CN1836956A - 车辆中立柱结构 - Google Patents

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Abstract

车身包括中立柱结构，该中立柱结构包括外加强件，该外加强件具有限定了一通道的外壁和两个侧壁。两个加强件位于该通道内，每个都刚性地将该外壁与相应的一个侧壁互相连接。张力板优选地将这两个侧壁互相连接。该中立柱结构其特征在于，沿着其高度的强度的连续性和所提高的对垂直压力载荷的抵抗。

Description

车辆中立柱结构
技术领域
本发明涉及一种车辆中立柱结构。
背景技术
客车通常包括有位于前后车门开口之间的中立柱，有时候也称作“B柱”。该中立柱通常从地板和车门槛板向上延伸到车顶。该中立柱通常支撑撞针，该撞针与前门弹簧锁相接合，以便可释放地将该前门保持在关闭位置。该中立柱通常也支撑以枢轴方式连接到后门的门铰链。从而，该中立柱提供了对前后车门以及车顶的支撑。此外，该中立柱可能遭受在车辆受到侧面碰撞的情况下施加给车门的冲击载荷。
典型中立柱在车门腰线(beltline)以上的横截面几何形状小于车门腰线之下的横截面几何形状，在某种程度上尽可能地减小透过车门窗的视觉障碍。此外，后门强化了上下铰链之间的中立柱结构，也就是说，后门结构加固了其与中立柱的连接点之间的中立柱。
发明内容
提供了一种车辆中立柱结构。该中立柱结构包括车身侧壁外构件，该车身侧壁外构件至少部分地限定了前门开口和后门开口。该车身侧壁外构件包括前门开口和后门开口之间的中立柱部分。中立柱外加强件与车身侧壁外构件的中立柱部分对准，并包括外壁和两个从外壁向车内侧延伸的侧壁。该外壁和两个侧壁一起限定了一通道。第一通道加强件位于通道内，并与外壁和两个侧壁之一连接。第二通道加强件位于通道内，并与外壁和另一个侧壁连接。
在优选实施例中，通道加强件之一在至少一部分后门上部铰链之下延伸，使得后门强度与该加强件相结合。
在示例性实施例中，中立柱结构包括一板，该板连接到这两个侧壁，以便至少部分地封闭该通道。从而该板提供外加强件的封闭横截面。当通过车顶遭受垂直载荷时，该板和通道加强件一起保持中立柱结构的横截面几何形状。
通过之下实施本发明的最佳实施方式的详细说明并参考附图，本发明的上述特征和优点以及其它的特征和优点将会更容易的表现出来。
附图说明
图1为依据所要求权利的发明的中立柱结构的展开透视示意图；
图2为图1的中立柱结构中的一部分的侧视示意图；
图3为在车门腰线之上沿水平面提取的图1中立柱结构的横截面示意图；
图4为沿垂直面提取的图1和图2中一部分中立柱结构的横截面示意图；以及
图5为中立柱结构的车外侧的局部剖面透视示意图。
具体实施方式
参考图1，示意性地示出了一种放大的车身侧壁结构10的展开图。该侧壁结构10包括车身侧壁外板14，该车身侧壁外板14包括下部分18、上部分22、前铰链立柱部分26、A柱部分30和中立柱部分34，该中立柱部分34通常垂直延伸来连接下部分18和上部分22。上部分22的部分38和下部分18的部分42与中立柱部分34一起部分限定了后门开口46。上部分22的部分50、下部分18的部分54、A柱部分30和前铰链立柱部分26与中立柱部分34一起限定了前门开口58。
中立柱结构62包括车身侧壁外板14的中立柱部分34、外加强件66、上侧内板70、下侧内板74、第一通道加强件78、第二通道加强件82和张力板86。
车身侧壁外板14的中立柱部分34限定有两个孔90。外加强件66限定有两个孔94，第一通道加强件78限定有两个孔98。参考图1和图2，外加强件66例如通过焊接方式连接到中立柱部分34，使得孔94与孔90对准。第一和第二通道加强件78、82例如通过焊接方式连接到外加强件66。第一通道加强件78上的孔98与孔90、94对准。
参考图3，其中相同的附图标记表示与图1和图2中相同的元件，外加强件66包括与车身侧壁外板的中立柱部分(图3中未示)邻接的外壁102。外加强件66限定了从外壁102向车内侧延伸的第一侧壁106。外加强件66也限定了与第一侧壁106间隔设置并且从外壁102向车内侧延伸的第二侧壁110。凸缘114、118从各自的侧壁106、110延伸出来。外壁102、第一侧壁106和第二侧壁110一起限定了通道122。
