CN110475705B - 机动车辆车身结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机动车辆车身结构,该车身结构包括前部单元(1),该前部单元具有分别在第一和第二侧梁(3,4)的前端(31,41)处通过第一前端横梁(5)连接的第一侧梁和第二侧梁,以便在所述前部单元的前部限定可变形区域,该可变形区域能够沿着该纵向轴线(X)不可逆地压缩,以便吸收碰撞能量,第二前端横梁(6)连接所述第一侧梁和第二侧梁,以便在所述第一侧梁和第二横梁的后部部分(32,42)中界定用于燃料箱的隔室(7),每个侧梁的后部部分设有至少一个外部加强元件(14,15,16),该至少一个外部加强元件在侧向上附接到所述侧梁的和***在所述侧梁内部的至少一个内部加强元件的相对的纵向壁中的至少一个纵向壁上。
Description
技术领域
本发明涉及一种机动车辆车身结构,该车身结构包括安装在车辆的乘客舱部分的前方、并且燃料箱有待安排在其中的前部单元。
背景技术
为了减轻机动车辆的重量,已知通过组合不同类型的材料(尤其是铝)来生产车身。因此,本申请人开发了包含这样的车身的机动车辆,在该车身中,形成该结构的所有元件都由铝制成,并且通过粘合和铆接来组装,从而使得成本能够更低、更容易安装。因此,这种车辆特别轻,并且关键点涉及它们的动态特性。在这点上,似乎期望的是在车辆前部处包含燃料箱,以改善车辆的前车桥组件和后车桥组件之间的重量分布。因此,可以提供被安排在车身结构的前部单元中用来接收燃料箱的区域。然后,必不可少的是在正面碰撞的情况下保证燃料箱的完整性。通常,当车辆遭遇到障碍物时,保险杠趋于被压碎,同时前部单元上的侧梁在它们吸收撞击能量时会不可逆地变形和压缩。由于燃料箱位于车辆车身结构的前部单元中,必须在不损害车身结构的轻便性的情况下,能够保证燃料箱不遭受任何损坏。
本发明的目标是满足这些要求。
发明内容
为此,本发明提出一种机动车辆车身结构,该车身结构包括有在所述机动车辆的乘客舱部分前方延伸、并且燃料箱有待安排在其中的前部单元,所述前部单元包括第一侧梁和第二侧梁,第一侧梁和第二侧梁各自是沿着所述车辆的纵向轴线定向的中空型材,并且具有至少两个相对的纵向壁,分别为外部纵向壁和内部纵向壁,该至少两个相对的纵向壁朝向所述第一侧梁和第二侧梁的相应前端延伸,所述第一侧梁和第二侧梁的相应前端通过所述前部单元的第一前端横梁彼此连接,以便在所述前部单元的前方限定可变形区域,该可变形区域能够沿着纵向轴线不可逆地压缩以吸收碰撞能量,所述车身结构的特征在于,该车身结构包括连接所述第一侧梁和第二侧梁的第二前端横梁,该第二前端横梁安排在所述乘客舱部分和所述第一前端横梁之间,以便在所述第一侧梁和第二侧梁的后部部分界定隔室,该隔室在所述乘客舱部分和所述第二前端横梁之间延伸、以用于容纳所述燃料箱,所述第一侧梁和第二侧梁中的每个侧梁的后部部分设有至少一个外部加强元件,该至少一个外部加强元件在侧向上附接到所述侧梁的后部部分的相对的纵向壁中的至少一个和在侧向上附接到***在所述侧梁的后部部分内部的至少一个内部加强元件。
由于这种布置,位于第二横梁前方并且因此位于其中有待定位有燃料箱的隔室前方的区域能够变形,以便吸收碰撞能量,同时侧梁的后部部分中的内部和外部加强元件使得能够在这个区域中加强侧梁,从而使得燃料箱隔室几乎不变形。结果,通过隔室前方的可变形区域(其作用是吸收碰撞能量)以及通过由其中有待安装燃料箱的隔室界定的几乎不可变形的区域,燃料箱的完整性得以保持。
有利的是,所述内部加强元件在所述侧梁的所述后部部分的整个长度上***在所述侧梁的后部部分内部,所述侧梁在所述乘客舱部分和所述第二前端横梁之间延伸。
有利的是,所述内部加强元件由具有H形横截面的纵向型材元件组成,该纵向型材元件的两个相对的纵向面有待分别附接到所述侧梁的两个相对的纵向壁的内侧上,以在所述纵向型材元件***在所述侧梁的后部部分内部时,在所述侧梁和所述纵向型材元件之间提供刚性连接。
优选地,所述纵向型材元件是通过粘合和铆接而附接的挤压铝型材。
