CN102555978B - 汽车车头及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车(1)的车头，其具有车头上部(2)、车头中部(3)和车头下部(4)。车头上部(2)具有引擎罩(5)和挡泥板(6、7)的前部以及前照灯(8、9)或转向信号灯。车头中部(3)具有碰撞能量吸收区域并具有在行驶方向(A)上的饰面元件。饰面元件与吸收碰撞能量的弹性结构(10)共同作用。吸收碰撞能量的弹性结构(10)可塑性变形。车头下部(4)具有前护板(12)，其中，车头下部(4)可弹性变形。

Description

汽车车头及汽车
技术领域
本发明涉及一种汽车的车头，其具有车头上部、车头中部和车头下部。车头上部具有引擎罩和挡泥板的前部、前照灯或转向信号灯。车头中部具有碰撞能量吸收区域并具有在行驶方向上的前护板。前护板与吸收碰撞能量的、弹性结构共同作用。该弹性结构可塑性变形。
背景技术
为此，由专利文献US6,467,822B1公开一种带有碰撞能量吸收结构的汽车，该碰撞能量吸收结构具有导流板。导流板可与保险杠一体化制造或安装在保险杠上。为了改善对行人的保护，这种导流板沿汽车的弹性被固定在汽车上的支撑物限制，其中，此支撑物以一段径向距离固定在导流板的后方。此导流板布置在前部散热器模块下方，而吸能结构在行驶方向上设置在前部散热器模块的中部区域中的前部散热器模块的前方。
这种汽车的车头被特殊布置以防止行人更严重的受伤。但是，这样设计的车头不能避免，行人的脚部在碰撞事故中首先被在汽车的车头下部的导流板擦伤，并也可能被夹在导流板和路面之间。
其中，在上身向引擎盖倾倒时会在膝关节上的纵韧带和十字韧带上出现很大的载荷，并附加地进行膝盖的极度弯曲。这能够在多个比较试验中借助一种在膝盖的韧带区域和膝盖的弯曲区域以及小腿和大腿上具有相应的测量仪器的人造腿部结构来确定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，在与行人碰撞的事故中降低膝部的载荷，并形成能在碰撞事故中更好地保护行人膝盖的汽车防护区(Fangbereich)。
此技术问题通过一种汽车的车头解决，该车头具有车头上部、车头中部和车头下部；其中，车头上部具有引擎罩和挡泥板的前部以及前照灯或转向信号灯，车头中部具有碰撞能量吸收区域并具有在行驶方向上的饰面元件，饰面元件与吸收碰撞能量的、弹性结构共同作用，该弹性结构可塑性变形，并且其中，车头下部具有前护板，并且可弹性变形。
这种汽车的车头具有这样的优点，即，由于车头下部的可弹性变形性，(在碰撞事故中首先被车头下部以与腿部区域的冲击力相同的力撞到的)行人的小腿和脚部反弹到对膝盖负载更有利的位置。在弹性变形后，车头下部的变形的部件直接反弹回原始的形状，并由此既减少了膝盖纵韧带的拉伸也减少了膝盖的弯折。
饰面元件优选设置在前部散热器模块的上部的、在行驶方向上的前方。
在另一种实施形式中，前护板遮盖住前部散热器模块的下部区域并设置在前部散热器模块的下方。
车头下部优选没有一些不可弹性变形的部件，尤其是吸气管接头、散热器格栅和雾灯。因此能够确保，在正面碰撞的交通事故中，只有可弹性变形地与汽车底盘共同作用的前护板布置在车头下部，并且在此区域内不再有妨碍性的、不可弹性变形的部件。
在另一种实施形式中，前护板具有弹性材料并横向于行驶方向地固定在吸收碰撞能量的车头中部。前护板的下部边缘区域却是自由悬挂的，因此前护板的弹性材料的弹性变形性能能够充分发挥作用。行人的脚和小腿区域被前护板的自由悬挂的并且弹性变形的材料以相同的冲击力(Wucht)向行驶方向反弹回去，因此可减轻膝关节的负载。
