CN106275082A - 管理偏移的正面施加的负载的汽车车架纵梁加强构件 - Google Patents

Abstract

一种车辆包括车身结构和车架纵梁组件。车架纵梁组件沿着纵向中心线从隔板向前延伸。车架纵梁组件包括加强构件和限定纵梁轴线的车架纵梁。车架纵梁限定纵向延伸的接缝，且车架纵梁沿着纵向中心线从隔板向前延伸。车架纵梁进一步限定端部部分。加强构件在端部部分处被固定到车架纵梁以增加车架纵梁在端部部分处的刚度。加强构件配置为限制在接缝处的、横向于纵梁轴线的、由施加到车架纵梁的端部部分并从纵向中心线横向偏移的负载引起的应力。

Description

管理偏移的正面施加的负载的汽车车架纵梁加强构件

技术领域

本发明总体上涉及一种车辆的车身结构的车架纵梁组件的加强构件。

背景技术

车辆包括某种形式的车身结构，该车身结构通常包括一对从隔板向前延伸的横向偏移的车架纵梁。包括承载梁的保险杠结构可被附接到车架纵梁的前向端。在偏移的正面施加的负载的情况下，其中负载被施加到车辆的前拐角，所施加的负载可被传递或传送到相邻的车架纵梁。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种车辆。该车辆包括沿着纵向中心线延伸的车身结构。车身结构包括隔板和车架纵梁组件。车架纵梁组件沿着纵向中心线从隔板向前延伸。车架纵梁组件限定与纵向中心线成横向间隔关系延伸的纵梁轴线。车架纵梁组件包括车架纵梁和加强构件。车架纵梁限定沿着纵梁轴线纵向延伸的接缝。车架纵梁进一步限定端部部分。加强构件在端部部分处包围且被固定到车架纵梁，这样使得车架纵梁的刚度在端部部分处增加。加强构件被配置为限制在接缝处的、横向于纵梁轴线的、由施加到车架纵梁的端部部分并从纵向中心线横向偏移的负载引起的应力。

在本发明的另一个方面中，提供了车辆的车身结构。该车身结构包括隔板、第一车架纵梁组件，以及第二车架纵梁组件。第一车架纵梁组件和第二车架纵梁组件各自沿着车身结构的纵向中心线从隔板向前延伸。第一车架纵梁组件和第二车架纵梁组件各自限定设置在纵向中心线的相对横向侧上的相应纵梁轴线。第一车架纵梁组件和第二车架纵梁组件各自包括车架纵梁和加强构件。车架纵梁限定沿着相应纵梁轴线纵向延伸的接缝。车架纵梁还限定端部部分。加强构件在端部部分处包围且被固定到车架纵梁，这样使得车架纵梁的刚度在端部部分处增加。第一车架纵梁组件和第二车架纵梁组件中的每一个的加强构件被配置为限制在相应接缝处的、横向于相应的纵梁轴线的、由施加到相应的车架纵梁的端部部分并从纵向中心线横向偏移的负载引起的应力。

因此，车身结构的车架纵梁组件的加强构件被配置为管理施加到车辆的前拐角的负载。响应于正被物体施加到车身结构的前向端并从车身结构的纵向中心线横向偏移的所施加的纵向负载，车架纵梁被配置为保持其横截面形状一段增加的时间长度，这样使得沿着纵梁轴线纵向转移纵向负载的时间长度增加。

当结合附图时，从用于实现本发明的最佳模式的以下详细描述，本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点更加显而易见。

