CN112236353B

CN112236353B - 具有在侧面撞击时对抗地支撑横梁和纵梁的部件的机动车辆底盘

Info

Publication number: CN112236353B
Application number: CN201980038255.8A
Authority: CN
Inventors: 托·托尔; 史蒂芬·丰弗雷迪
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2022-12-23
Anticipated expiration: 2039-05-17
Also published as: FR3082496B1; EP3810491B1; EP3810491A1; CN112236353A; WO2019243678A1; US20210253174A1; FR3082496A1

Abstract

本发明涉及一种机动车辆的底盘(3)，其包括侧纵梁(4)，侧纵梁中的至少一个通过横梁(6)连接到至少一个纵向框架元件(5)，横梁的第一端部(6a)紧固至侧纵梁(4)，并且横梁的第二端部(6b)紧固至纵向框架元件(5)。同时紧固至纵梁(4)和横梁(6)的部件(7)具有在底盘(3)上横向(T1)位于纵梁(4)的壁(4a)与横梁(6)的第一端部(6a)的端面(6c)之间的支撑装置(10)，在施加至纵梁(4)的侧面撞击(C1)的作用下，该支撑装置(10)对抗地横向(T1)支撑纵梁的壁和横梁的第一端部的端面。

Description

具有在侧面撞击时对抗地支撑横梁和纵梁的部件的机动车辆底盘

技术领域

本发明涉及机动车辆底盘领域，并且更具体地，涉及这种底盘在可能受到的侧面撞击作用下的变形方式。本发明更特别地涉及一种在构成底盘的横梁和纵梁之间的接合处的设置，其参与横梁在施加至纵梁的侧面撞击的作用下的变形方式。

背景技术

机动车辆通常包括形成车辆底部框架的底盘，该底部框架包括诸如纵梁的纵向框架元件，纵向框架元件由尤其是横梁的横向框架元件固定。更具体地说，底盘包括分别领接底盘右侧和左侧边缘并由横梁固定的侧纵梁。例如由整流罩形成的底板通过至少紧固到侧纵梁和横梁而安装在底部框架下。

至少一个诸如纵梁或通道的附属纵向框架元件也可以以一定的横向距离设置在两个纵向框架元件之间，尤其是纵梁之间。因此，这样的纵向框架元件可能通过至少一个横梁、特别是诸如至少一个支撑用于车辆乘客的至少一个座位的座椅横梁而至少连接到侧纵梁中的一个。

在这种情况下，底盘具有用于在车辆所受到的撞击的情况下保护乘客的设置。这种设置主要旨在控制构成底盘的框架元件的变形方式。

在本发明的范围内，更具体地考虑在底盘所受到的侧面撞击的情况下的横梁变形，尤其是当车辆在其行进中发生碰撞障碍物的事故时，该障碍物在侧纵梁中的一个与横梁结合的区域撞击该侧纵梁。

因此，撞击产生对紧固至侧纵梁的横梁端部的推力，该推力使横梁的变形表现为压缩和/或弯曲。已知的是，为横梁与侧纵梁的结合端部提供一种有利于横梁压缩变形的装置，以吸收碰撞产生的能量，如文献FR 3024 422(PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES(标致雪铁龙汽车公司))所公开的。

发明内容

在该背景下，本发明涉及一种机动车辆底盘，其包括具有侧纵梁的纵向框架元件，以及至少一个将侧纵梁中的任意一个连接到底盘的纵向框架元件的横梁。

本发明的目的是，通过在向底盘施加侧面撞击时，尤其是在侧纵梁和横梁之间的结合区域向底盘施加侧面撞击时限制由于施加撞击而引起的底盘变形，提高车辆的安全性。更具体地旨在限制：

