CN204956654U - 车身结构和吸收后端碰撞载荷的车身结构 - Google Patents

车身结构和吸收后端碰撞载荷的车身结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种车身结构，包括：保险杠；与所述保险杠竖直地对齐的备用轮胎室；以及一对后纵梁，具有与所述保险杠竖直地对齐的后段以及竖直地偏置在所述后段之上的中间段，其中，在后端碰撞中，所述后段将所述备用轮胎室的后部向下旋转至所述保险杠之下。还提供了一种吸收后端碰撞载荷的车身结构和另外一种车身结构。在50mph、70％偏置的移动可变形障碍物(MDB)后部撞击测试之后，包括备用轮胎的备用轮胎室向下弯转以产生增加的挤压空间并且中间段被向上升高以减小对乘客室的侵入程度。

Description

车身结构和吸收后端碰撞载荷的车身结构
技术领域
本公开涉及在后端碰撞中预先设置备用轮胎旋转以提供额外的挤压空间的车辆的后纵梁结构。
背景技术
根据当前的机动车辆安全标准，机动车在50英里/时(MPH)、70％偏置的移动可变形障碍物(MDB)后部撞击测试中被测试。测试的目的是测试燃料系统在后部碰撞中的完整性。在测试过程中，车辆后部的70％被速度为80km/h的1368kg的可变形障碍物撞击。
通过MDB测试的一个重要的因素是在车辆中提供充足的挤压空间以吸收撞击的力。一个可能的解决方案是减小燃料箱的体积但是这是不被期望的，因为它减小了在重新加油之间的车辆的范围。在许多车辆设计中，备用轮胎在后行李箱底板下面被附接至车辆。备用轮胎减少了可利用的挤压空间并且导致燃料箱产生额外的变形、较高的塑性张力以及增加的压力。在MDB测试中，备用轮胎通常横向地被挤在挤压区中并且减少可利用的挤压空间。
参照图1，车辆的后梁“R”在侧视图中被示出。后梁与挤压罐“C”和后保险杠“RB”在相同的高度对齐并且在乘客室的框架“F”之上大约137mm。这种布置造成了备用轮胎在MDB测试中被横向地挤压。
本公开针对解决以上问题和以下概括的其他问题。
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为车辆在后碰撞中提供足够的挤压空间。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种车身结构，包括：
保险杠；
与保险杠竖直地对齐的备用轮胎室；以及
一对后纵梁，具有与保险杠竖直地对齐的后段以及竖直地偏置在后段之上的中间段，其中，在后端碰撞中，后段将备用轮胎室的后部向下旋转至保险杠之下。
根据本实用新型的一个实施例，后纵梁包括从中间段延伸至门槛板的前段，门槛板设置在保险杠的竖直高度之下。
根据本实用新型的一个实施例，前-中间弯头在后纵梁中于前段和中间段的相遇处形成，其中，中间-后弯头在后纵梁中于中间段和后段的相遇处形成，并且其中，在后端碰撞中，中间段被构造成在前-中间弯头与中间-后弯头之间被向上推动。
根据本实用新型的一个实施例，前-中间弯头形成前应力源，前应力源将中间段预先设置成在后端碰撞中被升高。
根据本实用新型的一个实施例，中间-后弯头形成后应力源，后应力源将后纵梁预先设置成在后端碰撞中在相对于中间段的向下弯转运动中弯曲。
根据本实用新型的一个实施例，中间-后弯头形成后应力源，后应力源将后纵梁预先设置成在后端碰撞中在相对于中间段的向下弯转运动中弯曲。
根据本实用新型的一个实施例，备用轮胎被设置在在备用轮胎室中的水平面内并且在后端碰撞中旋转至备用轮胎的后部在备用轮胎的前部之下的位置。
根据本实用新型的一个实施例，包括备用轮胎的备用轮胎室的竖直重心设置在中间段之下。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种吸收后端碰撞载荷的车身结构，包括：
接收载荷的保险杠；
后纵梁，包括后段和设置在后段之上的中间段；以及
附接至后纵梁之间的结构的备用轮胎，其中载荷在中间段和后段的接合处使后纵梁弯曲以将备用轮胎的后部向下移动至中间段之下。
根据本实用新型的一个实施例，后纵梁各自还包括设置在中间段之下并且向下延伸至门槛板的前段，其中，传递至中间段的载荷在中间段与前段的接合处将后纵梁升高以减小对乘客室区域的侵入程度。