附图说明

图1为包括与车身结构的前拐角对准的物体的车辆的示意性俯视图。

图2为加强构件被附接到相应的车架纵梁的包括一对车架纵梁的车辆的车身结构的前部的示意性局部透视图。

图3为相对于车架纵梁中的一个的前向端的加强构件的示意性透视分解图，其中该加强构件包括一对支架和与车架纵梁间隔设置的板。

图4为一对支架被附接到相应的车架纵梁的前向端且板与这对支架和前向端间隔设置的加强构件的示意性局部分解透视图。

图5为加强构件被附接到前向端的第一车架纵梁的示意性局部透视图。

图6为物体从中心纵向轴线偏移且在正面偏移加载事件期间物体传送负载的第一车架纵梁的示意性局部透视图。

具体实施方式

本领域的普通技术人员将认识到，例如“在…上方”、“在…下方”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语用于附图描述，并不表示对所附权利要求限定的本发明的范围的限制。此外，本文还可在功能和/或逻辑模块部件和/或多个处理步骤方面描述本发明。应当认识到，这些模块部件可由被配置为执行特定功能的任意数量的硬件、软件和/或固件部件组成。

参照附图，其中在这几幅视图中相同的数字表示相同的部件，图1示出了相对于图1中的路面11定位的车辆20。车辆20可包括任意形状、尺寸和/或类型的车辆20，其包括车身结构22，例如但不限于轿车、运动型多用途车辆、卡车、货车等。

参照图1，车辆20的车身结构22支撑车辆20的各个部件，例如但不限于动力传动***24(即，传动系)、车轮、轮轴、车身面板等。车身结构22限定四个车身侧。四个车身侧包括第一端或者前端14、第二端或者后端15、右侧16和左侧17，它们的特征均在于外部面板或者表面。后端15沿着纵向轴线与前端14间隔开。纵向轴线沿着车身结构22的纵向中心线26延伸。如图所示，前端14可以包括前保险杠组件18。如此处所限定的，保险杠组件18可以包括被车身侧14、15、16、17的外部面板覆盖的内部结构。虽然车身结构22在附图中示意性地示出为一体式车身结构22，但是应当认识到的是，车身结构22可以被配置成与附图中示出的不同，例如但不限于在车架结构上的传统车身。车身结构22包括隔板28。第一车架纵梁组件30和第二车架纵梁组件32各自沿着纵向中心线26从隔板28朝着相应的前向端56向前延伸。第一车架纵梁组件30和第二车架纵梁组件32可以分别可选地被描述为第一电机纵梁和第二电机纵梁。第一车架纵梁组件30在纵向中心线26的相对横向侧上从第二车架纵梁组件32横向偏移。第一车架纵梁组件30和第二车架纵梁组件32各自限定相应的纵梁轴线46，纵梁轴线46以与车辆20的纵向中心线26成横向间隔且大致平行的关系延伸。

动力传动***24由车身结构22支撑并且附接至车身结构22。动力传动***24设置在隔板28的前方，并且相对于车身结构22的纵向中心线26设置在第一车架纵梁组件30和第二车架纵梁组件32的横向内侧。如此处所使用的，术语“内侧”是指相对于车身结构22的纵向中心线26的位置。因此，内侧特征件被定位为比外侧特征件更靠近或者更接近车身结构22的纵向中心线26。动力传动***24可以包括但不限于，内燃机、电动机、传动装置、变速装置或者其组合。动力传动***24的各部件刚性地安装至车身结构22上，例如但不限于第一车架纵梁组件30和/或第二车架纵梁组件32。

