CN204688218U - 用于车辆的底盘组件和用于车辆的副车架 - Google Patents

用于车辆的底盘组件和用于车辆的副车架 Download PDF

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穆罕默德·里达·巴库什
萨伊德·戴维·巴尔巴特
贾梅尔·E.·贝尔瓦法
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Abstract

本实用新型提供了一种用于车辆的底盘组件，底盘组件包括：车架和副车架；由车架支撑的车身底部；连接副车架和车身底部的连接件；以及杠杆，杠杆由副车架延伸至车架以用于在正面碰撞期间当副车架相对车架旋转时对车架施加杠杆作用以使连接件与车身底部脱离。还提供了一种用于车辆的副车架。在本实用新型中，副车架相对车架的这种运动和连接件自车身底部的分离在正面碰撞期间吸收能量，并产生较柔和的脉冲和减小的车辆脉冲指数。

Description

用于车辆的底盘组件和用于车辆的副车架
技术领域
本实用新型涉及用于车辆的底盘组件和用于车辆的副车架。
背景技术
车辆，例如汽车，包括车架和由所述车架支撑的车身底部。车辆一般包括用于支撑车辆的发动机、传动系统和/或悬架的各类部件的副车架。副车架一般通过螺栓、焊接等安装到车辆的车身底部上。副车架自车身底部向着车辆的前保险杠向前延伸。
在车辆的正面碰撞(例如由“联邦机动车安全标准”(FMVSS)和“公路安全保险协会标准”(IIHS)定义的正面碰撞)期间，车辆的前部结构部件通过变形吸收能量。一些车辆的副车架没有被设计成可以自车身底部脱离。这种设计通常会需要额外的吸能部件和约束系统以在正面碰撞期间适当地处理能量。
其他副车架被设计成在正面碰撞中自车身底部脱离，以此改变正面碰撞期间的脉冲和车辆脉冲指数。可脱离副车架可以被设计成切断副车架和车身底部之间的连接；然而，这种切断会导致设计上的困难。这里仍然保留着设计一种在正面碰撞期间可以有效自车身底部脱离的副车架的可能性。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，提供一种用于车辆的底盘组件，在正面碰撞期间副车架可以有效地从车身底部脱离。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于车辆的底盘组件，底盘组件包括：
车架和副车架；
由车架支撑的车身底部；
连接副车架和车身底部的连接件；以及
杠杆，杠杆由副车架延伸至车架以用于在正面碰撞期间当副车架相对车架旋转时对车架施加杠杆作用以使连接件与车身底部脱离。
根据本实用新型的一个实施例，连接件是销，并且在正面碰撞期间，车身底部相对于销和杠杆易断。
根据本实用新型的一个实施例，连接件是销，销在副车架和车身底部之间沿销轴线延伸，其中，杠杆沿与销轴线相交的轴线伸长。
根据本实用新型的一个实施例，杠杆沿与连接件相交的轴线伸长。
根据本实用新型的一个实施例，车身底部是金属板。
根据本实用新型的一个实施例，金属板的厚度是0.7至1.5mm。
根据本实用新型的一个实施例，杠杆的高度是15至30mm。
根据本实用新型的一个实施例，杠杆的长度是50至150mm。
根据本实用新型的一个实施例，杠杆的宽度是20至75mm。
根据本实用新型的一个实施例，副车架包括连接至连接件的底座和相对底座向前向上延伸的臂。
根据本实用新型的一个实施例，杠杆设置在车架下方。
根据本实用新型的一个实施例，副车架由车架向前延伸，并且杠杆向后伸长。
根据本实用新型的一个实施例，连接件是延伸穿过副车架和车身底部的销。
根据本实用新型的一个实施例，该底盘组件还包括保险杠，其中副车架由车架向保险杠延伸。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于车辆的副车架，副车架包括：
