[实用新型]车辆车架梁中的顺序碰撞转折点

说明书

技术领域

本发明涉及机动车辆的车架，且具体地涉及通过利用车架梁上的顺序的和交互的弯曲转折点来控制碰撞力的车架梁配置。

背景技术

机动车辆的前端结构设计用于为车辆所有者提供视觉外观同时在前端和正面碰撞(off-set crash)期间用作能量吸收结构。前端结构的大小、形状和构造确定了前端结构削弱撞击波的能力以及限制突进车辆驾驶舱的能力。设计一种通过车架部件吸收碰撞能量的前端结构十分重要。车辆工程师们作出大量的努力致力于设计车辆车架以受控方式变形同时吸收能量以达到这个程度。车辆车架结构设计的一个目的是在碰撞中提供更好的碰触与能量吸收。在前端以及尾部撞击中能量吸收的主要部件是车架梁。

车辆车架典型地包括上梁和总体上垂直间隔开的下梁。优选地，例如在车辆车架的最前端部分上梁连接下梁以形成一体化连接的机动车辆车架结构。常规上将上梁和下梁组件之间的结构连接点设计为在所有方向上能够提供很好的结构完整性的固定连接。控制碰撞能量的一种方法是减少上梁和下梁部件之间的连接处在前-后方向上的结构效率以允许在经历安全负载情况时能够“断裂”。同时有效的碰撞能量控制会在前端结构例如连接前保险杠和车架梁的角状结构处包含有触发器，以及通过适当地设计上梁和下梁之间的结构结合点。碰撞能量控制包括对碰撞能量沿其导向的负载路径的引导与调节。虽然优选地通过将上梁和下梁成型为管状部件的液压成型技术来成型上梁和下梁部件，上梁和下梁可由任何材料或任何构造技术成型，包括冲压和轧制成型的车辆车身结构。

前梁系统的布置和设计的封装约束会带来前端的能量控制功能方面的问题。在机动车辆车架配置中，封装约束使得梁向下弯曲以便使角状部件接触保险杠横梁，这将使机动车辆车架满足16-20英寸的保险杠高度要求，前部碰撞在保险杠重心和副车架附件重心之间施加正面偏移。该正面偏移可在前梁部分的重心处导致实质上外加的弯曲，其可为前梁部分弯曲能力的大多数。这样，由于下车架梁部件角状部分轴向压扁，外加的弯曲使该部分丧失控制正常弯曲折叠压力的能力。车架配置的偏移可导致在任何轴向碰撞开始时角状部分过早地朝下弯曲。

解决该封装与负载约束问题的一种方法是增强最接近副车架附件的角状部分梁的长度的后一半或三分之一，在该部分的较低侧弯曲应力最高，导致角状部分的弯曲能力相应增加。通常，这种加强是以垂直定向的、从角状部分向下延伸的凸缘形式实现的。利用适当的结构，可有效地实现角状部分的变形能力以将碰撞能量的负载路径引导至车架梁中。

由于各种部件通常在碰撞区域连接于下车架梁，中梁结构十分繁琐。副车架、减震器、发动机、某些动力系安装于车架情况下的变速器是制约中梁结构受控碰撞的一些部件。发动机安装在中梁上的结构在控制碰撞力上产生显著的困难。直的车辆梁，无论它们是在车辆纵向轴上平行或是略为向外和/或向下收缩因为较高的峰值负载引起轴向弯曲而均趋向于保持直的，因此通过支撑梁的上弯或下弯处弯曲将能量管理转移至支撑结构。这种车架梁设计没有充分利用中梁区域的能量控制能力。如果正确地触发，这些车架梁设计可以能够在使支撑结构倒塌之前形成单独的弯曲转折点。在中梁区域上采用发动机安装支架实际上消除了将能量控制在中梁区域的机会。

于1974年2月26日授权的美国专利US.3,794,348公开了一种意图在碰撞事故中控制能量的机动车辆的车架结构。更为具体地，通过将四个边缘相接的纵向板组装在一起来制造车架结构，其包含扁平上板、扁平下板以及两个侧板。车架部件的端部区域在上板和下板焊接中具有断点来削弱焊接以使得在撞击中使端部区域弯曲。

于2005年4月19日授权的美国专利US6,880,663中的前端副车架结构用于在支撑点以削弱部分支撑动力单元以便于能够在前部碰撞中弯曲，该削弱部分形成于在支撑点的前侧朝向车辆前部。2005年9月6日授权的美国专利US6,938,948公开了一种车辆全车架，发动机装于副车架上，其车辆车架和副车架设计成具有允许发动机支架在前部撞击情况下向下和向后移动的可变形接合点。

需要提供一种车架梁配置，能够通过引起在安装发动机处外部结构削弱以及发动机安装端部的内部材料削弱来提升对碰撞力量的控制，从而在碰撞模式中影响车架梁上的第一碰撞转折点，以及通过车架梁的V领结构在碰撞模式中影响第二顺序弯曲转折点。

发明内容

本发明的一个目的是通过在机动车辆的前端车架梁中采用第一和第二弯曲转折点来控制碰撞能量从而克服已知现有技术中的上述不足。

本发明的另一个目的是通过在机动车辆的前端车架梁中采用顺序和交互的弯曲转折点来控制碰撞能量。