CN113165697B - 用于汽车车身的前舱结构总成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于汽车车身的前舱结构总成,具有前舱结构(10)和固定在汽车车身上的副架(34),该前舱结构包括两个在车辆纵向上延伸的纵梁(12,14),所述纵梁在它们的前端至少间接地通过横梁(22)相互联接,该副架布置在所述纵梁(12,14)下方且包括前横向件和后横向件(36,38)以及相应纵向件(40,42),这些纵向件在车辆纵向上从后向前相互背离且至少在局部相对于该前舱结构(10)的纵梁(12,14)倾斜延伸,其中,该副架(34)的各纵向件(40,42)的前端部(44,46,62,64)在车辆横向上在外侧超出该前舱结构(10)的纵梁(12,14)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于汽车车身的前舱结构总成。
背景技术
由DE 11 2013 001 681 T5中得知一种前舱结构总成,其中,汽车车身的前舱结构包括两个在车辆纵向上相互并行但彼此间隔地延伸的纵梁,纵梁在其前端通过横梁相互联接。此外,前舱结构总成包括被固定在汽车车身上的副架,副架布置在纵梁下方并且包括前横向件和后横向件以及相应纵向件,这些纵向件在车辆纵向上从后向前地相互背离且至少在局部相对于前舱结构的纵梁倾斜地延伸。此时,副架的两个纵向件以其各自前端部在车辆竖向上看与前舱结构的纵梁重叠地向外地终止。
从DE 10 2008 006 006 A1中得知一种用于机动车的副架,其包括侧向的沿车辆纵向延伸的纵梁以及板状加强件,板状加强件从下方安装到副架上且在各侧至少部分地超出该副架。
还从DE 10 2008 006 006 A1中得知一种用于机动车前轴的副架,其布置在车辆结构底侧且被联接至前轴横梁和车身,其中,该副架包括相互背离安装的纵梁,纵梁在后端(关于行驶方向看)联接至板状加强件。
随着汽车动力总成越来越多样化,在前舱结构区域中带来许多不同的结构空间状况,由此,不同的前舱结构总成的事故行为可能显著变化。尤其是,与事故对方的、确切来说是前舱结构总成与碰撞障碍物在宽度上重叠小的正面碰撞或与事故对方或防撞护栏的斜侧碰撞、尤其当前舱结构与那些事故对方/障碍物的重叠小或甚至未重叠时就事故行为而言迄今只能以复杂的其它措施来掌控。
发明内容
本发明的任务是提供前言所述类型的前舱结构总成,借此可以尤其在前舱结构在重叠度小或甚至不重叠的情况下正面碰撞事故对方或障碍物时以及在前舱结构斜侧碰撞上事故对方或其它的障碍物时明显改善其事故行为。
根据本发明,该任务通过一种具有如下技术方案中的特征的前舱结构总成来完成。该前舱结构总成具有前舱结构和固定在该汽车车身上的副架,该前舱结构包括两个在车辆纵向上延伸的纵梁,所述纵梁在它们的前端至少间接地通过横梁相互联接,该副架布置在所述纵梁下方且包括前横向件和后横向件以及相应的纵向件,这些纵向件在车辆纵向上从后向前相互背离且至少在局部相对于该前舱结构的纵梁倾斜延伸,该副架的各纵向件的前端部在车辆横向上在外侧超出该前舱结构的纵梁;其中,在车辆纵向上看,该副架的各纵向件的前端部与该横梁的在外侧超出对应纵梁的相应端部至少部分重叠地布置。
本发明的有利改进方案是其他有利设计的主题。
根据本发明的前舱结构总成的特点是该副架/辅助架的纵向件的前端部在车辆横向上在外侧超出前舱结构的纵梁。换言之,该副架的纵向件的前端部被布置成:不同于现有技术地,它们关于车辆横向没有在外侧与前舱结构的纵梁重叠地结束,而是副架的纵向件在车辆横向上向外超出前舱结构的相应纵梁。从车辆竖向上看,即俯视汽车前舱看地,副架的纵向件因此在车辆横向上侧向突出,即在汽车横向(y方向)上比前舱结构的侧向所属的相应纵梁进一步向外突出。
