CN1590185A - 用于提高碰撞中安全性的底盘辅助车架设备 - Google Patents

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Abstract

一种在优选为承载式车体上的底盘辅助车架设备(1)，用于提高碰撞安全性，即在车辆发生正面碰撞时，车体的变形区可以充分和均一地变形而免受底盘辅助车架的干扰，从而实现车体变形区的更大有效碰撞长度。为此，底盘辅助车架(1)具有用于将它固定到车体上的设备，能够在发生正面碰撞期间当车体变形区发生一定程度的变形后完全分离，底盘辅助车架(1)由此与车体完全分离并且通过斜坡(5)而被推到乘客室(9)的下面。具体地说，底盘辅助车架(1)通过四个点与车体相连，即在两个前点通过支撑管(3)和剪切螺钉连接件(6)连接到纵向构件(2)上，而在两个后点依靠通过诸如以孔(8)削弱的特定方式并在受到特定纵向力后向后弯曲的连接板(4)进行连接。

Description

用于提高碰撞中安全性的底盘辅助车架设备
技术领域
依照权利要求1的前序部分，本发明涉及一种在一优选为承载式车体上的用于提高碰撞中安全性的底盘辅助车架设备。
背景技术
现代车体在前轮悬架区域安装了刚性很高的底盘辅助车架，该辅助车架可以提高横向力的吸收并由此提高车辆的轨道稳定性。另外，若采用此结构，则在车辆装配期间包括前轮悬架在内的整个动力传动***就能够按照有利于制造的方式，作为一个整体装配组件装入车体。
然而，在发生碰撞时会因为该结构而对车辆驾驶者的安全带来问题。因此为保护驾驶者，特别是在车辆发生正面碰撞时保护驾驶者，现有技术已经公开了多种措施，其中车体部件的塑性变形致使车辆动能转变为变形能，因而其目的就是要保护驾驶者免于被急剧地加速。但是如果安装了底盘辅助车架，其刚度就会阻止车体的变形区(例如纵向构件)在辅助车架区域不能充分地变形，而实际上为提高轨道稳定性该辅助车架却又是必需的。另外，在发生严重的碰撞时，还存在辅助车架或其部件会被挤压进乘客室的风险，因此会造成附加的受伤风险。
US 5,884,963公开了一种车体结构构件，在车辆发生正面碰撞时，该车体结构构件首先通过车辆的特定变形转变动能，接着在变形继续时就将底盘辅助车架引导至乘客室下面。虽然由此可以防止辅助车架刺入乘客室，但是该发明存在由辅助车架刚度引起的车体变形区在辅助车架区域不能充分并且均一地变形的缺点。
因此在US 6,367,869所公开的能量转变方法中，在发生正面碰撞后底盘辅助车架仍保持在车体变形区的区域，因而也阻止了它们进行充分且均一的变形。这里，仅辅助车架的后部通过可变形的辅助连接板从车体脱离，因此可以防止辅助车架刺入乘客室。
US 6,109,654公开了一种减振车辆结构，其中以规定方式逐个脱离的底盘辅助车架的后部连接件能够使车体左右部分和辅助车架部件都发生变形并且使其生成的加速度相继达到峰值，这样，总加速度峰值对车辆驾驶者只产生较小的影响。然而，这并未改变刚度相对较高的辅助车架部件仍然位于车体变形区附近并因此阻止它们发生充分且均一变形的事实。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种用于车辆的底盘辅助车架设备，它能够使车辆在发生正面碰撞时，车体的变形区可以充分且均一地变形而免受底盘辅助车架的干扰，从而实现车体变形区的更大有效碰撞长度。
本发明的另一个目的是以如下方式设计一种底盘辅助车架设备，即在该情形下，当车辆变形继续时底盘辅助车架不能被挤压进乘客室。
根据本发明，该目的可以通过使用依照权利要求1所定义特征的底盘辅助车架而实现。在从属权利要求定义的特征中描述了本发明的优选实施例。
