专利名称：一种乘员舱形状保持装置及安装有该装置的汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在汽车碰撞中保护乘员安全的乘员舱形状保持装置，属于汽车的安全装置领域。
背景技术：
在汽车发生碰撞事故吋，通常，乘员舱的刚度与乘员(驾驶者与乘客)伤害有直接的关系，乘员舱刚度大，舱体在碰撞中变形就小，这样乘员的生存空间就得到了保证，乘员的伤害就会相应减小，汽车的安全性能就相对高一点。因此，处于安全性的考虑，乘员舱必须要具备足够的刚度来抵抗变形。乘员舱由前车门、A柱、前围板、门槛、顶盖和B柱组成，这些关键部件必须具备足·够的刚度来来支撑乘员舱的变形，保证乘员舱的完整性，从而降低驾驶员的伤害。乘员舱的关键部位除具备足够的刚度外，这些关键部件还必须构成ー个刚性的整体，不能出现结构刚度相对薄弱区，在碰撞中结构薄弱区很容易首先变形，不能将碰撞力传递到其他的部件，在汽车设计时一定要避免这些问题。同时车身也要兼顾车身的质量，不能无限制的增加车身质量，车身质量大在碰撞过程中的能量就越大，车身需要吸收的能量就越多，车身就越容易变形。汽车碰撞实验表明,在乘员舱变形中，乘员胸部是最易受到伤害的地方，乘员胸部的伤害主要来源于气囊、安全带、仪表板横梁的后移等的综合作用，其中仪表板横梁的后移对乘员胸部的伤害是最大，而仪表板横梁的后移很大程度是由前围板上部在碰撞中后移造成的。为了防止乘员舱变形，公开号CN 101541623A公开了名称为“机动车仪表板的横梁及相应的机动车”的乘员舱形状保持装置，其提供了如下技术方案机动车仪表板的横梁，横梁通过其端部被固定于机动车的车身，横梁包括连接机件，连接机件具有断裂区，断裂区用于在机动车遭受撞击的情况下断裂。该方案通过连接机件的断裂区来减小碰撞时力向仪表板横梁的传送。该方案未能从乘员舱整体的角度解决问题，并且其提出的技术方案存在的缺点是碰撞中断裂区的断裂不可控，即使发生很小的碰撞也会断裂，维修成本过闻。
发明内容
本申请的发明人提出了ー种不同于现有技术的解决问题的思路，通过增强前围板与仪表板横梁作为ー个整体的结构刚度，来减小汽车碰撞时前围板的变形或者说后移量，从而减小仪表板横梁的后移量，以降低汽车碰撞事故中对乘员的伤害。为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案ー种乘员舱形状保持装置，包括前围板；仪表板横梁，所述仪表板横梁具有相反的第一端部和第二端部，以及位于所述第一端部和所述第二端部之间的中点位置处的中心点；所述仪表板横梁上具有转向管柱安装支架，所述转向管柱安装支架设置在所述仪表板横梁的所述第一端部与所述中心点之间；在所述仪表板横梁和所述前围板之间延伸的附加支撑梁，用于增强所述前围板与所述仪表板横梁作为ー个整体的结构刚度；其中，所述附加支撑梁分别与所述仪表板横梁和前围板连接，并且，所述附加支撑梁在所述仪表板横梁上的连接点位于所述转向管柱安装支架与所述第二端部之间。优选地，所述附加支撑梁在所述仪表板横梁上的所述连接点位于所述仪表板横梁的所述中心点两侧各20%*L的范围内，优选在所述中心点两侧各10%*L的范围内，更优选在所述中心点两侧各5%*L的范围内；其中，L为所述仪表板横梁的长度。优选地，所述转向管柱安装支架延伸并连接至所述前围板，所述附加支撑梁在所述仪表板横梁上的所述连接点位于所述仪表板横梁的所述中心点与所述第二端部之间。优选地，所述附加支撑梁连接于所述前围板的上部。 优选地，所述附加支撑梁上开有用于减轻其重量的贯通孔。优选地，所述附加支撑梁为长板状，所述附加支撑梁的一端具有与前围板相贴合的安装块，另一端形成有与仪表板横梁的相贴合的弧面段。优选地，所述安装块与所述前围板通过焊接螺栓连接，和/或所述弧面段与所述仪表横梁通过焊接胶连接。优选地，所述附加支撑梁基本上垂直于所述仪表板横梁的长度方向延伸。本发明还提供一种汽车，所述汽车安装有上述任意一项技术方案所述的乘员舱形状保持装置。本发明至少存在以下技术效果I)本发明结构简单，附加支撑梁与仪表板横梁和前围板相连，在碰撞中作为ー个整体变形可控，附加支撑梁不会产生断裂从而造成维修费用过高。2)本发明的乘员舱形状保持装置作为ー个整体，包括仪表板横梁和前围板，通过在仪表板横梁和前围板之间设置附加支撑梁，乘员舱形状保持装置的整体抗碰撞能力得到加强，从而有效控制仪表板横梁和前围板的后移，降低了乘员胸部受到的伤害。3)本发明的附加支撑梁连接于前围板的上部，控制了前围板上部的移动量，同时前围板下部的后移量也有所减小，仪表板横梁的后移量也明显减小，降低了乘员胸部受到的伤害。4)本发明的附加支撑梁上开有用于减轻其重量的贯通孔，減少车重的増加。5 )本发明整体位于汽车内部，不会造成汽车A面的变更。6)本发明在受碰撞力较大的前围板处通过安装块与前围板连接，保证了两者连接的牢固性；在受碰撞力较小的仪表板横梁处直接采用弧面段与仪表板横梁连接，即保证了连接刚度也減少了另设安装块对车重的影响。