有利的是,所述至少一个外部加强元件包括附接在所述侧梁的外部纵向壁的外侧上的第一盖板和附接在所述侧梁的内部纵向壁的外侧上的第二盖板,所述第一盖板和第二盖板具有L形横截面并且在所述侧梁的水平纵向壁上重叠。
优选地,所述第一盖板和第二盖板由铝制成,并且通过粘合和铆接而附接。
有利的是,所述至少一个外部加强元件包括附接到第二盖板的外部面上的纵向加强衬,该第二盖板的外部面附接在所述侧梁的内部纵向壁的外侧上,使得所述加强衬与所述第二盖板的所述外部面一起限定中空本体。
有利的是,所述中空本体具有内部容积,该内部容积随着其沿着所述纵向轴线朝向后部延伸而增大。
同样有利的是,纵向加强衬包括附接到所述侧梁的后部部分的封闭元件上的后端,该封闭元件横向于所述侧梁的所述内部纵向壁延伸。
优选地,所述纵向加强衬是铝冲压件,并且通过粘合和铆接而附接。
本发明还涉及一种包括如上所述的车身结构的机动车辆。
附图说明
参考附图,通过阅读以下以非限制性指示的方式给出的本发明特定实施例的描述,本发明的进一步特征和优点将变得显而易见,在附图中:
-图1展示了根据本发明的机动车辆车身结构的乘客舱部分和前部单元的俯视图;
-图2是根据本发明的车身结构的前部单元的透视图;
-图3是与燃料箱隔室齐平的前部单元的后部部分的详细侧面透视图,展示了侧梁的内部加强元件的布置。
具体实施方式
诸如“后”和“前”、“左”和“右”、“上”和“下”的表述以及“纵向”、“横向”和“竖直”的取向将参照附图中所示的X、Y、Z参考系来限定,其中,轴线X、轴线Y、轴线Z分别对应于车辆的纵向轴线(从前到后取向)、横向轴线(朝向右取向)和竖直轴线(向上取向)。
图1展示了机动车辆车身结构的俯视图,该车身结构包括安排在机动车辆的乘客舱部分2前方的前部单元1。根据本发明的车身结构优选地由铝制成,并且通过粘合和铆接来组装。如上所述,车辆具有这样一种类型,其中,车身结构的前部单元1能够接收车辆的燃料箱10,以改善车辆的前车桥与后车桥之间的重量分布为目的。
前部单元1包括两个平行的侧梁,分别是前右侧梁3和前左侧梁4,该前右侧梁和前左侧梁沿着车辆的纵向轴线X从乘客舱部分2朝向侧梁的相应的前端31和41(这些前端通过安排在侧梁3和4的上平面的第一前端横梁5彼此连接)。
前右侧梁3和前左侧梁4还借助于安排在乘客舱部分2和第一前端横梁5之间的第二前端横梁6而彼此连接,以便在这些侧梁的后部部分32、42界定前部单元1中的隔室7(燃料箱10被容纳在该隔室中),该后部部分从侧梁在乘客舱部分2和第二前端横梁6之间延伸的部分中延伸。换言之,第二前端横梁6与前右侧梁3和前左侧梁4的相应的后部部分32和42形成了用作燃料箱10的围绕物的框架。其上搁置有燃料箱10的整流罩8安排在侧梁3、4的下平面之下、在这些侧梁的后部部分32、42处。
连接这两个前右侧梁3和前左侧梁4的中间横梁9也可以安排在两个前端横梁5和6之间、紧接在第一前端横梁后面,该中间横梁形成车辆的发动机罩下方的存储托盘横梁。
前右侧梁3和前左侧梁4与第一前端横梁和第二前端横梁一起由挤压中空型材组成,优选地由铝制成,呈具有大致矩形横截面的管状梁的形式。
前右侧梁3和前左侧梁4的在第二前端横梁6前方(即在燃料箱隔室7前方)延伸的部分与第一前端横梁5一起在隔室7前方限定可变形区域11,该可变形区域被设计成沿着车辆的纵向轴线X被不可逆地压缩,以便使得能够吸收碰撞能量、特别是在车辆的正面碰撞的情况下吸收碰撞能量。因此,在车辆的正面碰撞时,侧梁3和4以及第一前端横梁5受到轴向应力,从而导致其压缩,这使得能够耗散能量并且至少部分地吸收碰撞。
必须采取措施以最大程度地防止侧梁3、4的压缩朝向其界定用于容纳燃料箱10的隔室7的后部部分32、42传播,以保持燃料箱的完整性。这是因为侧梁的后部部分32、42沿着车辆的X轴线的压缩将使燃料箱10受到可能导致其损坏的显著轴向应力。
除了存在的被提供在燃料箱10的隔室7前方的前部单元1前方的可变形区域11之外,因此保持其完整性还基于分别加强前右侧梁3和前左侧梁4的后部部分32和42,从而在前部单元1的限定用于燃料箱10的隔室7的这个区域中产生几乎不可变形的区域12。几乎不变形的区域12是指在遭受正面碰撞的情况下,侧梁3、4受到的变形很小的区域,并且该几乎不变形的区域至少被包含在内,以便不会对燃料箱造成损坏。这个几乎不可变形的区域12通过第二前端横梁6而与前部单元1前方的可变形区域11分离。
