技术领域
[0001] 本
发明涉及汽车领域,尤其涉及一种汽车前风窗下横梁和应用该横梁的汽车。
背景技术
[0002] 当车辆与行人发生碰撞时,前风窗通常是行人头部最容易
接触的区域。如图3、4a和4b描述了现有的前风窗下横梁结构示意图。该前风窗下横梁包括风窗玻璃安装板1、
通风板2、第一通风板加强板3a、第二通风板加强板3b、和纵向
支架5a、5b。其中该风窗玻璃安装板1用于安装前风窗玻璃。
[0003] 由于具有两个加强板,并且风窗玻璃安装板1和第一通风板加强板3a、第二通风板加强板3b相互重叠,故该前风窗下横梁具有很高的
刚度。
[0004] 图5a为图3的前风窗下横梁的头部碰撞前的断面图,图5b为图3的前风窗下横梁的头部碰撞后的断面图。如图所示,对于现有的前风窗下横梁结构来说,当头部撞击到风窗的下沿区域时,首先在风窗玻璃下方没有足够的自由空间,其次由于风窗下横梁的
支撑,往往会对行人造成直接的致命伤害。造成如此大的伤害主要是该区域的刚度过大,因此减小前风窗横梁区域的刚度,尤其减小头部与风窗横梁撞击时的接触刚度,是减小行人头部伤害的必然选择。
[0005] 另一方面,前风窗横梁作为整个
车身骨架的一个重要组成部分,其自身的刚度对整个车身的模态起着至关重要的作用,同时作为连接前舱和乘员舱的重要部件,其刚度也直接影响着碰撞过程中乘员舱侵入量的大小,因此设计较高刚度的前风窗横梁成为提高车身模态与乘员安全性的重要手段。
[0006] 由此可见,行人头部保护性能与车身模态和乘员安全性对前风窗下横梁区域在刚度上的要求是相互矛盾的。近年来随着社会对车辆行人安全性的重视程度越来越高,如何在提高风窗下横梁区域的头部保护性能的前提下,不牺牲整车的模态和乘员安全性已成为各大汽车厂商急待解决的难题之一。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种前风窗下横梁以在兼顾整车的模态和乘员安全性的同时可以对行人提供保护。
[0008] 本发明提供了一种汽车前风窗下横梁,用于保护行人头部,包括风窗玻璃安装板、风窗玻璃支撑板、通风板、通风板加强板和至少一个支架;
[0009] 所述风窗玻璃支撑板两端分别与玻璃安装板以及通风板加强板连接,通风加强板与通风板连接,支架一端与通风板连接,另一端和通风加强板或风窗玻璃支撑板连接,其中所述风窗玻璃支撑板为
变形吸能件,用以吸收来自
挡风玻璃传递来的冲击
能量。
[0010] 优选地,在本发明的横梁中,所述风窗玻璃支撑板的断面为Z型褶皱或U型结构。
[0011] 优选地,在本发明的横梁中,风窗玻璃安装板与风窗玻璃支撑板之间的夹
角为钝角。
[0012] 优选地,在本发明的横梁中,风窗玻璃与风窗玻璃安装板连接,所述风窗玻璃的安装面在其法线方向与通风板加强板之间的间隙不小于50mm。
[0013] 优选地,在本发明的横梁中,通风板与通风板加强板在第一连接
位置和第二连接位置处连接以形成封闭的腔体结构,其中所述第一连接位置位于通风板两端之间,第二连接位置位于通风板端点处。
[0014] 优选地,在本发明的横梁中,所述支架在风窗玻璃支撑板与通风板加强板的连接位置处与风窗玻璃支撑板连接,所述支架在通风板与通风板加强板的第一连接位置处与通风板加强板连接、所述支架在上述两个连接位置之间与通风板加强板连接。
[0015] 优选地,在本发明的横梁中,包括2个支架。
[0016] 优选地,在本发明的横梁中,所述支架由高强度
钢制成。
[0017] 本发明还提供一种汽车,包括上述的任一种的横梁。
[0018] 本发明的技术效果在于:横梁结构简单、功能清晰和综合效果好。适合轿车的行人、骑
自行车人的头部碰撞防护的需要,同时可以满足整车模态和乘客安全性能的刚度要求。
附图说明
[0019] 图1为本发明的前风窗下横梁结构示意图;