图I为本发明实施例附加支撑梁与仪表板横梁和前围板的连接关系示意图；图2为本发明实施例仪表板横梁与转向管柱安装支架位置关系示意图；图3为本发明实施例仪表板横梁与附加支撑梁位置关系示意图4为本发明实施例附加支撑梁的侧视图；图5为本发明实施例附加支撑梁的正视图；图6为本发明实施例附加支撑梁的俯视图；图7为本发明实施例乘员舱形状保持装置与汽车的位置关系示意图；图8为图7的A部放大示意图。
图中标号如下I-附加支撑梁，101-贯通孔，102-安装块，103-弧面段；2-仪表板横梁，201-第一端部，202-第二端部，203-中心点；3-前围板；4-转向管柱安装支架；5-连接板。在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。在后续描述中，术语“上部”、“后移”、“右側”是以图I作为基准来叙述的。如图I所示的乘员舱形状保持装置包括前围板3、仪表板横梁2以及在仪表板横梁2和前围板3之间延伸的附加支撑梁I。如图2所示，该仪表板横梁2具有相反的第一端部201和第二端部202，以及位于所述第一端部201和所述第二端部202之间的中点位置处的中心点203。所述仪表板横梁2上具有转向管柱安装支架4，为了图示的简洁，在图I中省略了该转向管柱安装支架。所述转向管柱安装支架4设置在所述仪表板横梁2的所述第一端部201与所述中心点203之间。该附加支撑梁I用于增强所述前围板3与所述仪表板横梁2作为ー个整体的结构刚度。如图3所示，所述附加支撑梁I分别与所述仪表板横梁2和前围板3连接，并且，所述附加支撑梁I在所述仪表板横梁2上的连接点位于所述转向管柱安装支架4与所述第二端部202之间。本申请的发明人发现，处于这样的安装位置的附加支撑梁I能够特别有效地增强前围板3与仪表板横梁2作为ー个整体的结构刚度。当附加支撑梁I在所述仪表板横梁2上的连接点位于仪表板横梁2的中心点203两侧各20%*L的范围内吋，优选在所述中心点203两侧各10%*L的范围内吋，更优选在所述中心点203两侧各5%*L的范围内吋，可以进一歩改善所需的结构刚度。其中L为所述仪表板横梁2的长度。而且，此时附加支撑梁I位于驾驶者与乘客的中间位置，也能够在发生汽车碰撞事故时减少附加支撑梁I越过仪表板横梁2造成人员伤亡的潜在风险。从乘员舱形状保持装置作为ー个整体的角度来考虑，附加支撑梁I分别与仪表板横梁2和前围板3连接，増加了乘员舱形状保持装置的整体刚度，从而控制仪表板横梁2和前围板3的后移，降低了乘员胸部受到的伤害。作为ー种优选方案，所述附加支撑梁I连接于所述前围板3的上部，控制前围板3上部的移动量，同时前围板2下部的后移量也有所减小，仪表板横梁2的后移量也明显减小，这是本发明的ー个重要的优选方案。很显然，本发明的设计思路明显区别于本申请背景技术中提到现有技术的方案，即现有技术的方案考虑的是避免前围板的变形向仪表板横梁的传递；而本发明的方案考虑的是如何从整体上提高所关注区域的刚度，从而减小碰撞事故中前围板的变形或者说后移量。如图4、图5和图6所示，作为ー种优选方案，所述附加支撑梁I为长板状，其长度可以设计成足以支撑仪表板横梁2和前围板3，宽度方向上可做得较窄，有利于减轻车重。车辆质量大在碰撞过程中需要吸收的能量就越多，乘员舱就越容易变形。如图4所示，作为ー种减轻车重的方案，附加支撑梁I上开有用于减轻其重量的贯通孔101，在图4中所述贯通孔101为两段。如图5和图6所示，附加支撑梁I的一端设有与前围板3相贴合的安装块102，如 图4所不,另一端形成有与仪表板横梁2的相贴合的弧面段103。在车辆碰撞中，前围板3受到的碰撞カ大于仪表板横梁2,本发明在受碰撞力较大的一端通过安装块102与前围板3连接，保证了两者连接的牢固性；在受碰撞力较小的一端直接采用弧面段103与仪表板横梁2连接，即保证了连接刚度也減少了另设安装块对车重的影响。