汽车前侧车架的制作方法

本公开涉及一种汽车前侧车架，并且更详细地涉及可以通过减轻施加至车辆的冲击的影响来确保乘客的安全的示例性实施方式。

背景技术：

通常，为了在汽车发生碰撞的情况下确保乘客的安全，已经进行了测试，这是确保汽车稳定性的重要因素。在各个国家，对在这种碰撞情况下的安全标准进行了规定并且可以列出包括进口限制的项目。

例如，高速公路安全保险协会(iihs)已经进行了正面碰撞性能测试和小面积重叠正面碰撞性能测试，小面积重叠正面碰撞性能测试为碰撞涉及25％的车辆的前部的情况下的重叠碰撞测试。

同时，如图1所示，在具有线性车架的轻型货车的情况下，位于安装有引擎的部分中的前侧车架1由具有非线性形状的单一材料形成。

已经研发了这种轻型货车的正面碰撞性能测试，以将正面碰撞性能指标设定为：轻型货车碰撞到钢墙后直至速度达到0的速度变为零所需的时间(ttzv)为70ms以上，最大减速度约为40g，其中，1g为9.8m/s²，并且有效减速度为30g以下。

图2所示的正面碰撞性能测试的结果表示ttzv为91.1ms，最大减速度为33.2g，并且有效减速度为19.6g。

换句话说，在图2所示的正面碰撞性能测试中，在安装引擎的前侧车架1的后部大体上不会发生变形。可以仅在形成于前侧车架1中的具有弯曲形式的弯曲部分30的第一弯曲部分31和第二弯曲部分32中发生弯曲变形，从而通过吸收能量来满足目标性能。

然而，图3所示的小面积重叠正面碰撞性能测试的结果可能无法满足目标性能。图4中可以证实，乘客乘坐的客舱发生过度变形。

因此，需要研究满足上述正面碰撞性能测试和小面积重叠正面碰撞测试的全部测试的汽车前侧车架。

技术实现要素：

技术问题

本公开的一方面可以提供一种汽车前侧车架，其满足正面碰撞性能测试和小面积重叠正面碰撞测试的全部测试。

技术方案

根据本公开的一方面，汽车前侧车架至少在一部分中包括具有弯曲形式的弯曲部分，汽车前侧车架包括外侧车架，外侧车架包括前部外侧部分和后部外侧部分，后部外侧部分比前部外侧部分更靠车架的后部设置，并且后部外侧部分形成为其拉伸强度高于前部外侧部分的拉伸强度；以及内侧车架，内侧车架包括前部内侧部分和后部内侧部分，后部内侧部分比前部内侧部分更靠车架的后部设置，并且后部外侧部分形成为其拉伸强度高于前部内侧部分的拉伸强度。

此外，根据示例性实施方式的汽车前侧车架的内侧车架可以使用拼焊板(twb)模制，以允许后部内侧部分使用拉伸强度高于前部内侧部分的拉伸强度的材料形成。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架的前部内侧部分可以使用拉伸强度为600mpa至800mpa的材料形成，并且后部内侧部分可以使用拉伸强度为1100mpa至1500mpa并且延伸率为15％至60％的孪生诱发塑性(twip)钢形成。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架的内侧车架还可以包括将前部内侧部分连接至后部内侧部分的接合部分。接合部分可以设置在以下部分中，该部分不包括形成弯曲部分的部分。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架的弯曲部分可以包括第一弯曲部分和第二弯曲部分，第二弯曲部分比第一弯曲部分更靠车架的后部形成。接合部分可以设置在第一弯曲部分与第二弯曲部分之间的位置。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架的外侧车架可以通过使后部外侧部分比前部外侧部分更快地冷却而形成，以允许后部外侧部分被热处理成其拉伸强度高于前部外侧部分的拉伸强度。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架的前部外侧部分和后部外侧部分可以使用在热处理之前拉伸强度为600mpa至800mpa的材料形成，并且后部外侧部分可以以热处理之后的拉伸强度变为在1100mpa至1500mpa的范围内的方式形成。

此外，根据示例性实施方式的汽车前侧车架的外侧车架还可以包括过渡部分，即，前部外侧部分改变为后部外侧部分的过渡区域。过渡部分可以设置在以下部分中，该部分不包括形成弯曲部分的部分。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架的弯曲部分可以包括第一弯曲部分和第二弯曲部分，第二弯曲部分比第一弯曲部分更靠车架的后部形成。过渡部分可以设置在第一弯曲部分与第二弯曲部分之间的位置。

