CN106458263A - 车辆撞击结构 - Google Patents

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Abstract

由于工作深度的不足，在小型车辆的情况下提供撞击结构是困难的。提出使用轮和胎作为可变形结构的部分，其降低车辆的总重量并且需要很少或不需要附加的空间以在其中提供撞击结构。在撞击下仍需要控制车轮的运动，但是这可通过悬架部件的合适的设计来完成，使得其以限定的方式对撞击起反应并且以正确的方式导引车轮。本发明因此提供一种车辆，其包括底盘、至少一个车轮和车轮安装在其上的轮毂架，连同将轮毂架连接至底盘的悬架(其包括在向内或向上的方向中的至少一个上向底盘伸延的多个第一连杆以及在纵向上向底盘伸延的至少一个第二连杆)，以及在撞击下在纵向伸延的连杆崩塌之后在与车轮的路径对齐的位置中附连至底盘的可压溃的结构。

Description

车辆撞击结构
技术领域
本发明涉及用于车辆的撞击结构(或碰撞结构)。
背景技术
车辆撞击结构设计成吸收车辆所牵涉的事故的能量，以以受控的速率使车辆减速的方式安全地使能量消散。典型地，其将牵涉一个或更多个损失的零件(其在车辆的正常使用期间也可执行其他功能)，其由于撞击而压溃或者另外变形。这些零件通常位于车辆的前部和后部，使得其在撞击到达乘客舱之前吸收撞击。
发明内容
在小型车辆、例如城市车辆(典型地设计成具有非常短的前悬和后悬以便在保留良好的操控性能的同时允许其应对城市活动限制、停车和交通流量考虑)的情况中提供这样的结构是困难的。相当简单，没有充足的空间来设置这些结构。
提出使用轮和轮作为可变形结构的部分。之前已提出抓住或另外与轮和/或胎相互作用的结构，但是这来自于在撞击期间须阻止车轮进入乘客舱的观点。示例包括文件US6,364,358、WO2009/077079和US2003/0141712，其全部由于包括了在撞击下与车轮相互作用以引导其运动的结构而增加了车辆的重量。这样的结构在撞击期间在减小受伤可能性方面给乘客提供益处，但是以需要附加的重量而不有助于车辆的撞击性能的方式(而非防止侵入)这样做。通过将车轮包括到车辆的撞击结构中，降低了车辆的总重量并且需要很少或不需要附加的空间以在其中提供撞击结构。在撞击下仍需要控制车轮的运动，但是发现这可通过悬架部件的合适的设计来完成，使得其以限定的方式对撞击起反应并且以正确的方式导引车轮。
本发明因此提供了一种车辆，其包括底盘、至少一个车轮和轮毂架(车轮安装在其上)，连同将轮毂架连接至底盘的悬架(其包括在向内或向上的方向中的至少一个上向底盘伸延的多个第一连杆以及在纵向上向底盘伸延的至少一个第二连杆)，以及在撞击下在纵向伸延的连杆崩塌之后在与车轮的路径对齐的位置附连至底盘的可压溃的结构。
通过以该方式将可压溃的结构的设计集成到悬架设计中，可使可压溃的结构的重量最小化而非仅控制在撞击下车轮的运动以防止其进入乘客舱，车轮和悬架部件的崩塌还可被用作车辆的能量吸收过程的主动部分。这允许车辆的前部和后部被相应地优化，总体上在维持必要的抗撞击水平的同时允许车辆的重量和长度的减小。
底盘可以是由互连的管状构件的框架组成，优选地包括结合至管状构件的平面的复合板。可压溃的结构就可以是形成框架的部分的管状构件，理想地与沿着车辆的长度的大部分纵向伸延的框架的管状构件的至少一部分大致共线。通常，框架将包括关于车辆从在车轮前面的点向在车轮后面的点纵向伸延的管状构件，其以在车轮前面的至少一个弯曲部来形成以限定与车轮横向对齐的在弯曲部前面的区域和横向位于车轮内的在弯曲部后面的区域，在该情况中可压溃的结构优选地大致在弯曲部处连接至管状构件并且可与在弯曲部前面的管状构件的区域大致共线。
