一种A柱总成及车辆的制作方法

一种a柱总成及车辆
技术领域
1.本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种a柱总成及车辆。


背景技术：

2.随着中国城镇化越来越深入，路上的行人和车辆日益增加，行人遭受车辆撞击导致受伤和死亡的事故也越来越多，因此如何提升车辆的行人保护性能成为各个汽车厂商和车辆测试机的重点研究工作。
3.在实际对车辆设计过程中，在设计车辆的a柱结构时，因为需要保护乘员，a柱需要用较大的截面和较强的材料来保证乘员舱不变形，但由此带来的缺点是，当车辆与行人发生碰撞行人撞击在a柱处时，由于a柱强度较大导致撞击时a柱对行人头部造成较大的伤害，因此，行人的头部保护和车内的乘员保护在此产生比较大的冲突。


技术实现要素：

4.本发明的第一方面的一个目的是要提供一种a柱总成，解决现有技术中无法同时对行人的头部和车内成员进行保护的问题。
5.本发明的第一方面的另一个目的是解决现有技术中对行人和车内成员均进行保护时a柱的结构复杂、成本高的问题。
6.特别地，本发明提供一种a柱总成，包括呈镜像对称地设置在车辆前挡风玻璃两侧的两个a柱，每一所述a柱包括首尾相连形成封闭三角形结构的第一柱体、第二柱体和连接柱体；其中，所述第一柱体与所述第二柱体均位于所述连接柱体的上方，所述第一柱体位于所述第二柱体的前方，且所述第一柱体的靠近车辆中心的一侧与所述车辆的前挡风玻璃的侧边相连，所述第一柱体为空腔结构，以在车辆与行人发生碰撞时通过所述第一柱体的变形进行吸能。
7.可选地，所述第一柱体包括：
8.第一内板；
9.第一外板，位于所述第一内板的远离所述车辆中心的一侧，且所述第一外板的外周与所述第一内板外周相互连接形成中间具有空腔的结构。
10.可选地，所述第一内板处设置有多个通孔。
11.可选地，所述第一内板与所述第一外板在靠近所述第二柱体的侧边处均设置有多个缺口。
12.可选地，所述第一柱体的材质为具有第一预设屈服强度的金属材质。
13.可选地，所述第二柱体包括：
14.第二外板；
15.第二内板，其外周与所述第二外板的外周焊接在一起形成具有空腔的结构；和
16.加强板，位于所述空腔处，并与所述第二内板焊接在一起用以加强所述第二柱体的强度。
17.可选地，所述第二柱体具有第二预设屈服强度，所述第二预设屈服强度大于所述第一预设屈服强度。
18.可选地，所述连接柱体位于水平面内，并沿着与所述车辆前后方向呈第一预设角度的方向延伸；所述第一柱体的位于下方的一端与所述连接柱体的前端连接，且在连接处所形成的夹角呈第二预设角度，其中，所述第二预设角度为锐角；所述第二柱体的一端与所述第一柱体的位于上方的一端连接，另一端则与所述连接柱体的后端连接，以形成封闭的三角形结构。
19.可选地，所述第一预设角度为0
‑
30度；所述第二预设角度为5
‑
45度；所述第二柱体与所述连接柱体处的夹角为钝角。
20.特别地，本发明还提供一种车辆，该车辆可以包括上面所述的a柱总成。
21.本发明的a柱可以包括首尾相连形成封闭三角形结构的第一柱体、第二柱体和连接柱体，三角形具有较稳定的性能，且三个柱体结构大大增加了a柱的强度，因此可以很好的保护车内人员。此外，由于第一柱体位于第二柱体的前方，因此若行人与车辆发生碰撞，且行人刚好撞击在a柱总成处时，那么行人会优先撞击在第一柱体处。而第一柱体为空腔结构，那么该第一柱体很容易变形，因此在碰撞时进行吸能，从而保护行人。
22.此外，在行人与a柱碰撞时，由于实际碰撞在a柱的第一柱体处，第一柱体的变形区域在中间区域，而第一柱体的中间变形区域与第二柱体或连接柱体之间均具有一定的距离，因此第二柱体和连接柱体之间均没有形变，进一步的保证乘员舱不变形，从而在保护行人的同时，进一步保护车内人员。
23.进一步地，本发明的a柱的第一内板设置通孔，该通孔既可以减重，又可以进一步的增加该第一柱体的变形能力，使得该第一柱体可以更好的吸能，进进一步地，本发明的a柱的第一内板设置缺口，该缺口位置在靠近第二柱体的一侧，则在该第一柱体与行人碰撞时，行人是撞击在第一柱体的远离第二柱体的一侧处，因此在第一柱体受碰撞而变形时，由于缺口的存在使得该第一柱体更易变形，进一步减小对行人的伤害。
24.进一步地，本发明的a柱的第二柱体内设置加强板，且第二柱体材质具有高屈服强度，从而大大增加第二柱体的强度，从而保证对车内成员的保护。
