本公開涉及一種車輛副車架脫離機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù):
車輛副車架與地板之間的連接要求剛性。副車架與地板之間的剛性連接通常要求在4到6個點上連接。可以使用螺栓延伸穿過副車架和地板以剛性固定這些部件。在撞擊事件中,地板和副車架相互作用以偏移螺栓。使螺栓偏移提供地板和副車架之間的脫離,以防止損傷地板。然而,偏移螺栓要求很大的力,并且可基于車輛的尺寸在車輛之間改變。地板和副車架還可通過使用槽配置在副車架和地板之間提供部分脫離來處理施加至車輛的載荷,以防止螺栓、地板或副車架變形。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本實用新型的目的在于提供一種車輛車身底部結(jié)構(gòu),以至少地實現(xiàn)在車輛碰撞中防止螺栓、底板或副車架變形。
根據(jù)本實用新型的一個方面,提供一種車輛車身底部結(jié)構(gòu),該車輛車身底部結(jié)構(gòu)包括:金屬地板;以及副車架,副車架包括經(jīng)由螺栓固定至金屬地板的復(fù)合材料端部接頭,其中,復(fù)合材料端部接頭限定套環(huán)和錐形凹口,錐形凹口被配置成響應(yīng)于副車架與金屬地板之間的相對運(yùn)動可滑動地接收螺栓,以撕裂錐形凹口并且將套環(huán)從副車架折斷。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,錐形凹口的寬度小于螺栓的寬度。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,錐形凹口限定等于復(fù)合材料端部接頭的長度的長度。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,復(fù)合材料端部接頭為碳化纖維端部接頭。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,該車身底部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括襯套,襯套安裝在套環(huán)內(nèi),并且被配置成在撞擊時變形,以允許復(fù)合材料端部接頭和螺栓之間的相互作用。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,套環(huán)被配置成響應(yīng)于副車架和金屬地板之間的相對運(yùn)動,在金屬地板下方并相對于金屬地板滑動。
根據(jù)實用新型的另一方面,提供一種車輛,該車輛包括:地板;以及副車架,副車架在多個連接點處經(jīng)由緊固件和多個端部接頭連接至地板,每個端部接頭限定凹口,凹口被配置成響應(yīng)于施加至副車架的引起副車架與地板之間的相對運(yùn)動的撞擊載荷,在其中一個緊固件處撕裂。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,該車輛進(jìn)一步包括套環(huán),套環(huán)形成在每個端部接頭上,并且被配置成響應(yīng)于施加至副車架的撞擊載荷,在其中一個緊固件上斷裂。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,每個套環(huán)被配置成響應(yīng)于副車架和地板之間的相對運(yùn)動在地板下方并相對于地板滑動。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,端部接頭為復(fù)合材料端部接頭。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,復(fù)合材料端部接頭為碳化纖維。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,凹口的寬度小于每個緊固件的寬度。
