CN106458262A - 具有在前向碰撞的情况下能够程序化断裂的碰撞盒的机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车辆的前部结构(102)，其包括两个纵向结构型材；两个可形变型材(106b)；固定于对应的结构型材的可形变型材(106b)的固定装置(122)；弯曲的横梁(104)，其固定于所述可形变型材(106b)的前端部；固定于对应的所述结构型材的可形变型材(106b)中的一个的固定装置(122)配置为在对弯曲的梁(104)碰撞的情况下，允许所述可形变型材(106b)的后端部(120b)相对于所述结构型材的前端部向外的横向位移，以便产生对应的所述结构型材的前端部向外的侧向形变。本发明还涉及一种包括这种前部结构的车辆。

Description

具有在前向碰撞的情况下能够程序化断裂的碰撞盒的机动 车辆

技术领域

本发明涉及对机动车辆的前向碰撞的吸收。更具体地，本发明涉及车辆的前部结构以及能够吸收前向碰撞的车辆。

背景技术

用于车辆前部碰撞的吸收系统或装置通常由固定于两个在压缩中可形变并且经常称为“碰撞盒”的型材的横梁构成。这些可形变型材可以各自包括固定于车辆结构的车架头部的板。车架为沿着车辆结构彼此平行延伸的两个结构型材。可形变型材或“碰撞盒”被设计为能够通过形成如同手风琴的褶皱而形变。这种类型的形变还经常称为“捆扎(bottelage)”，其达到型材在形变后为环纹的像被束缚的干草捆的程度。

用于车辆的吸收前向碰撞的装置应该满足多种要求，尤其是正向碰撞测试。

在这些测试中，考虑以64km/h的速度朝向由复合结构组成的障碍的部分覆盖的正向碰撞测试，这表示相反方向过来的车辆的前部模块(bloc)的“理论”形变。障碍尤其由蜂巢状的板组成。图1示出该碰撞测试。协议为由欧洲新车评价程序组织(Euro NCAP)实际使用的协议。该测试既需满足左侧也需满足右侧。

以50km/h及56km/h的速度朝向刚性墙的100％覆盖的正向碰撞的新协议正在筹备中。该新协议有可能被引入2015年的Euro NCAP协议中。该测试在图2中示出。

因此希望满足这两个正向碰撞的协议。

在40％偏置碰撞的情况下，车辆的单侧撞上障碍物并且障碍物也是可形变的。应该吸收对被撞击单侧的所有碰撞的能量的事实加剧了撞入该侧驾驶舱内部的风险。相反地，障碍的形变过滤由车辆承受的负加速度，期可以利用根据现有技术的乘客保护装置来处理。

在没有偏置的对刚性墙的碰撞的情况下，车辆的两侧同时做功。由于由车辆的两侧呈现的双重刚度，碰撞的能量可以被更快地吸收。另外，撞击是朝向坚固的墙的。车辆所承受的负加速度因此更大。该协议的难点基本上集中于对车辆的负加速度的定律。

发明内容

本发明旨在提出一种用于车辆的前向碰撞的吸收装置，其能够满足以上提到的两种测试，更具体地满足对可形变障碍物的40％覆盖的正向碰撞测试并且满足对刚性障碍物的完全覆盖的正向碰撞测试。

本发明涉及一种机动车辆的前部结构，其包括：两个纵向结构型材，其基本上平行于车辆的前部延伸；两个可形变型材，其分别在所述结构型材的向前延伸的方向上延伸，并且通过固定装置固定于其前端部；弯曲的横梁，其固定于所述可形变型材的前端部；其特征在于，固定于对应的所述结构型材的可形变型材中的一个的固定装置配置为在对弯曲的梁撞击的情况下，允许所述可形变型材的后端部相对于所述结构型材的前端部向外的横向位移，以便产生对应的所述结构型材的前端部向外的侧向形变。

所述横梁包括弯曲的中央部分，其向前纵向超过其侧边部分至少20mm，优选地40mm，更优选地60mm，还更优选地80mm。

根据本发明的有利方式，用于相对于对应的结构型材移动的所述可形变型材的固定装置包括沿横向方向定向的一个或多个长条孔以及分别接合所述孔或每个所述孔的螺钉。

根据本发明的有利方式，用于移动的所述可形变型材和对应的所述结构型材各自包括固定板，所述长条孔或所述长条孔的至少一个在所述固定板的至少一个中实施，所述固定板的一个或多个优选地由铝制成。

