車輛的前部結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據權利要求1的前序部分的車輛前部結構。
【背景技術】
[0002]當車輛例如汽車卷入正面撞擊中時，撞擊碰撞至少部分地被車輛的前部結構所吸收。因此希望前部結構適于使得車輛乘員盡可能不受傷或幾乎不受傷。
[0003]為了評價車輛前部結構的撞擊碰撞吸收性能，進行根據USNCAP在35mph下完全正面障礙物碰撞(full frontal barrier impact)的試驗。NCAP代表新車評估計劃(New CarAssessment Program,也稱新車碰撞測試)。
[0004]文獻JP 2000-16327A公開了在正面撞擊的情形下能夠至少部分地吸收撞擊碰撞的前部結構。前部結構具備副車架和通過固定托架結合于副車架的前側構件。前側構件包括定位于安裝托架前方的向前部分和定位于后面的向后部分。前側構件的向前部分形成為當從向前部分施加指定的第一軸向載荷時被壓縮和變形，并且前側構件的向后部分形成為當從向前部分施加第一軸向載荷時不變形而是當從向前部分施加指定的第二軸向載荷時彎曲和變形。
[0005]然而，為了甚至進一步最小化或避免車輛乘員受傷的風險，希望有改進的前部結構。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服或改善現有技術的至少一個缺點或提供有用的可選方案。
[0007]通過權利要求1的主題可實現上述目的。
[0008]因而，在本發(fā)明的第一方面中提供了一種車輛的前部結構。所述前部結構包括:
[0009]-前外部和/或保險杠，
[0010]-沿所述車輛的縱向分別設置在所述車輛前部的左側部和右側部處的一對側梁(side member)，
[0011]-設置在每個所述側梁的相應前端處的一對碰撞吸能盒(crashbox)，所述碰撞吸能盒具有比所述側梁低的軸向強度，
[0012]-至少一個堅硬部件，例如發(fā)動機，以及
[0013]-定位于所述前部的后端處的車身支持結構。
[0014]所述前部結構適于當在根據USNCAP的35mph情況下受到完全正面障礙物碰撞時產生減速度相對于時間的碰撞響應曲線。所述碰撞響應曲線依次具有:
[0015]-減速度增加的第一階段，
[0016]-形成減速度的第一峰值水平的第二階段，
[0017]-減速度小于第二階段期間減速度的第三階段，以及
[0018]-形成減速度的第二峰值水平的第四階段，在所述第四階段期間減速度大于第三階段期間的減速度。
[0019]此處使用的與方向有關的術語例如縱向、橫向(transverse)、側向(lateral)、豎直和向外指的是當安裝在假定停在平地上的車輛上時的前部結構設備。與位置有關的術語，例如前面、后面或旁邊也指的是當安裝在假定停在平地上的車輛上時的前部結構設備。
[0020]前外部和保險杠位于車輛前部的前端處。前外部可為軟鼻(soft nose)，這是通常用于車輛前塑料蓋的術語。碰撞吸能盒位于保險杠內，即沿車輛縱向看時在保險杠的后面。每個碰撞吸能盒具有比其所附接至的側梁低的軸向強度，因此當受到正面撞擊的力時碰撞吸能盒在其所附接至的側梁開始變形之前就開始變形。
[0021]所述前部結構包括一個或多個堅硬元件，例如發(fā)動機。堅硬元件比前外部、保險杠、碰撞吸能盒和側梁堅硬，即更小壓縮和/或變形。因而堅硬元件在正面撞擊期間形狀保持基本未受影響，但是相對于前部的其余部分的位置變化了，因為堅硬元件向后移動，即朝乘員艙移動。
[0022]通常希望在撞擊的第一和第二階段期間盡可能多地完成速度變化，即在當車輛乘員與車輛的內部保護系統(tǒng)相互作用時開始感受減速效果之前完成。
[0023]撞擊的第三階段期間的減速度低于撞擊的第二階段期間的減速度，即第三階段在碰撞響應曲線中形成了位于第二與第四階段的兩個峰值水平之間的“低谷”。這是有利的，因為隨后車輛乘員受到更小的減速度?！暗凸取痹缴?，在第三階段期間完成的速度變化越少，并且乘員減速度響應曲線(即車輛乘員受到的減速度)的增加越緩慢。根據本發(fā)明的前部結構提供的減速度響應曲線有助于減輕撞擊對車輛乘員產生的后果。在初始積累即在第三階段開始之后的減速度降低被定時為減少碰撞過程期間稍后車輛乘員與車輛保護系統(tǒng)相互作用時所感受的減速效果。
[0024]撞擊的第一階段可持續(xù)從當撞擊開始(即車輛第一次跟與其碰撞的物體接觸時)起計算的0-20ms、優(yōu)選5-15ms、更優(yōu)選8_12ms，ms是毫秒的縮寫。希望盡可能短地保持第一階段。