基座，基座形成有孔，孔用于接收将基座连接至车辆的车身底部的销；
相对孔向前延伸的臂；以及
杠杆，杠杆相对孔向后伸长以用于在正面碰撞期间当副车架相对车辆的车架旋转时对车架施加杠杆作用以使销与车身底部分离。
根据本实用新型的一个实施例，孔围绕孔轴线延伸，杠杆沿与孔轴线相交的轴线伸长。
根据本实用新型的一个实施例，杠杆的高度是15至30mm。
根据本实用新型的一个实施例，杠杆的长度是50至150mm。
根据本实用新型的一个实施例，杠杆的宽度是20至75mm。
根据本实用新型的一个实施例，臂相对基座向前向上延伸。
本实用新型的有益效果在于，杠杆由副车架延伸至车架以用于在正面碰撞期间当副车架相对车架旋转时对车架施加杠杆作用以使连接件与车身底部脱离，副车架相对车架的这种运动和连接件自车身底部的分离在正面碰撞期间吸收能量，并产生较柔和的脉冲和减小的车辆脉冲指数。
附图说明
图1为包括底盘组件的车辆的一部分的仰视图，其中，底盘组件包括车架，由车架支撑的车身底部及连接至车身底部的副车架；
图2为包括具有车架的底盘组件的另一个实施例的车辆的一部分的仰视图，其中，车身底部支撑在车架上，副车架连接至车身底部；
图3为图1的车辆的一部分的侧视图，其中，副车架的杠杆由虚线表示；
图4为副车架的俯视图，其中，副车架包括一对杠杆及连接副车架至车身底部的一对连接件；
图5为副车架及连接至副车架的一个连接件的侧视图；以及
图6为副车架、车身底部的一部分及车架的一部分的侧视图，其中，副车架连接至车身底部，并且在正面碰撞之前，车架处于空载位置。
图7为在正面碰撞期间副车架相对车架旋转期间图6的侧视图，其中用箭头标示杠杆和车架之间的力及连接件上的力。
图8为在正面碰撞期间副车架相对车架继续旋转时图6的侧视图，其中连接件自车身底部脱离。
具体实施方式
参考附图，其中，贯穿这几个视图，相同数字表示相同的部件，车辆10包括底盘组件11，底盘组件包括车架12，由车架12支撑的车身底部14及连接至车身底部14的副车架16。参考附图6至图8，连接件18连接副车架16和车身底部14。如图8所示，在正面碰撞期间，当副车架16相对于车架12旋转时，杠杆20自副车架16延伸至车架12，用于对车架12施加杠杆作用以使连接件18与车身底部14脱离。具体地，参考图7，在正面碰撞期间，副车架16旋转(在图7中逆时针方向)，并且杠杆20施加力F1给车架12，其引起在连接件18上的反作用力F2。随着副车架16继续旋转(在图7中逆时针方向)，在连接件18上的力F2达到足够大的水平以使位于连接件18处的车身底部14断裂，如图8所示。换句话说，在正面碰撞期间，杠杆20对车架12施加杠杆作用直到连接件18从车身底部14上断裂下来。
副车架16的旋转及由杠杆20施加到车架12上的杠杆作用导致的连接件18自车身底部14的断裂会吸收正面碰撞期间的能量。这种旋转以及连接件18的最终断裂会缓和正面碰撞期间的脉冲并降低车辆脉冲指数。
车辆10可以为任何类型。例如，如附图所示，车辆10可以为汽车。汽车受到包括由“联邦机动车安全标准”(FMVSS)和“公路安全保险协会标准”(IIHS)制定的正面碰撞标准在内的各种标准的约束。由上述旋转及连接件18的断裂导致的正面碰撞期间脉冲的缓和及车辆脉冲指数的下降，会影响这些标准的测试。
参考附图1至图3，车架12支撑包括车身底部14和副车架16在内的车辆10的多个部件。此外，例如，参考附图1、图2和图6，副车架16支撑底板22，底板22可由金属板形成。在另一个示例中，车架12包括用于支撑车辆10的车身面板(未示出)的门梁24。
车架12可以包括具有任意适当横截面形状的多个纵梁26。车架12可以为任何形状，而不违背本公开的精神。例如，如附图1所示的车架12由液压成形，而如附图2所示的车架12为雪橇滑行板类型。车架12可以例如由钢、铝或任何适合的材料形成。