25.本发明的a柱仅仅由第一柱体、第二柱体和连接柱体形成，无需额外的控制系统或气囊装置等，结构简单，成本低，开发周期短。
26.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
27.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
28.图1是根据本发明一个实施例的a柱的示意性结构图；
29.图2是图1中以剖切线a
‑
a进行剖切后的示意性截面图；
30.图3是根据本发明一个实施例的第一内板的示意性结构图；
31.图4是根据本发明一个实施例的第一外板的示意性结构图；
32.图5是图1中以剖切线b
‑
b进行剖切后的示意性截面图。
具体实施方式
33.图1是根据本发明一个实施例的a柱100的示意性结构图。具体地，本实施例提供一种a柱总成，该a柱总成可以包括呈镜像对称地设置在车辆前挡风玻璃两侧的两个a柱100。具体地，两个a柱100分别设置在车辆的前挡风玻璃的左右两侧。并与前挡风玻璃进行连接。
34.作为本发明一个具体的实施例，本实施例的每一a柱100可以包括首尾相连形成封闭三角形结构的第一柱体10、第二柱体20和连接柱体30；其中，第一柱体10与第二柱体20均位于连接柱体30的上方，第一柱体10位于第二柱体20的前方，且第一柱体10的靠近车辆中心的一侧与车辆的前挡风玻璃的侧边相连。本实施例的第一柱体10为空腔结构，以在车辆与行人发生碰撞时通过第一柱体10的变形进行吸能。
35.本实施例的a柱100可以包括首尾相连形成封闭三角形结构的第一柱体10、第二柱体20和连接柱体30，三角形具有较稳定的性能，且三个柱体结构大大增加了a柱100的强度，因此可以很好的保护车内人员。此外，由于第一柱体10位于第二柱体20的前方，因此若行人与车辆发生碰撞，且行人刚好撞击在a柱总成处时，那么行人会优先撞击在第一柱体10处。而第一柱体10为空腔结构，那么该第一柱体10很容易变形，因此在碰撞时进行吸能，从而保护行人。
36.此外，在行人与a柱100碰撞时，由于实际碰撞在a柱100的第一柱体10处，第一柱体10的变形区域在中间区域，而第一柱体10的中间变形区域与第二柱体20或连接柱体30之间均具有一定的距离(如图1中的a和b所示)，因此第二柱体20和连接柱体30之间均没有形变，进一步地保证乘员舱不变形，从而进一步保护车内人员。
37.本实施例中，a和b的取值由三角形的变成和角度决定，而形成三角形的第一柱体10、第二柱体20和连接柱体30的长度以及角度是根据每个车型不行而变化的，因此a和b的取值也跟随其变化，并根据实际情况来设计。
38.作为本发明一个具体的实施例，本实施例的连接柱体30位于水平面内，并沿着与车辆前后方向呈第一预设角度的方向延伸。第一柱体10的位于下方的一端与连接柱体30的前端连接，且在连接处所形成的夹角呈第二预设角度(如图中所示的α)，其中，第二预设角度为锐角。第二柱体20的一端与第一柱体10的位于上方的一端连接，另一端则与连接柱体30的后端连接，以形成封闭的三角形结构。
39.在实际使用过程中，由于第一柱体10、第二柱体20和连接柱体30形成a柱100，而该a柱100既需要与前方的前挡风玻璃连接，又需要与车辆侧边的结构连接，因此该由第一柱体10、第二柱体20和连接柱体30形成的三角形结构是倾斜放置的。更为具体地，连接柱体30可以水平放置，该连接柱体30与车辆前后的中心线之间的夹角可以是0
‑
30
°
，例如可以是1
°
、5
°
、10
°
或30
°
。连接柱体30倾斜的方向为连接柱体30由前之后逐渐远离车辆水平面的中心线。当然，第一柱体10与第二柱体20连接所形成的平面与连接柱体30所在的竖直平面之间也具有一定的夹角。该夹角可以根据具体情况来设定。
40.更为具体地，本实施例的第一柱体10与连接柱体30之间形成的是锐角，而第二柱体20与连接柱体30之间形成的是钝角，如此则满足车辆对a柱100形状的要求。
41.并且更为具体地，在实际使用过程中，第一柱体10、第二柱体20和连接柱体30之间
的空间也可以设置玻璃进行连接，从而进一步增加强度。
42.具体地，第一柱体10与连接柱体30柱体之间的夹角为第二预设角度α，该第二预设角度α可以为5
°
～45
°
。例如α可以是5
°
、10
°
、30
°
或45
°
。第二预设角度根据具体情况来设定。