参照图2，第一车架纵梁组件30和第二车架纵梁组件32中的每一个包括相应的第一车架纵梁30A和第二车架纵梁32A。第一车架纵梁30A和第二车架纵梁32A中的每一个提供限定内部区域34的管状结构。第一车架纵梁30A和第二车架纵梁32A中的每一个包括第一纵梁段35和第二纵梁段37，第一纵梁段35和第二纵梁段37中的每一个沿着纵向中心线26从隔板28朝着前向端56向前延伸。第一纵梁段35沿着至少一个纵向延伸的接缝39连接至第二纵梁段37。参照图3和图4，第一纵梁段35沿着彼此相对设置在内部区域34上并且以彼此大致平行的关系延伸的两个纵向延伸的接缝39A、39B连接至第二纵梁段37。更加具体地说，第一纵梁段35的纵向边缘51与第二纵梁段37的相应纵向边缘51连接以限定第一接缝39A，并且第一纵梁段35的纵向边缘51中的另一个与第二纵梁段37的相应纵向边缘51中的另一个连接以限定第二接缝39B。第一纵梁段35和第二纵梁段37沿着接缝39连接以提供下壁36、上壁38、内侧壁40和外侧壁42。下壁36和上壁38彼此相对设置，并且彼此竖直间隔开。继续参照图3和图4，接缝39中的一个沿着上壁38设置，其中第一纵梁段35与第二纵梁段37连接，并且接缝39中的另一个沿着下壁36设置，其中第一纵梁段35与第二纵梁段37连接。第一纵梁段35和第二纵梁段37可以彼此邻接，这样使得凸缘41从上壁38和下壁36中的每一个垂直延伸。这样，凸缘41在相对方向上远离彼此延伸。沿着相应的凸缘41形成了接缝39。

第一纵梁段35相对于纵向中心线26在第二纵梁段37的内侧横向延伸。第一纵梁段35包括内侧壁40，并且第二纵梁段37包括外侧壁42。内侧壁40和外侧壁42彼此相对设置，并且彼此横向间隔开，这样使得内侧壁40设置在外侧壁42的横向内侧。

第一车架纵梁30A和第二车架纵梁32A的下壁36、上壁38、内侧壁40和外侧壁42分别相配合以限定第一车架纵梁30A和第二车架纵梁32A的管状结构。车架纵梁30A、32A通常由钢制成，并且第一纵梁段35和第二纵梁段37通过焊接彼此连接以形成接缝39，从而提供焊缝。第一纵梁段35和第二纵梁段37沿着接缝39彼此连接以形成盒状横断面。应当认识到的是，车架纵梁30A、32A并不限于由钢形成，因为可以使用任何其他适合的材料来提供所述管状结构。此外，第一纵梁段35和第二纵梁段37并不限于通过焊接彼此附接，因为可以通过任何适当的方法和/或通过使用任何适当的紧固件形成所述盒状横断面。

参照图2，第一车架纵梁30A和第二车架纵梁32A被示出具有固定到其上的加强构件48。参照图3至图6，只有第一车架纵梁30A被示出具有附接到其上的加强构件48。虽然图3至图6只示出了第一车架纵梁30A，但应当认识到的是，第二车架纵梁32A是以与第一车架纵梁30A相同的方式被构造，并且基本上是第一车架纵梁30A的镜像。因此，第二车架纵梁32A未详细显示。然而，图3至图6所示的第一车架纵梁30A的书面描述和第一车架纵梁30A的实施例适用于第二车架纵梁32A。在正面偏移加载事件期间，在横向于纵向中心线26的方向上，可操作相应的车架纵梁30A、32A的加强构件48以给相应的车架纵梁30A、32A的接缝39提供加强，下面将对此进行更详细地描述。

再次参照图3和图4，示出了车架纵梁30A的前向段50。加强构件48包括套环58和板60。参照图4，套环58被固定到第一车架纵梁30A的端部部分49的外部。这样，套环58包围第一车架纵梁30A的端部部分49。现在参照图5，板60被固定到套环58，这样使得加强构件48被附接到车架纵梁30A的端部部分49。套环58和板60可以通过焊接、紧固件等被固定到相应的第一车架纵梁30A和套环58上。

再次参照图3和图4，套环58包括第一支架58A和第二支架58B。第一支架58A被设置为与第二支架58B相对，这样使得第一支架58A与第二支架58B相配合以包围第一纵梁段35和第二纵梁段37的端部部分49。第一支架58A与第二支架58B可以大致呈U形以与第一车架纵梁30A的外部的形状匹配。第一支架58A和第二支架58B分别包括底座62A、62B、第一支腿64A、64B以及第二支腿66A、66B。第一支腿64A、64B和第二支腿66A、66B以彼此间隔且彼此大致平行的关系从底座62A、62B延伸。第一支架58A的第一支腿64A和第二支腿66A中的每一个的一部分被设置成与第二支架58B的相应的第一支腿64B和第二支腿66B的一部分成重叠关系，以包围第一车架纵梁30A的端部部分49(即第一纵梁段35和第二纵梁段37)。