参考附图1、图2和图6至图8，车架12限定出平台28，平台28配置用于接收杠杆20。如附图6所示，平台28凹陷以接收杠杆20。当连接件18在正面碰撞期间断裂后，副车架16可以在相对车架12向后移动时沿平台28滑动。
副车架16支撑车辆10的发动机(未示出)、传动系统(未示出)和/或悬架(未示出)的各种部件。副车架16自车身底部14向着车辆10的前保险杠32向前延伸。副车架16可以例如由钢、铝或任何适合的材料形成。
参考附图4，副车架16包括底座34及自底座34延伸出的臂36。具体地，副车架16包括彼此间隔开且自副车架16的底座34延伸出的一对臂36。如附图6至图8所示，副车架16的延伸部可以安装在每个臂36上，并且副车架16的每个臂36连接至车辆10的前保险杠32。连接件18连接至底座34，如下进一步阐述。
如附图6至图8所示，每个臂36相对底座34向前向上延伸。具体地，每个臂包括当安装到车身底部14时大体上水平延伸的第一部分52及相对第一部分52向前向上延伸的第二部分54。如附图6至图8所示，每个臂36向上向前延伸的几何结构促使副车架16在正面碰撞期间旋转(附图6至图8中为逆时针方向)。在正面碰撞中，第一部分52和第二部分54可以相对彼此弯折。具体地，参考附图6至图8，在正面碰撞期间，第一部分52相对第二部分54旋转，并且第一部分52和/或第二部分54在该相对旋转中相对彼此弯折。
如前所述，连接件18连接副车架16和车身底部14。具体地，如附图1和图2所示，两个连接件18相互间隔开并且连接副车架16和车身底部14。两个连接件18可以完全相同。连接件18可以为，例如，穿过副车架16和车身底部14延伸的销38。参考附图6，销38沿副车架16和车身底部14之间的销轴线P延伸。
参考附图1和图2，副车架16的底座34形成有用于接收连接件18(例如，销38)的孔40，以将底座34连接至车辆10的车身底部14。臂36相对副车架16的孔40向前延伸，并且，如下进一步阐述，杠杆20相对副车架16的孔40向后延伸。换句话说，臂36关于车辆10相对孔40向前延伸，即，朝向车辆10的前部42延伸，并且杠杆20关于车辆10相对孔40向后延伸，即，朝向车辆10的与前部42相对的后部(未示出)延伸。
销38可以例如为螺栓44，螺栓44延伸穿过副车架16和车身底部14并且和螺母56螺纹啮合以将销38保持在副车架16和车身底部14上。在本实施例中，螺栓44沿销轴线P延伸穿过副车架16的孔40和车身底部14的孔46。除了销38，连接件18还可以为，例如，副车架16和车身底部14之间的焊接点、副车架16和车身底部14之间的铆钉、副车架16和车身底部14之间的任何形式的紧固件，等等。
车身底部14通过例如焊接点、紧固件等等由车架12支撑。如附图1至图2所示，车身底部14形成有孔46，当副车架16连接至车身底部14时，孔46对准副车架16的孔40的且用于接收连接件18(例如销38)。
车身底部14为金属板，例如钢板。车身底部14的金属板的厚度可以为0.7至1.5mm。可选地，车身底部14也可以为任何合适厚度的任何合适材料，而不违背本发明的精神。
如上所述，杠杆20自副车架16的底座34延伸出。具体地，如附图4所示，两根杠杆20自副车架16延伸出并且相互间隔开。附图中所示的杠杆20彼此相同。例如，附图中显示的是两根杠杆20自副车架16延伸出，然而，也可以采用任意数量(即，一根或多根)的杠杆20自副车架延伸。
如上所述，杠杆20相对孔40向后伸长。换句话说，当副车架16安装到车身底部14时，杠杆20自副车架16沿朝向车辆10后部的方向伸长。这种配置导致了在正面碰撞期间，当副车架16相对车架12旋转时杠杆20对车架12施加杠杆作用，以使连接件18自车身底部14脱离。
杠杆20固定至副车架16，并且与副车架16作为一个单元移动。杠杆20与副车架16可以是一体的，即，与副车架16形成为一个单元。可选地，杠杆20与副车架16分别形成，并且后续以任何合适的方式固定到副车架16。