根据本实用新型的一个实施例，在前段与中间段的接合处的前-中间弯头形成前应力源，前应力源将中间段预先设置成在后端碰撞中被升高。
根据本实用新型的一个实施例，在后段与中间段的接合处的中间-后弯头形成后应力源，后应力源将后纵梁预先设置成在后端碰撞中在相对于中间段的向下弯转运动中弯曲，以增加对保险杠的碰撞可利用的挤压空间的量。
根据本实用新型的一个实施例，在后段与中间段的接合处的中间-后弯头形成应力源，应力源将后纵梁预先设置成在后端碰撞中在相对于中间段的向下弯转运动中弯曲。
根据本实用新型的又一方面，提供了一种车身结构，车身结构用于在后端碰撞中吸收载荷，车身结构包括：
最初接收载荷的保险杠梁；以及
附接至保险杠梁的后纵梁，后纵梁各自包括设置在前段之上的中间段，其中，传递至中间段的载荷将后纵梁预先设置成在中间段与前段的接合处被升高以减小对乘客室区域的侵入程度。
根据本实用新型的一个实施例，前段向下延伸至门槛板。
根据本实用新型的一个实施例，在前段与中间段的接合处的弯头形成应力源，应力源将中间段预先设置成在后端碰撞中被升高。
根据本实用新型的一个实施例，后纵梁的前段、中间段和后段的竖直的横截面是相同的。
根据本公开的一个方面，公开了一种车身结构，其包括后保险杠梁、备用轮胎、以及一对后纵梁。后纵梁各自具有与保险杠竖直地对齐的后段以及竖直地偏置在后段之上的中间段。备用轮胎的直径与保险杠梁竖直地对齐。在后端碰撞中，备用轮胎旋转，后段将备用轮胎的后部向下移动至后保险杠梁之下。
根据本实用新型的另一方面，公开了一种车身结构，其用于吸收在后端碰撞中的载荷。车身结构包括接收载荷的保险杠梁和两个后纵梁，后纵梁各自包括后段和设置在后段之上的中间段。备用轮胎设置在后纵梁之间。来自后端碰撞的载荷使后纵梁在中间段与后段的接合处弯曲以将备用轮胎的后部向下移动至中间段之下。
根据本公开的又一方面，公开了一种车身结构，其用于吸收在后端碰撞中的载荷。车身结构包括最初地接收载荷的保险杠梁和附接至保险杠梁的一对后梁。后梁各自包括设置在前段之上的中间段。来自后端碰撞的载荷使后纵梁在中间段和前段的接合处升高以减少对乘客室区域的侵入程度。
根据本公开的其他可替代的方面，后纵梁可包括从中间段延伸至门槛板的前段，门槛板设置在保险杠的竖直高度之下。弯头可在前段和中间段相遇处于后纵梁中形成，其中在后部碰撞中，中间段被构造成在弯头处被向上推动。备用轮胎的竖直重心被设置在中间段之下。
后纵梁的前段、中间段和后段的横截面可为相同的。弯头可设置在前纵梁段和中间段的接合处，其形成应力源，该应力源将中间段预先设置成在后端碰撞中被升高。第二弯头可设置在后纵梁段和中间段的接合处其，形成应力源，该应力源将后梁预先设置成在碰撞中在相对于中间段的向下弯转运动中弯曲。
备用轮胎可被设置在水平面中，其在后端碰撞中旋转至备用轮胎的后端被移动到轮胎前端之下的位置。
本实用新型的有益效果在于，在后端碰撞中，后纵梁的后段将备用轮胎室的后部向下旋转至保险杠之下，从而提供了额外的挤压空间。
附图说明
图1是示出了现有技术的后纵梁、轮罩和保险杠组件的车辆的不完整侧视图。
图2是示出了轮罩、保险杠组件和根据本公开制造的后纵梁的车辆的不完整侧视图。
图3是示出了轮罩、保险杠组件和根据本公开制造的后纵梁的车辆的不完整仰视立体图。
图4A至4D是示出了轮罩、保险杠组件和根据本公开制造的后纵梁在后端碰撞期间四个不同的时间间隔的车辆的一系列侧视图。
图5A是图1中所示的现有技术设计在后端碰撞之后的仰视平面图。
图5B是示出了根据图2的实施例制造的后纵梁在后端碰撞之后的仰视平面图。
具体实施方式
示出的实施例参照附图被公开。然而，应当理解的是公开的实施例意在仅仅是可以各种替代形式被实施的实例。附图不一定按照比例并且一些部件可被放大或缩小以展示特定部件的细节。公开的具体的结构性和功能性的细节不被解释为限制性，而是作为用于教导本领域的技术人员如何实践本公开概念的代表性基础。
参照图2，通常由参考标号10表示的车身被部分地示出，其包括后保险杠梁12或保险杠、备用轮胎室16、后纵梁18以及轮罩20。本公开的设计相比于图1中的现有技术的结构的修改涉及后纵梁18的结构。后纵梁18包括前部/后纵梁22或前段、中间/后纵梁24或中间段以及后部/后纵梁26或后段。