几乎不变形的区域12是通过向侧梁3、4的后部部分32、42添加特定的加强件来获得的,使得它们的横向横截面的惯性与它们必须承受的力相兼容,然而不会给车身结构增加过多的重量。
首先,这些特定的加强件包括内部加强元件,该内部加强元件能够***每个前侧梁(分别为前右侧梁3和前左侧梁4)的后部部分32和42内、优选在所述后部部分的整个长度上***。换言之,这个内部加强元件的尺寸被确定为使得其在乘客舱部分2和第二前端横梁6之间的每个侧梁的后部部分内延伸。
参照图3所展示的实施例,内部加强元件13在前左侧梁4的后部部分42内部延伸(即在形成前左侧梁4的中空型材的内部容积中延伸),并且由纵向型材元件130组成,该纵向型材元件具有H形横截面,该纵向型材元件的两个相对的纵向面131和132分别附接到前左侧梁4的两个相对的纵向壁43和44(分别为内部纵向壁和外部纵向壁)的内侧上。
为了减轻底盘的重量,优选地使用铝(而不是钢)来生产纵向型材元件130,并且纵向型材元件130通过粘合和铆接而附接在形成前左侧梁4(其本身优选由铝制成)的中空型材的内部和外部纵向壁43和44的内侧。然而,作为变体,具有良好机械性能的钢也可以用于生产安排在侧梁内部的纵向型材元件130。
内部加强元件130的这种布置使得能够极大地增加其放置在内部的前左侧梁4的后部部分42的刚性。如以上参考前左侧梁4所述的这种布置可以以相同的方式在前右侧梁3的侧部上找到。
侧梁3、4的后部部分32、42上的特定加强件还包括外部加强元件以及特别地侧梁3、4的外部覆盖型材,这些外部覆盖型材用于局部增加侧梁的相应后部部分32、42的厚度。对于每个前侧梁3、4,这些外部覆盖型材包括第一盖板14和第二盖板15,每个盖板具有L形横截面以包围前侧梁3、4的后部部分32、42(优选地在前侧梁的后部部分32、42的整个长度上)。更具体地,对于前侧梁3和4中的每一个,L形横截面的第一盖板14具有分别附接在侧梁的外部纵向壁34和44的外侧上的第一凸缘141,并且L形横截面的第二盖板15具有分别附接到每个侧梁3、4的内部纵向壁33和43的外侧的第一凸缘151。第一和第二盖板14和15的相应的第一凸缘141和151优选地在侧梁的外部纵向壁和内部纵向壁的整个高度上延伸。此外,第一和第二盖板14和15通过其L形的相应的第二凸缘而沿着侧梁3、4的水平纵向壁35、45重叠,在图2中仅第一盖板14的第二凸缘142可见,其覆盖了安排在下方的第二盖板15的第二凸缘。
如上所解释的,为了减轻重量,铝还优选地用于生产安排在前侧梁3、4的后部部分32、42中的第一和第二盖板14、15,并且该第一和第二盖板优选通过粘合和铆接来组装。
侧梁的后部部分的外部加强元件对于每个侧梁来说进一步包括纵向加强衬16,该纵向加强衬附接到第二盖板15的外部面上,该第二盖板的外部面又附接到侧梁的内部纵向壁的外侧,以便与第二盖板15的这个外部面在其内侧上界定在每个侧梁的后部部分中纵向延伸的中空本体。在图2中仅安排在前右侧梁3的侧部上的纵向加强衬16是可见的。这个纵向加强衬16优选地是通过粘合和铆接而组装的铝冲压件。
根据图2所展示的实施例,由纵向加强衬16界定的中空本体具有内部容积,该内部容积随着该纵向加强衬沿着纵向轴线X、朝向侧梁3的后部部分32的后部延伸而增加,以在后部部分中获得更大的惯性。纵向加强衬16的后端161还抵靠侧梁3的后部部分32的封闭元件17搁置,该封闭元件横向于侧梁的内部纵向壁33延伸。
Claims (10)
