车辆的前部结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的车辆前部结构。
【背景技术】
[0002]当车辆例如汽车卷入正面撞击中时，撞击碰撞至少部分地被车辆的前部结构所吸收。因此希望前部结构适于使得车辆乘员尽可能不受伤或几乎不受伤。
[0003]为了评价车辆前部结构的撞击碰撞吸收性能，进行根据USNCAP在35mph下完全正面障碍物碰撞(full frontal barrier impact)的试验。NCAP代表新车评估计划(New CarAssessment Program,也称新车碰撞测试)。
[0004]文献JP 2000-16327A公开了在正面撞击的情形下能够至少部分地吸收撞击碰撞的前部结构。前部结构具备副车架和通过固定托架结合于副车架的前侧构件。前侧构件包括定位于安装托架前方的向前部分和定位于后面的向后部分。前侧构件的向前部分形成为当从向前部分施加指定的第一轴向载荷时被压缩和变形，并且前侧构件的向后部分形成为当从向前部分施加第一轴向载荷时不变形而是当从向前部分施加指定的第二轴向载荷时弯曲和变形。
[0005]然而，为了甚至进一步最小化或避免车辆乘员受伤的风险，希望有改进的前部结构。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点或提供有用的可选方案。
[0007]通过权利要求1的主题可实现上述目的。
[0008]因而，在本发明的第一方面中提供了一种车辆的前部结构。所述前部结构包括:
[0009]-前外部和/或保险杠，
[0010]-沿所述车辆的纵向分别设置在所述车辆前部的左侧部和右侧部处的一对侧梁(side member)，
[0011]-设置在每个所述侧梁的相应前端处的一对碰撞吸能盒(crashbox)，所述碰撞吸能盒具有比所述侧梁低的轴向强度，
[0012]-至少一个坚硬部件，例如发动机，以及
[0013]-定位于所述前部的后端处的车身支持结构。
[0014]所述前部结构适于当在根据USNCAP的35mph情况下受到完全正面障碍物碰撞时产生减速度相对于时间的碰撞响应曲线。所述碰撞响应曲线依次具有:
[0015]-减速度增加的第一阶段，
[0016]-形成减速度的第一峰值水平的第二阶段，
[0017]-减速度小于第二阶段期间减速度的第三阶段，以及
[0018]-形成减速度的第二峰值水平的第四阶段，在所述第四阶段期间减速度大于第三阶段期间的减速度。
[0019]此处使用的与方向有关的术语例如纵向、横向(transverse)、侧向(lateral)、竖直和向外指的是当安装在假定停在平地上的车辆上时的前部结构设备。与位置有关的术语，例如前面、后面或旁边也指的是当安装在假定停在平地上的车辆上时的前部结构设备。
[0020]前外部和保险杠位于车辆前部的前端处。前外部可为软鼻(soft nose)，这是通常用于车辆前塑料盖的术语。碰撞吸能盒位于保险杠内，即沿车辆纵向看时在保险杠的后面。每个碰撞吸能盒具有比其所附接至的侧梁低的轴向强度，因此当受到正面撞击的力时碰撞吸能盒在其所附接至的侧梁开始变形之前就开始变形。
[0021]所述前部结构包括一个或多个坚硬元件，例如发动机。坚硬元件比前外部、保险杠、碰撞吸能盒和侧梁坚硬，即更小压缩和/或变形。因而坚硬元件在正面撞击期间形状保持基本未受影响，但是相对于前部的其余部分的位置变化了，因为坚硬元件向后移动，即朝乘员舱移动。
[0022]通常希望在撞击的第一和第二阶段期间尽可能多地完成速度变化，即在当车辆乘员与车辆的内部保护系统相互作用时开始感受减速效果之前完成。
[0023]撞击的第三阶段期间的减速度低于撞击的第二阶段期间的减速度，即第三阶段在碰撞响应曲线中形成了位于第二与第四阶段的两个峰值水平之间的“低谷”。这是有利的，因为随后车辆乘员受到更小的减速度。“低谷”越深，在第三阶段期间完成的速度变化越少，并且乘员减速度响应曲线(即车辆乘员受到的减速度)的增加越缓慢。根据本发明的前部结构提供的减速度响应曲线有助于减轻撞击对车辆乘员产生的后果。在初始积累即在第三阶段开始之后的减速度降低被定时为减少碰撞过程期间稍后车辆乘员与车辆保护系统相互作用时所感受的减速效果。