前段22从门槛板28延伸至中间段24。中间段24沿水平方向从前段22延伸至后段26。在图2中示出的实施例中，中间段24在乘客室的框架的中心线之上171mm。前部/中间弯头30，在本文中也可指前部接合处或前部应力源(stressriser)，被设置在前段22和中间段24之间。备用轮胎32在图2中以虚线示出。
中间/后弯头36，在本文中也可称为中间/后接合处或后部应力源，被设置在中间段24和后段26的接合处。在改进的设计中，燃料箱38位于前段22、前部/中间弯头30和中间段24的区域中的轮罩20之间。由于相较于现有技术(如图1中所示)燃料箱在车辆中处于更靠后的位置，在燃料箱38和后保险杠梁12之间存在对增加挤压空间的更大的需要。
参照图3，车辆10的后部被示出，其包括后保险杠梁12和备用轮胎室16。后纵梁18被示出包括前段22、中间段24以及后段26。后纵梁18横跨轮罩20并且在它的前端被连接至门槛板28。前部应力源30被设置在前段22和中间段24之间并且后应力源36被设置在中间段24和后段26之间。
图3是仰视立体图且示出了连接在前子框架臂连接件42和后子框架臂连接件44之间的后子框架臂40。前子框架连接件42靠近门槛板28被固定至后纵梁18。后子框架臂连接件44刚好在后应力源36的前面被连接至后纵梁18。后子框架壁40提供额外的强度并且在横跨前段22和中间段24的区域加强后纵梁18。后子框架臂40在后应力源36的前面加强后纵梁18并且有助于在后部碰撞中允许后段26向下弯转(hinge)，这将在下文中参照图4A至4D更加具体地描述。
参照图4A至4D，施加至图2中所示的车身的一系列后部碰撞CAE模拟被示出。图4A示出了在后端碰撞之前零毫秒的后纵梁组件。图4B示出了在后端碰撞之后20毫秒的后纵梁结构，图4C示出了在后端碰撞之后60毫秒的后纵梁结构组件，以及图4D示出了在后端碰撞之后120毫秒的后纵梁组件。
在图4A至4D中被示出的车辆的各部分包括后纵梁18、轮罩20和后保险杠12。后纵梁包括前部/后纵梁22，中间/后纵梁24和后部/后纵梁26。前部/中间弯头30被设置在前段22和中间段24之间。中间/后弯头36被设置在中间段24和后端26之间。
参照图4A，在后端碰撞之前，备用轮胎室16从后纵梁18的后端延伸至在中间段24上的中间位置。乘客室通常地用参考标号48表示并且位于门槛板28之上和轮罩20的前面。
参照图4B，在20毫秒时间点的后端碰撞的结果被示出，在此时，后保险杠12被撞击并且造成在后应力源36处的最初的弯曲。在此时间点，备用轮胎室16被示出此时开始被旋转或被向下弯转。
参照图4C，在60毫秒时间点的后端碰撞的结果被示出，在此时，在前部/中间弯头30处的偏置和在中间/后弯头36的处的偏置造成后纵梁在前应力源30和后应力源36处变形。包括备用轮胎32的备用轮胎室16被旋转以将备用轮胎室16的后部50移动到备用轮胎室16的前部52之下。
参照图4D，在120毫秒时间点的后端碰撞的结果被示出，轮胎被旋转至更大程度。备用轮胎室16的后部50被示出在备用轮胎室16的前部52的下面。还如图4D所示，后纵梁18中的双弯头造成前部/后纵梁22相对于门槛板28弯转，造成中间/后纵梁24或中间段在后端碰撞事件期间升高。升高该中间/后纵梁导致相较于如图1中所示的现有技术更少地侵入乘客室48。
参照图5A，示出了在50mph、70％偏置的移动可变形障碍物(MDB)后部撞击测试之后如图1中所示的根据现有技术设计制造的车辆10。备用轮胎32被示出被轴向地压缩在保险杠梁12和后轴53之间。备用轮胎32的前部54被示出接合后轴53并且备用轮胎32的后部56被示出被保险杠12接合。备用轮胎32保持在与后保险杠12对齐的水平方向上。在模拟测试中原始的保险杠位置与后轴53之间的挤压空间是254mm。
参照图5B，示出了在50mph、70％偏置的移动可变形障碍物(MDB)后部撞击测试之后的根据图2中的实施例制造的车辆10。备用轮胎32被示出旋转(或向下弯转)成使得备用轮胎32的前部54旋转到备用轮胎32的后部56之上。在模拟测试中，原始的保险杠位置与后轴53之间的挤压空间是371mm。图2的实施例的挤压空间的增加相比较图5A中所示的设计预计增加45％以上。
