專利名稱：汽車前風(fēng)窗下橫梁及應(yīng)用該橫梁的汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車前風(fēng)窗下橫梁和應(yīng)用該橫梁的汽車。
背景技術(shù)：
當(dāng)車輛與行人發(fā)生碰撞時，前風(fēng)窗通常是行人頭部最容易接觸的區(qū)域。如圖3、4a 和4b描述了現(xiàn)有的前風(fēng)窗下橫梁結(jié)構(gòu)示意圖。該前風(fēng)窗下橫梁包括風(fēng)窗玻璃安裝板1、通風(fēng)板2、第一通風(fēng)板加強(qiáng)板3a、第二通風(fēng)板加強(qiáng)板北、和縱向支架fe、5b。其中該風(fēng)窗玻璃安裝板1用于安裝前風(fēng)窗玻璃。由于具有兩個加強(qiáng)板，并且風(fēng)窗玻璃安裝板1和第一通風(fēng)板加強(qiáng)板3a、第二通風(fēng)板加強(qiáng)板北相互重疊，故該前風(fēng)窗下橫梁具有很高的剛度。圖fe為圖3的前風(fēng)窗下橫梁的頭部碰撞前的斷面圖，圖恥為圖3的前風(fēng)窗下橫梁的頭部碰撞后的斷面圖。如圖所示，對于現(xiàn)有的前風(fēng)窗下橫梁結(jié)構(gòu)來說，當(dāng)頭部撞擊到風(fēng)窗的下沿區(qū)域時，首先在風(fēng)窗玻璃下方?jīng)]有足夠的自由空間，其次由于風(fēng)窗下橫梁的支撐， 往往會對行人造成直接的致命傷害。造成如此大的傷害主要是該區(qū)域的剛度過大，因此減小前風(fēng)窗橫梁區(qū)域的剛度，尤其減小頭部與風(fēng)窗橫梁撞擊時的接觸剛度，是減小行人頭部傷害的必然選擇。另一方面，前風(fēng)窗橫梁作為整個車身骨架的一個重要組成部分，其自身的剛度對整個車身的模態(tài)起著至關(guān)重要的作用，同時作為連接前艙和乘員艙的重要部件，其剛度也直接影響著碰撞過程中乘員艙侵入量的大小，因此設(shè)計較高剛度的前風(fēng)窗橫梁成為提高車身模態(tài)與乘員安全性的重要手段。由此可見，行人頭部保護(hù)性能與車身模態(tài)和乘員安全性對前風(fēng)窗下橫梁區(qū)域在剛度上的要求是相互矛盾的。近年來隨著社會對車輛行人安全性的重視程度越來越高，如何在提高風(fēng)窗下橫梁區(qū)域的頭部保護(hù)性能的前提下，不犧牲整車的模態(tài)和乘員安全性已成為各大汽車廠商急待解決的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種前風(fēng)窗下橫梁以在兼顧整車的模態(tài)和乘員安全性的同時可以對行人提供保護(hù)。本發(fā)明提供了一種汽車前風(fēng)窗下橫梁，用于保護(hù)行人頭部，包括風(fēng)窗玻璃安裝板、 風(fēng)窗玻璃支撐板、通風(fēng)板、通風(fēng)板加強(qiáng)板和至少一個支架；所述風(fēng)窗玻璃支撐板兩端分別與玻璃安裝板以及通風(fēng)板加強(qiáng)板連接，通風(fēng)加強(qiáng)板與通風(fēng)板連接，支架一端與通風(fēng)板連接，另一端和通風(fēng)加強(qiáng)板或風(fēng)窗玻璃支撐板連接，其中所述風(fēng)窗玻璃支撐板為變形吸能件，用以吸收來自擋風(fēng)玻璃傳遞來的沖擊能量。優(yōu)選地，在本發(fā)明的橫梁中，所述風(fēng)窗玻璃支撐板的斷面為Z型褶皺或U型結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，在本發(fā)明的橫梁中，風(fēng)窗玻璃安裝板與風(fēng)窗玻璃支撐板之間的夾角為鈍角。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的橫梁中，風(fēng)窗玻璃與風(fēng)窗玻璃安裝板連接，所述風(fēng)窗玻璃的安裝面在其法線方向與通風(fēng)板加強(qiáng)板之間的間隙不小于50mm。優(yōu)選地，在本發(fā)明的橫梁中，通風(fēng)板與通風(fēng)板加強(qiáng)板在第一連接位置和第二連接位置處連接以形成封閉的腔體結(jié)構(gòu)，其中所述第一連接位置位于通風(fēng)板兩端之間，第二連接位置位于通風(fēng)板端點處。優(yōu)選地，在本發(fā)明的橫梁中，所述支架在風(fēng)窗玻璃支撐板與通風(fēng)板加強(qiáng)板的連接位置處與風(fēng)窗玻璃支撐板連接，所述支架在通風(fēng)板與通風(fēng)板加強(qiáng)板的第一連接位置處與通風(fēng)板加強(qiáng)板連接、所述支架在上述兩個連接位置之間與通風(fēng)板加強(qiáng)板連接。優(yōu)選地，在本發(fā)明的橫梁中，包括2個支架。優(yōu)選地，在本發(fā)明的橫梁中，所述支架由高強(qiáng)度鋼制成。本發(fā)明還提供一種汽車，包括上述的任一種的橫梁。本發(fā)明的技術(shù)效果在于橫梁結(jié)構(gòu)簡單、功能清晰和綜合效果好。適合轎車的行人、騎自行車人的頭部碰撞防護(hù)的需要，同時可以滿足整車模態(tài)和乘客安全性能的剛度要求。


