车辆车架及其组装方法与流程

本发明总体涉及车辆车架，并更具体地，涉及与车辆车架一起使用的碰撞载荷管理系统。

背景技术：

许多已知的车辆车架包括车身框架、安装到车身框架的副车架和安装到车身框架的保险杠框架。但是，除了都联接到车身框架的保险杠框架和副车架之外，保险杠框架和副车架不通过其他方式联接在一起。因此，在载荷(可以或不可以与车身框架横向偏移)施加到保险杠框架和/或副车架的情况下，保险杠框架和副车架不能串联作业以有效地管理能量。因此，期望提供一种能够在只有一个结构被直接接合或两个结构都被接合的碰撞情况下在副车架和保险杠框架两者中管理载荷的系统。

技术实现要素：

在一个方面，提供一种车辆车架。车辆车架包括车身框架、安装到车身框架的副车架和联接到车身框架的保险杠框架。保险杠框架包括具有第一端和第二端的梁。车辆车架还包括邻近梁的至少一端将梁联接到副车架的至少一个支撑件。

在另一方面，提供一种组装车辆车架的方法。该方法包括将副车架安装到车身框架，并将保险杠框架联接到车身框架。保险杠框架包括具有第一端和第二端的梁。该方法还包括经由至少一个支撑件邻近梁的至少一端将梁联接到副车架。

在又一方面，提供一种用于车辆的副车架。车辆具有第一前轮和轮胎组件以及第二前轮和轮胎组件。副车架具有宽度方向尺寸并包括前梁和在第一结合部处与前梁结合的第一侧梁。第一侧梁限定第一空间，第一空间的尺寸设定成接收第一前轮和轮胎组件的至少一部分。第一结合部的尺寸设定成在副车架的宽度方向尺寸上在第一前轮和轮胎组件的前面延伸。副车架还包括在第二结合部处与前梁结合的第二侧梁。第二侧梁限定第二空间，第二空间的尺寸设定成接收第二前轮和轮胎组件的至少一部分。第二结合部的尺寸设定成在副车架的宽度方向尺寸上在第二前轮和轮胎组件的前面延伸。

这里描述的特征、功能和优点可以在本发明的多种实施方式中单独实现，或者可以组合到另外其他实施方式中，其进一步的细节可以参考随后的描述和附图看到。

附图说明

图1是示例性车辆车架的顶部透视图；

图2是图1所示的框架的底部透视图；

图3是用于图1所示的框架的示例性支撑件的侧部透视图；以及

图4是用于图1所示的框架的另一支撑件的侧部透视图。

虽然多种实施方式的具体特征可能在一些附图中示出，而在其他附图中未示出，这只出于简明。任何附图的任何特征可以与任何其他附图的任何特征相组合地参照和/或要求保护。

具体实施方式

本发明总体涉及车辆车架及其组装方法。示例性车辆车架包括车身框架、安装到车身框架的副车架、安装到车身框架的保险杠框架和将保险杠框架直接联接到副车架的支撑件。车辆车架因此有助于在只有一个结构被直接接合的碰撞情况下以能够在副车架和保险杠框架中管理载荷的方式管理碰撞载荷。更具体地，车辆车架有助于建立从保险杠框架直接到副车架或从副车架直接到保险杠框架的载荷路径，使得保险杠框架和副车架串联作业以承受碰撞载荷。因此，在示例性实施方式中，保险杠框架和副车架之间的直接联接可增强车辆车架的能量管理能力。这包括副车架和保险杠：(1)抵抗变形以承受载荷；(2)吸收能量；以及(3)在碰撞情况下将载荷/能量传递到车身框架。碰撞可以或不可以直接接合车身框架。因此，车辆车架的强度得以增强，继而有助于增强与车辆车架相关的总体安全水平。

如这里使用，以单数形式表述且前面带有“一个”或“一”的元件或步骤应该理解为不排除复数个元件或步骤，除非明确指明了这种排除。此外，“一种实施方式”和/或“示例性实施方式”的表述不意图解释为排除同样结合有所述特征的附加实施方式的存在。

