CN1517259A - 汽车车身前部结构 - Google Patents

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Abstract

一种顺汽车纵向方向延伸的前侧构件(1)，该构件具有朝后下降的倾斜部分(6)，该部分构造得剖面呈封套形式，带有上壁(3)与下壁(4)，上壁(3)比下壁(4)更具刚度。

Description

汽车车身前部结构
技术领域
本发明涉及汽车车身前部结构。
背景技术
汽车车身包括一对汽车上纵向延伸的前侧构件，以及一对汽车上纵向延伸的地板构件，该前侧构件处于前车厢的汽车横向左侧与右侧上，该地板构件处于地板(floor panel)风道(tunnel)部分的汽车横向左侧与右侧上，而该地板被布置在前车厢后部。每个前侧构件均连接着对应的地板构件，从而，后者就经由前者的倾斜部分而被构造成连接着的前者的延伸部，该倾斜部分是沿着前车厢与地板之间的仪表板(dashboard panel)的轮廓而朝后下降的。
碰撞冲击可以对前侧构件的前末端造成影响，因此使该构件接受了来自前头的负荷，引起倾斜部分朝后变形，从而仪表板就可能后退到由地板上方的车厢所限定的驾驶室中。
《日本专利申请公开文本》第9-95260号公开了一种汽车车身前部结构，该结构具有加强件用于把前侧构件后部的上面，经由圆滑流畅的弯曲而与倾斜部分连接起来，以防止仪表板过度后退。
发明内容
在这种结构中，前侧构件后部的上面被加强，且该后部被防止变形。因此，当前侧构件暴露于来自前头的碰撞冲击下时，就几乎不变形，不吸收冲击能量，因此而把冲击传送给仪表板，使得该仪表板过度变形，这就使得仪表板需要额外的加强件，因此而增加了重量及成本。
本发明是基于这样的观点而设计的：本发明的目的是提供一种汽车车身前部结构，该结构包括前侧构件，该构件具有适应于有效吸收变形能量的倾斜部分。
为了达到此目的，根据本发明的一个方面，提供一种汽车车身前部结构，该结构包括汽车上纵向延伸的前侧构件，该构件具有朝后下降的倾斜部分，该部分被构造成剖面为封套形式的(enclosure form insection)，带有上壁和下壁，该上壁比下壁更为坚硬。
附图说明
当结合附图阅读下面的详细说明后，对于本发明上述的及其他的目的和新颖特性，就可更为清楚地了解到。在这些附图中：
图1是符合本发明一个实施例的汽车车身前部结构的纵向剖视图；
图2是汽车车身前部结构的分解视图；
图3是汽车车身前部结构的上壁构件的基本部分透视图；
图4是汽车车身前部结构的下壁构件的基本部分透视图；
图5是沿着图1中线段V-V截取绘制的剖视图；
图6是沿着图1中线段VI-VI截取绘制的剖视图；
图7是沿着图1中线段VII-VII截取绘制的剖视图；
图8是沿着图1中线段VIII-VIII截取绘制的剖视图；
图9是处于变形状态下的汽车车身前部结构的倾斜部分剖视图；以及
图10是处于变形状态下的汽车车身前部结构的纵向剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的推荐实施例。
图1是符合本发明的汽车车身前部结构FS的纵向剖视图，且图2是前部结构FS的分解视图。图3与图4分别为前部结构FS的上壁构件与下壁构件WU与WL的透视图，且图5至图8分别为沿着线段V-V、VI-VI、VII-VII及VIII-VIII截取绘制的剖视图。朝前方向FR、左手方向LH以及上面方向UP由箭头限定。
