CN1276858C - 副车架安装结构 - Google Patents

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Abstract

副车架(1)通过带有弹性体(橡胶件6、7、11)的安装件(副车架安装件B1-B6)安装在车辆本体(车体侧架2)上的这些点位处：位于所述副车架的前部的横向两侧的两个点位，位于所述副车架的接近吊杆与副车架的连接位置的中部的横向两侧的两个点位，位于所述副车架的后部横向的两侧的两个点位上。每个位于副车架中部的横向两侧的点位的安装件在碰撞时的断裂应力小于位于副车架的前部和后部中至少一个部分的横向两侧的点位的安装件的断裂应力。该副车架安装结构用于减轻因车辆碰撞而产生的对乘员的伤害以保护乘员。

Description

副车架安装结构
技术领域
本发明涉及一种副车架安装结构，其在连接部分(或安装)采用防撞击可拆卸的机构来提高车辆对乘员的保护能力，其中所述的连接部分处于车辆的副车架安装在车辆本体上的位置。
背景技术
目前已提出多种技术来增大耐撞击行程，从而改善对车辆碰撞时产生的碰撞载荷的能量吸收，以防止车辆的内部因受所述碰撞的冲击而引起的副车架的前部车架的向后偏移而发生变形。
在这些现有技术中有一种车辆的副车架紧固结构，其中用于支撑悬架臂的副车架与车辆本体之间的螺栓连接部分断裂，以使所述的副车架与车辆本体分离，这种结构公开在例如公开号为52-11717的日本实用新型专利申请中。
目前公知了几种用于吸收车辆碰撞时产生的碰撞载荷的能量的装置，且包括具有在碰撞发生时可以滑动穿过车辆本体的副车架的“滑动可分离结构”，以及具有能够部分断裂以使副车架与车辆本体分离的副车架的“断裂可分离结构”。可采用“滑动分离结构”和“断裂分离结构”的两种副车架安装结构：一种是四点位支撑系统，其中，副车架的四个连接点位(点)支撑在车辆本体上，且其中的两个连接点位(点)在碰撞时分离；另一种是六点位支撑系统，其中，副车架的六个连接点位(点)支撑在车辆本体上，且其中的两个连接点位(点)在碰撞时分离；
然而，在上述公开文件中车辆的副车架紧固结构使用的螺栓和螺母具有一个采用防震橡胶的浮动支撑结构，其允许副车架在车辆本体上浮动，以实现改善车辆在噪音和减震方面的可销售性的目的。从双保险的观点看，即避免车辆的发动机在碰撞发生时下落，所述的采用螺栓和螺母的副车架紧固结构用来防止发动机的下落，否则由与车辆碰撞相关的冲击所引起的防震橡胶的断裂会导致所述发动机的下落。这个防止发动机下落的功能不利地限制了车辆本体和副车架的分离，并破坏了所希望的失效模式，所述的车辆本体根据该模式在发生碰撞时被损坏。
当相对较大的副车架，例如用于双层叉杆式悬架的副车架，由具有上述六点位支撑系统的副车架安装结构支撑，其中所述副车架的六个连接点位支撑在所述的车辆本体上，为增加碰撞时的可损坏行程(crashable stroke)，应使副车架的多个点位(特别是除了两个基本连接点位之外要多于两个连接点位)稳定地断裂而不发生故障使副车架与车辆本体分离。
副车架通过多个连接点位安装在车辆本体上，当这些连接点位被破坏以使副车架与车辆本体分离时，由于因车辆碰撞产生的分离逐步地进行，即间或地发生分离，从而间歇地产生意欲阻止碰撞惯性力的作用。因此，每当副车架的连接点位断裂以允许副车架与车辆本体分离时，阻止惯性力的力直接传递给乘员并对乘员产生冲击。因此，考虑到冲击对乘员的负面影响，希望每个连接点通过相对稳定(不变)的载荷断裂。