通过纵向件的前端部的根据本发明的布置而尤其做到了:当前舱结构以小的宽度重叠度、甚至在没有宽度重叠的情况下正面碰撞事故对方或障碍物时或斜侧碰撞到障碍物或事故对方时(此时各自侧向对应的纵梁未被撞击和启动),通过该副架的纵向件的前端部构成的保护装置很早就吸收由事故引起的撞击能量,这一方面在副架变形时导致能量吸收且也导致汽车减速,另一方面造成撞击能量经此被传递到副架且通过其与前舱结构的连接而不仅被传递到朝向撞击的车辆侧、也在背对撞击的车辆侧被传递到前舱结构的纵梁,同时在车辆横向(y方向)上产生冲量,冲量迫使车辆在碰撞过程中移向背对撞击的车辆侧。通过由此改善的力吸收,一方面以更好的方式吸收传入的撞击能量,并且还将其用来使车辆运动离开事故对方或障碍物,以由此避免过度侵入乘员室。
在本发明的其它设计中还被证明有利的是,该副架的纵向件的前端部在车辆横向上看至少部分与汽车的侧向对应的前车轮重叠地布置。由此,尤其在宽度覆盖小的正面碰撞时(此时虽然前车轮被碰撞对方撞击和启动、但前舱结构的纵梁未被撞上和启动),阻止了前车轮过度向后移向乘员室和进而造成侵入。
还被证明有利的是,该副架的纵向件的端部布置成在车辆纵向上看时与比对应的纵梁更朝外突出的相应横梁端部至少部分重叠。副架的纵向件因此尤其在前舱结构总成在宽度重叠小的情况下正面碰撞事故对方或障碍物时补足了横梁的端部功能,该端部相对于对应的纵梁、最好是前舱结构的纵梁沿侧向突出。
本发明的另一个有利设计规定,该副架的后横向件至少部分由前轴梁构成。因此,它完成双重功能,这尤其最有利地影响到车辆的制造成本和重量。
与此相关地进一步被证明有利的是,该前轴梁被固定在该前舱结构的纵梁上且固定在车辆底板区域中和/或在乘员室的端壁上。由此特别有利地对前轴架和进而还有整个副架进行支承,以便能特别有利地承受和传递由事故引起的所传入的力。
进一步被证明有利的是,该前轴梁被设计成扁平的支承件。该支承件的重量轻,但还是具有高的稳定性,以便能特别有利地承受和传递由事故决定的所传入的力。
在本发明的其它设计中,所述前轴梁和副架的纵向件被设计成独立构件,它们通过相应的拼接结构和/或机械连接件相互联接。由此可以提供一种在加工技术上且在成本方面特别有利的结构单元。
还被证明有利的是,在该纵梁的主纵梁平面下方,副架形成下纵梁平面。通过这种方式,可以特别有利地通过多个负载平面来承受由事故决定的所传入的力。
最后被证明有利的是,该副架的前横向件通过相应的定位托架被固定在纵梁上。因此,通过最佳的方式达成副架在前舱结构上的相应支承,从而副架例如在由事故引起的受力情况下不会因弯折等而瘪缩。
附图说明
从以下对优选实施例的说明中以及结合图得到本发明的其它优点和细节,其中:
图1示出根据本发明的用于汽车车身的前舱结构总成的一个实施例的俯视示意图,它具有如下的前舱结构,前舱结构包括两个在车辆纵向上延伸且通过横梁相互联接的纵梁,它还具有在纵梁下方安置在前舱结构上的副架,副架包括各纵向件,这些纵向件在车辆纵向上从后向前相互背离并且包括相应的前端部,前端部相对于前舱结构的纵梁在车辆横向上在外侧突出;
图2示出根据图1的前舱结构总成的仰视图;
图3示出根据图1和图2的前舱结构总成侧视图,其中,尤其可以看到副架的在前舱结构下方的高度位置;
图4a、4b示出类似于图1或图2的用于汽车车身的前舱结构总成的俯视图以及仰视图;
图5a、5b示出根据图4a和4b的前舱结构总成的对应侧视图,此时示出了前车轮或省掉了前车轮。
在图中,相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1-3中以俯视图以及侧视图示出了用于轿车的前舱结构总成。可以基本上看到前舱结构10中的各主纵梁12、14,它们完全或至少近似相互平行地从乘员室18的前端壁16起在车辆纵向(x方向)上向前延伸。在前舱结构总成的另一个有利实施例中,通常也被称为主纵梁的所述纵梁可以按照略微呈V形的布置形式布置,因此相互背离地延伸。