根据本发明的有利方式，接合所述长条孔的一个或每个的所述螺钉的一个或每个根据夹紧力矩被夹紧，以允许所述可形变型材的后端部在所述弯曲的横梁的形变过程中的位移。

根据本发明的有利方式，螺钉中的一个或每个的直径为从6mm至10mm。

有利地，螺钉中的一个或每个根据介于20Nm和40Nm之间的夹紧力矩被夹紧。

根据本发明的有利方式，所述长条孔或所述长条孔的至少一个位于所述板的边缘，距板的每个边缘的距离至少为所述板的最大尺寸的5％，所述长条孔的至少一个通向所述板的边缘。

根据本发明的有利方式，所述可形变型材的所述板包括四个固定孔，每个孔是长条的。

根据本发明的有利方式，所述可形变型材的所述板包括两个通向板的边缘的固定孔。

根据本发明的有利方式，所述两个可形变型材中的另一个没有配置为允许所述型材相对于对应的结构型材向外横向位移的固定装置，所述另一个型材优选地在车辆驾驶员的一侧。

根据本发明的有利方式，前部结构还包括设置在用于移动的可形变型材和对应的结构型材的固定板之间的部件，所述部件优选地是穿过面的支承。

根据本发明的有利方式，所述长条孔或所述长条孔的每个沿长条方向的长度介于所述固定螺钉的直径的1.5和3倍之间。

根据本发明的有利方式，所述长条孔或所述长条孔的每个沿长条方向的长度介于9mm和30mm之间。

根据本发明的有利方式，所述长条孔或长条孔的每个包括小于所述固定螺钉即的直径的截面部分，所述部分在至少30％，优选地在至少50％的所述长条孔的长度上延伸。较小的截面部分有利地位于对应于车辆内侧的长条孔的一侧。

根据本发明的有利方式，较小的截面部分的值介于6mm和10mm之间。

本发明还涉及一种机动车辆，其特征在于，其包括根据本发明的前部结构。

本发明的方法是有利地，因为其允许前部结构满足在相关现有技术的部分中描述的两个测试，并且具有简单而且经济的装置。该方法允许在驾驶员的一侧偏置撞击时保持驾驶员一侧的特性。第二个纵向结构型材(车架)的特性，亦即在驾驶员一侧的特性，实际上保持不变。对于偏置碰撞协议，已经优化了在驾驶员一侧，在某种情况下为左侧。长条孔既不影响车辆的架构的接口，也不影响其在包铁处的结构。

附图说明

借助描述和附图更好地理解本发明的其它特征和优点，在附图中：

图1示出以64km/h的速度朝向可形变障碍物的40％覆盖的正向碰撞测试的条件；

图2示出以50km/h及56km/h的速度朝向刚性墙的100％覆盖的正向碰撞测试的条件；

图3是机动车辆的传统的可形变前部结构在非形变状态下的正视图；

图4示出在100％覆盖的碰撞后在已形变的状态下图3的可形变结构；

图5示出图4的已形变的结构的中性轴；

图6是根据本发明的前部结构的右可形变型材的从四分之三后方的立体图；

图7是根据本发明的前部结构的俯视图，其面对完全覆盖的正向碰撞的壁；

图8是图7的结构的右可形变型材在前向碰撞之后的形变开始时的视图；

图9是图8的可形变型材的板沿IX-IX的横截面图；

图10是图7的结构的右可形变型材在前部结构形变的中间阶段的视图；

图11是可形变型材的板在结构形变的中间阶段沿XI-XI的横截面图；

图12是右纵向结构型材在结构形变结束时的图。

具体实施方式

图1和图2已经在上文对现有技术的讨论范围中描述。

图3至图5示出机动车辆在完全或基本上完全覆盖的前向碰撞时传统的可形变前部结构的形变。更确切地，图3示出没有形变的状态下的结构，图4示出撞击后已形变的状态下的结构，并且图5示出根据图4的已形变的结构的中性轴。

在图3中，机动车辆的前部结构2基本上包括前横梁4，其由两个通常称为“碰撞盒”的可形变型材(6a，6b)在其两个端部被支撑。这些型材被设计为能够通过形成如同手风情的褶皱而形变，该形变又通常称为“捆扎”。结构2还包括两个平行的纵向结构型材8a和8b，其支承可形变型材6a和6b以及横梁4。这些型材8a和8b通常称为“车架”。后横梁10连接两个型材8a和8b。这些型材中的每个在其头部或者前端部处包括用于确保与可形变型材6a和6b连接的固定板14。纵向结构型材8a和8b的前部分16a和16b还被设计为通过形成如同手风琴的褶皱而形变或“捆扎”。动力总成12，其在这种情况下以横向的方式被设置在两个纵向结构型材8a和8b之间。

图4示出在图2所示的类型的完全覆盖的正向碰撞之后已形变的状态下图3的结构2。可以观察到，最初弯曲的前横梁4现在完全笔直并且向后移动。还可以观察到，可形变型材(“碰撞盒”)在没有偏斜的压缩下完全形变。还可以观察到，纵向结构型材(8a,8b)的前部分(16a,16b)也在没有偏斜的压缩下形变。纵向结构型材(8a,8b)的其余部分基本保持未破坏。换言之，这意味着，差不多全部的碰撞能量通过可形变型材(6a,6b)的“捆扎”并且通过纵向结构型材(8a,8b)的前部分(16a,16b)被吸收。