-)在由侧面撞击产生并由横梁承受的推力的作用下，横梁因其变形而向车辆驾驶室侵入的风险，和/或

-)底盘可能包括的横向位于侧纵梁之间的附属纵向框架元件的随之发生的变形，该附属纵向框架可以通过至少一个横梁连接到侧纵梁中的至少一个。

本发明还旨在通过考虑可能阻碍潜在解决方案的限制来实现所寻求的目标。这些限制尤其包括：

-)在汽车领域经济竞争异常激烈的背景下制车成本的限制。这尤其涉及一种在结构上简单和/或避免部件在底盘上的安装方法复杂化的解决方案，和/或

-)车辆重量的限制。

作为用于评估本发明和/或获得的技术效果的非限制说明，考虑施加到底盘的中等幅度的侧面撞击，底盘局部沿与底盘纵向方向相比角度间隔约10°(十度)的方向。特别指出的是，一方面，底盘的纵向延伸方向和对底盘施加撞击的方向之间的相对定向包括在大约70°到80°之间，另一方面，针对包括在约30km/h(三十千米每小时)和35km/h之间的车辆行驶速度考虑侧面撞击的幅度。

如有必要，明确了在机动车辆领域公认的用于描述车辆及其包括的车身和/或车身组件的某些相对概念和/或术语。

车辆延伸的方向通常在沿纵向、横向和垂直方向确定的正交坐标系中限定。除非另有说明，否则这些相关的方向和相对概念随后应用于底盘，和/或根据底盘部件自身的结构和/或其相对位置而应用于底盘部件。

术语“纵梁”或“通道”表示底盘的纵向框架元件。通道和/或纵梁可横向设置在两个侧纵梁之间，通道通过横梁与侧纵梁中的至少一个连接。根据相对于位于车辆驾驶位的驾驶员位置的底盘的右纵向侧和/或左纵向侧，考虑限定纵梁的侧面的概念。术语“横梁”是指底盘的沿主要延伸位于两个纵向框架元件之间的横向框架元件。因此，横梁的端部被认为是沿着横梁的主要延伸彼此相对。横梁的端面在其端部中的一个上形成，并且与横梁延伸的主要延伸方向交会。

下和上的概念，或者例如在下面和/或在下方、在上面和/或在上方、底部和/或顶点、或悬垂的其他类似概念，是根据确定底盘在高度上的延伸方向的相对于车辆行驶平面的竖直性概念来考虑的相对概念。

因此，刚刚提供的概念、术语和细节被用于在本发明的范围内限定本发明，而不必再次明确它们。

本发明的目的通过应用以下设置实现。

根据本发明的机动车辆底盘包括侧纵梁，侧纵梁中的至少一个通过横梁连接至少一个纵向框架元件。横梁的第一端部紧固至侧纵梁，并且横梁的第二端部紧固至纵向框架元件。

在这种情况下，本发明的特征在于，同时紧固至侧纵梁和横梁的部件具有支撑装置，该支撑装置在底盘上横向地位于纵梁的壁和横梁的第一端部的端面之间。在对纵梁施加的侧面撞击的作用下，支撑装置对抗地横向支撑纵梁的壁和横梁的第一端部的端面。

特别要考虑的是，撞击产生的推力可以通过沿着底盘的不同延伸方向产生特定幅度的分力而在欧几里得空间中朝向不同的方向。在这种情况下，该部件被配置为力偏转器，其通过支撑装置而允许优化横向分力的幅度，该横向分力由侧梁传递给横梁并且来自施加至纵梁的侧面撞击所产生的推力。

这样的结果是，通过限制横梁弯曲，并且优化横梁沿其主要延伸方向朝向经由横梁的第二端部而与横梁紧固的纵向框架元件的压缩变形，控制横梁在侧面撞击作用下的变形。因此，根据施加至纵梁的侧面撞击的幅度和/或方向来限制、甚至避免横梁的弯曲变形和/或纵向框架元件的随机变形。

由此可见，在至少通过该部件控制的情况下，由侧面撞击引起的底盘变形主要发生在包括该框架元件的车辆底部的主要延伸平面上。最后，这样做的优点在于，当侧纵梁在其与横梁结合处附近的环境中遭受侧面撞击时，保护驾驶室，并且因此保护坐在可能由横梁支撑的座椅上的乘客。

纵梁的壁尤其由竖直且纵向延伸的翼子板构成，纵梁在其朝向底盘底部、或者换句话说朝向车辆的行驶平面定向的下端部包括该翼子板。如前所述，相对于底盘在高度上的竖直延伸来理解“下”和“底部”的概念。