可压溃的结构可包括成对管状构件，其上下相叠地竖直对齐。其可基本上在相同的位置(其从该位置分叉)理想地彼此成锐角地联结至底盘。形成可压溃的结构的这两个管状构件中的下面那个优选地大致水平。
由至少一个管状构件形成的可压溃的结构可包括端帽，其理想地具有平的外表面。在该构思的变型方案中，端帽可以有角度，在更靠近车轮的边缘处更靠近车辆中心线而在更远离车轮的边缘处更远离车辆中心线。
底盘也可包括位于车轮的最后面的范围之后的横向伸延的横臂，其在相关处集成到框架中。其将与撞击结构的其他元件一起工作，在不允许牵涉车轮和可压溃的结构的情况下吸收较轻的撞击且因此使对车辆的损坏(和相关联的维修费用)最小化。
靠近车轮的可压溃的结构的端部可具有基本上匹配轮毂的凹状的外部径向轮廓的凸状的轮廓，因此允许它们两者在撞击下相互接合或互锁。靠近车轮的可压溃的结构的端部可适应于穿过轮胎以帮助这样。
在悬架内的第一连杆可包括以弹簧和阻尼器单元的形式的向上伸延的连杆。其也可包括向内伸延的连杆，该连杆包含在两个位置中附连至轮毂架而在一个位置处附连至底盘的叉骨。理想地，这两个位置水平地间隔开。该类型的悬架通常坚固足以在撞击下在第二连杆崩塌期间对车轮提供可靠的引导。
车轮可以是车辆的前轮或车辆的后轮。本发明常常被应用在车辆的两侧上并且可被应用于前轮和后轮两者。
附图说明
现在将通过示例参考附图来说明本发明的一实施例，其中；
图1示出了根据本发明的车辆的后轮的悬架和压溃结构的水平的截面图；
图2示出了图1的悬架和压溃结构从一侧的视图；
图3示出了根据本发明的车辆的前轮的悬架和压溃结构从上面的视图；
图4示出了根据本发明的备选的后面的底盘和悬架结构从上面的视图；
图5示出了根据本发明的另一备选的后面的底盘和悬架结构的透视图；
图6和7分别示出了图5的后面的底盘和悬架结构的俯视和侧视图；
图8示出了另一实施例从上面的示意图；
图9示出了又一实施例从上面的示意图；
图10示出了图9的实施例从一侧的示意图；
图11示出了还又一实施例的示意性透视图；以及
图12示出了图4的实施例的一变型方案。
具体实施方式
图1和2示出了以后面的底盘和悬架的形式的本发明的实施例。底盘是以管状的钢构件的框架的形式，其以在我们的申请WO2009/122178(其因此通过引用被包括在内并且本领域读者为了更完整地理解本发明特别地被引向其)中所公开的方式利用复合板来加强。在图1和2中示出了底盘框架10的部分，并且车辆的后轮12经由悬架组件14来附连。悬架组件大体如在我们之前的申请WO2010/100412中所描述的那样，其带有从在底盘10(未示出)上的单个硬安装点20离开且朝向车轮12的轮毂架22伸延的成对的横臂16、18。另一控制臂24从在底盘10上的第二硬安装点26向后伸延至轮毂架22，并且弹簧和阻尼器单元28从轮毂架斜向上伸延至在底盘框架10上的硬安装点。相结合地，这些悬架元件在利用最少的空间和零件的情况下给汽车提供良好的驾驶和操纵性能。
在从后面、通常沿着箭头32的方向的碰撞期间后轮12最可能有影响。该类型的较小撞击将通过后部车身和压溃结构的变形被吸收，但是那些超过一定阈值的撞击将到达后轮且将撞击力传递给它们。我们的分析示出这可能会引起另一控制臂24变弯且对于车轮引起围绕悬架硬点20(横臂附连至该点)的旋转。这将导致车轮通常向前、但是沿着可预测的轨迹运动。