此外，在一种实施形式中规定，前护板具有弹性材料并弹性地支撑在汽车底盘上。在这种情况下，前护板的下部边缘不再自由下垂，而是具有附加的一些弹性部件，借助这些弹性部件，前护板弹性的支撑在汽车底盘上。这些弹性元件可以完全不同地设计，其中，在另一种实施形式中，在前护板和汽车底盘之间设置有弹性回复元件。弹性回复元件例如可以是U形预弯的钢板弹簧或弹簧夹或螺旋弹簧，其第一端部固定在汽车前护板的下部边缘上并且第二端部铰接地固定在汽车底盘上。
在本发明的另一种实施形式中，汽车底盘具有朝向前护板的横梁和吸收能量的碰撞盒，其中，弹性回复元件在行驶方向上设置在碰撞盒的前面。这具有的优点是，一方面防止行人在正面碰撞时受到更大的伤害，另一方面在与物体发生较严重的碰撞事故时和速度相应较高时，在弹性回复元件之后，吸收碰撞能量的碰撞盒发挥作用，之后其他装置，如前部散热器模块或其他模块才会受到正面碰撞事故的不利影响或受损。
此外，在一种实施形式中规定，在前护板和汽车底盘之间设置有一带有空心型材的、橡胶弹性的缓冲器。这种橡胶弹性的缓冲器是特别适合的，因为其弹性极好，却又能极快地回复到原始形状。这种快速的回复能力能够帮助避免膝关节的过载。
此外可行的是，在前护板和汽车底盘之间设置有由橡胶弹性的泡沫制成的缓冲器。这种泡沫橡胶元件能够被制成相对任意的形状，并能与前护板的形状相适配以及适应汽车底盘的结构要求。
在另一种实施形式中，在前护板和汽车底盘之间设置有横向于行驶方向的、带有空心型材的缓冲器，该缓冲器是橡胶弹性的并且长条形。这种长条形的、橡胶弹性的、软管形式的缓冲器的优点是，不具有不被橡胶弹性元件缓冲的空隙。除此之外还可行的是，设置具有橡胶弹性的泡沫或泡沫橡胶束的长条形的缓冲器来取代空心型材。
在另一种实施形式中，取代这种仅有弹性回复的技术解决方案，在前护板的下部边缘横向于行驶方向设置有软管状的安全气囊。这种形式的安全气囊的优点是，其不仅能将行人的脚和小腿在行驶方向上加速弹回，而且将行人的小腿和脚部区域向行驶方向进一步地弯曲，因此减小膝关节的弯折和膝关节上韧带的拉伸。
此外，本发明涉及一种带有按照所述实施形式的车头的汽车。按照本发明的汽车具有与按照本发明的车头相关的所述优点，在此为了避免重复不再赘述。
汽车可以设计成带有内燃机和/或电动机的轿车。
附图说明
参照附图进一步阐述实施形式。
图1是按照一种实施形式的汽车的车头的立体示意图；
图2是在撞击行人之前的、按照图1所示的汽车的车头的原理概略图；
图3是带有弹性材料制成的前护板的、按照图1所示的汽车的车头的原理概略图；
图4是带有附加的弹性回复元件的、按照图1所示的汽车的车头的原理概略图；
图5是带有附加的弹性橡胶的空心型材零件的、按照图1所示的汽车的车头的原理概略图；
图6显示的是带有附加的由泡沫橡胶制成的元件的、按照图1所示的汽车的车头的原理概略图；
图7显示的是带有附加的安全气囊的、按照图1所示的汽车的车头的原理概略图。
具体实施形式
图1显示按照一种实施形式的、轿车形式的汽车的车头的立体示意图。此汽车车头具有车头上部2、车头中部3和车头下部4。车头上部2具有引擎罩5和挡泥板6和7的前部以及前照灯8和9。车头中部具有在后续附图中显示的碰撞能量吸收区域并具有在行车方向A上的、遮盖碰撞能量吸收区域的前护板元件(例如散热器格栅)。
这种形式的前护板元件与吸收碰撞能量的、弹性的结构共同作用，并在所示的实施形式中、在行驶方向A上位于前部散热器模块的上部区域之前，如同在后续附图显示的那样。弹性的、吸收碰撞能量的结构在中部的区域是可塑性变形的。车头下部4具有前护板12，其在所示的实施形式中遮盖住前部散热器模块的下部并附加的布置在前部散热器模块的下方。前护板12在行驶方向A上与汽车底盘(如同在后续附图显示的那样)可弹性变形地共同作用。
