车辆和碰撞能量吸收组件的制作方法

本公开涉及一种用于车辆的能量转移装置，其在车辆遭受小偏移刚性障碍物正面碰撞时将来自底盘的撞击能量转移给动力系统。

背景技术：

为检测耐撞性，对陆地车辆进行了各种测试，包括正面撞击、侧面撞击、后部撞击、翻车和其他测试。先前的正面撞击测试规定，车辆撞击位于相对于车辆纵向延伸的车架纵梁之间的障碍物。在此类测试中，车架纵梁为车身提供主要支撑。位于前保险杠和车架纵梁之间的压碎罐吸收对前保险杠的正面撞击的部分力。妨碍压缩压碎罐的结构在正面撞击碰撞测试中可能会在获得成功的测试结果方面造成问题。任意入侵客厢的程度可在低铰链柱、搁脚板、左趾盘、制动踏板、驻车制动踏板、车门槛板、转向柱、上铰链柱上围板和左仪表板处测量。

高速公路安全保险协会(IIHS)小偏移刚性障碍物(SORB)测试模拟了对刚性障碍物的小重叠正面碰撞。在所提出的测试中，车辆以每小时40英里(MPH)的速度并且以25％的重叠度撞击极半径为6英寸的刚性障碍物的一角。该撞击在车架纵梁的外侧，并且车架纵梁对向客厢的侵入提供最小抵抗力。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种车辆，以在受到碰撞时至少增加横向汽车荷载转移，并且促使车辆远离障碍物以减小撞击。

根据本实用新型的一个方面，提供一种车辆，该车辆包括：一对纵梁；动力系统，动力系统位于纵梁之间并且包括发动机和变速器，变速器具有面向纵梁中的一个的侧面且与侧面间隔开的表面；以及

能量转移元件，能量转移元件连接至表面并且设置在表面和侧面之间，以缩小表面和侧面之间的间距，从而在碰撞期间增加横向汽车荷载转移。

根据本实用新型的一个实施例，动力系统横向安装在纵梁之间。

根据本实用新型的一个实施例，正面撞击的荷载路径行进到纵梁中的一个中，经由能量转移元件至动力系统，并且进入纵梁中的另一个中，从而引起车辆的横向移动，使车辆擦过小偏移刚性障碍物。

根据本实用新型的一个实施例，该车辆进一步包括将变速器连接至纵梁中的一个的变速器支架。

根据本实用新型的一个实施例，能量转移元件为实心主体。

根据本实用新型的一个实施例，能量转移元件为金属。

根据本实用新型的另一方面，提供一种车辆，该车辆包括：一对纵梁；动力系统，动力系统设置在纵梁之间，使得动力系统与纵梁间隔开；以及能量转移元件，能量转移元件连接至纵梁中的一个的内侧并且朝向动力系统延伸，以缩小动力系统和内侧之间的间距，从而在碰撞期间增加横向汽车荷载转移。

根据本实用新型的一个实施例，动力系统包括发动机和变速器，其中，动力系统横向安装在纵梁之间，并且其中，能量转移元件邻近变速器的表面设置。

根据本实用新型的一个实施例，动力系统包括发动机和变速器，其中，动力系统纵向安装，并且其中，能量转移元件邻近发动机的缸体的侧面设置。

根据本实用新型的一个实施例，正面撞击的荷载路径行进到纵梁中的一个中，经由能量转移元件至动力系统，并且进入纵梁中的另一个中，从而引起车辆的横向移动，使车辆擦过小偏移刚性障碍物。

根据本实用新型的一个实施例，该车辆进一步包括将变速器连接至纵梁中的一个的变速器支架。

根据本实用新型的一个实施例，能量转移元件为实心主体。

根据本实用新型的又一方面，提供一种用于陆地车辆的碰撞能量吸收组件，该碰撞能量吸收组件包括：第一车架纵梁和第二车架纵梁；动力系统，动力系统包括发动机和变速器，并且设置在第一车架纵梁和第二车架纵梁之间，使得动力系统与第一车架纵梁和第二车架纵梁间隔开；以及

能量转移元件，能量转移元件连接至第一车架纵梁的内侧或动力系统，以缩小动力系统和第一车架纵梁之间的间距，从而在碰撞期间增加横向车辆荷载转移。

根据本实用新型的一个实施例，动力系统横向安装在第一车架纵梁和第二车架纵梁之间，并且其中，能量转移元件设置在第一车架纵梁的内侧和变速器的表面之间。

根据本实用新型的一个实施例，能量转移元件连接至变速器。

根据本实用新型的一个实施例，能量转移元件连接至第一车架纵梁的内侧。

根据本实用新型的一个实施例，动力系统纵向安装，并且其中，能量转移元件设置在发动机的缸体的侧面和第一车架纵梁的内侧之间。

根据本实用新型的一个实施例，能量转移元件连接至第一车架纵梁的内侧。

根据本实用新型的一个实施例，正面撞击的荷载路径行进到第一车架纵梁和第二车架纵梁中的一个中，经由能量转移元件至动力系统，并且进入第一车架纵梁和第二车架纵梁中的另一个中，从而引起车辆的横向移动，使车辆擦过小偏移刚性障碍物。