汽车车身前部结构FS构造得带有一对左边及右边前侧构件1而作为汽车前车厢或发动机车厢FC(见图1)的结构构件，并带有一对左边及右边的后部水平构件Hr(见图1)作为汽车乘客车厢或货厢C(见图1)的结构构件。
每个前侧构件1均具有前部水平部分1a(见图1)，以及后部倾斜部分6(见图1至2)，此部分沿着限定着车厢C的仪表板Dp的底侧轮廓而朝后下降。
每个后部水平构件Hr均形成为对应前侧构件1的倾斜部分6的延伸部，且顺着汽车的纵向方向延伸而一直延伸到车厢C的横向延伸的中间或后部横向构件(cross member)17(见图1)处，并顺着汽车的横向方向在前地板Fp(见图1)的中央风道部分Fp1(见图1至2)与车厢C的左侧或右侧底梁S1(见图2)之间延伸。
在每个左侧与右侧处，前侧构件1和后部水平构件Hr互相结合而成为单一的机构构件(或封套)，其剖面为管状的(或空心的)且为矩形的。这种结构构件(1+Hr)是由焊接处M(见图5至8)所连接在一起的上壁构件WU(见图2)与下壁构件WL(见图2)结合起来而制造的。
上壁构件WU包括前侧构件1的上部(通道)构件7(见图1至3)、纵向延伸地板构件2(见图1至2、图8)的上部构件2a(见图1至2、图8)、横向延伸前部横向构件9(见图2至3)的上部构件9a(见图2至3)，以及朝后倾斜外装配构件10(见图2至3)的上部构件10a(见图2至3)。上部构件7被构造为通道(channel)，该通道带有前侧构件1的上壁3(见图1至3、图5至7)以及两个侧壁5(见图2至7)的对应上部部分5a(见图2至3、图5至7)，且该上部构件由X形上肋部12(见图1至3、图5至7)所加强。地板构件2的上部构件2a构造为通道，并由纵向上肋部15(见图1至3)所加强。上壁构件WU在前侧构件1的倾斜部分6的上部后末端处具有肋状突出部19(见图1至3)，此突出部是后退防止机构18(见图1至4)的上部部件，该机构防止下壁构件WL后退。
下壁构件WL包括前侧构件1的下部(通道)构件8(见图1至2、图8)、作为地板构件2的支承件的管状加强件16(见图1至2、图8)，以及下板11(见图2、4、7)，该下板是地板构件2、前部横向构件9以及装配构件10的共用基底构件。下部构件8被构造为通道，带有前侧构件1的下壁4(见图1至2、图4至6)以及侧壁5的对应下部部分5b(见图2、图4至6)，并由纵向下肋部13(见图1至2、图4至7)中前部那个下肋部所加强。下板11由X形肋部21(见图2、4)以及纵向下肋部13中后部那个下肋部所加强。加强件16被构造为矩形管状壳16a(见图2、8)，它由纵向中央肋部16b(见图2、8)所加强。下壁构件WL在前侧构件1的倾斜部分6的下部后末端处具有肋状突出部20，此突出部是后退防止机构18的下部部件。
换言之，在汽车的每一侧，汽车车身前部结构FS均具有如图1所示那样布置在汽车车身前部部分的前侧构件1，且位于前侧构件1后部的汽车车身的一个部分延伸为车厢C的地板构件2。前侧构件1被构造得带有上壁与下壁3、4，它们由侧壁5所连接，就像地板构件2一样是剖面为矩形封套的结构。
前侧构件1成对地位于前车厢FC的汽车上横向两侧，基本上平行于汽车的纵向方向而延伸，并具有沿着仪表板Dp而朝后下降的倾斜部分6作为其后部部分，而倾斜部分6的后末端则与地板构件2连接成一体。
在此实施例中，在倾斜部分6处，前侧构件1的上壁3被造得比下壁4更为坚硬。
如图2所示，前侧构件1被构造得带有剖面形状为倒U形的、由上壁3与两侧侧壁5的上部部分5a所组成的上部构件7，并带有剖面形状为倒U形的、由下壁4与两侧侧壁5的下部部分5b所组成的下部构件8，构件7、8由侧壁上部部分与下部部分5a、5b之间的焊接处M而互相连接。