图2概略显示在撞击行人之前的、按照图1所示的汽车的车头的原理图。在此显示的是模拟行人的灵活的测试腿30，该测试腿30在脚部区域27、小腿区域24、膝部关节区域25和大腿区域26具有测试点。借助这些测试点能够检测到脚部区域27在弯曲时以及小腿区域24和大腿区域26在膝部关节区域25弯曲时的载荷，并最终进一步检测到在汽车1车头碰撞时的韧带，尤其是膝部关节区域25的纵韧带的应变。
在这种测试腿30的碰撞试验中，已证实存在这种危险，脚部区域27在碰撞时会卡在车头的下方，引起膝部关节区域25的纵韧带的过度拉伸并使得膝部关节区域，尤其是纵韧带由于膝部关节区域25过大角度的弯曲而负载过大。结合图2显示汽车1的汽车车头，其中，可弹性变形并因此减少碰撞能量的吸收碰撞能量的弹性结构10在行驶方向A上位于横梁16的前方。
在车头下部4上设置有汽车底部结构13的碰撞盒17和弹性回复元件15，其中，在车头下部4处，前护板12和弹性回复元件15共同作用，该前护板在碰撞时首先受到小腿区域24和脚部区域27预紧，如虚线所示，但然后，前护板12可以沿箭头B的方向弹性回摆，以便不仅限制而且还及时减小前护板12撞击脚部区域27和小腿区域24的弹性回复力，并因此减轻膝部关节区域25的负载并防止脚部区域27的脚踝折断。位于碰撞盒17之前的这种弹性回复元件能够横向于行驶方向地、分布在汽车的车头下部4。
代替能自行吸收能量的并在较大碰撞力下塑性变形地并减少碰撞能量的碰撞盒17，与汽车底盘13连接的下部横梁可以将一些用于前护板弹性变形的弹性回复元件固定在车头下部。前护板12遮盖住前部散热器模块11的下部区域并在前部散热器模块11的下方延伸，以遮盖或装饰汽车底盘13。
图3概略显示的是带有由弹性材料制成的前护板的、按照图1所示的汽车的车头的原理图。在这种情况下，前护板固定在车头中部3的下方边缘28上，并自由下垂以遮盖前部散热器模块11的下部区域和汽车底盘13。由于在车头下部的隔离护板12的弹性属性，在碰撞到行人的小腿或脚部区域时，隔离护板12以与行人撞击到带有弹性的前护板的下部区域的冲击力相同的力在箭头方向B上回摆。
图4概略显示在车头下部4带有附加的弹性回复元件的、按照图1所示的汽车的车头的原理图，该弹性回复元件可以布置在下方边缘22和汽车底盘13之间。弹性回复元件例如可以是U形弯曲的钢板弹簧29或弹簧夹31或螺旋弹簧32，其在横向于行驶方向的多个点上支撑前护板12的下部边缘22。
图5概略显示带有附加的缓冲器18的、按照图1所示的汽车的车头的原理图，该缓冲器18具有弹性橡胶的空心型材19；缓冲器要么布置在前护板12的下方边缘22和汽车底盘13之间、横向与行驶方向的独立的点上，要么设计为沿着前护板12的下方边缘22长条形的橡胶弹性的橡皮管。其中，橡胶弹性的空心型材19的横截面为椭圆形。
图6概略显示带有附加的由橡胶弹性的泡沫橡胶制成的弹性元件20的、按照图1所示的汽车的车头的原理图。这种泡沫橡胶材质的元件20能够加工成与图5中所示的、橡胶弹性的空心型材一样的近似的椭圆形。此泡沫橡胶材料通过相应的阴影线在图6中标记出来。
图7概略显示在车头下部4的前护板12的下方边缘22上带有附加的安全气囊23的、按照图1所示的汽车的车头的原理图。在长条形的安全气囊23的上方，沿前护板12的下方边缘22，附加地在行驶方向A上前置有一弹性的泡沫橡胶材质的元件20，该元件20例如固定在车头下部4中的碰撞盒17上。在与行人碰撞时，不仅有弹性的回复力而且附加地安全气囊23沿箭头方向B向外摆动，这能有效地保护行人的脚。