有益效果

根据本公开的一个方面，汽车前侧车架可以在碰撞对着车辆的正面的情况下，以及重叠碰撞涉及25％的车辆的前部的情况下通过吸收和减轻碰撞的影响来保护车辆中的乘客。

因此，可以满足各个国家的对汽车稳定性测试等的评估指标。

附图说明

图1是应用了现有技术的汽车前侧车架的汽车车架的俯视图。

图2是应用了现有技术的汽车前侧车架的汽车车架在正面碰撞的情况下的俯视图。

图3和图4是应用了现有技术的汽车前侧车架的汽车车架在小面积重叠碰撞的情况下的俯视图和立体图。

图5是示出了将1gpa以上的材料应用于汽车前侧车架的情况下，小面积重叠碰撞的结果的俯视图。

图6是根据示例性实施方式的汽车前侧车架的分解立体图。

图7是根据示例性实施方式的汽车前侧车架在正面碰撞的情况下的俯视图。

图8是根据示例性实施方式的汽车前侧车架在小面积重叠碰撞的情况下的俯视图。

图9是示出了在正面碰撞的情况下示例性实施方式的汽车前侧车架和现有技术的汽车前侧车架的比较结果的表格。

图10是示出了在小面积重叠碰撞的情况下示例性实施方式的汽车前侧车架和现有技术的汽车前侧车架的比较结果的表格。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明构思的实施方式。但是，本发明构思可以以许多不同的形式作为示例，并且不应该被解释为限于在此阐述的具体实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开透彻和完整，并且将本公开的范围充分地传达给本领域中的技术人员。

以下描述的本发明构思的内容可以具有各种构型并且在本文中仅提出所需的构型，但是不限于此。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架1涉及一种示例性实施方式，其中，可以通过减轻施加至车辆的冲击的影响来确保乘客的安全。

换句话说，根据示例性实施方式的汽车前侧车架1可以在碰撞f对着车辆的正面的情况下，以及重叠碰撞f涉及25％的车辆的前部的情况下通过减轻碰撞f的影响来保护车辆中的乘客。

换句话说，现有技术的汽车前侧车架1包括具有非线性形式的弯曲部分30并且被分成内部部分和外部部分。内部部分和外部部分中的每一个已经形成为具有单一材料和相同的特性。现有技术的汽车前侧车架1满足正面碰撞性能测试。但是，存在小面积重叠碰撞测试的结果无法满足目标性能的问题，而示例性实施方式已经解决了该问题。

更详细地，为了满足小面积重叠碰撞测试，提高汽车前侧车架1的强度的结构被认为是最简单的方法。在使用1gpa以上的高强度钢制造汽车前侧车架1的情况下，可以使部件的变形最小化，从而使乘客乘坐的客舱的变形最小化。

但是，在包括弯曲部分30的汽车前侧车架1形成为具有高强度的情况下，存在正面碰撞f中减速度瞬时增加的限制，使得可能无法满足小面积重叠碰撞性能测试的目标值。

此外，如图5所示，在小面积重叠碰撞测试中，在执行弯曲加工的弯曲部分30中可能发生曲率半径大致接近于0的折叠，从而使变形高度地集中。因此，由于极度的塑性变形，存在1gpa以上的高强度材料容易损坏的问题。

为了防止上述问题，已经在示例性实施方式中提出了图6的结构。在此，图6是根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的分解立体图。

参照图6，根据示例性实施方式的汽车前侧车架1设置为至少在一部分中包括具有弯曲形式的弯曲部分30的汽车前侧车架1。汽车前侧车架1可以包括外侧车架10，外侧车架10包括前部外侧部分11和后部外侧部分12，后部外侧部分12比前部外侧部分11更靠车架2的后部2b设置，并且其拉伸强度高于前部外侧部分11的拉伸强度，并且汽车前侧车架1可以包括内侧车架20，内侧车架20包括前部内侧部分21和后部内侧部分22，后部内侧部分22比前部内侧部分21更靠车架2的后部2b设置，并且其拉伸强度高于前部内侧部分21的拉伸强度。

换句话说，在示例性实施方式中，汽车前侧车架的外侧车架10和内侧车架20的前部部分和后部部分可以形成为具有不同的材料或特性。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架1还可以包括具有弯曲形式的弯曲部分30。弯曲部分30具有允许引擎安装在其中的形式。如上所述，在汽车前侧车架1形成为具有相同的材料和特性的车架的情况下，在发生碰撞f时容易发生变形。