本发明用于解决上述现有技术中存在的缺点，并且本发明的主要目的是提供一种副车架安装结构，可以减轻因车辆碰撞而导致的乘员伤害以保护乘员。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种副车架安装结构，其中副车架通过带有弹性体的安装件安装在车辆本体上的这些点位：位于在副车架的前部横向方向的两侧的两个点位，位于副车架的接近吊杆与副车架的连接位置的中部的横向方向的两侧的两个点位，和位于其后部的横向方向的两侧的两个点位。每个位于副车架的中部的横向两侧的点位的安装件在碰撞时的断裂应力小于位于副车架的前部和后部的其中之一的横向两侧的点位的安装件的断裂应力。
在此，名词“前”、“中”和“后”用于表示副车架上相对于车辆本体的位置。类似地，名词“横向”用于表示相对车辆本体的宽度/横向方向，因此“两侧”表示副车架上相对于车辆本体的左右位置。
就这种结构而言，当车辆由于碰撞而毁坏时，在处于所述副车架的六个点位的安装件之中，位于副车架中部的这些安装件可在相对较小的载荷作用下断裂并分离，而位于其它部分(前部和/或后部)的那些安装件在相对较大的载荷作用下破坏并分离。因此，用于接受碰撞的惯性力的作用在位于副车架中部的点位被减小，从而减小了在处于所述中部的点位的安装件断裂时导致的冲击。尤其是，当位于后部的点位的安装件的断裂应力大于那些设在其它点位(尤其是中部的点位)的安装件时，碰撞的惯性力可在位于后部的点位吸收，从而可以减轻对乘员的冲击。
通过下文参照附图对优选实施例的描述，本发明的其它目的和进一步的特征将变得很明显。
附图说明
图1是表示根据本发明一个实施例的副车架安装结构主要部分的俯视图；
图2是表示图1的副车架安装结构主要部分的侧视图；
图3是表示位于副车架的前部或后部的横向两侧的点位的安装件的局部放大剖视图；
图4是表示处于副车架的中部横向两侧的点位的安装件的局部放大剖视图；
图5是用于表示本发明一个实施例的副车架安装结构的螺栓紧固部分的分解立体图。
具体实施方式
下面将详细描述根据本发明的副车架安装结构的一个实施例，首先参见图1和2。
如图1和2所示，车辆M包括一个安装在设置有发动机机罩的车辆本体前部的副车架1，以及一个安装在设置有后备箱的车辆本体后部的副车架(未示出)。由于车辆本体前部和后部的副车架支撑悬架(未示出)，因此所述的副车架是可以称为吊杆的车架，并且弹性支撑在车体侧架2上。
在前部的副车架1也称为前副车架，其包括：左侧构件1c，右侧构件1d，前侧横向构件1a，和后侧横向构件1b，它们从顶部看被设置为平行交叉的形状(且形状为井字形(curb))，并通过焊接或其它类似方式连接在一起。副车架1的左侧构件1c沿车辆M的前/后方向在动力单元P的左侧延伸，而副车架1的右侧构件1d沿车辆M的前/后方向在动力单元P的右侧延伸。副车架1的前侧横向构件1a沿车辆M的横向(宽度方向或横向方向)在动力单元P的前侧延伸，而副车架1的后侧横向构件1b沿车辆M的横向在动力单元P的后侧延伸。动力单元P包括发动机E和一个传动装置T，它们结合为一个整体单元。动力单元P连接在环状副车架1的架体上。支撑所述的副车架1，以使连接在副车架1上的动力单元P可拆卸且在发生碰撞时，在自身重量的作用下通过因车辆M的碰撞冲击而引起的载荷的作用下下落。
副车架1支撑动力单元P，以使动力单元P在用于支撑发动机E的右侧构件1d的发动机侧安装件40、前侧横向构件1a的前安装件18、后侧横向构件1b的后安装件19、以及传动装置下安装件23、24上浮动。
副车架1还支撑着连接有吊杆(未示出)的悬架臂3和传动装置上安装件25，以使悬架臂3和传动装置上安装件25在防震橡胶(未示出)上浮动。所述的传动装置上安装件25和发动机侧安装件40关于动力单元P大致对称设置，以支撑动力单元P。副车架1在副车架1的前、后、和中部的横向两侧的六个点位上，通过副车架安装件B1-B6利用螺栓28-33紧固在车体侧架2上。每个副车架安装件B1-B6均有防震橡胶，用于吸收振动并防止其传递到车体侧架2上。