杠杆20自副车架16延伸至车架12。具体地，杠杆20包括与副车架16的底座34间隔开的接触端48，用于在正面碰撞期间当副车架16相对车架12旋转时对车架12施加杠杆作用。杠杆20的接触端48可以邻接车架12或邻接压紧在接触端48和车架12之间的中间部件。例如，在附图中车身底部14压紧在接触端48和车架12之间。如附图6所示，接触端48包括在正面碰撞前与车身底部14间隔开的弯曲部分或者，可选地，沿着杠杆20的长度邻接车身底部14。例如，如附图7所示，在正面碰撞期间，接触端48邻接车身底部14，其中，车身底部14压紧在杠杆20和车架12之间。
杠杆20包括自副车架16的底座34延伸至杠杆20的接触端48的中间部分50。例如，中间部分50可以接触副车架16的底座34和杠杆20的接触端48之间的车身底部14。
杠杆20设置在车架12下方。如前所述，副车架16的臂36相对底座34向前向上延伸，使副车架16在正面碰撞期间旋转(附图6至图8中的逆时针方向)。按照这样，如附图6至图8所示，将杠杆20设置在车架12下方使得杠杆20在副车架16相对车架12的旋转中对车架12施加杠杆作用。
杠杆20和连接件18配置成使得在正面碰撞期间杠杆20施加在车架12上的杠杆作用产生力F2(如附图7所示)，其中力F2从车身底部14拉动连接件18。例如，在连接件18为销38的配置中，杠杆20对车架12的杠杆作用在正面碰撞期间产生沿销轴线P的力F2，以从车身底部14拉动销38。
例如，杠杆20沿与连接件18相交的轴线L延伸。具体地，例如，如图5最佳示出的，轴线L与销轴线P相交。因此，如附图7所示，当副车架16在正面碰撞期间旋转时，杠杆20对车架12施加力F1，力F1导致沿着销轴线P从车身底部14拉动销38的力F2。
孔40围绕孔轴线P.H.延伸。参考附图5，当孔40接收销38时，孔轴线P.H.与销轴线对准。如附图4和图5所示，杠杆20的轴线L可以与孔轴线P.H.相交。
杠杆20可以具有任何合适的尺寸以使杠杆20沿轴线L伸长。例如，杠杆20的高度为15至30mm(即，附图5中的竖直方向所示)，长度为50至150mm(即，附图5中的水平方向所示)，及宽度为20至75mm(即，附图5中垂直纸面的方向所示)。杠杆20为具有壁厚的中空件。
车架12和杠杆20在正面碰撞期间通常为刚性。换句话说，在正面碰撞期间，车架12和杠杆20通常不随副车架16旋转而发生变形。照此，在正面碰撞期间，在副车架16旋转期间杠杆20在车架12上施加杠杆作用时，接触端40处的力F1和销38处的力F2通常反向等大。
在正面碰撞期间，车身底部14相对连接件18和杠杆20易断。换句话说，在正面碰撞中副车架16旋转期间，位于连接件18处的车身底部14断裂而杠杆20或连接件18不断裂。例如，车身底部14被配置成在连接件18和杠杆20大量变形前断裂。车身底部14在断裂前弯折或变形，由此从正面碰撞中吸收能量。
如上，在正面碰撞期间的副车架16的操作如附图6至图8所示。如附图6所示，副车架16通过销38连接至车身底部14，并自车身底部14延伸至前保险杠32。杠杆20自副车架16延伸至车架12，其中杠杆20的接触端48与车架12相邻。如附图7所示，在正面碰撞期间，副车架16绕邻接车架12的接触端48旋转。在旋转期间，杠杆20在车架12上施加杠杆作用。这种杠杆作用通过杠杆20对车架12施加力F1以及对销38和车身底部14施加相反的力F2。
在正面碰撞中，副车架16被迫向后运动并且车身底部14在这种向后运动期间发生变形。进一步地，随着副车架16在正面碰撞期间旋转，力F2拉动销38离开车身底部14，这导致车身底部14的进一步变形。