根据实施例，该部件在横梁的第一端部下面并在侧纵梁下面以连续重叠的方式在底盘上横向延伸。如前所述，相对于底盘在高度上的竖直延伸来理解“在下面”的概念。

部件在底盘上的这种位置允许优化横梁的受力压缩，并限制横梁在其主要延伸方向上弯曲。这也允许在不影响该部件的性能的情况下简化该部件的结构，简化将该部件安装在底盘上的方法，并且/或者加强该部件与横梁和侧纵梁的牢固结合。

因此，根据实施例，该部件有利地设置成至少在横梁的第一端部下面延伸并且具有该支撑装置的板。支撑装置以超出横梁的方式横向地形成在该横梁的第一端部的端面和纵梁的壁之间。应理解的是，所述板在沿底盘的纵向和横向延伸方向朝向的平面上延伸。

因此，还根据实施例，支撑装置有利地由至少一个凸耳形成，该至少一个凸耳集成到板并在高度上悬垂于板延伸平面地延伸。应理解的是，凸耳沿板的平面横向且纵向在底盘上延伸，并且相对于板的平面在高度上朝向纵梁延伸。

根据实施例，该部件包括至少一个用于控制该部件变形的装置，该装置有利于该部件在侧面撞击时朝向受到压缩的横梁的端面折叠。该部件的这种倾斜折叠允许主要沿横向分力来优化该推力的定向，该横向分力沿横梁的主要延伸方向施加至横梁的端面。

这样的控制装置例如由以下装置组成：

-)至少一个凸台，沿底盘的横向延伸方向延伸地设置在板上，凸台的竖直延伸从该板的紧固至该纵梁壁的端部开始逐渐减小，

-)至少一个凸台的至少一个脆化装置，有利于该凸台在撞击作用下进行压缩，脆化装置例如由垂直于凸台的主要延伸方向、或者换句话说沿着底盘的纵向延伸定向的突出部和/或凹槽形成，和/或

-)至少一个板的脆化装置，例如由穿透板的厚度的至少一个开口形成。

因此，根据实施例，该部件包括在其下表面突出的至少一个相对于底盘横向延伸的凸台。从支撑装置开始沿该凸台相对于底盘的横向延伸，该凸台在高度上的延伸逐渐减小。

凸台允许在对纵梁施加侧面撞击的初始阶段增强部件的坚固性及部件抵抗变形的能力，从而最终触发实现朝向横梁端面的横向推力分力的幅度增加。然后，由于该部件在撞击作用下竖直倾斜而导致朝向横梁端面折叠，凸台在高度上的减小允许增加对该部件的变形的控制。

因此，还根据实施例，凸台包括至少一个凹陷的突出部，该凹陷的突出部在该部件的下表面形成，并且沿底盘的纵向延伸垂直于凸台的主要延伸方向地延伸。

当在侧面撞击的作用下该部件变形且横梁压缩时，该至少一个突出部有利于在底盘上横向压缩凸台。凸台的压缩有利于板的压缩，并且因此有利于控制维持对横梁的横向推力分力的最佳幅度。应注意的是，横梁优选包括有利于其压缩的脆化突出部，例如在横梁底部形成并相对于底盘纵向定向的槽。

因此，还根据实施例，板包括开口，开口设置成沿板的厚度穿过该板，或者换句话说，垂直于板的延伸平面地穿透板。因此，有利于部件朝向横梁端面的折叠变形。

根据实施例，该部件紧固在配备至底盘的底板下面。底板位于该部件与纵梁及横梁的第一端部之间。

应注意的是，在横梁位于该侧纵梁和该纵向框架元件之间时，通过本发明获得的效果是最佳的，其中该纵向框架元件横向地位于底盘的侧纵梁之间。限制了横梁在其两个端部之间的延伸，通过应用本发明所提供的方法改善了对横梁变形的控制。