存在的“轮胎捕捉器”结构旨在使轮和胎的该运动偏转使得其不侵入座舱中且(潜在地)引起对驾驶员和/或乘客的伤害。然而根据该示例，轮胎-捕捉结构34置于如由悬架部件所确定的车轮的路径中以便与车轮12接合且中断其向前运动。轮胎-捕捉器34附连至底盘框架10并且因此可将力直接传到底盘中；其也可包括压溃结构，诸如圆形的或其他横截面的柱状管。以该方式，轮和胎捕捉器34的崩塌将进一步有助于车辆的能量吸收，但是原则上力被传到底盘中并且因此在车辆乘客周围而不是经过他们。
图3示出了前悬架的示意图。前轮50通过悬架臂附连至底盘框架10，悬架臂(在该情况中)由横臂52(其从前轮50的轮毂架54向内伸延至悬架硬点56)、纵向臂58(其从轮毂架54向后且略微向内伸延至在底盘框架10上的另一悬架硬点60)以及弹簧和阻尼器单元(未示出)(其从轮毂架向上伸延至在底盘框架10上的硬点)组成。在沿着箭头62的方向的正面撞击下，纵向的悬架臂58(可能)会变弯并且崩塌，留下横臂52引导车轮50。提供前轮胎捕捉器64来中断该运动并且允许撞击能量由车轮的崩塌、轮胎捕捉器的压溃和穿过底盘框架且因此绕过车辆乘客的力的传递的结合来吸收。
该底盘框架10的前面区段包括在底盘护梁68中的弯曲部66，以允许护梁68沿着车辆的外侧在这两个车轮之间的中间区段中经过，且在前轮之间。因此，弯曲部66允许护梁68向内转向以便横向位于前轮50内。底盘框架的后部区段(图1和2)也具有在(同一)底盘护梁68中的弯曲部36，但是在该情况中护梁68向上偏转以在车轮12之上经过。在两个情况中，相应的轮胎捕捉器64、34在弯曲部66、36处附连至底盘护梁68使得由轮胎捕捉器64、34所接收的力被传递到底盘框架10中。为了帮助这，轮胎捕捉器64、34通常与在弯曲部66、36之后的底盘护梁68对齐以便容易地传递力。
图4示出了是图1至3的示例的改进方案的另一示例。底盘框架100(如之前那样)包括底盘护梁102，其沿着车辆纵向伸延并且在弯曲部104处向内和向上偏转以便位于后轮106之后和之上。轮胎捕捉器107在弯曲部104处从底盘护梁102向车轮106伸延。其被对齐以与底盘护梁102成直线继续，使得由轮胎-捕捉器107所接收的撞击力被良好地传递到底盘框架中。其以端帽109结束。发动机108位于底盘的后部区段中(由底盘框架100经由发动机架(未示出)来支承)，在带有座位112的乘客舱110之后。底盘护梁102在车辆的后部处(在该处底盘护梁经由成直线的可压溃区段116连接至横臂114)结束。横臂114水平地伸延经过车辆的后部并且在车辆的另一侧上经由可压溃的第二区段在另一侧上连接至对应的底盘护梁(未示出)。可压溃的区段116可包括柱状的或其他横截面的空心管状长度并且理想地形成与底盘护梁102不同的区段使得其可在被召去维护之后被更换。
在后部撞击中，可能的第一接触点(在车身板等变形之后)将与横臂114在一起。其本身会吸收一些撞击能量，更多的撞击能量被可压溃的区段116吸收。更多的撞击能量可能导致与车轮106接触，使其变形且如上面所述那样吸收能量。横臂114(在该示例中)足够宽以与车轮接触(如果变形足够大)并且因此根据其变形的方式可帮助传递撞击能量到车轮中且因此绕过乘客室110。
图5到7示出了车轮的后部区段的另一示例。在该情况中底盘框架150在任一侧具有两个纵向底盘护梁，下护梁152和至少在其长度的大部分上通常位于下护梁152之上的上护梁154。在汽车的后部，下护梁152向上弯曲以与上护梁154相遇，在该处其与上护梁154相联结。在弯曲部156处，可压溃的轮胎捕捉器158联结至下护梁152并且向后向后轮160伸延，以平坦的横向的端板159结束。如之前那样，轮胎捕捉器具有可压溃特性，其(在该情况中)由受控的直径和厚度的圆形截面空心柱状管形成以在适当水平的撞击力下触发受控的线性崩塌。如在图1和2中所示，车轮由悬架组件161来支撑。