根據(jù)本實用新型的又一方面,提供一種用于車輛的副車架,包括:副車架結(jié)構(gòu);以及后端部接頭,后端部接頭形成在副車架結(jié)構(gòu)上以經(jīng)由螺栓連接至地板,后端部接頭限定凹口并且具有包圍螺栓的套環(huán),并且后端部接頭被配置成使得在撞擊時,后端部接頭與螺栓相互作用以折斷套環(huán)、撕裂凹口,并且使副車架結(jié)構(gòu)從地板脫離。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,該副車架進(jìn)一步包括襯套,襯套安裝在套環(huán)內(nèi),并且被配置成在撞擊時變形,以允許后端部接頭和螺栓之間的相互作用。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,后端部接頭為復(fù)合材料后端部接頭。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,復(fù)合材料后端部接頭為碳化纖維。
根據(jù)本實用新型的一個實施例,凹口的寬度小于螺栓的寬度。
一種車輛車身底部結(jié)構(gòu)包括金屬地板和副車架。副車架包括經(jīng)由螺栓固定至地板的復(fù)合材料端部接頭。端部接頭限定套環(huán)和錐形凹口,凹口被配置成響應(yīng)于副車架和地板之間的相對運(yùn)動可滑動地接收螺栓,以撕裂凹口并將套環(huán)從副車架折斷。
一種車輛包括地板和副車架。副車架在多個連接點處經(jīng)由緊固件和多個端部接頭連接至地板。多個端部接頭中的每一個限定凹口,該凹口被配置成響應(yīng)于施加至副車架的引起副車架與地板之間的相對運(yùn)動的撞擊載荷撕裂其中一個緊固件。
一種用于車輛的副車架包括副車架結(jié)構(gòu)和后端部接頭。后端部接頭形成在副車架結(jié)構(gòu)上以經(jīng)由螺栓連接至地板。后端部接頭限定凹口,并且具有包圍螺栓的套環(huán)。后端部接頭被配置為使得在撞擊時,后端部接頭與螺栓相互作用以折斷套環(huán)、撕裂凹口,并使副車架結(jié)構(gòu)從地板上脫離。
本實用新型的有益效果在于:本實用新型的車輛車身底部結(jié)構(gòu)能夠在車輛碰撞中防止螺栓、底板或副車架變形。
附圖說明
圖1是車輛的車身底部結(jié)構(gòu)的平面圖;
圖2是用于車輛的在地板和副車架之間的后部連接的俯視圖;以及
圖3至圖5是在副車架和地板之間的連接點處移動的副車架腳部的透視圖。
具體實施方式
本公開的實施例在此被描述。然而,應(yīng)當(dāng)理解,所公開的實施例僅僅是實例并且其他的實施例能夠采取各種可替代的形式。附圖不一定按照比例;一些特征能夠被放大或縮小以展示特定部件的細(xì)節(jié)。因此,本文描述的具體的結(jié)構(gòu)性和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為具有限制性,但是僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員多方面地實施本實用新型的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解,參照任意附圖示出和描述的各種特征能夠與在一個或更多個其他附圖中示出的特征進(jìn)行組合以產(chǎn)生為明確示出和描述的實施例。所示出的特征的組合為典型的應(yīng)用提供代表性的實施例。然而,與本公開的啟示相一致的特征的各種組合和修改對于特定的應(yīng)用和實施方式而言是期望的。
參照圖1,示出了具有車身底部結(jié)構(gòu)12的車輛10的平面圖。車身底部結(jié)構(gòu)12包括框架14、副車架16以及地板18。副車架16使用后端部接頭20連接至地板18。地板18使用緊固件24連接至副車架16。在至少一個實施例中,緊固件24可以是允許地板18和副車架16之間剛性連接的螺栓、螺釘或軸。襯套25也可以在緊固件24周圍使用以減小在正常車輛行駛過程中傳遞至副車架16和地板18的噪聲、振動和粗糙性。
副車架16和地板18之間的剛性連接要求確保車輛10的耐久性。然而,在車輛10的撞擊事件中,車身底部結(jié)構(gòu)12的剛性連接可能引起下部圍護(hù)側(cè)板侵入地板18。在撞擊事件中,副車架16從地板18的完全脫離可以進(jìn)一步幫助減少下部圍護(hù)側(cè)板侵入車輛10的地板18。在正常的車輛運(yùn)行過程中保持車身底部結(jié)構(gòu)12的副車架16與地板18之間的剛性,以及提供副車架16與地板18之間完全分離可以是有利的。副車架16的后端部接頭20可以由復(fù)合材料制成,例如碳化纖維。使用復(fù)合材料后端部接頭20與傳統(tǒng)金屬副車架16可在正常的車輛運(yùn)行過程中保持必要的剛性,而在撞擊事件中提供副車架16從地板18的完全脫離。后端部接頭20可以設(shè)計為在撞擊中,后端部接頭20將斷裂,并使副車架16從地板18分離,以防止副車架16侵入地板18中。