图5示出在根据图4的形变后结构2的中性轴。可以观察到，纵向型材(8a,8b)具有沿着所示的箭头向外部弯曲的趋势。在型材的该弯曲运动的范围中，还可以观察到相对于型材(8a,8b)的中性轴保持了其方向的固定板14的旋转运动。还是在型材的该弯曲运动的范围中，前横梁4于是通过牵引致动。

图6至图12示出根据本发明的机动车辆在完全或基本上完全覆盖的前向碰撞时前部结构102的形变。

图6是根据本发明的车辆的前部结构102的右可形变型材106b从四分之三后方的立体图。可形变型材106b被示出为固定于横梁104。固定于对应的结构型材(未示出)的可形变型材106b的固定装置122配置为，在对弯曲的梁撞击的情况下允许所述可形变型材106b的后端部120b相对于结构型材有向外的横向位移。该位移用于产生对应的结构型材的前端部的向外的侧向弯曲形变；将在后文更详细地表述该位移。

可形变型材106b的固定装置122包括沿横向方向定向的一个或多个长条孔124，以及分别接合所述孔124或每个所述孔的螺钉126。在优选实施方式中，可形变型材106b包括固定板128b、在该固定板128b中实施的长条孔124或者长条孔124中的至少一个。在本发明的优选方式中，在板128b中实施的每个固定孔124可以是长条孔。

长条孔124或长条孔中的至少一个可以位于板的边缘130，距板的每个边缘的距离至少为到板128b的最大距离的5％。长条孔中的至少一个可以是通口。在优选实施方式中，板128b包括4个长条的固定孔，2个位于车辆内侧的孔通向板的边缘。

长条孔的长度可以介于固定螺钉124的直径的1.5和3倍之间。在本发明的优选方式中，固定螺钉126的直径介于6mm和10mm之间。长条孔124的长度介于9mm和30mm之间。长条孔124可以包括小于固定螺钉126的直径的截面部分132，所述部分在至少30％，优选地至少50％的长条孔的长度上延伸。较小的截面部分有利地位于对应于车辆内侧的长条孔的一侧。

图7是根据本发明的前部结构102的俯视图，其在面对完全覆盖的正向碰撞的壁的位置。可以看到横梁104，可形变型材(106a,106b)以及纵向结构型材(108a,108b)的前部分(116a,116b)。

用于移动的可形变型材106b示出在图片的右侧；两个可形变型材(106a,106b)中的另一个106a没有根据本发明的固定装置。该另一个型材106a优选地在车辆驾驶员的一侧。

可形变型材106b和对应的结构型材108b各自包括固定板128b，长条孔124或长条孔124中的至少一个在所述板的一个或至少一个中实施。长条孔可以在结构型材的板中实施；在优选实施方式中，长条孔在可形变型材的固定板中唯一地实施。

固定螺钉(由轴的轨迹(trais)表示)接合在板128b的固定孔124中。接合一个或每个长条孔124的螺钉或每个螺钉的直径可以介于6mm和10mm之间；一个或这些螺钉中的每个根据夹紧力矩夹紧以便在弯曲的横梁104的形变过程中允许可形变型材106b的位移；该夹紧力矩可以介于20Nm和40Nm之间。在实施方式中，额外部件(未示出)可以位于可形变型材106b和结构型材108b的固定板128b之间的接口处。该部件可以是穿过车辆的前面的支承。

图7示出具有弯曲的中央部分134的横梁104，该弯曲的中央部分纵向超过其侧边部分至少20mm。其可以超过40mm，甚至60mm或者甚至80mm。结构102的向外定向的箭头示出在前向碰撞的情况下在横梁弯曲时，在结构中传递的侧向的力。

图8至图10是图7的根据优选实施方式的前部结构102的右可形变型材106b的视图。视图分别示出在关于前一幅图中示出的结构102朝向壁的完全覆盖的撞击时，可形变型材106b的后端部120b相对于结构型材108b的位移的开始和结束。

图9和图11是可形变型材106b的板128b在其位移的两个不同阶段的截面图。

图8是图7的结构的右可形变型材106b在车辆的形变的中间阶段的视图。可以看到型材106b的后端部120b相对于结构型材108b的向外的横向位移。

图9是可形变型材106b的板128b在关于图8的描述的形变的中间阶段的截面图。两个长条的固定孔124示出为具有接合在它们中的每个中的固定螺钉126。长条孔124在这种情况下包括小于螺钉的直径的截面部分132。可以看到在固定螺钉126处的较小截面部分的长条孔的部分132的形变。板的局部形变是有利的，因为其允许有利于前部结构的实施，特别是其涉及横向力的阈值的调整，可形变型材106b的板128b用于从该横向力开始移动。