优选地，所述安装块102与所述前围板3通过焊接螺栓连接，所述弧面段103与所述仪表横梁2通过焊接胶连接。本发明还提供一种汽车，其安装有上述技术方案中任意一项所述的乘员舱形状保持装置。如图7和图8所示，将附加支撑梁I分别与仪表板横梁2和前围板3连接，具体的，如图7所示，附加支撑梁I具有的安装块102与前围板3连接，仪表板横梁2通过连接板5与汽车的车身(图中未示出)连接。由于附加支撑梁I安装于汽车内部仪表板横梁2和前围板3之间，乘员舱形状保持装置整体不会造成汽车A面的变更，不会产生汽车A面重新设计的问题。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种乘员舱形状保持装置，包括 前围板； 仪表板横梁，所述仪表板横梁具有相反的第一端部和第二端部，以及位于所述第一端部和所述第二端部之间的中点位置处的中心点；所述仪表板横梁上具有转向管柱安装支架，所述转向管柱安装支架设置在所述仪表板横梁的所述第一端部与所述中心点之间； 在所述仪表板横梁和所述前围板之间延伸的附加支撑梁，用于增强所述前围板与所述仪表板横梁作为一个整体的结构刚度；其中，所述附加支撑梁分别与所述仪表板横梁和前围板连接，并且，所述附加支撑梁在所述仪表板横梁上的连接点位于所述转向管柱安装支架与所述第二端部之间。
2.根据权利要求I所述的乘员舱形状保持装置，其特征在于 所述附加支撑梁在所述仪表板横梁上的所述连接点位于所述仪表板横梁的所述中心点两侧各20%*L的范围内，优选在所述中心点两侧各10%*L的范围内，更优选在所述中心点两侧各5%*L的范围内；其中，L为所述仪表板横梁的长度。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的乘员舱形状保持装置，其特征在于 所述转向管柱安装支架延伸并连接至所述前围板，所述附加支撑梁在所述仪表板横梁上的所述连接点位于所述仪表板横梁的所述中心点与所述第二端部之间。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的乘员舱形状保持装置，其特征在于 所述附加支撑梁连接于所述前围板的上部。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的乘员舱形状保持装置，其特征在于 所述附加支撑梁上开有用于减轻其重量的贯通孔。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的乘员舱形状保持装置，其特征在于 所述附加支撑梁为长板状，所述附加支撑梁的一端具有与前围板相贴合的安装块，另一端形成有与所述仪表板横梁的相贴合的弧面段。
7.根据权利要求6所述的乘员舱形状保持装置，其特征在于 所述安装块与所述前围板通过焊接螺栓连接，和/或所述弧面段与所述仪表横梁通过焊接胶连接。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的乘员舱形状保持装置，其特征在于 所述附加支撑梁基本上垂直于所述仪表板横梁的长度方向延伸。
9.一种汽车，其特征在于 所述汽车安装有权利要求1-8任意一项所述的乘员舱形状保持装置。
全文摘要
本发明公开了一种乘员舱形状保持装置及安装有该装置的汽车，涉及一种汽车碰撞中保护乘员安全的乘员舱形状保持装置，属于汽车的安全装置领域。一种乘员舱形状保持装置，包括:前围板、仪表板横梁及在两者之间延伸的附加支撑梁，附加支撑梁在所述仪表板横梁上的连接点位于所述转向管柱安装支架与所述第二端部之间。本发明结构简单，附加支撑梁与仪表板横梁和前围板相连，在碰撞中作为一个整体变形可控，附加支撑梁不会产生断裂从而造成维修费用过高。本发明通过在仪表板横梁和前围板之间设置附加支撑梁，乘员舱形状保持装置的整体抗碰撞能力得到加强，从而有效控制仪表板横梁和前围板的后移，降低了乘员胸部受到的伤害。
文档编号B62D25/14GK102849121SQ20121032699
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者祁洪娟, 管立君, 廖慧红, 周大永, 刘卫国, 潘之杰, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司