以上描述的实施例是具体的实例，未描述本公开的所有可能的形式。所举例说明的实施例的特征可被组合以形成本公开概念的进一步实施例。在说明书中使用的文字是描述性文字而非限制性。以下权利要求的范围宽于具体公开的实施例并且还包括所举例说明的实施例的修改。

Claims (17)

1.一种车身结构，其特征在于，包括：
保险杠；
与所述保险杠竖直地对齐的备用轮胎室；以及
一对后纵梁，具有与所述保险杠竖直地对齐的后段以及竖直地偏置在所述后段之上的中间段，其中，在后端碰撞中，所述后段将所述备用轮胎室的后部向下旋转至所述保险杠之下。
2.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述后纵梁包括从所述中间段延伸至门槛板的前段，所述门槛板设置在所述保险杠的竖直高度之下。
3.根据权利要求2所述的车身结构，其特征在于，前-中间弯头在所述后纵梁中于所述前段和所述中间段的相遇处形成，其中，中间-后弯头在所述后纵梁中于所述中间段和所述后段的相遇处形成，并且其中，在后端碰撞中，所述中间段被构造成在所述前-中间弯头与所述中间-后弯头之间被向上推动。
4.根据权利要求3所述的车身结构，其特征在于，所述前-中间弯头形成前应力源，所述前应力源将所述中间段预先设置成在后端碰撞中被升高。
5.根据权利要求4所述的车身结构，其特征在于，所述中间-后弯头形成后应力源，所述后应力源将所述后纵梁预先设置成在后端碰撞中在相对于所述中间段的向下弯转运动中弯曲。
6.根据权利要求3所述的车身结构，其特征在于，所述中间-后弯头形成后应力源，所述后应力源将所述后纵梁预先设置成在后端碰撞中在相对于所述中间段的向下弯转运动中弯曲。
7.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，备用轮胎被设置在在所述备用轮胎室中的水平面内并且在后端碰撞中旋转至所述备用轮胎的后部在所述备用轮胎的前部之下的位置。
8.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，包括备用轮胎的所述备用轮胎室的竖直重心设置在所述中间段之下。
9.一种吸收后端碰撞载荷的车身结构，其特征在于，包括：
接收载荷的保险杠；
后纵梁，包括后段和设置在所述后段之上的中间段；以及
附接至所述后纵梁之间的结构的备用轮胎，其中所述载荷在所述中间段和所述后段的接合处使所述后纵梁弯曲以将所述备用轮胎的后部向下移动至所述中间段之下。
10.根据权利要求9所述的车身结构，其特征在于，所述后纵梁各自还包括设置在所述中间段之下并且向下延伸至门槛板的前段，其中，传递至所述中间段的所述载荷在所述中间段与所述前段的接合处将所述后纵梁升高以减小对乘客室区域的侵入程度。
11.根据权利要求10所述的车身结构，其特征在于，在所述前段与所述中间段的接合处的前-中间弯头形成前应力源，所述前应力源将所述中间段预先设置成在后端碰撞中被升高。
12.根据权利要求11所述的车身结构，其特征在于，在所述后段与所述中间段的接合处的中间-后弯头形成后应力源，所述后应力源将所述后纵梁预先设置成在后端碰撞中在相对于所述中间段的向下弯转运动中弯曲，以增加对所述保险杠的碰撞可利用的挤压空间的量。
13.根据权利要求9所述的车身结构，其特征在于，在所述后段与所述中间段的接合处的中间-后弯头形成应力源，所述应力源将所述后纵梁预先设置成在后端碰撞中在相对于所述中间段的向下弯转运动中弯曲。
14.一种车身结构，所述车身结构用于在后端碰撞中吸收载荷，其特征在于，所述车身结构包括：
最初接收载荷的保险杠梁；以及
附接至所述保险杠梁的后纵梁，所述后纵梁各自包括设置在前段之上的中间段，其中，传递至所述中间段的所述载荷将所述后纵梁预先设置成在所述中间段与所述前段的接合处被升高以减小对乘客室区域的侵入程度。
15.根据权利要求14所述的车身结构，其特征在于，所述前段向下延伸至门槛板。
16.根据权利要求14所述的车身结构，其特征在于，在所述前段与所述中间段的接合处的弯头形成应力源，所述应力源将所述中间段预先设置成在后端碰撞中被升高。
17.根据权利要求14所述的车身结构，其特征在于，所述后纵梁的所述前段、所述中间段和所述后段的竖直的横截面是相同的。
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