圖2描繪了副車架16與地板18的連接。具體來說,副車架16的后端部接頭20使用緊固件24連接至地板18。如上文所述,緊固件24可進(jìn)一步包括襯套25。副車架16的后端部接頭20可包括包圍緊固件24和襯套25的套環(huán)(collar)26。同樣地,副車架16的后端部接頭20也可限定凹口28。凹口28可鄰近套環(huán)26成型。如下文將會詳細(xì)描述,套環(huán)26可以配置為允許在副車架16和地板18之間進(jìn)一步支撐,并且凹口28可以配置為在與副車架16撞擊時接收緊固件24。
套環(huán)26包圍緊固件24和襯套25。套環(huán)26緊密圍繞緊固件24和襯套25以增強(qiáng)對副車架16的支撐。添加套環(huán)26增大了用于將副車架16固定至地板18的材料的量。向副車架16添加材料增強(qiáng)了副車架16在正常的車輛行駛過程中的耐久性。例如,由復(fù)合材料(例如碳化纖維)形成的后端部接頭20要求套環(huán)26為副車架16提供額外的耐久性,以在正常的車輛運(yùn)行過程中保持副車架16的完整性。套環(huán)26基本上可以為弧形,并且形成為限定成角度端部30。端部30可相對于地板18成角度。例如,地板18可以一個角度成型,并且端部30可基本平行于地板18。
當(dāng)副車架16撞擊地板18并使地板18變形時,會導(dǎo)致下部圍護(hù)側(cè)板侵入。由于套環(huán)26在端部30具有基本上平行于地板18的角度,因此在撞擊事件中,下部圍護(hù)側(cè)板侵入可基本上通過迫使套環(huán)26的端部30在地板18下面滑動減少。傾斜套環(huán)26的端部30基本上減少副車架16與地板18之間的撞擊,并且基本上消除地板18由于與副車架16的撞擊而產(chǎn)生的變形。因此,在正常的車輛運(yùn)行的過程中,套環(huán)26允許副車架16在保持副車架16的耐久性和完整性的同時提供易碎端部接頭20。在撞擊事件中,套環(huán)26有助于實現(xiàn)副車架16與地板18之間的完全脫離。
凹口28可以形成為基本上與套環(huán)26相鄰,并且限定在端部接頭20上。凹口28可以形成為具有基本上為錐形的配置。在凹口28的基本上錐形的配置中,沿遠(yuǎn)離套環(huán)26的凹口28的長度34,凹口28的寬度32從凹口28的第一端36至凹口28的第二端38逐漸減小。凹口28的長度34可基本上等于后端部接頭20的長度。在至少一個其他的實施例中,凹口28還可限定基本矩形的配置。凹口28的寬度32小于緊固件24的寬度。在凹口28的矩形配置中,寬度32沿凹口28的長度34可為一致的。如將會參照其他附圖描述的,凹口28充當(dāng)在撞擊中用于使副車架16從地板18完全脫離的脫離機(jī)構(gòu)。
凹口28可以配置為在撞擊事件中引導(dǎo)由副車架16吸收的能量。例如,當(dāng)副車架被撞擊時,副車架16可以相對于地板18滑動。凹口28可以設(shè)計為,在撞擊事件中,凹口28可滑動地接收緊固件24。當(dāng)副車架16被撞擊時,可滑動地接收緊固件24允許凹口28引導(dǎo)由副車架16吸收的能量。引導(dǎo)通過撞擊吸收的能量進(jìn)一步降低傳遞至地板18的能量。凹口28允許副車架16以可控并可預(yù)測的方式從地板18上完全脫離,而無需損壞地板18。進(jìn)一步地,凹口28可以配置成提供副車架16從地板18的可控脫離,并且在正常的車輛行駛過程中保持在端部接頭20處要求的剛度和硬度。
圖3至圖5描繪了副車架16的撞擊,以及使用套環(huán)26和凹口28的在副車架16與底板18之間的脫離。圖3描繪了緊接著副車架16受到?jīng)_擊后的副車架16、緊固件24、套環(huán)26以及凹口28。圖4描繪了在來自撞擊的能量傳遞并施加在副車架16上時的副車架16、緊固件24、套環(huán)26以及凹口28。圖5描繪了由于端部接頭20從撞擊中吸收能量,副車架16通過端部接頭20的變形的完全脫離。端部接頭20的變形允許副車架16與地板18之間的利用易碎的復(fù)合材料端部接頭20的堅固且可重復(fù)的分離機(jī)構(gòu)。