唇缘68以与纵向中心线26成横向关系从第一支架58A和第二支架58B的底座62A、62B、第一支腿64A、64B以及第二支腿66A、66B延伸出来。这样，每个唇缘68通常垂直于相应的底座62A、62B、第一支腿64A、64B以及第二支腿66A、66B。板60被固定到每个支架58A、58B的唇缘68，这样使得板60相对于地面11垂直定向，并且相对于纵向中心线26为横向，例如通过图5的加强构件48所示。

参照图2，第一支架58A和第二支架58B包围且被固定到相应的车架纵梁30A、32A的端部部分49以形成套环58和板60，并且被固定到第一支架58A和第二支架58B的唇缘68以提供加强构件48。由于第一支架58A和第二支架58B径向包围相应的车架纵梁30A、32A的前向端的周边，所以将板60径向固定到套环58限制了第一支架58A和第二支架58B。这样，响应于沿着车架纵梁30A的纵梁轴线46纵向施加的负载52，加强构件48抑制或延迟第一纵梁段35和第二纵梁段37沿着相应的接缝39彼此的径向分离，如图5和图6所示。这样，在正面偏移加载事件期间，车架纵梁30A仍然能够在与纵向中心线26大致平行的方向上吸收负载52。

参照图5和图6，在其中车辆20的前拐角接触物体54的正面偏移加载事件的情况下，偏移负载52被施加到车辆20的前拐角。负载52沿着纵梁轴线46被传送到车架纵梁30A。具体参照图5，加强构件48被配置为相对于纵梁轴线46将车架纵梁30A径向地限制在端部部分49处，以通过限制横向于纵梁轴线46的接缝39A、39B处的次级负载55B增加沿着车架纵梁30A的纵梁轴线46传送所得负载55A的时间长度。通过将车架纵梁30A径向地限制在端部部分49处来将次级负载55B限制在接缝39A、39B处，这样使得对沿接缝39A、39B的次级负载55B(即，应力)加以限制并且使车架纵梁30A沿着纵梁轴线46的负载能力最大化。虽然图5和图6只示出了第一车架纵梁30A，但是应当认识到的是，包括相应的加强构件48的第二车架纵梁32A以类似方式在车辆20的相对横向侧上操作。

另外，参照图1和图2，加强构件48不但被配置为使车架纵梁30A、32A沿纵梁轴线46的负载能力最大化，而且加强构件48还为前保险杠组件18提供附接位置。再次参照图2至图6，板60可以包括被配置为容纳紧固件(未示出)的多个孔70用以附接到前保险杠组件18。因此，在其中车辆20的前拐角的保险杠组件18接触物体54的正面偏移加载事件的情况下，首先将偏移的施加的负载52施加到车辆20的前拐角处的前保险杠组件18上，这借助于前保险杠组件18在纵梁30A、32A前面的位置将负载52传送到对应的纵梁30A、32A。

具体实施方式和附图或视图支持并且描述了本发明，但是本发明的范围仅仅由权利要求书限定。虽然已详细地描述了用于实现所要求保护的公开内容的最佳模式和其他实施例中的一些，但是存在用于实践随附权利要求书中限定的公开内容的各种可选设计和实施例。

Claims (10)

1.一种车辆，其包括：

沿着纵向中心线延伸的车身结构，所述车身结构包括：

隔板；

车架纵梁组件，其沿着所述纵向中心线从所述隔板向前延伸，且所述车架纵梁组件限定与所述纵向中心线成横向间隔关系延伸的纵梁轴线，其中所述车架纵梁组件包括：

车架纵梁，其限定沿着所述纵梁轴线纵向延伸的接缝；

其中所述车架纵梁进一步限定端部部分；以及

加强构件，其在所述端部部分处包围且被固定到所述车架纵梁，这样使得所述车架纵梁的刚度在所述端部部分处增加；

其中所述加强构件被配置为限制在所述接缝处的、横向于所述纵梁轴线的、由施加到所述车架纵梁的所述端部部分且从所述纵向中心线横向偏移的负载引起的应力。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述加强构件包括：