同时，在示例性实施方式中，外侧车架10和内侧车架20的前部部分和后部部分的材料或特性可以形成为不同的。因此，已经提出了即使在弯曲部分30发生变形的情况下，弯曲部分30也不会损坏或者使弯曲部分30中产生的变形减小的设计结构。

外侧车架10是沿车辆的外侧方向设置的车架，并且包括前部外侧部分11和后部外侧部分12。

在此，后部外侧部分12比前部外侧部分11更靠车架2的后部2b设置，并且形成为其拉伸强度高于前部外侧部分11的拉伸强度，从而使前部外侧部分11在正面碰撞f的情况下减轻碰撞f的影响。

此外，在外侧车架10的情况中，通过分开前区段和后区段来执行热处理(ms-hpf等)，使得前部外侧部分11和后部外侧部分12的拉伸强度可以形成为不同的。

换句话说，根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的外侧车架10可以通过如下方式形成：该方式为使后部外侧部分12比前部外侧部分11更快地冷却从而允许后部外侧部分12被热处理成其拉伸强度高于前部外侧部分11的拉伸强度。

在此，前部外侧部分11与后部外侧部分12之间的热处理温度的差异可以被设定为引起所需拉伸强度的差异的温度差异。

在上述通过热处理的拉伸强度的情况中，后部外侧部分12可以被设定为1100mpa至1500mpa，以形成为具有1gpa以上的高强度。因此，在重叠碰撞性能测试中也可以满足目标值。

换句话说，根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的前部外侧部分11和后部外侧部分12可以使用在热处理之前拉伸强度为600mpa至800mpa的材料形成，并且后部外侧部分12可以以热处理之后的拉伸强度变为1100mpa至1500mpa的方式形成。

同时，前部外侧部分11被设定为其拉伸强度低于形成为具有1gpa以上的高强度的后部外侧部分12的拉伸强度，从而防止弯曲部分30损坏的问题。

更详细地，过渡部分13，即，前部外侧部分11转变成后部外侧部分12的部分，可以被设定为不与弯曲部分30重叠，从而部分地防止弯曲部分30损坏的问题。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的外侧车架10还可以包括过渡部分13，该过渡部分13为前部外侧部分11改变为后部外侧部分12的过渡区域。过渡部分13可以设置在不包括形成弯曲部分30的部分中。

此外，为了使弯曲部分30中发生的损坏最小化，过渡部分13可以设置在弯曲部分30的第一弯曲部分31与第二弯曲部分32之间。

换句话说，根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的弯曲部分30可以包括第一弯曲部分31和第二弯曲部分32，第二弯曲部分32形成为比第一弯曲部分31更靠车架2的后部2b。过渡部分13可以设置在第一弯曲部分31与第二弯曲部分32之间的位置。

换句话说，第一弯曲部分31设置在前部外侧部分11中，而第二弯曲部分32设置在后部外侧部分12中。在正面碰撞f或小面积重叠碰撞f的情况下，变形集中于第一弯曲部分31，该第一弯曲部分31设置在具有相对较低的拉伸强度的前部外侧部分11中。但是，由于前部外侧部分11具有低于1gpa的相对较低的强度，所以可以防止由弯曲引起的损坏。

同时，由于变形没有集中于设置在具有相对较高的拉伸强度的后部外侧部分12中的第二弯曲部分32，所以不会发生具有接近于0的曲率半径的完全折叠的情况。因此，不会发生由此引起的损坏问题。

内侧车架20设置为沿车辆的内侧方向设置的车架，并且包括前部内侧部分21和后部内侧部分22。

在此，后部内侧部分22设置为比前部内侧部分21更靠车架2的后部2b，并形成为其拉伸强度高于前部外侧部分11的拉伸强度，从而使前部内侧部分21在正面碰撞f的情况下减轻碰撞f的影响。

此外，内侧车架20包括使用twb的前部内侧部分21和后部内侧部分22，使得前部内侧部分21和后部内侧部分22的拉伸强度可以形成为不同的。

换句话说，根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的内侧车架20可以使用twb模制，使得后部内侧部分22可以使用拉伸强度高于前部内侧部分21的拉伸强度的材料形成。

在这种情况下，形成前部内侧部分21和后部内侧部分22的材料的拉伸强度的差异可以在300mpa至900mpa的范围内。

根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的前部内侧部分21可以使用拉伸强度为600mpa至800mpa的材料形成，并且后部内侧部分22可以使用拉伸强度为1100mpa至1500mpa并且延伸率为15％至60％的twip钢形成。