如图2所示，在副车架1上，在车辆M的前上方设有散热器(未示出)，在车辆M的前侧设有保险杠21，在车辆M的后侧设有仪表盘(dashboard)22。
车体侧架2包括：从侧面看设在动力单元P中部的侧架2a，和一个在侧架2a的下端连续设置的侧梁2b。与从侧架2a向下倾斜的倾斜部分2c连在一起的侧梁2b以与所述的倾斜部分2c相邻的方式设在仪表板22的下方，并且将其设在与副车架1等高的水平位置上。
如图2所示，包括侧架2a、侧梁2b和副车架1的框架结构大致为梯形，其具有从侧面看其下部(底边或基部)比上部长的平行延伸的侧边。动力单元P设在梯形框架结构的底边上使动力单元P的重心低于车体侧架2的位置处，使得动力单元P在碰撞发生时容易借助其自身重量下落。
图3是表示根据本发明的一个实施例设置于副车架的前或后部分的横向两侧点位上的安装件的局部放大剖视图。
处于副车架1前和后部分上的点位的副车架安装件B1-B4具有与图3同样的构造。副车架安装件B1(B2，B3，B4)包括外管4，内管5，橡胶件6、7，支架8和撑条(stay)9、10，从而紧固副车架1和车体侧架2。橡胶件6用黏合剂或类似方法安装固定在其中安装有环螺栓(collaredbolt)28(29，30，31)的内管5的周围。外管4用黏合剂或类似方法安装固定在橡胶件6的周围。外管4安装在带凸缘的管状支架8中。如上所述，在其内侧表面的中间部分具有隆起的外管4、橡胶件6和内管5安装在支架8中，且具有这些组件的支架8安装副车架1的开口中。
当副车架1通过螺栓28(29，30，31)紧固在车体侧架2中时，螺栓28(29，30，31)穿过撑条10插入到内管5中，并通过橡胶件7(作为防震橡胶)和撑条9螺纹拧入车体侧架2中。
因此，即使副车架安装件B1-B4的橡胶件6、7断裂，仍可通过外管4和副车架1限制前/后方向(例如内管5的径向方向)的相对位移，并通过车体侧架2和撑条10限制垂直方向的相对位移。因此，除非这些限制构件断裂，否则副车架不会与车体侧架2分离。
图4是表示根据本发明的一个实施例的设置于副车架中部的横向两侧的点位的安装件的局部放大剖视图。图5是表示根据本发明的该实施例的副车架安装结构的螺栓紧固部分的分解立体图。
图4和5中所示的副车架安装件B5、B6在结构上与副车架安装件B1-B4不同。如图4所示，副车架安装件B5(B6)包括固定在一起的上安装部件(upper mounting hardware)14和下安装部件17，其中间设有橡胶件11。橡胶件11设置在上安装部件14和下安装部件17之间沿车辆本体前/后方向延伸的空间中。上安装部件14通过螺栓32(33)紧固在车体侧架2上，下安装部件17通过螺栓34、35紧固在副车架1上。
副车架安装件B5(B6)的螺栓紧固部分39通过环螺栓32从橡胶件11的底侧穿过其开口11a紧固在车体侧架2上，且开口11a中的环螺栓32与橡胶件11之间存在允许的间隙。
上安装部件14包括：一个管状金属套圈12，螺栓32的螺纹部分通过该套圈旋入；和由金属制成的上板13，其固定在橡胶件11的顶面上，并构成用于接收螺栓32的冲击板。套圈12和上板13通过焊接构成为一个整体。
下安装部件17包括：由金属制成的下板15，其固定在橡胶件11的底面并具有孔15a，螺栓32的头部通过所述的孔插入；和管状金属支架16，其设置有用于螺栓34、35的螺栓紧固部分38，所述的螺栓紧固部分38从下板15向下伸出。所述的下板15和支架16通过焊接构成为一个整体。