套环，其包围且被固定到所述车架纵梁；以及

板，其横向于所述纵梁轴线延伸并且被固定到所述套环，这样使得所述套环和所述板相配合以径向地限制所述车架纵梁；

其中所述套环包括被固定到所述车架纵梁的第一支架和第二支架，且所述第一支架被设置为与所述第二支架相对，这样使得所述第一支架和所述第二支架相配合以绕所述纵梁轴线包围所述车架纵梁。

3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述第一支架和所述第二支架呈U形。

4.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述第一支架和所述第二支架中的每一者包括底座、第一支腿和第二支腿，其中所述第一支腿和所述第二支腿以彼此间隔并且大致平行的关系从所述底座延伸出。

5.根据权利要求4所述的车辆，其中，所述车架纵梁包括第一纵梁段和第二纵梁段，所述第一纵梁段和所述第二纵梁段各自具有沿着所述纵梁轴线从所述隔板向前延伸的一对纵向边缘；

其中所述接缝是第一接缝和第二接缝，这样使得所述第一纵梁段的所述纵向边缘中的一者与所述第二纵梁段的所述相应的纵向边缘中的一者接合以限定所述第一接缝，且所述第一纵梁段的所述纵向边缘中的另一者与所述第二纵梁段的所述相应的纵向边缘中的另一者接合以限定所述第二接缝；

其中所述第一纵梁段和所述第二纵梁段相配合以限定所述车架纵梁的所述端部部分；且

其中所述第一支架和所述第二支架相配合以在所述车架纵梁的所述端部部分处包围所述第一纵梁段和所述第二纵梁段且被固定到所述第一纵梁段和所述第二纵梁段。

6.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述车架纵梁包括下壁、上壁、内侧壁和外侧壁，其中所述第一纵梁段包括所述内侧壁，所述第二纵梁段包括所述外侧壁，其中所述内侧壁和所述外侧壁彼此相对设置；且

其中所述第一纵梁段和所述第二纵梁段沿着所述第一接缝彼此接合以提供所述上壁并且沿着所述第二接缝彼此接合以提供所述下壁，其中所述上壁和所述下壁彼此相对设置，这样使得所述内侧壁、所述外侧壁、所述上壁和所述下壁相配合以限定具有开放的内部区域的管状结构。

7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述第一纵梁段的所述纵向边缘中的所述一者与所述第二纵梁段的所述纵向边缘中的所述一者接合以形成限定所述第一接缝的一部分的凸缘，且所述第一纵梁段的所述纵向边缘中的所述另一者与所述第二纵梁段的所述纵向边缘的所述另一者接合以形成限定所述第二接缝的一部分的第二凸缘；且

其中所述第一凸缘和所述第二凸缘以与所述第一纵梁段和第二纵梁段大致垂直的关系延伸。

8.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述支架的所述底座在所述上壁的所述第一接缝的一部分上延伸且所述第二支架的所述底座在所述下壁的所述第二接缝的一部分上延伸，且其中所述第一支架的所述第一支腿的一部分及所述第二支架的所述第一支腿的一部分以彼此重叠关系设置在所述内侧壁上，且其中所述第一支架的所述第二支腿的一部分及所述第二支架的所述第二支腿的一部分以彼此重叠关系设置在所述外侧壁上。

9.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述第一支架和所述第二支架各自包括从所述底座、所述第一支腿和所述第二支腿中的每一者垂直延伸的唇缘；

其中所述板被固定到所述第一支架和所述第二支架中的每一者的所述唇缘上。

10.根据权利要求2所述的车辆，其进一步包括被固定到所述加强构件的所述板的保险杠。