图1和2分别是示例性车辆车架100的顶部和底部透视图。在示例性实施方式中，框架100具有长度方向尺寸200和宽度方向尺寸300，并且框架100包括前部副车架102(或发动机架)、副车架102安装其上的车身框架104和联接到车身框架104的保险杠框架106。注意到，保险杠框架106也经由至少一个支撑件(即第一支撑件108和第二支撑件110，有助于管理施加到保险杠框架106和/或副车架102的碰撞载荷，如下面更详细描述)联接到副车架102。在其他实施方式中，框架100可包括以有助于框架100如这里描述操作的任何适当方式联接在一起的任何适当数量的部件。

在示例性实施方式中，副车架102是单件、一体式结构，其包括一对侧梁，即第一侧梁112和在宽度方向尺寸300上与第一侧梁112间隔开一距离的第二侧梁114。同样，副车架102也包括一对端部梁，即前梁116和在长度方向尺寸200上与前梁116间隔开一距离的后梁118。在示例性实施方式中，第一侧梁112和第二侧梁114分别是弓形形状的，使得第一侧梁112限定第一空间120(或第一凹入部)，第一空间的尺寸被设定成在其中接收第一前轮和轮胎组件122的至少一部分，并且使得第二侧梁114限定第二空间124(或第二凹入部)，第二空间的尺寸被设定成在其中接收第二前轮和轮胎组件126的至少一部分。

此外，在示例性实施方式中，前梁116在第一结合部128与第一侧梁112交叉，并且前梁116在第二结合部130处与第二侧梁114交叉。第一结合部128在宽度方向尺寸300上从车身框架104向外延伸到第一远端132，使得在框架100被从前部观看时，第一结合部128在宽度方向尺寸300上至少部分覆盖第一前轮和轮胎组件122(即第一结合部128的尺寸被设定成在宽度方向尺寸300上定位在第一前轮和轮胎组件122的前面)。类似地，第二结合部130在宽度方向尺寸300上从车身框架104向外延伸到第二远端134，使得在框架100被从前部观看时，第二结合部130在宽度方向尺寸300上至少部分覆盖第二前轮和轮胎组件126(即，第二结合部130的尺寸被设定成在宽度方向尺寸300上定位在第二前轮和轮胎组件126前面)。在其他实施方式中，副车架102可包括以有助于框架100能够如这里描述操作的任何适当方式配置和结合在一起的任何适当数量的梁(即副车架102的结合部128和/或130可以在宽度方向尺寸300不分别覆盖其相关的前轮和轮胎组件122和/或126。

在示例性实施方式中，车身框架104是副车架102安装其上的多件式结构。更具体地，车身框架104包括联接在一起(例如焊接，诸如点焊)以限定车身框架104的发动机隔室138的前部构件136的组件和联接在一起(例如焊接，诸如点焊)以限定车身框架104的舱室142的中间构件140的组件。车身框架104可任选地包括联接在一起(例如焊接，诸如点焊)以限定车身框架104的载货隔室(未示出)(例如车身框架104的底盘或行李舱)的后部构件(未示出)的组件。前部构件136包括联接到(例如经螺栓连接)副车架102的第一前部构件144和联接到(例如经螺栓连接)到副车架102的第二前部框架146。在其他实施方式中，车身框架104可包括以有助于使得框架100能够如这里描述操作的任何适当方式联接到副车架102和/或彼此联接的任何数量的构件。

在示例性实施方式中，保险杠框架106包括梁148和用于将梁148联接到车身框架104的至少一个支架(例如第一支架150和第二支架152)。在示例性实施方式中，梁148是单件、一体式结构，其具有第一端154、第二端156和从第一端154延伸到第二端156的主体148。在示例性实施方式中，第一支架150联接到(例如经螺栓连接)车身框架104的第一前部构件144，并且比第二端156更靠近第一端154地联接到(例如经螺栓连接)梁148。同样，第二支架152联接到(例如经螺栓连接)车身框架104的第二前部构件146，并且比第一端154更靠近第二端156地联接到(例如经螺栓连接)梁148。因此，保险杠梁148在宽度方向尺寸300上横跨车身框架104延伸，使得第一端154在宽度方向尺寸300上覆盖副车架102的第一远端132，并且使得第二端156在宽度尺寸方向300上覆盖副车架102的第二远端134。虽然梁148在示例性实施方式中是弓形形状的，梁148可在其他实施方式中具有任何适当形状(例如梁148在一些实施方式中可以是大致直线的)。在其他实施方式中，保险杠框架106可包括以有助于使得框架100能够如这里描述操作的任何适当方式配置的任何其他适当数量的部件(例如梁和/或支架)。例如，保险杠框架106可在一些实施方式中包括不是单件、一体式结构的梁，和/或保险杠框架106可在一些实施方式中包括唯一一个支架。