作为副车架安装件B5(B6)的隔震体和减震器的橡胶件11以下述方式将具有焊接在一起的套圈12与上板13的上安装部件14和具有焊接在一起的下板15与支架16的下安装部件17连接在一起，将上安装部件14的上板13的底面固定在橡胶件11的顶面上，且下安装部件17的下板15的顶面固定在橡胶件11的底面上，以使副车架安装件B5(B6)构成为一个整体。橡胶件11的中部形成用于容纳螺栓32的头部的中空开口11a，且在其水平方向上没有其它组件。
如图5所示，支架16包括一个具有向下开口的U形槽形状的切除部分16a。副车架安装件B5(B6)利用环螺栓34、35通过在车辆M的横向方向上将螺栓34、35插入穿过切除部分16a，螺纹孔1e、1f和六边形螺母36、37(虽然没有示出，但最好使用带有凸缘的螺母)来紧固到副车架1上。
根据将副车架1紧固在车体侧架2上的安装结构，当在向下的方向(箭头Y所示)朝所述切除部分16a的开口施加有外力时，支架16的切除部分16a的向下开口允许副车架1相对滑动，从而使副车架1与车体侧架2分离，其中形成所述的开口使其与螺纹孔相邻，而螺栓34，38通过该螺纹孔插入。而且，车体侧架2和副车架1通过具有通过橡胶件11连接的上安装部件14和下安装部件17的安装件B5(B6)连接在一起，因此当外力从前/后方向(箭头X所示的方向)施加在上安装部件14和下安装部件17时橡胶件11脱离，从而使副车架与车体侧架2分离。
因此，上述橡胶件6、7和11并不受材料的限制，其可以是任意弹性体，包括那些由除橡胶以外的材料制成的构件。应该理解，在本实施例中作为示例的上安装部件14和下安装部件17分别对应于权利要求和发明内容中所述的连接到车辆本体的第一构件和连接到副车架的第二构件。
下面，描述上述实施例中作为示例的根据本发明的副车架安装结构的作用和操作。
假设车辆M与障碍物迎面相撞，且载荷大致沿着车辆M的前部的宽度方向均匀施加，首先，保险杠21被挤压并损坏，接着右侧和左侧的车体侧架2被均匀地挤压并损坏。副车架1的前侧横向构件1a向仪表板22的方向移动并将发动机E向后推，而没有与车体侧架2分离。
接着，因碰撞产生的载荷施加到副车架安装件B5、B6上，副车架安装件B5、B6断裂。在此阶段，位于副车架1的中部横向两侧的副车架安装件B5、B6在碰撞时的断裂应力小于位于副车架1的前和后部横向两侧的副车架安装件B1-B4的断裂应力，因此可以在相对小的载荷作用下断裂分离。另一方面，位于副车架1的前部和后部横向两侧的其它副车架安装件B1-B4在与副车架安装件B5、B6相比较大的载荷作用下被分离。因此，接收碰撞的惯性力的作用在位于副车架1中部的副车架安装件B5、B6处减小，从而当位于所述中部的副车架安装件B5、B6断裂时，可以减小对乘员的冲击。
如上所述，由于位于副车架1的中部的副车架安装件B5、B6在碰撞时的断裂应力小于位于副车架1的中部的副车架安装件B1-B4的断裂应力，当碰撞载荷施加在副车架1上时，副车架安装件B5、B6首先断裂，副车架1与车体侧架2分离。当副车架安装件B5、B6断裂时，因为副车架1滑动地与车体侧架2分离，因此由车辆M碰撞导致的速度变化平滑地减小，从而可以消除乘员将要承受的伤害。
这时，根据本实施例的副车架安装结构，其中仅通过橡胶件11将通过螺栓32(33)紧固到车体侧架2的上安装部件14和通过螺栓34、35紧固到副车架1的下安装部件17连接在一起，该结构允许上下安装部件14、17在较小的载荷的作用下因橡胶件11的剥落而容易地彼此分离，且副车架1在前后方向中(箭头X所示的方向)滑动。