如图2所示，上部构件7延伸到倾斜部分6的后末端处，而从该处起，上部构件2a朝后延伸为地板构件2的倒U形上部部分，上部构件9a则横向朝内形成为横向构件9的倒U形上部部分，且上部部分10a横向朝外而形成为朝后倾斜的外装配构件10的倒U形上部部分。
也如该图所示，下部构件8延伸到倾斜部分6的后末端处，在该处，下板11形成为一个整体，供地板构件2、横向构件9及装配构件10的上部构件2a、9a及10a所用，使得上部构件2a的前部部分和上部构件9a与10a的对应自由敞开的下部边缘由点焊方式或类似方法结合为下板11，从而，地板构件2以及横向构件9和装配构件10的前部部分，被构造为一个剖面为封套的结构。
具有封套结构的横向构件9，其横向朝内末端处连接着地板Fp的通道部分Fp1。具有封套结构的装配部分10，其横向外末端处连接着侧底梁S1的前部末端。
前侧构件1的上部构件与下部构件7、8形成为铝合金的铸件，以及前部构件2、横向构件9及装配构件10的上部构件2a、9a及10a，以及下板11。
为了使倾斜部分6处的上壁3比下壁4更为坚硬，该倾斜部分具有：形成于上壁3上的上肋部12，在该肋部整个长度上，朝着来自倾斜部分6的下末端(后末端)的上末端(前末端)，作为上壁变形控制件(或装置)而构造得限制或抑制因来自前头的负荷而冲击所产生的剖面变形；以及形成于下壁4上的前部下肋部13，在该肋部的整个长度上，朝着来自倾斜部分6的下末端(后末端)的上末端(前末端)，作为下壁变形控制件(或装置)而构造得增进或促成因来自前头的冲击所产生的剖面变形。
上肋部12以及前部下肋部13均设置在倾斜部分6的封套剖面之内。更具体地说，上肋部12的长度，是从前侧构件1的前末端延伸到倾斜部分6的后末端，作为从上壁3内部突出的构成为整体的多个突出部，对应的每个该突出部在上部构件7的相反的内部之间即前侧构件1的两个侧壁5的上部部分5a之间均具有交叉形状。前部下肋部13的长度，是沿着前侧构件1的纵向方向，从前侧构件1的前末端延伸到倾斜部分6的后末端，作为从下壁4内部突出的构成为整体的中央突出部。
上肋部12所具有的突出部，其突出量(projection amount)或尺寸，在倾斜部分6的上末端与下末端之间，是逐渐变化得不同的，从而，上末端处的肋部12就具有最少的突出量d1(见图5)，以提供相对于前部下肋部13的对应间隙δ1；下末端弯折处或弯曲处的肋部12，具有比上末端处肋部12突出量d1更多的突出量d2(见图6)，以提供相对于前部下肋部13的对应间隙δ2；且下末端弯折处或弯曲处后部的肋部12，具有比中等的突出量d2更多的突出量d3(见图7)，以提供相对于前部下肋部13的对应间隙δ3；并具有d1＜d2＜d3的关系。
上末端处的间隙δ1大得足以使下部构件7的剖面上，可由于来自前头的冲击而产生变形，而下末端处的间隙δ1、δ2则被收小以限制或抑制由于来自前头的冲击在下部构件7剖面上的变形。
至少在倾斜部分6的上末端处，具有凹口14(见图5)，该凹痕形成为下壁4的两个边缘部分4a、4b(见图5)的薄弱部分。
另外，地板构件2具有上肋部15，该肋部形成为沿着地板构件2纵向方向由上部构件2a内部突出的中央突出部。
地板构件2的上部构件2a的自由敞开的下部边缘的两侧，被焊接处M与加强构件16两侧的上部边缘连接在一起，且该构件16作为地板构件2的下部构件而连接着下板11上面的中央区域。