根据本实用新型的一个实施例，能量转移元件为实心金属主体。

根据一个实施例，一种车辆包括一对纵梁和设置在纵梁之间的动力系统。动力系统包括发动机和变速器，变速器具有面向其中一个纵梁的侧面且与该侧面间隔开的表面。能量转移元件连接至该表面且设置在该表面和侧面之间，以缩小该表面和侧面之间的间距，从而在碰撞期间增加横向汽车荷载转移。

根据另一个实施例，一种车辆包括一对纵梁和动力系统，动力系统设置在纵梁之间，以使动力系统与纵梁间隔开。车辆还包括能量转移元件，能量转移元件连接至其中一个纵梁的内侧且朝向动力系统延伸，以缩小动力系统和内侧之间的间距，从而在碰撞期间增加横向汽车荷载转移。

根据又一个实施例，一种用于陆地车辆的碰撞能量吸收组件包括第一车架纵梁和第二车架纵梁以及具有发动机和变速器的动力系统。动力系统设置在纵梁之间，以使动力系统与纵梁间隔开。车辆还包括能量转移元件，该能量转移元件连接至第一纵梁的内侧或动力系统，以缩小动力系统和第一纵梁之间的间距，从而在碰撞期间增加横向汽车荷载转移。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的车辆能够在受到碰撞时增加横向汽车荷载转移，并且促使车辆远离障碍物以减小撞击。

附图说明

图1例示了车辆的前端的透视图。

图2例示了根据一个实施例的车辆的前端的平面图。

图3例示了图2的图解正视截面图。

图4例示了根据另一个实施例的车辆的前端的平面图。

图5例示了在SORB测试期间没有能量转移元件的车辆的前端的图解平面图。

图6例示了在与SORB撞击之前的车辆的前端的图解平面图。

图7例示了在与SORB撞击的后期期间的车辆的前端的图解平面图。

图8例示了根据又一个实施例的车辆的前端的平面图。

图9例示了在SORB测试期间图8的车辆的图解平面图。

具体实施方式

本文描述本公开的实施例。但是，应当了解，所公开的实施例仅为实例，并且其他实施例可采取各种替代形式。附图不一定按照比例绘制，一些特征可被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能方面的细节不应理解为限制，而是仅作为教导本领域技术人员如何以不同的方式实践本实用新型的代表性基础。本领域的普通技术人员将了解，参考任一附图示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征结合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的结合为典型应用提供代表性实施例。但是，针对具体应用或实施，可期望与本公开教示一致的所述特征的各种结合和修改。

参考图1，其示出车辆20的前端22。所示的示例性车辆20为前轮驱动汽车，但是本公开设想其他类型的车辆，诸如跨界休旅车、越野车和卡车。车辆20包括具有一对间隔开的车架纵梁25和26的底盘24。各车架纵梁25和26沿车辆20的至少一部分纵向延伸。各车架纵梁25、26包括内侧28和外侧30。各车架纵梁经由压碎罐32连接至保险杠组件34。压碎罐32被设计用于在碰撞期间变形，以消散能量并减小对车辆和乘客的冲击力。保险杠组件34包括连接至各压碎罐和导流板38的中梁36，其中，导流板38从中梁36的各端部向外延伸。

在该实例中，动力系统40横向安装在车架纵梁25、26之间。动力系统包括发动机42和变速器46。发动机42包括一个或多个将发动机42连接至底盘24的发动机支架，并且变速器46包括一个或多个将变速器46连接至底盘24的变速器支架48。例如，变速器支架中的一个可连接至纵梁26以及变速器的一个端部的顶部。变速器46包括连接至发动机42的近端和面向车架纵梁26的内侧28的远端。远端和车架纵梁26的内侧28隔开以限定间隙。能量转移元件54设置在位于远端和车架纵梁26的内侧28之间的间隙内。能量转移元件54可连接至远端或车架纵梁26。能量转移元件54填充大部分间隙，从而在远端和车架纵梁26的内侧28之间创造较小空间。尽管能量转移元件54填充一部分间隙，但是能量转移元件仅刚性连接至动力系统40和车架纵梁26中的一个，因为动力系统40和底盘24之间的相对运动是有益的。

图2和3示出一个实施例，其中，能量转移元件54连接至变速器46。能量转移元件54为刚性主体，其经设计用于在撞击期间最小地变形，从而将碰撞能量从纵梁转移到动力系统。能量转移元件54可为一块金属、塑料、复合材料或其他适合在SORB类碰撞期间处理受到的撞击荷载的材料。能量转移元件54可为实心块，诸如铸铁或铸铝。或者，能量转移元件54可具有由外壁限定的空心。在本文中，能量转移元件可由诸如在边缘处焊接在一起的钢板等冲压材料成型。冲压材料可成波状以增强强度。能量转移元件54还可包括横肋以增强强度。能量转移元件54可经由本领域已知的任意方式，诸如焊接、机械紧固件和粘合剂等连接至变速器46。