在示例性实施方式中，第一支撑件108在第一结合部128的第一孔口160处联接到副车架102的第一结合部128，使得第一支撑件108和/或第一结合部128能够在宽度方向尺寸300上定位在第一车轮和轮胎组件122的前面。此外，第一支撑件108也邻近第一端154联接到保险杠框架106的梁148，使得第一支撑件108在宽度方向尺寸300上位于第一支架150和第一端154之间。类似地，第二支撑件110在第二结合部130的第二孔口162处联接到副车架102的第二结合部130，使得第二支撑件110和/或第二结合部130能够在宽度方向尺寸300上定位在第二车轮和轮胎组件126的前面。此外，第二支撑件110也邻近第二端156联接到保险杠框架106的梁148，使得第二支撑件110在宽度方向尺寸300上位于第二支架152和第二端156之间。虽然第一支撑件108在下面更详细描述，注意到第二支撑件110类似于第一支撑件108构造(即第一支撑件108和第二支撑件110具有相同的设计并且只是其联接到副车架102和梁148的相应位置不同)。因此，第二支撑件110联接到副车架102的第二结合部130，邻近第二端156来联接到梁148，其方式与下面相对于第一支撑件108联接到副车架102的第一结合部128并邻近第一端154联接到梁148的方式相同。

图3是第一支撑件108的侧部透视图。在示例性实施方式中，第一支撑件108包括第一构件164(例如柱)和第二构件166(例如板件)。第一构件164和第二构件166由适当金属(例如铝)单独形成(例如挤压成型)。在其他实施方式中，构件164和166可以任何适当方式由任何适当材料制造。在示例性实施方式中，第一构件164具有第一端168和第二端170，并且第二构件166具有第一端172和第二端174(例如套筒)。第一构件164的第一端168在第一孔口160处联接(例如螺纹连接和/或经螺栓连接)到副车架102，使得第一构件164从副车架102伸出到第二端170。同样，第二构件166的第一端172联接到(例如经螺栓连接)保险杠梁148，使得第二构件166从保险杠梁148延伸到第二端174。因此，第一构件164和第二构件166大致彼此垂直并分别在第二端170、174处联接在一起(例如金属惰性气体(mig)焊接在一起)(例如套筒接收柱的至少部分)。在其他实施方式中，第一构件164和第二构件166可具有任何适当形状、尺寸和相对于彼此的定向，并且可以任何适当方式联接在一起。替代地，第一构件164和第二构件166可以一体形成在一起成单件、一体式结构。

因此，保险杠梁148一方面经由支架150和152和车身框架14间接联接到副车架102。但是另一方面，保险杠梁148经由支撑件108和110直接联接到副车架102。如这里使用，术语“直接联接”或其任何变型指的是保险杠梁148与副车架102的联接，该联接建立从保险杠梁148到副车架102的载荷路径，使得载荷路径不经过车身框架104。相反，术语“间接联接”或其任何变型指的是保险杠梁148与副车架102的联接，该联接建立从保险杠梁148到副车架102的载荷路径，使得载荷路径经过车身框架104。