加强构件16被制成为挤压铝合金构件，它带有外壳16a，该外壳的剖面为矩形封套结构，且带有中央肋部16b，该肋部与外壳16a的上壁及下壁互相连接着。
地板构件2的后末端连接着横向构件17，该横向构件在汽车的左侧底梁与右侧底梁之间延伸。中央肋部16b在地板构件2的中间部分处具有最小的突出量d4(见图8)，以便提供相对于加强构件16的上面为大的间隙δ4，且该肋部在接近横向构件17处具有最大的突出量，以便相对于加强构件16的上面具有最小的间隙。
下壁后退防止机构18被布置在倾斜部分16的下末端处，以防止下壁4相对于上壁3而后退。
下壁后退防止机构18被构造得带有上肋部形状突出部19，该突出部从倾斜部分6的后末端处的上壁3处下降，且该机构还带有下肋部形状突出部20，该突出部从倾斜部分6的后末端处的下壁4处上升，并抵靠着上肋部形状突出部19的前侧。
突出部19的后末端连接着地板构件2的上肋部15，且突出部20的后末端两侧连接着X形肋部21，此肋部则从下板11的上面突出。
下面，参照图9与10，来说明汽车车身前部结构FS的变形情况。图10显示了处于变形状态下的汽车车身前部结构FS的纵向剖面，该结构的横截剖面则显示在图9中。
当碰撞冲击或负荷F从前头作用于汽车车身前部结构FS时，负荷F被从前侧构件1的前末端轴向地传送而进入倾斜部分6。
接着，倾斜部分6在下末端周围形成一个力矩Mm，这往往会使上末端朝后变形。然而，在上部构件7中具有上肋部12、下部构件8中具有下肋部13，以及倾斜部分6的下末端处具有下壁后退防止机构18且在该机构中倾斜部分6中的上壁3比下壁4更为坚硬的此实施例中，下壁4往往先于上壁3而变形，从而冲击能量首先在下壁4一侧即被下部构件8所吸收。
换言之，由于受负荷F的影响，当下肋状突出部20与下壁后退防止机构18的上肋状突出部19接触时，下部构件8先于上部构件7而变形，从而就防止下壁4相对于上壁3而后退，因此导致前侧构件1的剖面变形，吸收冲击能量，直至倾斜部分6的上末端处的下肋部13通过间隙δ1而与上肋部12邻接为止，如图9所示那样。
倾斜部分6上末端处的剖面的变形，是由在下壁4的两个侧部边缘部分4a、4b形成为薄弱部分的凹痕14所协助的，并由
焊接处M周围受热影响区域所协助，而上部构件与下部构件7、8就是被该焊接处连接在一起的。
在倾斜部分6的下末端，上肋部与下肋部12、13之间的间隙δ2、δ3被减到最小，在该末端处，前侧构件1的剖面变形被抑制为最小。
相应地，前侧构件1的倾斜部分6在上末端处被调整得适应于使下部构件8剖面大为变形，以吸收冲击能量，并在下末端处使得剖面变形被抑制，从而，在如图10中虚线所示无碰撞正常状态与实线所示碰撞状态之间，在倾斜部分6处的变形量，即倾斜部分6的上末端在下末端周围后退移动的量，就可被减小。在图10中，双点划线代表常规前侧构件的变形。
因此，在前侧构件1中，在下壁4由于碰撞而变形的同时，倾斜部分6的变形则在下壁3一侧由于增大的硬度而受到抑制，从而，沿着倾斜部分6延伸的仪表板Dp就被抑制后退，使得驾驶室或车厢C的变形减少。
朝着倾斜部分6之后延伸的地板构件2，在其中间部分处的加强构件16的中央肋部16b与上面之间，具有大的间隙δ4，且在接近横向构件17处具有最小的间隙，从而，就使得地板构件2由于碰撞受力矩Mm影响而在中间部分处剖面大为变形，导致其前部部分变形，朝下弯曲，因而就额外地吸收能量，使得对驾驶室的影响减小。