因此，根据优选实施例，无差别地，纵向框架元件是在底盘上横向位于侧纵梁之间的纵梁或通道。

本发明还涉及一种配备有根据本发明的底盘的机动车辆。

附图说明

结合附图描述本发明的实施例，在附图中：

-)图1是作为非限制性参考示出对机动车辆底盘造成的侧面撞击的情况的图示，本发明尤其设置成在这种情况下应用。

-)图2由多个示意图(a)、(b)和(c)组成，多个示意图(a)、(b)和(c)示出了底盘在图1所示的情况下的常规变形方式，应理解到，本发明不包括在图2的示意图中。

-)图3由多个示意图(d)、(e)和(f)组成，多个示意图(d)、(e)和(f)示出了本发明与图1的示意图相关的实施例。

-)图4和图5是分别示出根据本发明的配备至底盘的部件的实施例的顶视透视图和底视透视图。

附图及其详细描述以特定方式公开本发明，但并未限制如权利要求所限定的本发明的范围。本发明的实施例的附图及其详细描述能够用来更好地限定本发明，如有需要则结合以上整体描述来更好地限定本发明。

具体实施方式

在图1中，机动车辆1在正交坐标系的三个方向上延伸，该三个方向通常包括车辆1在车辆1的后部AR1和前部AV1之间延伸的纵向方向L1、车辆1在其两侧之间延伸的横向方向T1、以及车辆1相对于其在地面上的行驶平面PR1垂直延伸的竖直方向V1。

在该图中，示出了在试验车间内将侧面撞击C1施加至由车辆1的底盘形成的车辆1的底部的情况。根据测试协议，模拟在车辆1的前进速度为32km/h时立柱2对车辆1的底部施加的侧面撞击C1，车辆1以相对于施加侧面碰撞C1的方向倾斜75°的倾斜角A1沿车辆1的纵向方向L1定向。

在图2和图3中，机动车辆1的底盘3形成包括侧纵梁4的车辆底部，仅侧纵梁4中的一个被示出为处于图1所示的对车辆1施加侧面撞击C1的情况。底盘3还包括纵向框架元件5，其在底盘3上横向位于侧纵梁4之间。在示出的例子中，纵向框架元件5由通道形成。横梁6将通道5和纵梁4互相连接。横梁6的第一端部6a紧固至纵梁4，并且横梁6的第二端部6b紧固至通道5。横梁6尤其是支撑用于车辆前排乘客的至少一个座位的座椅横梁6。

在示意图(a)和(d)中，底盘3在纵梁4和横梁6的结合区域受到如图1所示的施加至纵梁4的侧面撞击C1。然后，侧面撞击C1产生对纵梁4的推力E1。由于车辆1相对于施加侧面撞击C1的方向纵向倾斜，推力E1主要产生横向的分力CT1，但至少还产生纵向的分力CL1，甚至还可能在较小程度上产生竖直的分力CV1。

如与现有技术相关的图2的示意图(b)和(c)所示，推力E1导致横梁6的逐渐变形。观察到，横梁6此时在其变形的作用下承受了显著的竖直分力CV1。

更具体地，在示意图(b)中，横梁6的第一端部6a首先受到压缩。由于推力E1产生不同的分力，该竖直分力CV1倾向于使横梁6朝向车辆的驾驶室弯曲F1。这种弯曲F1主要发生在用于使横梁6与通道5结合的第二端部6b的末端。横梁6与通道5的结合减弱且通道5变形。

在示意图(c)中，示意图(b)中所示的横梁6开始弯曲F1逐渐增加竖直分力CV1的幅度，导致随后横梁6在其第二端部6b弯曲F2，并且因此导致通道5显著变形。因此，导致横梁6和/或纵梁4侵入车辆1的驾驶室，危害乘客安全。

在与本发明相关的图3的示意图(d)至(f)中，底盘3设置有部件7，部件7允许控制向横梁6传递推力E1的方式并因此控制横梁6的变形。该部件7允许沿横向分力CT2稳定推力E1在横梁6上的施加。部件7允许控制由部件7施加至横梁6的横向分力CT2的幅度的增加。换句话说，部件7是引导横向分力CT2通过该部件7施加至横梁6的引导装置，与施加至纵梁4的侧面撞击C1所产生的横向分力CT1相比，横向分力CT2的幅度增大。