[0020] 图2a为沿图1中的A-A′向的剖视图;
[0021] 图2b为沿图1中的B-B方向的剖视图;
[0022] 图3为现有的前风窗下横梁结构示意图;
[0023] 图4a为沿图3中的A’-A’方向的剖视图;
[0024] 图4b为沿图3中的B’-B’方向的剖视图;
[0025] 图5a为图3的前风窗下横梁的头部碰撞前的断面图;
[0026] 图5b为图3的前风窗下横梁的头部碰撞后的断面图;
[0027] 图6a为图1的前风窗下横梁的头部碰撞前的断面图;
[0028] 图6b为图1的前风窗下横梁的头部碰撞后的断面图。
具体实施方式
[0029] 下面将结合附图详细描述本发明的优选
实施例,在附图中相同的参考标号表示相同的元件。
[0030] 下面将结合图1、2a-2b描述根据本发明的前风窗下横梁。如图所示,该风窗下横梁包括风窗玻璃安装板1、风窗玻璃支撑板6、通风板2、通风板加强板8和支架5a、5b。风窗玻璃支撑板6两端分别与玻璃安装板1以及通风板加强板8连接,通风加强板8与通风板2连接,支架5a、5b一端与通风板2连接,另一端和通风加强板8或风窗玻璃支撑板6连接。上述部件之间的连接优选通过
焊接形成,当然也可以直接
冲压形成。
[0031] 通风板2与通风板加强板8分别在第一连接位置F和第二连接位置E处连接,从而形成封闭的腔体结构。其中位置E位于通风板2的端点处,位置F位于通风板2的两端之间。
[0032] 前风窗玻璃7通过粘胶与风窗玻璃安装板1连接。该风窗玻璃支撑板6为变形吸能元件,用以吸收来自挡风玻璃传递来的冲击能量。其断面呈Z型褶皱或U型结构。该风窗玻璃支撑板6与风窗玻璃安装板1之间的夹角&成一角度,优选为钝角,且风窗玻璃7安装面在其法线方向与通风板加强板之间的间隙D不小于50mm。
[0033] 支架5a、5b用于调节乘员舱侵入量的大小,其与通风板加强板8在通风板加强板8与风窗玻璃支撑板6的连接位置C处相连接。该连接优选通过焊接形成,当然也可以直接冲压形成。
[0034] 虽然在图1中示出具有两个支架,但是本发明并不局限与此。本领域技术人员可以根据实际需要将其数量调整为多于或少于2个。
[0035] 虽然在图1中将支架5a、5b示为在风窗玻璃支撑板6与通风板加强板8的连接位置C处与风窗玻璃支撑板6相连,但是本发明并不局限与此。例如,可以将支架5a、5b调整为在F处、在F和C之间与通风板加强板8相连。
[0036] 图6a为图1的前风窗下横梁的头部碰撞前的断面图。图6b为图1的前风窗下横梁的头部碰撞后的断面图。如图所示,当行人头部与该区域发生碰撞接触时,前风窗下横梁由于风窗玻璃支撑板为主要的变形吸能元件,前风窗玻璃支撑板会发生形变,吸收来自挡风玻璃传递来的冲击能量,同时在风窗玻璃下方产生了额外的缓冲空间,从而减少对行人头部的冲击。
[0037] 另外,根据本发明的前风窗下横梁还可以保护乘员的安全。通过调节通风板加强板和/或支架的壁厚、和/或者材料来调节乘员舱侵入量的大小,而同时不影响风窗玻璃支撑板的变形。例如如果通风板加强板和/或支架结构偏软,侵入量较大,那么可以加强通风板加强板和/或支架材料的厚度,使材料的厚度从1mm提高到1.2mm,和/或者采用刚度比较高的高强度钢等,其中高强度钢指的是
抗拉强度大于1200MPa的钢。
[0038] 同时,可以通过调节通风板加强板的材料和壁厚来调节车身刚度以及模态。其中车身模态是指车身的固有振动特性,是影响整车NVH性能的重要参数。
[0039] 综上所述,根据本发明,通过风窗玻璃支撑板、通风板和通风板加强板的功能化设计,可以在改善某些性能的同时使其它性能不会收到太大的影响。
[0040] 鉴于这些教导,熟悉本领域的技术人员将容易想到本发明的其它实施例、组合和
修改。因此,当结合上述说明和附图进行阅读时,本发明仅仅由
权利要求限定。