另外，在上安装部件14和下安装部件17中的螺栓紧固部分38在接收到垂直方向上的载荷时，通过允许紧固在副车架1上的螺栓34、35通过其设有的切除部分16a来向下(箭头Y所示的方向)滑出下安装部件17而分离，从而使副车架1与车体侧架2平滑地分离，以允许动力单元P下落。
应该理解，因橡胶件11的断裂而导致的上安装部件14与下安装部件17的分离和副车架1通过螺栓34、35与下安装部件17的分离可以同时发生。
通过上述车体侧架2与副车架1彼此分离的结构，可以确保平稳地、以比现有的由钢板构件制成的车辆本体结构的断裂分离小得多的载荷发生分离。
利用上述结构，其中副车架1通过螺栓34，35通过其切除部分16a滑动穿过下安装部件17，由于上安装部件14和下安装部件17仅通过橡胶件11连接，应力可以确定平稳地施加在螺栓34、35滑出的方向施加，从而副车架1可以借助与螺纹孔相邻的通常向下开口的切除部分16a与支架16分离，因为橡胶件11在前和后方向(箭头Y所示的方向)中在较大范围内可弯曲，从而开口可以向前或向后倾斜。
如上所述，当碰撞发生时，首先，位于所述副车架的中部的横向两侧的副车架安装件B5、B6断裂，接着，当副车架1移动到仪表板22的直接前方的位置时，其中位于副车架1的后部的横向两侧的副车架安装件B3、B4设置在该位置处，经受较大断裂应力的副车架安装件B3、B4断裂，结果动力单元P和副车架1在自身重量的作用下下落。由此，仪表板22避免了因动力单元P的推力产生变形，乘员受到的冲击因此减小。
虽然以上说明了本发明的优选实施例，但仍然可以对本发明做出修改和变化而不脱离本发明的精神和范围。
例如，应该理解，动力单元P的发动机E广泛覆盖了各种用于驱动机动车辆的动力源。
副车架安装件B1-B6并不限于那些通过螺栓28-35和螺母36、37等紧固的构件，也可以采用任何其它的紧固件来支撑副车架1和车体侧架2。虽然在上述实施例中副车架安装件B1-B6设在六个点位以支撑副车架1和车体侧架2，但是所述的副车架安装件也可以设在四个点位，其中副车架安装件B1、B2设在副车架1的前部横向两侧且副车架安装件B5、B6设在副车架1的后部横向两侧。
根据图4所示的本实施例，位于下安装部件17中的支架16的螺栓紧固部分38中的切除部分16a可以替换地设在副车架1上，因此设在副车架1上的螺纹孔1e和1f可以设在支架16上。这种结构可以产生与所述实施例相同的优点。切除部分16a可以设在位于上安装部件14中的螺栓紧固部分39上，而螺栓32(33)可以通过紧邻螺纹孔的切除部分在水平(优选为前/后)方向上脱离螺纹孔，与上述螺栓34、35通过紧邻螺纹孔的切除部分在垂直方向上脱离螺纹孔(螺栓紧固部分38)的实施例相反。
橡胶件6、7、11可以由其它由例如合成树脂、合成橡胶或类似物的材料制成的弹性体代替。
另外，本发明不限于上述将使用本发明安装结构的副车架1安装在车辆M前部设有发动机罩的位置处的实施例。安装在车辆M后部设有后备箱的位置处的副车架(未示出)也可以包含有本发明发安装结构，从而当碰撞发生在车辆M的后部时也可以产生本发明的优点。

Claims (1)

1、一种副车架安装结构，其中副车架通过带有弹性体的安装件安装在车辆本体上的这些点位处：位于所述副车架的前部的横向两侧的两个点位，位于所述副车架的接近吊杆与副车架的连接位置的中部的横向两侧的两个点位，位于所述副车架的后部的横向的两侧的两个点位上；以及
其中每个位于副车架中部的横向两侧的点位的安装件在碰撞时的断裂应力小于位于副车架的前部和后部中至少一个部分的横向两侧的点位的安装件的断裂应力。
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