如示意图(f)所示，这使得可以通过在横梁6的第一端部6a对横梁6进行强制弯曲F3来稳定横梁6的压缩变形，这使得可以增加由部件7施加至横梁6的横向分力CT2的幅度。

根据所示示例，部件7由安装在横梁6的第一端部6a和侧梁4下面的板8形成。部件7尤其紧贴至底盘3所包括的底板9，底板9例如由整流罩形成。底板9基本在车辆1的紧固有该底板的底部下面与车辆1的行驶平面PR1平行地延伸，并且位于部件7与横梁6和纵梁4之间。

更特别地，板8连续重叠地安装在横梁6的第一端6a和纵梁4下面，并且分别对抗地横向支撑纵梁4的壁4a和横梁6的第一端部6a的端面6c。

为此，板8包括支撑装置10，支撑装置10横向T1地支撑侧梁4的壁4a和横梁6的第一端部6a的端面6c，并且位于支撑侧梁4的壁4a和横梁6的第一端部6a的端面6c之间。该支撑装置10从板8的平面向纵梁4竖直突出地延伸，支撑装置10所抵靠的壁4a尤其由纵梁4所包括的翼子板形成，翼子板在底盘上纵向L1且竖直V1地延伸。因此，在施加至纵梁4的侧面撞击C1的作用下，该支撑装置10分别对抗地横向支撑横梁6的端面6c和侧梁4的壁4a。

在示意图(e)中，基本在横向T1的中间区域，板8自身首先受到压缩和弯曲F4。板8倾向于围绕其与横梁6的第一端部6a的结合区域竖直地倾斜B1，并且因此朝向横梁6的第一端部6a的端面6c弯曲。板8因此形成包围横梁6的第一端部6a的壳体。

因此，板8的弯曲使其形成部分包围横梁6的第一端部6a的壳体，如图(f)所示。这具有抑制横梁6在其第一端部6a变形的效果，该第一端部6a此时主要经受压缩。横梁6倾向于在其第二端部6b适度弯曲F5，同时保持与通道5的牢固结合，因此也保持了通道5的变形。

更特别地，在示意图(f)中，板8向横梁6的第一端部6a的倾斜B1和折叠使板8横向T1抵靠横梁6的第一端部6a。板8的倾斜B1有利于板8向横梁6施加横向分力CT2和显著的竖直分力CV2，竖直分力CV2导致横梁6在其第一端部6a弯曲F3，并且因此横梁6不会朝车辆1的驾驶室侵入。

然后，如示意图(e)所示的横梁6先前在横梁6的第二端部6b开始的适度弯曲F5被显著地抑制。这具有维持横梁6和通道5之间的牢固结合的效果，从而显著限制通道5的变形。

在图4和图5中，先前限定的直角坐标系L1、T1、V1被用于在将板8安装到底盘3的安装位置限定板8和/或其构件相对于底盘3的延伸方向。板8包括由凸耳11构成的支撑装置10，凸耳11在用于将板8结合至纵梁4的第一端部8a形成，并且横向分布在板8上，凸耳11通过与板8一体制成而集成至板8。

板包括各种用于控制在侧面撞击C1的作用下引起的变形的装置12、13、14，其中包括具有脆化的突出部13的凸台12、以及板8的脆化装置14。

凸台12在底盘上横向T1延伸，并且在板8的下表面8b竖直突出，下表面8b设置成朝向车辆1的行驶平面PR1定向。在示出的示例中数量为二的凸台12在纵向L1上彼此间隔，并且在板8的横向T1定向的边缘附近形成。凸台12形成板8的加强件，以抵抗由侧面撞击C1产生的纵向分力。凸台12的结构有利于板8在侧面撞击C1的作用下形成壳体，如图3的示意图(e)和(f)所示，或者换句话说，有利于板8以压缩和朝向横梁6的第一端部6a的端面6c弯曲F4的方式变形。

凸台12的竖直V1的延伸从通过支撑装置10使板8与纵梁4结合的端部8a向板8的横向T1相对的端部8c逐渐减小，端部8c通过底板9抵靠横梁6的下表面。因此，从用于将板8结合至纵梁4的端部8a到板8的横向T1相对的端部8c，凸台12沿其横向T1、竖直V1的延伸具有锥形的形态。