两个纵梁12、14在其前端具有相应的吸能件20,借此将两个纵梁12、14联接至横梁22。横梁22在此被设计成保险杠横梁,其在此根据前舱结构总成的一个有利实施方式与吸能件20共同地配属于前舱模块,该前舱模块被固定在纵梁12、14的前端。
还示出了汽车车身中的在相应门柱(A柱)区域内的各侧壁24,它们联接至端壁16。上纵梁平面ZO的上纵梁26也支承在端壁16处,上纵梁布置在车身部28和减振顶盖30的区域内,并且在那里在车辆纵向(x方向)上延伸。上纵梁26通过车身部28联接至主纵梁12、14。如图所示,车身部28被集成在用于对应的由虚线表示的前车轮32的相应减振顶盖30或减震支柱承座中。
除了前舱结构10,前舱结构总成还包括副架34,副架如尤其可从图3中看到地在包含纵梁12、14的纵梁平面ZM下方的下纵梁平面ZU内延伸。
在此尤其可以从图1和图2中看到,副架34包括前横向件36和后横向件38以及在车辆纵向(x方向)上从后向前在此连续相互发散开的各纵向件40、42。这意味着,基本上分别笔直延伸的两个纵向件40、42总体上按照V形布置形式相对发散延伸。副架34的这两个纵向件40、42的这种走向造成了它们也至少在局部相对于前舱结构10的纵梁12、14倾斜延伸,或者与其在中间纵向区域内(在沿车辆纵向(x方向)看,例如大致在侧向的相应车身部28的前端的高度上)相交。
由于两个纵向件40、42向前发散的倾斜延伸走向,各自所属的前端部44、46在车辆横向(y方向)上在外侧超出纵梁12、14或其前端部,确切说突出程度分别为ΔY1或ΔY2。纵向件38、40的两个端部44、46在此具有相应的前端侧48、50,它们在这里在本实施例中基本上且因此理想地平行于在沿车辆横向(y方向)或车辆竖向(z方向)延伸的y-z平面来延伸。在前舱结构总成的另一个实施例中,所述端侧48、50也可以相对于前述平面倾斜延伸。如从图中看到的那样,端侧48、50在此在一平面内延伸或者说关于车辆纵向(x方向)在前横向件36的前侧52的高度上延伸。因此,横向件36的前侧52在这里与两个纵向件40、42的端侧48、50齐平地结束。与纵向件的分界也可以位于该横向件的后边缘处。
在图2中能看到,副架34的后横向件38在这里通过前轴梁54构成,其本身在借助于各固定部位56的情况下被固定在前舱结构10的侧向对应的各纵梁12、14上,并且在后侧区域内被固定在车辆底板58上或前端壁16上,前端壁在踏板底部区域内过渡至车辆底板58。因此,通过前轴梁54,可以达成在前舱结构10与车辆底板组件之间的附加联接。
前轴梁54在当前情况下被设计成扁平的支承件,它例如可以呈多层形式由金属板件制造,或也可以按照铸造结构形式来制造。前轴梁54和副架34的纵向件40、42在这里被设计成单独构件,它们通过相应的拼合/结合连接结构和/或机械连接件、在这里例如是各紧固机构60相互联接。
尤其可以从图1和图2中看到,副架34的纵向件40、42的端部44、46关于车辆横向(y方向)以大致相同的程度、即量ΔY1或ΔY2向外超出纵梁12、14。此时,纵向件40、42的端部44、46在车辆纵向(x方向)上看与横梁22的在车辆横向(y方向)上朝外突出的端部62、64至少部分重叠。在此,横梁22的端部62、64在中间纵梁平面ZM的高度延伸,而纵向件40、42的端部44、46在下纵梁平面ZU的高度延伸,这意味着横梁22和进而还有其端部62、64相对于该副架的纵向件40、42具有高度偏移。
纵向件40、42此时相对于对应的纵梁12、14以角度α最大或β最大延伸。