第一通道加强件78以由弧形部分134分开的两个部分126、130为特征。部分126例如通过焊接方式刚性地连接到侧壁106。部分130例如通过焊接方式刚性地连接到外壁102。从而，第一通道加强件78将外壁102和侧壁106充分地互相连接，从而在它们之间传递载荷而与载荷方向无关。类似地，第二通道加强件82具有由弧形部分146分开的两个部分138、142。部分138例如通过焊接方式刚性地连接到侧壁110。部分142例如通过焊接方式刚性地连接到外壁102。从而，第二通道加强件82将外壁102和侧壁110充分地互相连接，从而在它们之间传递载荷而与载荷方向无关。
通道加强件78、82优选由超高强度钢成型，从而具有比外加强件66高很多的强度。再次参考图2，车辆包括后门组件148和前门组件150。后门组件148包括内板154，该内板154至少部分地限定了车窗开口158，后门车窗162延伸通过该车窗开口158。内板154通过上部铰链163和下部铰链164连接到中立柱结构62。后门组件148的特征在于腰线166，该腰线166对应于车窗开口158的下沿(lower extent)。前门组件150包括内板170，该内板170至少部分地限定了车窗开口174，前门车窗178通过该车窗开口174延伸。前门组件150的特征在于腰线182，该腰线182对应于车窗开口174的下沿。前门组件150通过铰链(图中未示)连接到如图1中26所示的前铰链立柱部分。腰线182和腰线166的垂直高度基本相同。
通道加强件78、82从腰线166、182以上、在接近车顶(图中未示)的车身侧壁外板14的上部分22处延伸到腰线166、182之下。在所示出的实施例中，第一通道加强件78延伸到后门上部铰链163的上沿(upper extent)183之下，也就是延伸成低于后门上部铰链163的上沿183，以便使后门组件148的强度与腰线以上的通道加强件78结合。参考图2和图4，后门上部铰链163利用螺纹紧固件比如螺栓184安装到车身侧壁外板14的车外侧，该螺栓184分别穿过上部铰链163中的孔185、车身侧壁外板14中的孔90、外加强件66中的孔94、第一通道加强件78中的孔98和螺母板190中的螺母187。
从而，所示实施例中的通道加强件78充分向下延伸，使其成为“金属层叠结构”的一部分，铰链163在“金属层叠结构”上安装到该中立柱结构。
参考图1和图2，后门下部铰链164利用机械紧固件安装到车身侧壁外板14的车外侧表面上，该机械紧固件穿过车身侧壁外板14中的孔194、外加强件66中的孔198和螺母板206上的螺母202。
用于接合前门组件150上的弹簧锁(图中未示)的撞针(图中未示)利用机械紧固件安装到中立柱结构62，该机械紧固件延伸穿过车身侧壁外板14上的孔210、外加强件66上的孔214和螺母板222上的螺母218。
再次参考图3，张力板86例如通过焊接方式刚性连接到凸缘114、118，延伸跨越通道122的开口端，由此封闭了通道122的一部分。上侧内板70限定了通道226，并且临近于凸缘114、118焊接到张力板86，使得张力板86位于上侧内板70和外加强件66之间，并分隔通道122、226。在所示实施例中，张力板的位置设置为从腰线166、182之下延伸到腰线166、182以上，但是张力板86安装的最佳高度可以随车辆特征比如中立柱的尺寸、不连续性、曲率(即内倾)等等而变化。
在通过车顶施加垂直载荷的情况下，张力板86使中立柱结构62的横截面几何形状保持稳定。特别是，张力板86在横截面上基本是成直线地从凸缘114延伸到凸缘118。当中立柱结构受到垂直压力载荷的时候，张力板86通过阻止凸缘114、118的分离来阻止中立柱结构62的横截面几何形状变平，由此张力板86承受张力载荷。从而张力板86防止通道加强件78、82转动，使得它们的强度可用来抵抗中立柱结构的变形。
参考图5，其中相同的附图标记表示与图1至图4中相同的元件，示意性地示出了中立柱结构62的车外侧，车身侧壁外板14的中立柱部分的一部分被去除了。外加强件66限定了工程强度间断部，比如凹槽186。凹槽186位于后门下部铰链之下，用来在车辆受到水平载荷的情况下提供接近中立柱结构62的基座位置的变形起始部。
再次参考图1，在一个示例性实施例中，上侧内板70的厚度大约为1.6毫米，由DP800材料(也就是极限强度为780MPa的双相钢)成型；张力板86的厚度大约为0.8毫米，屈服强度大约为340MPa；通道加强件78、82的厚度大约为1.5毫米，由DP1000材料(也就是极限强度为980MPa的双相钢)成型；外加强件66的厚度大约为1.8毫米，屈服强度大约为210MPa。
在已经详细说明实施发明的最佳实施方式的同时，与本发明技术领域相关的专业人员将会意识到在所附权利要求的范围内实施本发明的各种替代设计方案和实施方式。