所以，在此实施例中，能量由于倾斜部分6的上末端处与地板构件2的中间部分处剖面变形而被有效吸收，就使得倾斜部分6下末端周围的上末端的后退移动减到最小，有效地减少了仪表板Dp的后退，而无需额外的构件例如加强件，因此就实现了重量轻的结构。
另外，在此实施例中，倾斜部分6的上壁3一侧配设了由倾斜部分6的下末端形成的上肋部12，它朝着上末端，以抑制由于来自前头的负荷而导致的剖面变形，且在下壁4一侧配设了由倾斜部分6的下末端形成的下肋部13，它朝着上末端，以促成由于来自前头的负荷而导致的剖面变形，这就使间隙δ1、δ2、δ3可在上肋部与下肋部12、13之间被调节，从而倾斜部分6的剖面变形就可被控制得有效地抑制仪表板Dp的后退。
在倾斜部分6的下末端处具有下壁后退防止机构18用以防止下壁4相对于上壁3而后退，从而，一旦下壁4先于上壁3而变形，下壁4相对于上壁3的后退就可被防止，这就可确保下壁4变形。
由铝合金铸件制造的前侧构件1重量轻。
作为上壁变形控制件的上肋部12和作为下壁变形控制件的下肋部13，均在倾斜部分6的封套剖面之内成一整体地构成，而不增加部件的数量，这样就改进了汽车车身组件工作的操作。
至少在倾斜部分6的上末端处，具有在下壁4的两侧边缘4a、4b处形成的凹痕14，其作为薄弱部分而协助倾斜部分6的剖面变形，使得对冲击能量的吸收增强。
剖面为倒U形的上部构件7和剖面为U形的下部构件8，被结合在一起而构成前侧构件1，使得上部构件与下部构件7、8相对变形的趋势加大，以便下部构件8剖面优先变形，从而，就能抑制倾斜部分6的后退，因而抑制仪表板Dp的后退。
上部构件7与上部构件8被具有发热影响的焊接处M所连接，从而相关的区域就薄弱，使得前侧构件1剖面变形的趋势加大。
下壁后退防止机构18被构造为上肋状突出部19与下肋状突出部20的联合体，上肋状突出部从倾斜部分6的后末端处的上壁3处下降，且下肋状突出部从倾斜部分6的后末端处的下壁4处上升，并抵靠着上肋状突出部19的前侧，这样就以简单的结构有效地防止下壁4后退，以达到使倾斜部分6的下末端变形减少，实现确保抑制仪表板Dp后退的目的。
《日本专利申请公开文本》第2003-16057号的内容在此一并作为参考。
尽管已用专门术语对本发明的实施例做了说明，但此种说明是例证性的，且可以理解的是，在不背离随后的权利要求书所述宗旨与范围的情况下，可对本发明加以修改和变动。

Claims (8)

1.一种汽车车身前部结构，包括顺汽车纵向方向延伸的前侧构件，该构件具有朝后下降的倾斜部分，该部分构造得剖面呈封套形式，带有上壁与下壁，上壁比下壁更具刚度。
2.如权利要求1所述的汽车车身前部结构，其特征在于：还包括第一控制件和第二控制件，第一控制件被构造得抑制倾斜部分的剖面变形，第二控制件被构造得促成倾斜部分的剖面变形。
3.如权利要求2所述的汽车车身前部结构，其特征在于：第一控制件包括形成于倾斜部分中的第一肋部。
4.如权利要求2所述的汽车车身前部结构，其特征在于：第二控制件包括形成于倾斜部分中的第二肋部。
5.如权利要求1所述的汽车车身前部结构，其特征在于：还包括后退防止机构，该机构被构造得防止下壁相对于上壁而后退。
6.如权利要求1所述的汽车车身前部结构，其特征在于：倾斜部分形成得在其上末端处带有处于下壁边缘上的薄弱部分。
7.如权利要求1所述的汽车车身前部结构，其特征在于：前侧构件包括含有上壁的上部通道构件和含有下壁的下部通道构件。
8.如权利要求1所述的汽车车身前部结构，其特征在于：前侧构件是轻合金铸件。
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