如圖3所描繪的,基于對副車架16初始施加載荷,副車架16移動,使得凹口28朝向緊固件24被引導(dǎo),并且套環(huán)26開始變形。由于副車架16被施加載荷,套環(huán)26的端部30朝向地板18移動。如上文所述,由于套環(huán)26的端部30配置為在地板18下方滑動,因此下部圍護(hù)側(cè)板侵入可以減少。當(dāng)副車架16被施加載荷,并且后端部接頭20朝向地板18移動時,襯套25應(yīng)變(strained)至失效。當(dāng)襯套25應(yīng)變失效時,端部接頭20開始與緊固件24接觸。如上文所述,后端部接頭20可由復(fù)合材料成型,例如碳化纖維。緊固件24可為剛性材料,例如,金屬或鋼。緊固件24和端部接頭20之間的接觸引起端部接頭變形。更具體而言,緊固件24折斷套環(huán)26并且撕裂凹口28以從與副車架16的撞擊中吸收能量。
圖4描繪了副車架16連續(xù)地施加載荷以及端部接頭20由于與緊固件24接觸而導(dǎo)致的變形。由于副車架16連續(xù)地移動并且后端部接頭20接合緊固件24,套環(huán)26塑性變形并斷裂。套環(huán)26配置為由于復(fù)合材料副車架16的易碎性而從后端部接頭20完全脫離。例如,在副車架16的初始施加載荷并且緊固件24朝向凹口28被引導(dǎo)后,套環(huán)26開裂并且開始從端部接頭20折斷。折斷套環(huán)26從撞擊中吸收能量,并且開始使副車架16從地板18分離。套環(huán)26可設(shè)計為使折斷可控。例如,套環(huán)26的設(shè)計允許折斷以吸收能量,并且開始引導(dǎo)緊固件24進(jìn)入凹口28中。
套環(huán)26可充當(dāng)引導(dǎo)緊固件24和凹口28的引導(dǎo)件,并且協(xié)助提供副車架16從地板18的完全分離。套環(huán)26向后端部接頭20添加材料以為后端部接頭20提供額外的支撐,并且提供可重復(fù)和可預(yù)測的折斷區(qū)域。例如,套環(huán)26的增加的材料的量可基于端部接頭20所需要的支撐量以及凹口28的方向來優(yōu)化。這允許副車架16與地板18之間的可控和可重復(fù)的完全脫離。
圖5描繪了在后端部接頭20已經(jīng)吸收撞擊能量之后,副車架16從地板18上的完全脫離。在套環(huán)26斷裂后,緊固件24被引導(dǎo)進(jìn)入凹口28中。由于副車架16繼續(xù)被施加載荷,緊固件24將會引起穿過凹口28的撕裂力。如上文所述,凹口28遵循一般的錐形配置。緊固件24最初在凹口28的最寬部分與凹口28相互作用。凹口28與緊固件24之間的相互作用垂直于緊固件24撕裂凹口28。
由緊固件24與凹口28之間的相互作用引起的撕裂力進(jìn)一步協(xié)助分散來自撞擊事件的能量。因此,當(dāng)副車架16被施加載荷并且緊固件24繼續(xù)與凹口28相互作用時,更多的能量由于凹口28的錐形配置被分散。由于凹口28的錐形使凹口28逐漸變窄,緊固件24通過凹口28在后端部接頭20上施加更多撕裂力。要求撕裂凹口28的撕裂力越多,后端部接頭20吸收的能量越多。凹口28的尺寸可最優(yōu)化以進(jìn)一步分散來自撞擊的能量。凹口28的尺寸允許后端部接頭20從不同量級的撞擊中吸收能量。由于凹口28的錐形配置,撕裂力的增加引起加載在凹口28上的拉伸和彎曲的組合,并且允許副車架16的完全脫離。副車架16從地板18的完全脫離防止來自撞擊的能量通過副車架16傳遞至地板18。
盡管以上描述了示例性的實施例,但是并不意味著這些實施例描述由權(quán)利要求包含的所有可能形式。在說明書中使用的文字為描述性的而非限制性的,并且應(yīng)當(dāng)理解,在不背離本公開的精神和范圍的情況下可進(jìn)行多種改變。如前所述,不同實施例的特征可進(jìn)行組合以形成未明確描述或說明的進(jìn)一步的實施例。盡管多個實施例被提供是由于其可提供優(yōu)勢或關(guān)于一個或更多個期望特性優(yōu)于其他的實施例或現(xiàn)有技術(shù),但是本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員會意識到,可將一個或多個特征或特性折衷以實現(xiàn)整體系統(tǒng)屬性,這取決于具體應(yīng)用和實施方式。這些屬性可包括但不限制于成本、強(qiáng)度、耐久性、壽命周期成本、市場性、外觀、包裝、尺寸、適用性、重量、工藝性、易于裝配性等。因此,關(guān)于一個或更多個特性相比于其他的實施例或現(xiàn)有技術(shù)實施方式不太合意的實施例并不在本公開的范圍之外,并且對于特定的應(yīng)用能夠是被期望的。