圖1為本發(fā)明的前風(fēng)窗下橫梁結(jié)構(gòu)示意圖；圖加為沿圖1中的A-A'向的剖視圖；圖2b為沿圖1中的B-B方向的剖視圖；圖3為現(xiàn)有的前風(fēng)窗下橫梁結(jié)構(gòu)示意圖；圖如為沿圖3中的A’ -A'方向的剖視圖；圖4b為沿圖3中的B’ -B，方向的剖視圖；圖fe為圖3的前風(fēng)窗下橫梁的頭部碰撞前的斷面圖；圖恥為圖3的前風(fēng)窗下橫梁的頭部碰撞后的斷面圖；圖6a為圖1的前風(fēng)窗下橫梁的頭部碰撞前的斷面圖；圖6b為圖1的前風(fēng)窗下橫梁的頭部碰撞后的斷面圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中相同的參考標(biāo)號表示相同的元件。下面將結(jié)合圖l、2a_2b描述根據(jù)本發(fā)明的前風(fēng)窗下橫梁。如圖所示，該風(fēng)窗下橫梁包括風(fēng)窗玻璃安裝板1、風(fēng)窗玻璃支撐板6、通風(fēng)板2、通風(fēng)板加強(qiáng)板8和支架fe、5b。風(fēng)窗玻璃支撐板6兩端分別與玻璃安裝板1以及通風(fēng)板加強(qiáng)板8連接，通風(fēng)加強(qiáng)板8與通風(fēng)板2連接，支架5ajb —端與通風(fēng)板2連接，另一端和通風(fēng)加強(qiáng)板8或風(fēng)窗玻璃支撐板6連接。上述部件之間的連接優(yōu)選通過焊接形成，當(dāng)然也可以直接沖壓形成。通風(fēng)板2與通風(fēng)板加強(qiáng)板8分別在第一連接位置F和第二連接位置E處連接，從而形成封閉的腔體結(jié)構(gòu)。其中位置E位于通風(fēng)板2的端點處，位置F位于通風(fēng)板2的兩端之間。前風(fēng)窗玻璃7通過粘膠與風(fēng)窗玻璃安裝板1連接。該風(fēng)窗玻璃支撐板6為變形吸能元件，用以吸收來自擋風(fēng)玻璃傳遞來的沖擊能量。其斷面呈Z型褶皺或U型結(jié)構(gòu)。該風(fēng)窗玻璃支撐板6與風(fēng)窗玻璃安裝板1之間的夾角&成一角度，優(yōu)選為鈍角，且風(fēng)窗玻璃7安裝面在其法線方向與通風(fēng)板加強(qiáng)板之間的間隙D不小于50mm。支架fejb用于調(diào)節(jié)乘員艙侵入量的大小，其與通風(fēng)板加強(qiáng)板8在通風(fēng)板加強(qiáng)板8 與風(fēng)窗玻璃支撐板6的連接位置C處相連接。該連接優(yōu)選通過焊接形成，當(dāng)然也可以直接沖壓形成。雖然在圖1中示出具有兩個支架，但是本發(fā)明并不局限與此。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要將其數(shù)量調(diào)整為多于或少于2個。雖然在圖1中將支架如、恥示為在風(fēng)窗玻璃支撐板6與通風(fēng)板加強(qiáng)板8的連接位置C處與風(fēng)窗玻璃支撐板6相連，但是本發(fā)明并不局限與此。例如，可以將支架5ajb調(diào)整為在F處、在F和C之間與通風(fēng)板加強(qiáng)板8相連。圖6a為圖1的前風(fēng)窗下橫梁的頭部碰撞前的斷面圖。圖6b為圖1的前風(fēng)窗下橫梁的頭部碰撞后的斷面圖。如圖所示，當(dāng)行人頭部與該區(qū)域發(fā)生碰撞接觸時，前風(fēng)窗下橫梁由于風(fēng)窗玻璃支撐板為主要的變形吸能元件，前風(fēng)窗玻璃支撐板會發(fā)生形變，吸收來自擋風(fēng)玻璃傳遞來的沖擊能量，同時在風(fēng)窗玻璃下方產(chǎn)生了額外的緩沖空間，從而減少對行人頭部的沖擊。另外，根據(jù)本發(fā)明的前風(fēng)窗下橫梁還可以保護(hù)乘員的安全。通過調(diào)節(jié)通風(fēng)板加強(qiáng)板和/或支架的壁厚、和/或者材料來調(diào)節(jié)乘員艙侵入量的大小，而同時不影響風(fēng)窗玻璃支撐板的變形。例如如果通風(fēng)板加強(qiáng)板和/或支架結(jié)構(gòu)偏軟，侵入量較大，那么可以加強(qiáng)通風(fēng)板加強(qiáng)板和/或支架材料的厚度，使材料的厚度從Imm提高到1. 2mm，和/或者采用剛度比較高的高強(qiáng)度鋼等，其中高強(qiáng)度鋼指的是抗拉強(qiáng)度大于1200MPa的鋼。