为此，以如下方式设计用于将底盘辅助车架固定到车体的设备，即当车辆发生正面碰撞时，它们在车体变形区发生一定程度的变形后完全分离，因此底盘辅助车架就与车体完全分离并且依靠斜坡而被推到乘客室下面。
在本发明的一个有利的细化中，底盘辅助车架使用四个点与车体相连，具体地说，即在两个前点上通过支撑管和剪切螺钉连接件固定到纵向构件上，而在两个后点上，依靠以特定方式例如通过孔削弱并且在受到特定纵向力后向后弯曲的连接板并通过螺钉连接件固定到车体底部构件上。
本发明可以区分在车辆发生正面碰撞期间的下列变形阶段：
1.仅车体变形区例如纵向构件发生变形，
2.后连接板开始变形，纵向构件进一步变形，
3.断开用于将底盘辅助车架固定到纵向构件上的前点，纵向构件和后连接板进一步变形，
4.当后连接板完全弯曲后，后连接板处的底盘辅助车架与车体完全分离，纵向构件进一步变形，并且
5.利用金属板斜坡将整个底盘辅助车架推到乘客室的下面。
同现有技术相比，在本发明所述内容中底盘辅助车架的表现是非常有利并具有如下效果，即车体上更大的区域可以有效地充当变形区，其结果是，首先，在正面碰撞期间车辆驾驶者的加速度可以减小，或者其次，即使碰撞区的总体长度大大减小，车辆驾驶者的加速度也可以保持在现有的水平上。
因此通过所提供的底盘辅助车架设备，可以完全实现本发明所基于的目标。
附图说明
以下将参照附图对本发明的优选示范实施例进行详细的说明，其中：
图1显示了根据本发明的底盘辅助车架设备的透视图；
图2显示了根据本发明的底盘辅助车架设备的侧视图；
图3显示了根据本发明的底盘辅助车架设备的平面图；
图4显示了后连接板开始变形以及纵向构件的进一步变形；
图5显示了用于将底盘辅助车架固定到纵向构件的前点的断开，以及纵向构件和后连接板的继续变形；
图6显示了如下情况，即当后连接板完全弯曲后，在后连接板处的底盘辅助车架完全分离，纵向构件进一步变形，并且将整个底盘辅助车架推开至乘客室的下面。
具体实施方式
图1至3显示了位于车辆前部的底盘辅助车架1，所述辅助车架形成了发动机室的下边界并且其侧面连接着前轮悬架，它包括一个前轴架并且通过弹簧和减震器设备连接到车体上。底盘辅助车架使用四个点与车体相连，具体地说，即在两个前点通过支撑管3和剪切螺钉连接件6连接到纵向构件2上，而在后面，依靠以特定方式被孔8削弱的连接板4由螺钉连接件7连接到乘客室9的底部构件上。在因车辆发生正面碰撞导致的实际变形期间，斜坡5将底盘辅助车架1引导到乘客室9的底部构件下面。
现在即可区分车辆发生正面碰撞时的不同变形阶段：
1.首先，在碰撞开始时，保险杠、保险杠支架和前面的车体部件，例如散热器支架和轮箱开始变形，然后纵向构件2的变形区开始变形。
2.因为纵向构件2的变形区继续变形，如图4所示，底盘辅助车架1向后移位，其结果是使后连接板4在削弱孔8附近开始弯曲。
3.图5显示了这如何导致底盘辅助车架1和纵向构件2之间的相对运动，该相对运动使支撑板3的螺钉连接件6从纵向构件2上断开。在该过程中纵向构件2和后连接板4的变形区继续变形。
4.由图6可以看出，随后在后连接板4完全弯曲后，底盘辅助车架1在后连接板4处完全分离。在这个过程中，纵向构件2和后连接板4的变形区继续变形。
5.由图6还可以看出，最后通过金属板斜坡5将整个底盘辅助车架1推到乘客室9的下面。
显而易见，如果产生后部撞击时，为了提高碰撞时的安全性也可以用同样的方式应用图1至6所示的底盘辅助车架设备的示范性实施例。
参考数字列表
1底盘辅助车架
2车体纵向构件
3用于将底盘辅助车架的前部固定到纵向构件上的支撑管
4用于将底盘辅助车架的后部固定到底部构件上的连接板
5用于使底盘辅助车架偏离乘客室的斜坡
6固定底盘辅助车架前部的剪切螺钉连接件
7固定底盘辅助车架后部的螺钉连接件
8用于削弱后连接板的孔
9乘客室