[0024]撞击的第一阶段可持续从当撞击开始(即车辆第一次跟与其碰撞的物体接触时)起计算的0-20ms、优选5-15ms、更优选8_12ms，ms是毫秒的缩写。希望尽可能短地保持第一阶段。
[0025]撞击的第二阶段可持续从第一阶段之后的第二阶段开始起计算的0-20ms、优选5_15ms、更优选 8_13ms。
[0026]撞击的第三阶段可持续从第二阶段之后的第三阶段开始起计算的0-50ms、优选10_40ms、更优选 15_30ms。
[0027]撞击的第四阶段可持续从第三阶段之后的第四阶段开始起计算的0-40ms、优选10-30ms、更优选 15-25ms。
[0028]优选地，前部结构适于当根据USNCAP在35mph下受到完全正面障碍物碰撞时在第一和第二阶段期间完成至少10%、优选至少15%、更优选至少20%的速度变化。
[0029]第二阶段期间的减速度大约与第四阶段期间的减速度一样高。第二阶段期间的减速度可尽可能高，优选不超过30g，其中g对应于9.81m/s2。第四阶段期间的减速度尽可能低，优选低于30g。藉此在第二阶段期间可完成大量的速度变化，即在当车辆乘员与车辆的内部保护系统相互作用时开始感受减速效果之前完成大量的速度变化。
[0030]第三阶段期间的减速度可小于第二阶段期间减速度的80%、小于70%并且最优选小于60%。从而，可获得之间具有低谷的期望的两个峰值水平曲线。
[0031]前外部和/或保险杠、侧梁和碰撞吸能盒可相对彼此被布置、设计尺寸和/或成形为使得在根据USNCAP在35mph下所述完全正面障碍物碰撞的情形下，
[0032]-在第一阶段期间所述前外部被压缩和/或所述保险杠变形，
[0033]-在所述第二阶段期间所述碰撞吸能盒被压缩，并且
[0034]-在第三阶段期间所述侧梁弯曲，藉此通过所述前外部被压缩和/或所述保险杠变形所获得的减速度小于通过所述碰撞吸能盒被压缩所获得的减速度，并且通过所述侧梁弯曲所获得的减速度小于通过所述碰撞吸能盒被压缩所获得的减速度。藉此，可能获得如上所述的期望碰撞响应曲线。
[0035]碰撞吸能盒可被布置、设计尺寸和/或成形为使得碰撞吸能盒基本上在前外部已经压缩和/或保险杠已经变形之后被压缩。藉此，直至前外部已经完全地或几乎完全地被压缩和/或保险杠已经变形时，碰撞吸能盒才开始压缩，或碰撞吸能盒在前外部的压缩结束时或保险杠变形结束时压缩。如果具有前外部的压缩和保险杠的变形，这两个事件可至少在时间上部分地重叠，重叠随后在第一阶段期间发生。
[0036]侧梁可被布置、设计尺寸和/或成形为使得所述侧梁基本上在所述碰撞吸能盒已被压缩之后弯曲。这对应于从碰撞过程的第二阶段过渡为第三阶段。
[0037]侧梁可被布置为相对于所述车辆的纵向中心线至少部分地侧向弯曲，优选侧向弯曲大于向下弯曲，更优选基本上侧向弯曲。通过侧向弯曲，大部分侧梁可相对于车辆的纵向中心线侧向向外移动。因为侧梁侧向弯曲，它有助于侧向向外地移动其它部件，例如弹簧支座(spring tower)。此外，根据前部结构的结构，可能有更多空间供其基本上侧向弯曲而非基本上竖直地弯曲。
[0038]当侧梁弯曲时，弹簧支座与侧梁的附接开始分离，优选以逐步的方式，使得弹簧支座在附接于侧梁的一个末端(优选后端)处开始分离，并且所述分离随后沿与侧梁的附接逐渐地进行。藉此，侧梁进一步自由地弯曲，这就进一步分离了弹簧支座。
[0039]可通过从一个弹簧支座延伸至另一个弹簧支座的拉杆连接弹簧支座。在那种情况下，当在第三阶段期间弹簧支座侧向向外移动时可从弹簧支座中的一个或二者释放拉杆。优选地，拉杆被构造为使得在弹簧支座侧向向外的移动期间容易释放，或其附接可被构造为易于释放拉杆。
[0040]以类似的方式，车辆在沿车辆横向的两个物体之间的任何其它杆或连接可被构造为在两个物体中一个或二者的侧向向外移动期间被释放。这可发生在第三阶段期间，更优选在第三阶段的第一部分期间。
[0041 ] 为了以期望方式弯曲，侧梁可包括至少一个弯曲区域，优选奇数个弯曲区域，最优选三个弯曲区域。如果使用三个弯曲区域，则侧梁可被预弯曲为V，藉此例如有助于侧向向外移动其它部件，例如弹簧支座。
[0