[0025]撞擊的第二階段可持續(xù)從第一階段之后的第二階段開始起計算的0-20ms、優(yōu)選5_15ms、更優(yōu)選 8_13ms。
[0026]撞擊的第三階段可持續(xù)從第二階段之后的第三階段開始起計算的0-50ms、優(yōu)選10_40ms、更優(yōu)選 15_30ms。
[0027]撞擊的第四階段可持續(xù)從第三階段之后的第四階段開始起計算的0-40ms、優(yōu)選10-30ms、更優(yōu)選 15-25ms。
[0028]優(yōu)選地，前部結構適于當根據USNCAP在35mph下受到完全正面障礙物碰撞時在第一和第二階段期間完成至少10%、優(yōu)選至少15%、更優(yōu)選至少20%的速度變化。
[0029]第二階段期間的減速度大約與第四階段期間的減速度一樣高。第二階段期間的減速度可盡可能高，優(yōu)選不超過30g，其中g對應于9.81m/s2。第四階段期間的減速度盡可能低，優(yōu)選低于30g。藉此在第二階段期間可完成大量的速度變化，即在當車輛乘員與車輛的內部保護系統(tǒng)相互作用時開始感受減速效果之前完成大量的速度變化。
[0030]第三階段期間的減速度可小于第二階段期間減速度的80%、小于70%并且最優(yōu)選小于60%。從而，可獲得之間具有低谷的期望的兩個峰值水平曲線。
[0031]前外部和/或保險杠、側梁和碰撞吸能盒可相對彼此被布置、設計尺寸和/或成形為使得在根據USNCAP在35mph下所述完全正面障礙物碰撞的情形下，
[0032]-在第一階段期間所述前外部被壓縮和/或所述保險杠變形，
[0033]-在所述第二階段期間所述碰撞吸能盒被壓縮，并且
[0034]-在第三階段期間所述側梁彎曲，藉此通過所述前外部被壓縮和/或所述保險杠變形所獲得的減速度小于通過所述碰撞吸能盒被壓縮所獲得的減速度，并且通過所述側梁彎曲所獲得的減速度小于通過所述碰撞吸能盒被壓縮所獲得的減速度。藉此，可能獲得如上所述的期望碰撞響應曲線。
[0035]碰撞吸能盒可被布置、設計尺寸和/或成形為使得碰撞吸能盒基本上在前外部已經壓縮和/或保險杠已經變形之后被壓縮。藉此，直至前外部已經完全地或幾乎完全地被壓縮和/或保險杠已經變形時，碰撞吸能盒才開始壓縮，或碰撞吸能盒在前外部的壓縮結束時或保險杠變形結束時壓縮。如果具有前外部的壓縮和保險杠的變形，這兩個事件可至少在時間上部分地重疊，重疊隨后在第一階段期間發(fā)生。
[0036]側梁可被布置、設計尺寸和/或成形為使得所述側梁基本上在所述碰撞吸能盒已被壓縮之后彎曲。這對應于從碰撞過程的第二階段過渡為第三階段。
[0037]側梁可被布置為相對于所述車輛的縱向中心線至少部分地側向彎曲，優(yōu)選側向彎曲大于向下彎曲，更優(yōu)選基本上側向彎曲。通過側向彎曲，大部分側梁可相對于車輛的縱向中心線側向向外移動。因為側梁側向彎曲，它有助于側向向外地移動其它部件，例如彈簧支座(spring tower)。此外，根據前部結構的結構，可能有更多空間供其基本上側向彎曲而非基本上豎直地彎曲。
[0038]當側梁彎曲時，彈簧支座與側梁的附接開始分離，優(yōu)選以逐步的方式，使得彈簧支座在附接于側梁的一個末端(優(yōu)選后端)處開始分離，并且所述分離隨后沿與側梁的附接逐漸地進行。藉此，側梁進一步自由地彎曲，這就進一步分離了彈簧支座。
[0039]可通過從一個彈簧支座延伸至另一個彈簧支座的拉桿連接彈簧支座。在那種情況下，當在第三階段期間彈簧支座側向向外移動時可從彈簧支座中的一個或二者釋放拉桿。優(yōu)選地，拉桿被構造為使得在彈簧支座側向向外的移動期間容易釋放，或其附接可被構造為易于釋放拉桿。
[0040]以類似的方式，車輛在沿車輛橫向的兩個物體之間的任何其它桿或連接可被構造為在兩個物體中一個或二者的側向向外移動期間被釋放。這可發(fā)生在第三階段期間，更優(yōu)選在第三階段的第一部分期間。
[0041 ] 為了以期望方式彎曲，側梁可包括至少一個彎曲區(qū)域，優(yōu)選奇數個彎曲區(qū)域，最優(yōu)選三個彎曲區(qū)域。如果使用三個彎曲區(qū)域，則側梁可被預彎曲為V，藉此例如有助于側向向外移動其它部件，例如彈簧支座。
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