前风窗横梁总成和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆制造技术领域，尤其是涉及一种前风窗横梁总成和车辆。


背景技术：

2.随着中国汽车保有量迅速增长及城镇化带来的人口集中，城镇道路工况日趋复杂，汽车与自行车、摩托车、电动两轮车的碰撞事故频发。我国每年因为交通事故死亡的人员中，行人或二轮车骑行者超过了60％。行人、自行车、电动两轮车、摩托车等车外人员一旦与车辆发生碰撞，其头部、上臂和躯干会与车辆的发动机罩区域、风窗玻璃区域发生严重的撞击。一般来说，发动机罩区域可以通过弱化钣金结构、优化机舱布置空间等方式进行优化，降低对人体的伤害，但是前风窗玻璃直接安装在风窗横梁、a柱等十分重要的车身钣金结构件上，尤其是在前风窗玻璃下端，有风窗横梁、仪表板、流水槽、前雨刮总成等结构交错布置，强度极大，一旦与人体头部或躯干发生碰撞，必然会使人体受到很严重的伤害，造成被撞者死亡或者劳动能力丧失，对家庭和社会造成负担。
3.前风窗玻璃下部区域的相关各部件中，风窗横梁的结构强度最大，也是保持车身强度性能十分重要的结构件之一。若是设计的太弱，则可能造成车身刚度不足、nvh性能不足等重大风险，甚至可能无法满足前风窗玻璃的安装要求。但若设计的过强，又会对车外被撞人员造成严重的损伤。如何在满足车身性能需求和提高行人保护性能这两者之间取一个平衡，是非常困难的。
4.现有行人保护气囊的方案，如图1和图2所示，通过碰撞时将气囊弹出并覆盖在车辆风窗横梁上方来实现降低对应区域的人体伤害。但是由于需要气囊覆盖整个车辆横向区域，所需气囊长度、宽度均较大，气囊在未展开状态下仍需要占用较大的布置空间，对整车布置和其它功能系统有较高的要求。当前市场上具备行人保护气囊总成开发能力的优质供应商数量少，单件成本偏高，并且开发过程中与车辆各系统的匹配难度大，前期开发时性能验证及误爆验证成本高。由于气囊弹开时速度极快，且可能带有细小的碎片，一旦击中人体的话极易对人体造成比受车辆直接碰撞更严重的损伤。此外，气囊存在保压问题。若是气囊在点爆过程中布料被烧蚀破损，或是弹出过程中被硬质塑料或钣金划破，气囊就会因为气体泄露造成压力不足，在被撞者身体接触到气囊上的时候无法提供足够的支撑来避免严重二次碰撞的发生。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种前风窗横梁总成，所述前风窗横梁总成结构强度低、便于装配。
6.本实用新型还提出一种具有上述前风窗横梁总成的车辆。
7.根据本实用新型第一方面的前风窗横梁总成，包括：风窗横梁，所述风窗横梁沿左右方向延伸；上前壁板，所述上前壁板左右延伸，所述上前壁板的上端与所述风窗横梁下端相连，且所述上前壁板与所述风窗横梁之间限定出缓冲腔。
8.根据本实用新型的前风窗横梁总成，通过在上前壁板与风窗横梁之间限定出缓冲腔，在发生车辆与行人碰撞时，前风窗横梁总成的结构强度较低，降低了对车辆外部的行人在碰撞事故中受到的伤害，提高了对被撞者的保护效果，且结构简单，不影响车辆的车身刚度，便于装配和更换。
9.在一些实施例中，所述风窗横梁包括上下相连的第一横梁段和第二横梁段，所述第一横梁段连接在所述第二横梁段的上方，所述第二横梁段在从前向后的方向上倾斜向下延伸，所述上前壁板在从后向前的方向上倾斜向上延伸，所述上前壁板的前端搭接在所述第一横梁段的下端，所述第二横梁段的后端与所述上前壁板搭接，所述上前壁板与所述第二横梁段之间限定出所述缓冲腔。
10.在一些实施例中，所述第一横梁段的截面呈向前侧凸出的c型。
11.在一些实施例中，前风窗横梁总成还包括：聚能切割索，所述聚能切割索沿左右方向延伸，所述聚能切割索设于所述第二横梁段背离所述缓冲腔的一侧表面。
