车辆前端结构

技术领域

本发明总体上涉及车辆的车辆前端结构。更具体地，本发明涉及如下的车辆前端结构：该车辆前端结构包括受力结构，该受力结构被构造成接收偏心冲击力并将前进速度的至少一部分重定向为使车辆在横向上移动的横向速度。

背景技术

车体结构被定期地重新设计以包括在冲击事件期间吸收和/或重定向冲击力的结构特征。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种附接到发动机架的受力结构，该受力结构被构造成响应于其受力面处的冲击事件而枢转。

鉴于已知技术的状态，本公开的一方面在于提供一种具有发动机架和受力结构的车辆前端结构。发动机架具有前角部，并且发动机安装到发动机架。受力结构具有从发动机架的前角部附近横向向外延伸的受力面。受力结构的力导向部位于受力面的后方。受力结构通过竖直取向的第一机械紧固件安装到发动机架，第一机械紧固件被设计和构造成使得在冲击力施加到受力面的冲击事件期间，在受力面的外侧部最初相对于发动机架向后移动并且最初横向向内移动的力导向部与发动机接触并向发动机施加一部分冲击力的情况下，受力结构绕第一机械紧固件枢转。

附图说明

现在参照形成该原始公开的一部分的附图：

图1是根据示例性实施方式的包括受力结构的车辆的侧视图；

图2是根据示例性实施方式的去除了发动机罩、排气扇和保险杠结构、示出了发动机架和受力结构的车辆的立体图；

图3是根据示例性实施方式的发动机架和受力结构的立体图；

图4是根据示例性实施方式的发动机架和受力结构的俯视图；

图5是根据示例性实施方式的受力结构的分解立体图，其示出了随后被焊接在一起以形成受力结构的各种板；

图6是根据示例性实施方式的被示出为从车辆移除的受力结构的立体图；

图7是根据示例性实施方式的被示出为从车辆移除的受力结构的俯视图；

图8是根据示例性实施方式的被示出为从车辆移除的受力结构的仰视图；

图9是根据示例性实施方式的被示出为从车辆移除的受力结构的前视图；

图10是根据示例性实施方式的被示出为从车辆移除的受力结构的后视图；

图11是根据示例性实施方式的安装到发动机架的受力结构的俯视图；

图12是根据示例性实施方式的沿着图11中的线12-12截取的受力结构和发动机架的截面图；

图13是根据示例性实施方式的沿着图11中的线13-13截取的受力结构和发动机架的截面图；

图14是根据示例性实施方式的沿着图11中的线14-14截取的受力结构和发动机架的截面图；

图15是根据示例性实施方式的发动机架的前角部的立体图，其示出了通过第一紧固件、第二紧固件和第三紧固件安装到发动机架的受力结构；

图16是根据示例性实施方式的发动机架的前角部的俯视图，其示出了刚好在撞击事件之前通过第一紧固件、第二紧固件和第三紧固件安装到发动机架的受力结构；和

图17是根据示例性实施方式的在冲击事件期间的发动机架的前角部和受力结构的另一俯视图，其示出了在冲击事件期间在第二紧固件和第三紧固件被剪切掉的情况下绕第一紧固件枢转之后的受力结构。

具体实施方式

现在将参照附图解释所选实施方式。根据本公开，对于本领域的技术人员将显而易见的是，实施方式的以下叙述仅用于说明，而不是为了限制由所附权利要求及其等同方案所限定的发明。

首先参照图1，示出了根据第一实施方式的包括受力结构12的车辆10。受力结构12也被称为力重定向结构，其通过使用冲击力将车辆10的向前运动重定向为车辆10的横向运动来重定向冲击力。

如图1所示，车辆10包括前端结构14，前端结构14具有保险杠组件16、侧翼子板18以及至少部分地覆盖和隐藏了许多构成前端结构14的结构元件的发动机罩20。图2是车辆10的视图，其中去除了保险杠组件16、侧翼子板18和发动机罩20以露出车辆10的前端结构14和受力结构12的部分。

如图2所示，前端结构14包括各种部件，但特别是包括车体结构24的元件和发动机架26的元件。

尽管在图2中仅示出了一侧，但是车体结构24的每一侧至少包括：构成仪表板壁28的面板、前纵梁30和发动机罩壁架38。然而，因为车体结构24的两侧(驾驶员侧和乘客侧)通常是相同的，但彼此为镜像，所以为了简洁起见，仅说明一侧。换句话说，对车体结构24的一侧的说明同样适用于车体结构24的两侧。