附图标记
1汽车
2车头上部
3车头中部
4车头下部
5引擎罩
6挡泥板
7挡泥板
8前照灯
9前照灯
10吸收碰撞能量的弹性结构
11前部散热器模块
12前护板
13汽车底盘
15弹性回复元件
16横梁
17碰撞盒
18缓冲器
19空心型材
20泡沫橡胶
21长条形缓冲器
22下方边缘
23安全气囊
24小腿区域
25膝盖关节区域
26大腿区域
27脚部区域
28下方边缘
29U形弯曲的钢板弹簧
30测试腿
31弹簧夹
32螺旋弹簧

Claims (15)

1.一种汽车(1)的车头，其具有车头上部(2)、车头中部(3)和车头下部(4)，其中，
-所述车头上部(2)具有引擎罩(5)和挡泥板(6、7)的前部以及前照灯(8、9)或转向信号灯，
-所述车头中部(3)是碰撞能量吸收区域并具有在行驶方向(A)上的、与吸收碰撞能量的弹性结构(10)共同作用的饰面元件，并且其中，所述吸收碰撞能量的弹性结构(10)可塑性变形，其特征在于，所述车头下部(4)具有前护板(12)，并且其中，所述车头下部(4)可弹性变形，所述前护板(12)沿箭头B的方向弹性回摆。
2.按照权利要求1所述的车头，其特征在于，所述饰面元件在行驶方向(A)上位于前部散热器模块(11)的上部的前方。
3.按照权利要求2所述的车头，其特征在于，所述前护板(12)遮盖住前部散热器模块(11)的下部区域并设置在前部散热器模块(11)的下方。
4.按照以上权利要求之一所述的车头，其特征在于，所述车头下部(4)没有不可弹性变形的部件。
5.按照权利要求4所述的车头，其特征在于，所述不可弹性变形的部件从由吸气管接头、散热器格栅和雾灯组成的组中选出。
6.按照权利要求1或2所述的车头，其特征在于，所述前护板(12)具有弹性材料并横向于行驶方向(A)地固定在所述吸收碰撞能量的车头中部(3)，并且其下部边缘(22)自由悬挂。
7.按照权利要求1或2所述的车头，其特征在于，所述前护板(12)具有弹性材料并弹性地支撑在汽车底盘(13)上。
8.按照权利要求7所述的车头，其特征在于，在所述前护板(12)和所述汽车底盘(13)之间设置有弹性回复元件(15)。
9.按照权利要求7所述的车头，其特征在于，所述汽车底盘(13)具有朝向所述前护板(12)的横梁(16)和吸收能量的碰撞盒(17)，其中，所述弹性回复元件(15)在行驶方向(A)上固定在所述碰撞盒(17)前面。
10.按照权利要求7所述的车头，其特征在于，在所述前护板(12)和所述汽车底盘(13)之间设置有一橡胶弹性的具有空心型材(19)的缓冲器(18)。
11.按照权利要求7所述的车头，其特征在于，在所述前护板(12)和所述汽车底盘(13)之间设置有由橡胶弹性的泡沫(20)制成的缓冲器。
12.按照权利要求7所述的车头，其特征在于，在所述前护板(12)和所述汽车底盘(13)之间设置有横向于行驶方向(A)的橡胶弹性的长条形软管，所述长条形软管具有空心型材。
13.按照权利要求7所述的车头，其特征在于，在所述前护板(12)和所述汽车底盘(13)之间设置有一具有橡胶弹性的泡沫(20)的、长条形缓冲器(21)。
14.按照权利要求1或2所述的车头，其特征在于，在所述前护板(12)的下部边缘(22)设置有横向于行驶方向(A)的软管状安全气囊(23)。
15.一种汽车，其具有按照前述权利要求之一所述的车头。
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