能量转移元件54可包括连接至变速器46的远端52的第一侧面56和面向车架纵梁26的内侧28的第二侧面58。能量转移元件54可具有适于安装在形成于变速器46和车架纵梁26之间的间隙之间的任意形状。例如，能量转移元件54可为矩形棱柱。或者，能量转移元件54的形状可设置成与变速器46的外表面一致。在所示实施例中，能量转移元件54为L形。能量转移元件54可优选设置为与变速器46的形状一致。

图4示出一个实施例，其中，能量转移元件60连接至车架纵梁26的内侧28。转移元件60包括经由本领域已知的任意方式连接至内侧28的第一侧面62和面向变速器46的第二侧面64。

图5示出不包括能量转移元件的车辆66。该车辆包括一对车架纵梁68、70以及设置在车架纵梁之间的动力系统72。动力系统72包括变速器74和发动机76。图5示出在SORB测试期间，在车辆66已经撞到障碍物78之后的车辆的快照。与障碍物78的碰撞已经使驾驶员侧的车架纵梁68朝向动力系统72向内弯曲。然而，在变速器74和车架纵梁68的内侧表面之间设计的间距(即，碰撞前的间距)足够大，使得即使在侧纵梁68弯曲之后，侧纵梁68也不会接合变速器74。由于这一原因，动力系统72比配备有本公开的能量转移元件的车辆产生更少的横向汽车荷载转移。该减少的横向汽车荷载转移减小了车辆66在碰撞过程中远离障碍物78的横向移动。在配备有能量转移元件的车辆中，在动力系统和侧纵梁之间设计的间距由于包括能量转移元件而缩小。因此，在SORB类碰撞中，当侧纵梁弯曲时，其会接触动力系统。这增加了横向汽车荷载转移，且促使车辆远离障碍物(或其他物体)以减小撞击。

参考图6和图7，示出了在与SORB碰撞期间，车辆20的前端结构22的一系列视图。在SORB测试期间，障碍物88将以约40MPH的速度撞击纵梁26外侧的保险杠组件34。一部分撞击能量沿荷载路径90进入车架纵梁26，导致压碎罐32弯曲。导流板38被压进车架纵梁26，使车架纵梁26的一部分92向内偏转。车架纵梁26的向内偏转部分接合能量转移元件54，并将一部分冲击力沿荷载路径94转移到动力系统40中。荷载路径94首先通过能量转移元件54，进入变速器46中，再通过发动机42，最后进入另一车架纵梁25中。这产生了横向车辆荷载转移，该横向车辆荷载转移提供车辆的横向移动，从而使车辆20擦过障碍物：减少了对客厢的冲击力。能量转移元件54的包括使变速器46和车架纵梁26位于彼此更靠近的位置。这使得变速器46和纵梁26更早且通过更大力接合，这相较于没有能量转移元件的车辆而言，增加了横向汽车荷载转移。

图8示出了具有纵向安装的动力系统102的另一车辆100，动力系统102包括发动机104和变速器106。车辆100包括一对间隔开的车架纵梁108、110。动力系统102设置在车架纵梁108、110之间。发动机104包括发动机缸体112和在上侧处连接至缸体的气缸盖114。发动机104位于车架纵梁108、110之间，使得缸体112的外侧壁与对应的车架纵梁的内侧间隔开。间隙116的宽度通常足以使车架纵梁在SORB类碰撞期间不与发动机104接合。

能量转移元件118可设置在发动机104和车架纵梁108、110中的一个的中间。能量转移元件118可连接至车架纵梁的内侧120或可例如在发动机缸体112处连接至发动机104。车辆100可包括设置在驾驶员侧纵梁108和发动机104之间的第一能量转移元件118。在一些实施例中，第二能量转移元件(未示出)设置在乘客侧纵梁110和发动机104之间。

图9示出车辆100在SORB测试期间的快照。在该测试期间，车辆100撞击障碍物128。第一荷载路径122从障碍物128延伸到车架纵梁108中并沿其延伸。这导致车架纵梁108的一部分126朝向发动机104弯曲。车辆100包括能量转移元件118，其允许车架纵梁108接合发动机104。来自碰撞的冲击力的一部分经由能量转移元件118从车架纵梁108转移至发动机104。这产生横向汽车荷载转移，该横向汽车荷载转移提供车辆100的横向移动，使得车辆擦过障碍物128：减少了对客厢的冲击力。

尽管上面描述了示范性实施例，但是这些实施例并不意欲描述权利要求项包括的所有可能形式。本说明书中使用的词语为描述性而非限制性词语，并且要了解的是，其可进行各种改变，而不背离本公开的精神和范围。如前文所述，各种实施例的特征可结合以形成可能未明确描述或示出的本实用新型的进一步实施例。就一个或多个所需特性而言，尽管各种实施例可被描述为提供优势或优选于其它实施例或现有技术实施，但本领域的普通技术人员意识到，根据具体应用和实施，一个或多个特征或特性可被折衷以获得所需的总体系统属性。这些属性可包括但不限制于：成本、强度、耐用度、寿命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性和组装容易性等。同样地，就一个或多个特性而言，被描述为不如其它实施例或现有技术实施的实施例也未超出本公开的范围且可期望用于特定应用。