在汽车或前舱结构总成以小的宽度覆盖程度正面碰撞相应的如图1和图2所示的障碍物66时(此时横梁22的相应侧向对应的端部62、64被障碍物66撞击、但中间纵梁平面ZM的侧向对应的纵梁12、14未被撞击),在横梁22的各端部62、64瘪缩或弯折之后,通过副架34的相应纵向件40、42的设于其后的侧向对应的端部44、46来拦截障碍物66。因此与迄今的现有技术不同地,用副车架34的纵向件40、42提供了一种保护装置,借此,当前舱结构10以宽度覆盖小的方式撞上相应的障碍物66时,导致无法在没有对各纵向件40、42的承受载荷且分散载荷的端部44、46进行撞击并施力的情况下过度地侵入前舱结构10或者撞到前车轮32。
在此情况下,副架34的纵向件40、42的各端部44、46与侧向对应的相应前车轮32至少部分重叠地布置,从而侵入前舱结构10时不会直接地撞上相应前车轮32。另一个优点是,以侧向错位的方式撞击的碰撞对象如相应障碍物66(它在事故中将不会撞到且启动中间前纵梁12、14)可以很及时地通过在下纵梁平面ZO高度上的纵向件40、42被减速,并且撞击能量经此被传递到横梁36和前轴梁54,并且通过其连接而不仅被传递到朝向碰撞的车辆侧、也在背对碰撞的车辆侧被传递到中间的前纵梁12、14,同时在车辆横向(y方向)上产生冲量,冲量迫使乘员室移向背对碰撞的一侧。结果,可以通过所述措施来避免尤其显著地侵入乘员室,确切说尤其在宽度覆盖度小的情况下与障碍物66正面碰撞时。
在图4a和4b的俯视图以及仰视图中可以看到直接应用在汽车车身上的前舱结构总成,就像与图1-3相关地所描述的那样。在这种情况下,图5a和5b示出前舱结构的示出对应的前车轮32或省掉前车轮时的相应侧视图,在这里,可以从图4a和4b中看到轮罩板68。
Claims (8)
1.一种用于汽车车身的前舱结构总成,具有:前舱结构(10)和固定在该汽车车身上的副架(34),该前舱结构包括两个在车辆纵向上延伸的纵梁(12,14),所述纵梁在它们的前端至少间接地通过横梁(22)相互联接,该副架布置在所述纵梁(12,14)下方且包括前横向件和后横向件(36,38)以及相应的纵向件(40,42),这些纵向件在车辆纵向上从后向前相互背离且至少在局部相对于该前舱结构(10)的纵梁(12,14)倾斜延伸,其特征是,该副架(34)的各纵向件(40,42)的前端部(44,46)在车辆横向上在外侧超出该前舱结构(10)的纵梁(12,14);其中,在车辆纵向上看,该副架(34)的各纵向件(40,42)的前端部(44,46)与该横梁(22)的在外侧超出对应纵梁(12,14)的相应端部(62,64)至少部分重叠地布置,其中副架(34)的各纵向件(40,42)的前端部(44,46)设置在该横梁(22)的相应端部(62,64)的后方。
2.根据权利要求1所述的前舱结构总成,其特征是,在车辆横向上看,该副架(34)的各纵向件(40,42)的前端部(44,46)与汽车的侧向对应的前轮(32)至少部分重叠地布置。
3.根据权利要求1或2所述的前舱结构总成,其特征是,该副架(34)的后横向件(36,38)至少部分由前轴梁(54)构成。
4.根据权利要求3所述的前舱结构总成,其特征是,该前轴梁(54)被固定在所述纵梁(12,14)上,并且被固定在车辆底板(58)区域内和/或在乘员室(18)的端壁(16)区域内。
5.根据权利要求3所述的前舱结构总成,其特征是,该前轴梁(54)被设计成扁平支承件。
6.根据权利要求3所述的前舱结构总成,其特征是,该前轴梁(54)和该副架(34)的纵向件(40,42)被设计成单独构件,它们通过相应的拼接机构和/或机械连接件相互联接。
7.根据权利要求3所述的前舱结构总成,其特征是,该副架(34)形成在所述纵梁(12,14)的主纵梁平面(ZM)下方的下纵梁平面(ZU)。
8.根据权利要求3所述的前舱结构总成,其特征是,该副架(34)的前横向件(36,38)通过相应的定位托架被固定在所述纵梁(12,14)上。
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