在示例性实施方式中，支撑件108和110有助于将载荷(碰撞载荷)从保险杠梁148直接传递到副车架102，并且同样有助于将载荷(例如碰撞载荷)从副车架102直接传递到保险杠梁148。更具体地，第一支撑件108建立从保险杠梁148的第一端154到副车架102的第一载荷路径，其中第一载荷路径不经过车身框架104。类似地，第二支撑件110建立从保险杠梁148的第二端156到副车架102的第二载荷路径，其中第二载荷路径不经过车身框架104。因此，支撑件108和110有助于以将车身框架104与这些载荷隔离的方式将载荷从保险杠梁148传递到副车架102并反之亦然，由此在碰撞的情况下保持车身框架104(例如发动机隔室138和舱室142)的结构整体性。

更具体地，保险杠梁148和副车架102被直接联接，使得保险杠梁148和副车架102串联作业以承受(或分散)碰撞载荷并防止这种碰撞载荷传递到车身框架104(或至少降低所传递的量)。例如，在一种实施方式中，保险杠梁148可被设计成在变形之前承受“x”磅的力，并且副车架102可被设计成在变形之前承受“y”磅的力。如果具有“z”磅的力的大小的载荷(例如碰撞载荷)施加到保险杠梁148，如果z小于x，那么保险杠梁148可以本身承受该载荷，或者如果z大于x，保险杠梁148可将载荷差经由第一支撑件108和/或第二支撑件110传递到副车架102，使得只有z大于x+y载荷的一部分才传递到车身框架104。类似地，在另一例子中，具有“z”磅的力的大小的载荷(例如碰撞载荷)施加到副车架102，如果z小于y，那么副车架102可本身承受该载荷，或者如果z大于y，副车架102可经由第一支撑件108和/或第二支撑件110将载荷差传递差传递到保险杠梁148，使得只有z大于y+x，载荷的一部分才传递到车身框架104。如图4所示，第一支撑件108的一些实施方式还可包括从第一构件164和/或第二构件166朝着车身框架104延伸的第三构件176(例如臂)，并且第三构件176可以任何适当方式任选地联接到车身框架104。因此，以上给出的实施方式设置用于碰撞载荷管理系统，其可以管理可以或不可以与车身框架104横向偏移的载荷情况，并且管理可以或不可以与保险杠梁148或副车架102竖直偏移的载荷情况，这会由于在许多车辆车架组件中副车架102定位在保险杠梁148下方而出现。

以上描述的系统和方法有助于提供一种增强的车辆车架。车辆车架包括车身框架、安装到车身框架的副车架、安装到车身框架的保险杠框架，以及将保险杠框架直接联接到副车架的支撑件。车辆车架因此有助于在其中只有一个结构被直接接合的碰撞情况下使得副车架和保险杠框架两者中的载荷得到管理。更具体地，车辆车架有助于建立从保险杠框架直接到副车架或从副车架直接到保险杠框架的载荷路径，使得保险杠框架和副车架串联作业以承受碰撞载荷。因此，在示例性实施方式中，保险杠框架和副车架之间的直接联接可增强车辆车架的能量管理能力。这包括副车架和保险杠框架：(1)抵抗变形以承受载荷；(2)吸收能量；以及(3)在碰撞情况下将载荷/能量传递到车身框架。碰撞可以或不可以直接接合车身框架。因此，车辆车架的强度得以增强，继而增加与车辆车架相关的总体安全水平。

车辆车架系统及其组装方法的示例性实施方式在上面详细描述。该系统和方法不局限于这里描述的具体实施方式，而是系统的部件和/或方法的步骤可以与这里描述的其他部件和/或步骤单独且分开使用。每个方法步骤和每个部件也可与其他方法步骤和/或步骤相组合使用。虽然多种实施方式的具体特征可以在一些附图中示出，而在其他视图中未示出，这只出于简明。附图的任何特征可以与任何其他附图的任何特征相组合地参照和/或要求保护。

所书写的说明书使用例子来公开包括最佳模式的实施方式，并且也使得本领域的任何普通技术人员实施该实施方式，包括制造和使用任何装置或系统并执行任何结合方法。本发明的专利范围通过权利要求限定，并可以包括本领域普通技术人员明白的其他例子。这些其他例子旨在处于权利要求的范围内，如果它们具有没有不同于权利要求的文字表述的结构元件，或者它们包括与权利要求的文字表述没有显著差别的等同结构元件。