如附图8所示，随着副车架16的继续旋转，销38处的力F2达到足以使销38处的车身底部14断裂的程度。这时，销38自车身底部14释放并且副车架16相对车架12向后运动。副车架16的向后运动和旋转、车身底部14的变形及车身底部14的断裂在正面碰撞中吸收能量。
本公开以说明的方式描述，且应当理解的是，所使用的术语旨在说明本公开的精神而非限制本公开。在上述教导下的多种对本公开的修改和变型都是可能的，并且可以以具体描述以外的方式实施本公开。

Claims (20)

1.一种用于车辆的底盘组件，其特征在于，所述底盘组件包括：
车架和副车架；
由所述车架支撑的车身底部；
连接所述副车架和所述车身底部的连接件；以及
杠杆，所述杠杆由所述副车架延伸至所述车架以用于在正面碰撞期间当所述副车架相对所述车架旋转时对所述车架施加杠杆作用以使所述连接件与所述车身底部脱离。
2.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，所述连接件是销。
3.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，所述连接件是销，所述销在所述副车架和所述车身底部之间沿销轴线延伸，其中，所述杠杆沿与所述销轴线相交的轴线伸长。
4.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，所述杠杆沿与所述连接件相交的轴线伸长。
5.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，所述车身底部是金属板。
6.根据权利要求5所述的底盘组件，其特征在于，所述金属板的厚度是0.7至1.5mm。
7.根据权利要求6所述的底盘组件，其特征在于，所述杠杆的高度是15至30mm。
8.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，所述杠杆的长度是50至150mm。
9.根据权利要求8所述的底盘组件，其特征在于，所述杠杆的宽度是20至75mm。
10.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，所述副车架包括连接至所述连接件的底座和相对所述底座向前向上延伸的臂。
11.根据权利要求10所述的底盘组件，其特征在于，所述杠杆设置在所述车架下方。
12.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，所述副车架由所述车架向前延伸，并且所述杠杆向后伸长。
13.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，所述连接件是延伸穿过所述副车架和所述车身底部的销。
14.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，还包括保险杠，其中所述副车架由所述车架向所述保险杠延伸。
15.一种用于车辆的副车架，其特征在于，所述副车架包括：
基座，所述基座形成有孔，所述孔用于接收将所述基座连接至所述车辆的车身底部的销；
相对所述孔向前延伸的臂；以及
杠杆，所述杠杆相对所述孔向后伸长以用于在正面碰撞期间当所述副车架相对所述车辆的车架旋转时对所述车架施加杠杆作用以使所述销与所述车身底部分离。
16.根据权利要求15所述的副车架，其特征在于，所述孔围绕孔轴线延伸，所述杠杆沿与所述孔轴线相交的轴线伸长。
17.根据权利要求15所述的副车架，其特征在于，所述杠杆的高度是15至30mm。
18.根据权利要求15所述的副车架，其特征在于，所述杠杆的长度是50至150mm。
19.根据权利要求18所述的副车架，其特征在于，所述杠杆的宽度是20至75mm。
20.根据权利要求15所述的副车架，其特征在于，所述臂相对所述基座向前向上延伸。
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