因此，后部内侧部分22可以被设定为具有1100mpa至1500mpa的拉伸强度，以形成为具有1gpa以上的高强度。因此，在重叠碰撞性能测试中也可以满足目标值。

同时，前部内侧部分21被设定为其拉伸强度低于后部内侧部分22的拉伸强度，后部内侧部分22形成为具有1gpa以上的高强度，从而防止弯曲部分30损坏。

更详细地，接合部分23，即，将前部内侧部分21连接至后部内侧部分22的部分，可以被设定为不与弯曲部分30重叠，从而部分地防止弯曲部分30损坏的问题。

换句话说，根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的内侧车架20还可以包括将前部内侧部分21连接至后部内侧部分22的接合部分23。接合部分23可以设置在以下部分中，该部分不包括形成弯曲部分30的部分。

此外，为了使弯曲部分30中发生的损坏最小化，接合部分23可以设置在弯曲部分30的第一弯曲部分31与第二弯曲部分32之间。

换句话说，根据示例性实施方式的汽车前侧车架1的弯曲部分30可以包括第一弯曲部分31和第二弯曲部分32，第二弯曲部分32比第一弯曲部分31更靠车架2的后部2b形成。接合部分23可以设置在第一弯曲部分31与第二弯曲部分32之间的位置。

换句话说，第一弯曲部分31设置在前部内侧部分21中，而第二弯曲部分32设置在后部内侧部分22中。在正面碰撞f或小面积重叠碰撞f的情况下，变形集中于第一弯曲部分31，第一弯曲部分31设置在具有相对较低的拉伸强度的前部内侧部分21中。但是，由于前部内侧部分21具有低于1gpa的相对较低的强度，所以可以防止由弯曲引起的损坏。

同时，由于变形没有集中于设置在具有相对较高的拉伸强度的后部内侧部分22中的第二弯曲部分32，所以不会发生具有接近于0的曲率半径的完全折叠情况。因此，不会发生由此引起的损坏问题。

详细地，由于后部外侧部分12在第二弯曲部分32发生弯曲时被张紧，并且后部内侧部分22可能被压缩和变形并且在被压缩和变形的情况下如上所述可能被损坏，所以后部内侧部分22直接使用高强度材料设置而不经过热处理。

同时，在直接使用高强度材料的情况下，发生重量增加的问题。因此，后部外侧部分12通过对相对轻质的材料进行热处理而设置成具有期望的拉伸强度。

参照图7至图10可以证实示例性实施方式的汽车前侧车架1是否满足所需的性能。

图7是根据示例性实施方式的汽车前侧车架1在正面碰撞的情况下的俯视图，而图8是根据示例性实施方式的汽车前侧车架1在小面积重叠碰撞的情况下的俯视图。

此外，图9是示出了在正面碰撞f的情况下示例性实施方式的汽车前侧车架1和现有技术的汽车前侧车架1的比较结果的表格。图10是示出了在小面积重叠碰撞f的情况下示例性实施方式的汽车前侧车架1和现有技术的汽车前侧车架1的比较结果的表格。

如图7所证实的，可以证实在正面碰撞f的情况下，后部大体上不会发生变形，从而第二弯曲部分32大体上也不会发生变形。

此外，在图8的情况下也可以证实，在小面积重叠碰撞f的情况下，后部大体上不会发生变形，从而第二弯曲部分32大体上也不会发生变形。

在通过数字证实上文描述的情况中，如图9的表格所示，可以证实在正面碰撞的情况下现有技术的模型所无法满足的如下目标值可以被满足，所述目标值为碰撞f到钢墙之后轻型货车速度达到0的速度变至零所需的时间ttzv、最大减速度和有效减速度的目标值。

此外，图10的表格示出了在小面积重叠碰撞f的情况下的数值，并且可以证实，数值满足现有技术的模型无法满足的全部评估指标。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式。但是，本公开可以以许多不同的形式作为示例，并且不应该被解释为限于在此阐述的具体实施方式，并且本领域中的技术人员以及理解了本公开的技术人员可以容易地实现倒退发明或者通过在相同范围内添加、改型和移除部件而包括在本公开的范围内的其他实施方式，而这些被解释为包括在本公开的范围内。在本公开的范围内，相同的附图标记被用于指示在所有附图中具有相似功能的相同部件。

虽然已经在上文中示出并描述了示例性实施方式，但是对于本领域中的技术人员显而易见的是，可以在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行改型和变型。