Claims (10)

1.一种底盘辅助车架设备，其在一优选的承载式车体上用于提高在碰撞中的安全性，包括：
a)至少一个底盘辅助车架(1)，
b)至少两个用于将底盘辅助车架(1)固定到纵向构件(2)上的前端装置，所述固定装置在纵向构件(2)和底盘辅助车架(1)之间存在特定相对力后断开，
c)至少两个用于将底盘辅助车架(1)连接到车体上的后端装置，其包括相对于纵向力通过结构手段以限定方式被削弱的连接板(4)，和
d)至少一种斜坡装置(5)，当在正面碰撞中发生严重变形时，可以通过其将整个底盘辅助车架(1)推到乘客室(9)下面。
2.如权利要求1所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，用于将底盘辅助车架(1)连接到纵向构件(2)上的前端装置设计成支撑管(3)。
3.如权利要求1和2所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，支撑管(3)通过剪切螺钉连接件(6)连接到车体的纵向构件(2)上，其中剪切螺钉连接件(6)在底盘辅助车架(1)和纵向构件(2)之间存在特定相对力后断开。
4.如权利要求1所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，用于将底盘辅助车架(1)固定到车体上的后端装置设计成连接板(4)，其被摩擦连接到底盘辅助车架(1)上并在乘客室(9)附近连接到车体上。
5.如权利要求4所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，连接板(4)在底盘辅助车架(1)和乘客室(9)附近车体上的摩擦连接设计为螺钉连接件。
6.如权利要求1或4所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，连接板(4)限定的削弱方式设计为至少一个孔(8)，这样，当连接板(4)受到纵向力时它就向后弯曲。
7.如权利要求1所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，斜坡装置(5)的前部和下部以及底盘辅助车架(1)的上部和后部通过如下的方式弯曲形成，即它们在彼此相对运动时不会相互钩挂，因此当车辆在正面碰撞中发生严重变形时总能够将整个底盘辅助车架(1)推到乘客室(9)的下面。
8.如权利要求1所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，底盘辅助车架(1)设计成为具有抗弯刚度和抗扭的底盘元件。
9.如权利要求8所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，底盘辅助车架(1)被指定为具有弯曲刚性和防扭的前轴架，其通过弹簧和减振器设备连接到车体上。
10.如前面权利要求之一所述的底盘辅助车架设备，其特征在于，在车辆发生正面碰撞时变形的顺序可以分成五个变形阶段，即：
a)首先，在碰撞开始时，保险杠、保险杠支架和前面的车体部件，例如散热器支架和轮箱开始变形，然后车体的变形区开始变形，
b)然后底盘辅助车架(1)开始向后移位，因为车体的变形区继续变形，其结果是使后连接板(4)在削弱孔8区域开始弯曲，
c)这导致底盘辅助车架(1)和纵向构件(2)之间的相对运动，该相对运动导致位于纵向构件(2)上的支撑管(3)的前剪切螺钉连接件(6)断开，
d)然后当后连接板(4)完全弯曲后，底盘辅助车架(1)在后连接板(4)处完全分离，以及
e)最后，整个底盘辅助车架(1)通过金属板斜坡(5)而被推到乘客室(9)的下面，而车体的变形区可以继续变形而不受底盘辅助车架(1)的干扰。
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