上护梁154伸延至在车轮160之上且就在其内的区域，在该处上护梁经由接板164(其被螺栓连接在一起以在压溃结构162与上护梁154之间形成可松开的联结)连接至共线的压溃结构162。在压溃结构162的后部处接板166的类似布置将其连接至横臂168。如轮胎捕捉器158那样，这是受控的直径和厚度的圆形横截面空心柱状管，以在适当水平的撞击力下触发受控的线性崩塌。在车辆的相对侧上设置类似的结构。
在撞击中，横臂168、车轮160和轮胎捕捉器158将如上面参考图1至4所述那样起作用。在严重到足以牵涉压溃结构162但是不足以严重到使底盘框架150变形的撞击后，接板164可被拆开以便移除压溃结构162和横臂168(其可能还需要更换)并且以新的未变形的物品来替换它们。
以该方式，横臂168&压溃结构162、车轮160、悬架161和轮胎捕捉器158共同起作用以在占用最小所需空间的同时吸收尽可能多的撞击能量。
图8、9、10和11示出了备选的布置。底盘框架200又包括关于汽车纵向延伸的底盘护梁202，并且其包括从底盘护梁202在点204处(在该点处其向内弯曲)伸延到后轮206之后的轮胎捕捉器207。在图8到11中示出的所有方案中，其包括成对的上下相叠竖直对齐的管状构件，并且其共同限定轮胎捕捉器207。在图8和9、从上面的视图中，这意味着下部的管状构件208被上部的管状构件210遮盖。这两个管状构件208、210基本上在相同的位置204(管状构件从该位置分叉)联结至底盘。下部的管状构件208通常且大致水平地向车轮206伸延，而上部的管状构件201成锐角地向上伸延。两个管状构件208、210在竖直对齐的点处结束，并且以竖直板的形式的单独的端帽212附连至两端。
图9和11的实施例区别在于这两个管状构件208、210布置成使得相对于底盘护梁202向外伸延。这允许端点和端帽212在略宽的轨迹上相对于车轮206正确地定位设置。为了提供附加的支撑和稳定性，在这些实施例中端帽212包括附连至底盘框架200的向内的伸延部214。
图8至11的实施例当然也包括如在图1至7中所说明的悬架和动力传动部件(等等)，但是它们为了清楚而被省略。成V形地构成轮胎捕捉器的这两个管状构件允许适合悬架行程的更宽的范围的更大的竖直区域，不管悬架的当前的竖直位置而捕捉车轮。与轮胎捕捉器的横向的和纵向的对齐相结合以便与如由和免于撞击的驱动轴元件和悬架引导的车轮相碰，这保证了车轮可如上面所述那样帮助吸收撞击力。通常地，在撞击中传动系将同时移动并且因此驱动轴将在引导车轮中起作用。
最后，图12示出了图4的示例的变型方案。在该变型方案中，轮胎捕捉器端帽或板109’还变成偏转器。因此，端帽109’有角度，在更靠近车轮的边缘处更靠近车辆中心线而在更远离车轮的边缘处更远离车辆中心线。结果，在碰撞下轮胎与板接合并且相对于车身被向外引导/偏转。在电力车辆的后轮的情况中，这将车轮带离电池存储区域，而对于内燃机车辆将车轮带离油箱和相关联的部件。该布置也可被用在前轮胎捕捉器上，在该情况中使轮胎偏转远离舱室，帮助防止侵入舱室中。重要地，撞击力仍以与上述实施例相同的方式沿着主要的纵向底盘护梁102行进。
当然将理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下可对上述实施例做出许多变型。特别地，所有示出的示例可被应用于前轮或后轮或两者。尽管在汽车的一侧上说明和描述了这些示例，但是在车辆的另一侧上通常会存在对称的布置。