现在具体参照图2至图4说明前端结构14的发动机架26。发动机架26包括前发动机架梁40、驾驶员侧发动机架梁42、乘客侧发动机架梁44和后发动机架梁46。前发动机架梁40和驾驶员侧发动机架梁42固定地彼此附接，使得它们之间的交叉部限定了第一前角部50。前发动机架梁40和乘客侧发动机架梁44固定地彼此附接，使得它们之间的交叉部限定了第二前角部52。驾驶员侧发动机架梁42和后发动机架梁46固定地彼此附接。在驾驶员侧发动机架梁42和后发动机架梁46之间的交叉部的后方，限定了发动机架的第一后角部54。乘客侧发动机架梁44和后发动机架梁46固定地彼此附接。在乘客侧发动机架梁44和后发动机架梁46之间的交叉部的后方，限定了发动机架26的第二后角部56。

发动机架26在四个车体附接结构60、62、64和66处安装到车体结构24的下侧。更具体地，附接结构60位于第一前角部50处，附接结构62位于第二前角部52处，附接结构64位于第一后角部54处，附接结构66位于第二后角部56处。附接结构60、62、64和66以传统方式连接到车体结构24的下侧。具体地，附接结构60和64附接至位于车辆10的驾驶员侧的前纵梁30的下侧，并且附接结构62和66同样地附接至位于车辆10的乘客侧(未示出)的前纵梁的下侧。

尽管发动机架到车体结构24的附接在结构方面是坚固的，但是附接结构60、62、64和66可以包括弹性衬套以吸收来自发动机组件70(下述)的振动，或者替代地可以包括刚性附接结构，诸如大型紧固件，使得发动机架26能够可移除地附接到车体结构24。

前附接结构60和62包括从发动机架26的相应的第一前角部50和第二前角部52向上延伸的刚性圆柱部。如下面进一步所述，受力结构12(发动机架26的每侧各一个)至少部分地围绕前附接结构60和62的圆柱形结构延伸。

发动机架26还包括三个发动机安装结构72、74和76。发动机安装结构72在第一前角部50的后方沿着驾驶员侧发动机架梁42的上表面定位。发动机安装结构74沿着前发动机架梁40的上表面定位。发动机安装结构76沿着后发动机架梁46的上表面定位。

发动机安装结构72、74和76分别包括直接附接到发动机组件70的马达安装件(未示出)。

发动机组件70可以包括发动机、变速器和驱动桥(transaxle)。发动机可以是内燃机、电动马达或混合动力系统(电动马达和内燃机)。变速器可以是无级变速器(CVT)、双离合器变速器(DCT)、手动变速器或自动变速器。为了简单和简洁起见，发动机组件70通常绘示为虚线箱体。然而，应当理解，每个独立的发动机和变速器具有其自身独特的尺寸和形状。因此，本发明不限于附图中赋予发动机组件70的通用形状。

发动机架26还可以支撑转向和悬挂部件，如图15所示。这些转向和悬挂部件基本上由发动机架26的后发动机架梁46支撑。为了简洁起见，省略了对这些传统的转向和悬挂部件的说明。

现在具体参照图5至图11说明受力结构12。

存在两个受力结构12，分别安装在发动机架26的第一前角部50和第二前角部52处。在所示的实施方式中并且如图3和图4所示，除了彼此镜像对称以外，两个受力结构12相同。因此，对一个受力结构12的说明同样适用于另一个受力结构12。然而，根据附图和本文的说明应当理解，可替代地，受力结构12可以是不同的。例如，如果存在需要额外空间的发动机或变速器部件，则可以修改或减小一个受力结构12的一个或多个部分，以容纳需要额外发动机室空间的这种部件。

如图5的分解图所示，受力结构12包括多个结构元件，当彼此焊接时，所述多个结构元件限定了图6至图11绘示的结构。具体地，受力结构12包括上板80、中板82、下板84、主板86、内侧板88、第一U字形板90、第二U字形板92和套筒或轴套94。

上板80包括开口100，开口100相对于组装后的受力结构12位于中央，如下面进一步所述。上板80还具有第一边缘102、第二边缘104、第三边缘106和第四边缘108。

中板82包括开口110，开口110相对于组装后的受力结构12位于中央，如下面进一步所述。中板82还具有第一边缘112、第二边缘114、第三边缘116和第四边缘118。

如图7所示，下板84包括带有开口121a的主部121、向上延伸部122、向下延伸部124、向上延伸面126、后边缘128、上边缘130、带有开口131a的附接凸缘131和起动附接带(brake-away attachment strip)132。

主板86包括受力面134、上部水平凸缘136和包边凸缘138。

内侧板88具有力导向部140和支撑部142。

轴套94是具有厚壁圆筒形的刚性金属套筒。轴套94具有内部开口，该内部开口的内径大约是轴套94的外径的一半或略大于一半。例如，轴套94的外径可以在25mm至60mm之间。内径可以在13mm至35mm之间。在示例性实施方式中，轴套94的外径为例如30mm，并且内径为大约17.5mm。在示例性实施方式中，轴套94的环形壁大约为6.25mm厚。此外，安装到轴套94的主紧固件F