此外，凸台12包括脆化突出部13，其纵向L1地延伸，并且横向T1分布在凸台12上。脆化突出部13包含在由凸台12界定的体积内，并配置为朝向板8的上表面8d竖直突出，通过上表面8d，板8经由底板9来抵靠横梁6的第一端部6a和纵梁4。根据示出的例子，脆化突出部13由凸台12上设置的凹痕形成。可以使用脆化凸出部13的其他设置，例如，在板8的形成凸台12的壁上设置的凹槽。

板8的脆化装置14在板8的横向T1的中间区域纵向L1地设置在凸台12之间。根据示出的例子，脆化装置14由环形的开口14a形成，该孔14a设置成与板8的平面垂直地穿透板8的厚度Ep1，并且连通板8的下表面8b和上表面8d。板8的脆化装置14还单独或与凸台12所具有的脆化突出部13组合地有利于板8在侧面撞击C1的作用下形成壳体，如图3的示意图(e)和(f)所示，或者换句话说，有利于板8以压缩和因其倾斜B1而弯曲F4的方式变形。

Claims

1.一种机动车辆(1)的底盘(3)，包括侧纵梁(4)，所述侧纵梁中的至少一个通过横梁(6)连接至少一个纵向框架元件(5)，所述横梁的第一端部(6a)紧固至所述侧纵梁(4)，并且所述横梁的第二端部(6b)紧固至所述纵向框架元件(5)，其特点在于，同时紧固至所述侧纵梁(4)和所述横梁(6)的部件(7)具有支撑装置(10)，所述支撑装置在所述底盘(3)上横向(T1)位于所述侧纵梁(4)的壁(4a)和所述横梁(6)的第一端部(6a)的端面(6c)之间，在对所述侧纵梁(4)施加侧面撞击(C1)的作用下，所述支撑装置(10)对抗地横向(T1)支撑所述侧纵梁的壁和所述横梁的第一端部的端面，

所述部件(7)包括在其下表面(8b)突出的至少一个相对于所述底盘(3)横向(T1)延伸的凸台(12)，从所述支撑装置(10)开始沿所述凸台(12)相对于所述底盘(3)的横向(T1)延伸，所述凸台(12)在高度(V1)上的延伸逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的底盘(3)，其特点在于，所述部件(7)在所述横梁(6)的第一端部(6a)以及所述侧纵梁(4)下面以连续重叠的方式在所述底盘(3)上横向(T1)延伸。

3.根据权利要求1所述的底盘(3)，其特点在于，所述部件(7)设置为至少在所述横梁(6)的第一端部(6a)下面延伸且具有所述支撑装置(10)的板(8)，所述支撑装置以超出所述横梁(6)的方式横向(T1)设置在所述横梁的第一端部(6a)的端面(6c)与所述侧纵梁(4)的壁(4a)之间。

4.根据权利要求3所述的底盘(3)，其特点在于，所述支撑装置(10)由至少一个凸耳(11)形成，所述凸耳集成到所述板(8)，并在高度(V1)上悬垂于所述板(8)的延伸平面地延伸。

5.根据权利要求1所述的底盘(3)，其特点在于，所述凸台(12)包括至少一个凹陷的突出部(13)，所述凹陷的突出部(13)在所述部件(7)的下表面(8b)形成，并且沿所述底盘(3)的纵向方向(L1)、垂直于所述凸台(12)的主要延伸方向延伸。

6.根据权利要求3所述的底盘(3)，其特点在于，所述板(8)包括设置成沿所述板的厚度(Ep1)穿过所述板的孔(14)。

7.根据权利要求1所述的底盘(3)，其特点在于，所述部件(7)紧固在配备至所述底盘(3)的底板(9)下面，所述底板(9)位于所述部件(7)与所述侧纵梁(4)和所述横梁(6)的第一端部(6a)之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的底盘(3)，其特点在于，所述纵向框架元件(5)是在所述底盘(3)上横向位于所述侧纵梁(4)之间的纵梁或通道。

9.一种机动车辆(1)，其特点在于，配备有根据权利要求1至8中任一项所述的底盘(3)。