43.图2是图1中以剖切线a
‑
a进行剖切后的示意性截面图；图3是根据本发明一个实施例的第一内板的示意性结构图；图4是根据本发明一个实施例的第一外板的示意性结构图。作为本发明一个具体的实施例，本实施例的第一柱体10可以包括第一内板11和第一外板12。其中，第一外板12位于第一内板11的远离车辆中心的一侧，且第一外板12的外周与第一内板11外周相互连接形成中间具有空腔的结构。
44.更具体地，本实施例中的第一内板11和第一外板12的截面均可以形成为敞口的u字型，且第一外板12的结构比第一内板11的结构更深，在第一外板12与第一内板11相互连接时，其第一外板12的侧边内部与第一内板11的侧边外部相互焊接，中间形成为空腔结构。具体地，本实施例的第一外板12靠近车辆的左右外侧面，第一内板11则靠近车辆内部一侧，相互连接的部位则位于第一柱体10的靠近车辆的前后方位置处。
45.本实施例中的第一内板11通过第一内板11和第一外板12相互连接形成空腔结构，既具有一定的强度，又容易变形，以使得行人撞击在该第一内板11处时能够吸能，减小对行人的伤害。
46.作为本发明一个具体的实施例，本实施例的第一内板11处设置有多个通孔13。具体地，本实施例的通孔13可以圆形、方向或其它任一形状。该通孔13的设置既可以减重，又可以进一步的增加该第一柱体10的变形能力，使得该第一柱体10可以更好的吸能，进一步减小对行人的伤害。
47.作为本发明一个具体的实施例，本实施例的第一内板11与第一外板12在靠近第二柱体20的侧边处均设置有多个缺口14。
48.具体地，在第一柱体10成型时，先在第一内板11和第一外板12的同一侧边处设置多个缺口14，且第一内板11和第一外板12的缺口14相互配合，可以为形状一样，也可以略有差别。该缺口14位置在靠近第二柱体20的一侧，则在该第一柱体10与行人碰撞时，行人是撞击在第一柱体10的远离第二柱体20的一侧处，因此在第一柱体10受碰撞而变形时，由于缺口14的存在使得该第一柱体10更易变形，进一步减小对行人的伤害。
49.本实施例中缺口14和通孔13的设计，可以诱导第一柱体10结构溃缩变形吸能，减小对行人的伤害。
50.作为本发明一个具体的实施例，本实施例的第一柱体10的材质为具有第一预设屈服强度的金属材质。本实施例中，由于第一柱体10需要以变形的材质，因此第一预设屈服强度较低，具体可以是较低屈服强度的金属。更具体地，该第一柱体10的材质可以是较低屈服强度的钢材质。
51.图5是图1中以剖切线b
‑
b进行剖切后的示意性截面图。作为本发明一个具体的实施例，本实施例的第二柱体20可以包括第二外板21、第二内板22和加强板23。其中，第二内板22外周与第二外板21的外周焊接在一起形成具有空腔的结构。加强板23位于空腔位置处，并与第二内板22焊接在一起用以加强第二柱体20的强度。
52.本实施例的第二柱体20与第一柱体10一样具有空腔结构，但是第二柱体20的截面尺寸相比第一柱体10的截面尺寸大，且其内部设置加强板23使得该第二柱体20的强度较
大，在第一柱体10被碰撞变形时，第二柱体20不易变形，从而保证乘员舱不变形，进而避免车内成员受到伤害。
53.作为本发明一个具体的实施例，本实施例的第二柱体20具有第二预设屈服强度，第二预设屈服强度大于第一预设屈服强度。
54.具体地，本实施例中第二柱体20的屈服强度大于第一柱体10的屈服强度，进一步增加了第二柱体20的强度，进一步地保护车内成员。
55.本实施例中，a柱100包括第一柱体10、第二柱体20和连接柱体30，第一柱体10位于前方，且其为空腔结构，具有通孔13和缺口14特征，并且其屈服强度低，因此具有较好的变形性能。使得行人撞击在第一柱体10时能够被保护，减小对行人的伤害。而本实施例中的第二柱体20在具有加强结构，且具有高的屈服强度，因此第二柱体20不易变形，减小车辆碰撞时对车内成员的伤害。如此，本实施例的a柱100同时满足了对行人的保护和对车内成员的保护。且本实施例中a柱100仅仅由第一柱体10、第二柱体20和连接柱体30形成，无需额外的控制系统或气囊装置等，结构简单，成本低，开发周期短。
56.作为本发明一个具体的实施例，本实施例还提供一种车辆，该车辆包括上面所述的a柱总成。
57.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。