图10是图7的结构102的右可形变型材106b在形变过程中的视图。可以看到可形变型材106b的后端部120b相对于结构型材108b的向外的横向位移。该位移相对于关于图8所示的位移更明显。可形变型材106b呈现为在纵向方向上被部分压缩。横梁104在该形变的阶段可以不再弯曲；起初弯曲的梁的中央部分可以位于其侧端部相同的纵向平面内。关于图5所示，可形变型材106b的后端部120b的位移旨在通过以“程序化”的方式使右可形变型材106b和结构型材108b之间的固定断裂来释放前部结构102的压力。

图11是可形变型材106b的板128b在关于图10的描述的形变的中间阶段的截面图。通向板128b的边缘的长条孔124中接合的螺钉126在型材的后端部的位移阶段可以位于板128的外部。在图片右侧的另一个螺钉126，可以位于挡住对应的长条孔124；其在该阶段可以通过板128b的位移选择。

图12是在根据图7的完全覆盖的正向碰撞时在结构102的形变结束时右纵向结构型材108b的图。右纵向结构型材的前部分116b由于可形变型材106b施加的向外的弯曲力而以剪向形变。该图还示出，在这种碰撞的范围内，前部分116b的有利形变能够更好地吸收能量。

不存在如在右侧的长条孔时，左结构型材的前部分基本上如图4通过“捆扎”形变。该线压缩(compression en ligne)相对于右型材的偏离轴线的形变具有更强的负加速度的特征。这意味着，在具有如图1所示的部分覆盖的正向碰撞的情况下，结构的左侧保留能够满足测试条件的吸收能量的能力。在全部覆盖的正向碰撞时，只有右侧的能力通过一个或多个长条孔的存在以限制负加速度的方式被改变。

Claims (10)

1.一种机动车辆的前部结构(102)，其包括：

-两个纵向结构型材(108a,108b)，其基本上平行于车辆的前部延伸；

-两个可形变型材(106a,106b)，其分别在所述结构型材(108a,108b)的向前延伸的方向上延伸，并且通过固定装置固定于其前端部；

-弯曲的横梁(104)，其固定于所述可形变型材(106a,106b)的前端部；

其特征在于，

固定于对应的所述结构型材(108b)的可形变型材(106b)中的一个的固定装置(122)配置为在对弯曲的梁(104)撞击的情况下，允许所述可形变型材(106b)的后端部(120b)相对于所述结构型材(108b)的前端部向外的横向位移，以便产生对应的所述结构型材(108b)的前端部(116b)向外的侧向形变。

2.根据权利要求1所述的前部结构(102)，其特征在于，用于相对于对应的结构型材(108b)移动的所述可形变型材(106b)的固定装置(122)包括沿横向方向定向的一个或多个长条孔(124)以及分别接合所述孔(124)或每个所述孔(124)的螺钉(126)。

3.根据权利要求2所述的前部结构(102)，其特征在于，接合所述长条孔(124)的一个或每个的所述螺钉(126)的一个或每个用于根据夹紧力矩被夹紧，使得所述可形变型材(106b)的后端部(120b)的位移在所述弯曲的横梁(104)的形变过程中产生。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的前部结构(102)，其特征在于，用于移动的所述可形变型材(106b)和对应的所述结构型材(108b)各自包括固定板(128b)，所述长条孔(124)或所述长条孔(124)的至少一个在所述固定板(128b)的至少一个中实施，所述固定板(128b)的至少一个优选地由铝制成。

5.根据权利要求4所述的前部结构(102)，其特征在于，其还包括设置在所述固定板(128b)之间的部件，所述部件优选地是穿过面的支承。

6.根据权利要求4和5中任一项所述的前部结构(102)，其特征在于，所述长条孔(124)或所述长条孔(124)的至少一个位于所述板(128b)的边缘(130)，距所述边缘(130)的距离至少为所述板(128b)的最大尺寸的5％，所述长条孔(124)的至少一个通向所述板的边缘。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的前部结构(102)，其特征在于，所述长条孔(124)的长度介于所述固定螺钉(126)的直径的1.5和3倍之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的前部结构(102)，其特征在于，所述两个可形变型材(106a,106b)中的另一个(106a)未使用配置为允许所述另一个型材(106a)相对于对应的结构型材向外横向位移的固定装置，所述另一个型材(106a)优选地在车辆驾驶员的一侧。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的前部结构(102)，其特征在于，所述长条孔(124)包括小于所述固定螺钉(126)的直径的截面部分(132)，所述部分在至少30％，优选地在至少50％的所述长条孔(124)的长度上延伸，并且有利地位于对应于车辆的内侧的所述长条孔的一侧。

10.一种机动车辆，其特征在于，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的前部结构(102)。