受力结构12以至少以下焊接关系被焊接在一起。具体地，轴套94以与开口121a轴向对准的方式焊接到下板94的上表面。如图13所示，轴套94贯穿中板82中的开口110地延伸，并在包围开口110的区域中焊接到中板82。轴套94进一步向上贯穿上板80中的开口100地延伸并在包围开口110的区域中焊接到上板80。还如图13所示，主紧固件F

如图6所示，上板80的第一边缘102焊接到中板82的第一边缘112。中板82的第一边缘112焊接到下板84的向上延伸部122(未示出)。内侧板88至少焊接到上板80的第四边缘108和下板84的后边缘128(未示出)，并且可选地可以焊接到中板82的第四边缘118。主板86焊接到下板84的向下延伸部124以及中板82的第二边缘114和上板80的第二边缘102(未示出)。如图7、图8以及图16至图17所示，第一U字形板90和第二U字形板92彼此焊接并且焊接到上板80的相应表面和/或边缘以及焊接到下板84。根据附图和本文的说明，应该理解，在各种板之间还优选有多个焊接部(未提及)，以实现图6至图11所示的受力结构12。如图11、图12、图16和图17所示，第一U字形板90和第二U字形板92限定了开口，该开口在第一U字形板90和第二U字形板92安装到发动机架26时接收附接结构60。

受力结构12经由主紧固件F

如下面进一步说明的，紧固件F

如附图中所示，特别是图15至图17中所示，受力结构具有从发动机架26的前角部50附近横向向外延伸的受力面134。力导向部140位于受力面134的后方。受力结构12通过竖直取向的第一机械紧固件F

如图7、图8、图11、图16和图17所示，受力结构12整体上具有U字形，其中附接结构60向上贯穿受力面134和力导向部140之间限定的间隙地延伸。

如图16所示，受力结构12的受力面134限定U字形的第一侧，力导向部140的内侧表面限定U字形的第二侧。主紧固件F

应当注意，在受力结构12完全组装好的情况下，开口100、110和121a同轴对准。此外，在轴套94焊接到受力结构12的位置的情况下，轴套94的中央开口与开口100、110和121a同轴对准。此外，轴套94在受力结构12的上表面上向上方延伸。在冲击事件期间，轴套94和受力结构12被构造为绕轴套94和主紧固件F

各种车体元件和部件(除了受力结构12之外)是本领域中公知的传统部件。由于这样的车体元件和部件在本领域中公知，因此本文将不详细论述或示出这些结构。而是，根据本公开，对于本领域技术人员而言显而易见的是，这些部件可以是能够用于执行本发明的任何类型的结构和/或程序。

术语的通用释义

在理解本发明的范围时，本文所使用的术语“包括”及其派生词是开放式术语，其规定存在所声明的特征、元件、部件、组、整数和/或步骤，但不排除存在其它未声明的特征、元件、部件、组、整数和/或步骤。前述内容也适用于具有类似含义的词，诸如术语“含有”、“具有”及其派生词。另外，术语“部分”、“部”、“梁”或“元件”以单数使用时可以具有单个部分或多个部分的双重含义。另外如本文用来说明以上实施方式的以下方向术语“前方”、“后方”、“上方”、“向下”、“竖直”、“水平”、“下方”和“横向”以及任何其它类似方向术语是指配备有车辆前端结构的车辆的那些方向。因此，应当相对于配备有车辆前端结构的车辆来解释用于说明本发明的这些术语。

本文所使用的术语“构造为”用于说明包括被构造成执行期望的功能的结构的部件、部或部分。

本文所使用的程度术语，诸如“基本上”、“大约”和“近似”等的含义是修饰术语的在最终结果不会显著改变的情况下的合理偏离量。

虽然仅选择了选定的实施方式来说明本发明，但是根据本公开，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以在此进行各种改变和变型。例如，可以根据需要和/或期望来改变各种部件的尺寸、形状、位置或取向。被示出为彼此直接连接或接触的部件之间可以布置有中间结构。一个元件的功能可以由两个元件执行，反之亦然。一个实施方式的结构和功能可以适用于另一实施方式。并非所有优点都必须同时存在于特定的实施方式中。单独的或与其它特征组合的与现有技术不同的每个特征，也应被认为是申请人对进一步发明的单独说明，包括由这些特征体现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施方式的前述叙述仅是为了说明，而不是为了限制由所附权利要求及其等同方案所限定的发明。