同時，可以通過調(diào)節(jié)通風(fēng)板加強(qiáng)板的材料和壁厚來調(diào)節(jié)車身剛度以及模態(tài)。其中車身模態(tài)是指車身的固有振動特性，是影響整車NVH性能的重要參數(shù)。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過風(fēng)窗玻璃支撐板、通風(fēng)板和通風(fēng)板加強(qiáng)板的功能化設(shè)計，可以在改善某些性能的同時使其它性能不會收到太大的影響。鑒于這些教導(dǎo)，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易想到本發(fā)明的其它實施例、組合和修改。因此，當(dāng)結(jié)合上述說明和附圖進(jìn)行閱讀時，本發(fā)明僅僅由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種汽車前風(fēng)窗下橫梁，用于保護(hù)行人頭部，其特征在于，包括風(fēng)窗玻璃安裝板、風(fēng)窗玻璃支撐板、通風(fēng)板、通風(fēng)板加強(qiáng)板和至少一個支架；所述風(fēng)窗玻璃支撐板兩端分別與玻璃安裝板以及通風(fēng)板加強(qiáng)板連接，通風(fēng)加強(qiáng)板與通風(fēng)板連接，支架一端與通風(fēng)板連接，另一端和通風(fēng)加強(qiáng)板或風(fēng)窗玻璃支撐板連接，其中所述風(fēng)窗玻璃支撐板為變形吸能件，用以吸收來自擋風(fēng)玻璃傳遞來的沖擊能量。
2.如權(quán)利要求1所述的橫梁，其特征在于，所述風(fēng)窗玻璃支撐板的斷面為Z型褶皺或U 型結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的橫梁，其特征在于，風(fēng)窗玻璃安裝板與風(fēng)窗玻璃支撐板之間的夾角為鈍角。
4.如權(quán)利要求3所述的橫梁，其特征在于，風(fēng)窗玻璃與風(fēng)窗玻璃安裝板連接，所述風(fēng)窗玻璃的安裝面在其法線方向與通風(fēng)板加強(qiáng)板之間的間隙不小于50mm。
5.如權(quán)利要求1所述的橫梁，其特征在于，通風(fēng)板與通風(fēng)板加強(qiáng)板在第一連接位置和第二連接位置處連接以形成封閉的腔體結(jié)構(gòu)，其中所述第一連接位置位于通風(fēng)板兩端之間，第二連接位置位于通風(fēng)板端點處。
6.如權(quán)利要求5所述的橫梁，其特征在于，所述支架在風(fēng)窗玻璃支撐板與通風(fēng)板加強(qiáng)板的連接位置處與風(fēng)窗玻璃支撐板連接，所述支架在通風(fēng)板與通風(fēng)板加強(qiáng)板的第一連接位置處與通風(fēng)板加強(qiáng)板連接、所述支架在上述兩個連接位置之間與通風(fēng)板加強(qiáng)板連接。
7.如權(quán)利要求1所述的橫梁，其特征在于，包括2個支架。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的橫梁，其特征在于，所述支架由高強(qiáng)度鋼制成。
9.一種汽車，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8中任一項所述的橫梁。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車前風(fēng)窗下橫梁，用于保護(hù)行人頭部，其包括風(fēng)窗玻璃安裝板、風(fēng)窗玻璃支撐板、通風(fēng)板、通風(fēng)板加強(qiáng)板和至少一個支架；所述風(fēng)窗玻璃支撐板兩端分別與玻璃安裝板以及通風(fēng)板加強(qiáng)板連接，通風(fēng)加強(qiáng)板與通風(fēng)板連接，支架一端與通風(fēng)板連接，另一端和通風(fēng)加強(qiáng)板或風(fēng)窗玻璃支撐板連接，其中所述風(fēng)窗玻璃支撐板為變形吸能件，用以吸收來自擋風(fēng)玻璃傳遞來的沖擊能量。本發(fā)明的橫梁結(jié)構(gòu)簡單、功能清晰和綜合效果好。適合轎車的行人、騎自行車人的頭部碰撞防護(hù)的需要，同時可以滿足整車模態(tài)和乘客安全性能的剛度要求。
文檔編號B60R21/34GK102529873SQ201010617280
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉軍勇, 劉奇, 楊志剛, 湯曉東, 王大勇, 王大志, 苗強(qiáng), 陳國強(qiáng) 申請人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司