1.一种机动车辆车身结构,该机动车辆车身结构包括有在所述机动车辆的乘客舱部分(2)前方延伸、并且燃料箱(10)有待安排在其中的前部单元(1),所述前部单元包括第一和第二侧梁(3,4),第一和第二侧梁(3,4)各自是沿着所述车辆的纵向轴线(X)定向的中空型材,并且具有至少两个相对的纵向壁(33,34;43,44),分别为外部纵向壁(34,44)和内部纵向壁(33,43),该至少两个相对的纵向壁朝向所述第一和第二侧梁(3,4)的相应前端(31,41)延伸,所述第一和第二侧梁的相应前端通过所述前部单元(1)的第一前端横梁(5)彼此连接,以便在所述前部单元的前方限定可变形区域(11),该可变形区域能够沿着该纵向轴线(X)不可逆地压缩、以吸收碰撞能量,所述机动车辆车身结构的特征在于,该机动车辆车身结构包括连接所述第一和第二侧梁(3,4)的第二前端横梁(6),该第二前端横梁安排在所述乘客舱部分(2)和所述第一前端横梁(5)之间,以便在所述第一和第二侧梁(3,4)的后部部分(32,42)中界定在所述乘客舱部分(2)和所述第二前端横梁(6)之间延伸的隔室(7),该隔室用于容纳所述燃料箱(10),所述第一和第二侧梁(3,4)中的每个侧梁的后部部分(32,42)设有至少一个外部加强元件(14,15,16),该至少一个外部加强元件在侧向上附接到所述侧梁的后部部分的所述相对的纵向壁中的至少一个纵向壁上和在侧向上附接到***在所述侧梁的该后部部分内部的至少一个内部加强元件(13)。
2.如权利要求1所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述内部加强元件(13)在所述侧梁的所述后部部分(32,42)的整个长度上***在所述侧梁(3,4)的后部部分(32,42)内部,所述侧梁的后部部分在所述乘客舱部分(2)和所述第二前端横梁(6)之间延伸。
3.如权利要求1所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述内部加强元件(13)由具有H形横截面的纵向型材元件(130)组成,该纵向型材元件的两个相对的纵向面(131,132)有待分别附接到所述侧梁的两个相对的纵向壁(43,44)的内侧上,以在所述纵向型材元件(130)***在所述侧梁的后部部分内部时,在所述侧梁和所述纵向型材元件之间提供刚性连接。
4.如权利要求3所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述纵向型材元件(130)是通过粘合和铆接而附接的挤压铝型材。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述至少一个外部加强元件包括附接在所述侧梁(3,4)的外部纵向壁(34,44)的外侧上的第一盖板(14)和附接在所述侧梁(3,4)的内部纵向壁(33,43)的外侧的第二盖板(15),所述第一和第二盖板具有L形横截面并且在所述侧梁(3,4)的水平纵向壁(35,45)上重叠。
6.如权利要求5所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述第一和第二盖板(14,15)由铝制成,并且通过粘合和铆接而附接。
7.如权利要求5所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述至少一个外部加强元件包括附接到该第二盖板(15)的外部面上的纵向加强衬(16),该第二盖板的外部面附接在所述侧梁的内部纵向壁(33)的外侧上,使得所述纵向加强衬(16)与所述第二盖板(15)的所述外部面一起限定中空本体。
8.如权利要求7所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述中空本体具有随着该中空本体沿着所述纵向轴线(X)朝向后部延伸而增加的内部容积。
9.如权利要求7或8所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述纵向加强衬(16)包括附接到所述侧梁的后部部分(32)的封闭元件(17)上的后端(161),该封闭元件横向于所述侧梁的所述内部纵向壁(33)延伸。
10.如权利要求7或8所述的机动车辆车身结构,其特征在于,所述纵向加强衬(16)是铝冲压件,并且通过粘合和铆接而附接。
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