栓54插入焊接于端部43的内侧部分上的螺母56中，随后拧紧螺栓54。这样，仪表板加强件24就与立柱撑杆40连接在一起。

在将立柱撑杆40与前侧梁20和仪表板加强件24连接好以后，在俯视图中，缓冲横梁28、两个立柱撑杆40和仪表板加强件24就构成了一个梯形构架。如果汽车撞车从而产生一个向后的载荷F使其施加于前侧梁20上，载荷F部分被传至与立柱撑杆40相连的前侧梁20的部分上。另外，载荷F部分通过立柱撑杆40传至前柱22。此外，载荷F沿前侧梁20向后传递，随后载荷F被传至缓冲横梁28。通过立柱撑杆40传至前柱22的载荷作用的效果使前柱22向驾驶室外侧A变形。然而，由于仪表板加强件24与立柱撑杆40直接相连，因而使得使前柱22向驾驶室外侧A变形的载荷作为一个拉伸载荷施加于仪表板加强件24上。如上所述，如箭头所示，施加于前侧梁20上的载荷F通过梯形构架中的缓冲横梁28和仪表板加强件24沿横向分散开。传至前柱22的载荷由仪表板加强件24分散和承载。另外，载荷也由与前柱的下端部相连的侧梁(摇臂)60分散和承载。图2示出了右侧前侧梁20的载荷传递路径。在左侧前侧梁20中，载荷大致对称地传递。

如图1所示，前侧梁20包括在侧视图中大致平直延伸的前面部分21a和弯曲部分21b。侧视图中的前面部分21a的中心线C的延长线与立柱撑杆40构成了第一夹角θ₁。

另一方面，侧视图中的前面部分21a的轴线C的延长线与弯曲部分21b构成了第二夹角θ₂。

当轴线C上方的车体部分的强度与轴线C下方的车体部分的强度相同时，θ₁＝θ₂的关系大致成立，因而使得从前侧梁20上施加的载荷相等地分布于上部和下部。因此，载荷可由整个车体吸收从而使变形均匀一致地进行至大致相同的程度。第一夹角θ₁和第二夹角θ₂按如下方式确定：如果轴线C上方的车体部分的强度高于轴线C下方的车体部分的强度，第一夹角θ₁＜第二夹角θ₂的关系就满足。如果轴线C上方的车体部分的强度低于轴线C下方的车体部分的强度，第一夹角θ₁＞第二夹角θ₂的关系就满足。这样，载荷就可由整个车体吸收从而使变形均匀一致地进行至大致相同的程度。

尽管本发明根据现在认为最实用最优选的实施方案来进行了描述，但应当明白本发明并不限于所公开的实施方案，而相反，它力图覆盖各种修正及等效的结构方案，对于这些，本领域的技术人员将会懂得。

Claims (10)

1.一种汽车车体的前部结构，它包括前侧梁(20)、前柱(22)和仪表板加强件(24)，其中前侧梁位于车体的侧部，沿车辆的纵向延伸，前柱位于车体的左侧部和右侧部，而仪表板加强件位于两前柱之间，沿车辆的横向延伸，其特征在于立柱撑杆与位于侧部的所述前侧梁及所述仪表板加强件相连。

2.一种汽车车体的前部结构，它包括前侧梁(20)、前柱(22)和仪表板加强件，其中前侧梁(20)位于车体的左侧部和右侧部，沿车辆的纵向延伸，前柱(22)位于车体的左侧部和右侧部，而仪表板加强件位于两前柱之间，沿车辆的横向延伸，其特征在于立柱撑杆(40)与位于左、右侧部的所述前侧梁及所述仪表板加强件相连。

3.如权利要求1或2的汽车车体的前部结构，其特征在于所述仪表板加强件通过所述立柱撑杆与所述前柱相连。

4.如权利要求1或2的汽车车体的前部结构，其特征在于每个所述前侧梁包括一个前面部分(21a)和一个弯曲部分(21b)，其中前面部分在侧视图中大致平直延伸，而弯曲部分在侧视图中从所述前面部分上向下倾斜，并且所述立柱撑杆通过所述前侧梁的所述前面部分的后部与该前侧梁相连。

5.权利要求4的汽车车体前部结构，其特征在于由侧视图中所述前侧梁的所述前面部分轴线的延长线与所述立柱撑杆所限定的第一夹角，以及由侧视图中该前侧梁的所述前面部分轴线的延长线与该前侧梁的所述弯曲部分所限定的第二夹角按以下方式确定：当轴线上方的车体部分的强度高于轴线下方的车体部分的强度时，第一夹角小于第二夹角，而当轴线上方的车体部分的强度低于轴线下方的车体部分的强度时，第一夹角大于第二夹角。

6.权利要求2的汽车车体前部结构，其特征在于它包括缓冲横梁(28)，缓冲横梁位于所述左、右前侧梁之间，沿横向延伸。

7.如权利要求6的汽车车体前部结构，其特征在于，左、右两侧部中，所述立柱撑杆与所述缓冲横梁相等。

8.一种汽车车体前部结构，它包括前侧梁(20)、前柱(22)、仪表板加强件(24)以及缓冲横梁(28)，前侧梁位于车体的左、右侧部，沿车辆的纵向延伸，前柱位于车体的左、右侧部，仪表板加强件位于左、右前柱之间，沿车辆的横向延伸，缓冲横梁位于左、右前侧梁之间，沿横向延伸，其特征在于立柱撑杆(40)在左、右两侧部中与所述缓冲横梁及所述仪表板加强件相连。

9.如权利要求8的汽车车体前部结构，其特征在于每个所述前侧梁包括一个前面部分(21a)和一个弯曲部分(21b)，在侧视图中，前面部分大致平直地延伸而弯曲部分则从所述前面部分向下倾斜，并且

所述缓冲横梁与所述前侧梁的所述前面部分的后端相连，而所述立柱撑杆在该前侧梁的该前面部分的后端处与该缓冲横梁相连。

10.权利要求8的汽车车体前部结构，其特征在于在俯视图中，所述缓冲横梁，所述立柱撑杆和所述仪表板加强件构成一个梯形构架。

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