Claims (21)

1.一种车辆，其包括；
底盘，
至少一个车轮，和轮毂架，所述车轮安装在所述轮毂架上，
将所述轮毂架连接至所述底盘的悬架，且包括在向内或向上的方向中的至少一个上向所述底盘伸延的多个第一连杆，和在纵向上向所述底盘伸延的至少一个第二连杆，以及
在撞击下在纵向伸延的连杆崩塌之后在与所述车轮的路径对齐的位置中附连至所述底盘的可压溃的结构。
2.根据权利要求1所述的车辆，在其中所述底盘包括互连的管状构件的框架。
3.根据权利要求2所述的车辆，在其中所述底盘此外包括结合至所述管状构件的平面的复合板。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的车辆，在其中所述框架包括位于所述车轮的最后面的范围之后的横向伸延的横臂。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的车辆，在其中所述底盘包括位于所述车轮的最后面的范围之后的横向伸延的横臂。
6.根据权利要求2到4中任一项所述的车辆，在其中所述可压溃的结构是形成所述框架的部分的管状构件。
7.根据权利要求6所述的车辆，在其中所述可压溃的结构与沿着所述车辆的长度的大部分纵向地伸延的框架的管状构件的至少一部分大致共线。
8.根据权利要求6所述的车辆，在其中所述框架包括关于所述车辆从在所述车轮前面的点向在所述车轮后面的点纵向伸延的管状构件，其以在所述车轮前面的至少一个弯曲部来形成以限定与所述车轮横向对齐的在所述弯曲部前面的区域和横向位于所述车辆内的在所述弯曲部后面的区域，并且在其中所述可压溃的结构大致在所述弯曲部处连接至所述管状构件。
9.根据权利要求8所述的车辆，在其中所述可压溃的结构与在所述弯曲部前面的所述管状构件的区域大致共线。
10.根据上述权利要求中任一项所述的车辆，在其中所述可压溃的结构由至少一个管状构件形成。
11.根据权利要求10所述的车辆，在其中所述可压溃的结构包括成对的上下相叠地竖直对齐的管状构件。
12.根据权利要求11所述的车辆，在其中这对管状构件基本上在相同的位置联结至所述底盘，所述管状构件从该位置分叉。
13.根据权利要求12所述的车辆，在其中这对管状构件彼此成锐角布置。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的车辆，在其中形成所述可压溃的结构的这两个管状构件中的下面那个大致水平。
15.根据权利要求10到14中任一项所述的车辆，在其中所述可压溃的结构包括在该至少一个管状构件上的端帽，所述端帽具有平的外表面。
16.根据上述权利要求中任一项所述的车辆，在其中所述车轮包括轮毂和轮胎，并且靠近所述车轮的所述可压溃的结构的端部具有大致匹配所述轮毂的凹状的外部径向轮廓的凸状的轮廓。
17.根据上述权利要求中任一项所述的车辆，在其中所述车轮包括轮毂和轮胎，并且靠近所述车轮的所述可压溃的结构的端部适合于穿过所述轮胎。
18.根据上述权利要求中任一项所述的车辆，在其中所述第一连杆包括向上伸延的连杆，所述向上伸延的连杆包括弹簧和阻尼器单元。
19.根据上述权利要求中任一项所述的车辆，在其中所述第一连杆包括向内伸延的连杆，所述向内伸延的连杆包括在两个位置附连至所述轮毂架而在一个位置附连至所述底盘的叉骨。
20.根据权利要求19所述的车辆，在其中这两个位置水平地间隔开。
21.一种基本上如在此参考附图所描述的和/或如在附图中说明的车辆。
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