Claims (14)

1、一种车身，包括：
车身侧壁板，其具有至少部分地限定了前门开口和后门开口的中立柱部分；
中立柱外加强件，连接到中立柱部分，并具有外壁、从该外壁向车内侧延伸的第一侧壁和从该外壁向车内侧延伸的第二侧壁，其中，该外壁和第一、第二侧壁限定了外加强件通道；
第一通道加强件，位于外加强件通道内，并且刚性地将第一侧壁和外壁相互连接；以及
第二通道加强件，位于外加强件通道内，并且刚性地将第二侧壁和外壁相互连接。
2、如权利要求1所述的车身，还包括车门铰链；以及其中，第一通道加强件在该车门铰链的至少一部分之下延伸。
3、如权利要求2所述的车身，其中，外加强件限定有第一孔，第一通道加强件限定有第二孔，铰链限定有第三孔；并且，车身还包括至少一个延伸穿过第一、第二和第三孔的紧固件。
4、如权利要求1所述的车身，其中，外加强件在第一和第二通道加强件之下限定有变形起始部。
5、如权利要求4所述的车身，其中，所述变形起始部为凹槽。
6、如权利要求1所述的车身，其中，所述外加强件限定有从第一侧壁延伸出的第一凸缘和从第二侧壁延伸出的第二凸缘；并且，所述车身还包括将第一凸缘和第二凸缘刚性地互相连接的张力板，所述张力板在横截面上基本上成直线地从所述第一凸缘延伸到所述第二凸缘。
7、如权利要求6所述的车身，还包括中立柱内板，该中立柱内板限定有内板通道，该中立柱内板相对于张力板定位，使得张力板分隔开所述外加强件通道和内板通道。
8、如权利要求1所述的车身，其中，所述第一和第二通道加强件包括具有第一强度的材料；并且，所述外加强件包括具有第二强度的材料，第二强度比第一强度小。
9、如权利要求1所述的车身，其中，所述外加强件限定有从第一侧壁延伸出的第一凸缘和从第二侧壁延伸出的第二凸缘；
所述车身还包括：在横截面上基本上成直线地从所述第一凸缘延伸到所述第二凸缘的张力板；限定了车窗开口的车门，该车窗开口以其下沿为特征；以及至少一个将车门和中立柱结构相互连接的铰链；
所述第一和第二通道加强件和所述张力板在车窗开口的下沿之上和之下延伸。
10、一种车身，包括：
中立柱，该中立柱包括：
车身侧壁板，其具有至少部分地限定了前门开口和后门开口的中立柱部分；
中立柱外加强件，连接到中立柱部分，并具有外壁、从该外壁向车内侧延伸的第一侧壁和从该外壁向车内侧延伸的第二侧壁，其中，该外壁和第一、第二侧壁限定了一通道；
第一通道加强件，位于该通道内，并且刚性地将第一侧壁和外壁相互连接；以及
第二通道加强件，位于该通道内，并且刚性地将第二侧壁和外壁相互连接；
限定了车窗开口的车门，该车窗开口以其下沿为特征；以及
至少一个铰链，其将车门和中立柱结构相互连接；
其中，所述第一和第二通道加强件在车窗开口的该下沿之上和之下延伸。
11、如权利要求10所述的车身，其中，所述第一通道加强件在所述至少一个铰链之下延伸。
12、如权利要求10所述的车身，其中，所述外加强件包括从第一侧壁延伸出的第一凸缘和从第二侧壁延伸出的第二凸缘；并且，车身还包括连接到第一凸缘和第二凸缘的张力板。
13、如权利要求12所述的车身，其中，所述张力板在车窗开口的下沿之上和之下延伸。
14、一种车身，包括：
中立柱，该中立柱包括：
车身侧壁板，其具有至少部分地限定了前门开口和后门开口的中立柱部分；
中立柱外加强件，连接到中立柱部分，并具有外壁、从该外壁向车内侧延伸的第一侧壁、从该外壁向车内侧延伸的第二侧壁、从第一侧壁延伸出的第一凸缘和从第二侧壁延伸出的第二凸缘，该外壁和第一、第二侧壁至少部分的限定了一通道；
第一通道加强件，位于该通道内，并且刚性地将第一侧壁和外壁相互连接；以及
第二通道加强件，位于该通道内，并且刚性地将第二侧壁和外壁相互连接；
张力板，基本刚性地连接到所述第一凸缘和所述第二凸缘，并且在横截面上基本上成直线地延伸跨越该通道；以及
限定了车窗开口的车门，该车窗开口以其下沿为特征；
其中，所述第一通道加强件和所述张力板中的每一个都在车窗开口的下沿之上和之下延伸。
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