12.在一些实施例中，前风窗横梁总成还包括：除霜盖板，所述除霜盖板设于所述上前壁板的上侧；连接件，所述连接件的上端连接在所述除霜盖板的下侧表面，所述连接件的下端连接在所述上前壁板的上侧表面且位于所述缓冲腔的正上方。
13.在一些实施例中，所述连接件包括竖向设置且前后延伸的支撑板，所述支撑板的表面设有加强筋，所述加强筋包括沿上下延伸的竖向筋，所述竖向筋远离所述支撑板的前侧边沿设置。
14.在一些实施例中，前风窗横梁总成还包括：前风窗玻璃，所述前风窗玻璃设于所述除霜盖板的上方；破窗组件，所述破窗组件具有初始状态和破窗状态，所述破窗组件包括：固定座，所述固定座与所述上前壁板相连；破窗件，所述破窗件设于所述固定座上，所述破窗件在初始位置和破窗位置之间可活动；锁止件，所述锁止件设于所述固定件上，所述锁止件用于锁止和释放所述破窗件；弹性件，所述弹性件设于所述固定座并与所述破窗件相连；其中，所述破窗组件在所述初始状态时，所述锁止件将所述破窗件锁止于所述初始位置，所述破窗组件在所述破窗状态时，所述锁止件释放所述破窗件，所述弹性件驱动所述破窗件活动至所述破窗位置以敲击所述前风窗玻璃。
15.根据本实用新型第二方面的车辆，包括根据本实用新型上述第一方面的前风窗横梁总成。
16.根据本实用新型的车辆，通过设置上述第一方面的前风窗横梁总成，从而提高了车辆的整体性能，在保证车辆整体结构刚度的同时，提高了行人保护的效果，减轻了对人体的伤害，且结构简单、便于装配。
17.在一些实施例中，车辆还包括：车架，所述前风窗横梁总成通过紧固件与所述车架在上下方向上连接；a柱内板，所述前风窗横梁总成通过紧固件与所述a柱内板在左右方向上连接。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.图1是现有技术中风窗横梁结构的示意图；
20.图2是现有技术中另一种风窗横梁结构的示意图；
21.图3是根据本实用新型第二方面实施例的车辆的示意图；
22.图4是根据本实用新型第一方面实施例的前风窗横梁总成的示意图；
23.图5是图4中所示的前风窗横梁总成的示意图；
24.图6是图4中所示的前风窗横梁总成的前视图的示意图；
25.图7是图4中所示的前风窗横梁总成的爆炸示意图；
26.图8是图4中所示的前风窗横梁总成的另一个视角的示意图；
27.图9是图8中所示的前风窗横梁总成的截面示意图；
28.图10是图9中所示的前风窗横梁总成的另一个截面示意图；
29.图11是图8中所示的聚能切割索的示意图；
30.图12是图11中所示的聚能切割索的示意图；
31.图13是图4中所示的除霜盖板和连接件的连接示意图；
32.图14是图13中所示的连接件的示意图；
33.图15是图13中所示的破窗组件的示意图；
34.图16是图15中所示的破窗组件的仰视图的示意图；
35.图17是图15中所示的破窗组件的示意图；
36.图18是图15中所示的破窗组件的侧视图的示意图；
37.图19是图15中所示的破窗组件的示意图，其中，破窗组件为初始状态；
38.图20是图19中所示的固定座的示意图；
39.图21是图20中所示的固定座的侧视图的示意图；
40.图22是图20中所示的固定座的仰视图的示意图；
41.图23是图15中所示的破窗组件的示意图，其中，破窗组件为破窗状态；
42.图24是图23中所示的破窗组件的示意图；
43.图25是图23中所示的破窗组件的安装示意图；
44.图26是图23中所示的破窗组件在破窗状态时的前视图的示意图。
45.附图标记：
46.100、前风窗横梁总成；
47.1、风窗横梁；11、第一横梁段；12、第二横梁段；
48.2、上前壁板；
49.3、聚能切割索；31、防护壳；32、聚能罩；33、火药；
50.4、除霜盖板；
51.5、连接件；51、支撑板；52、加强筋；521、竖向筋；
52.6、前风窗玻璃；
53.7、破窗组件；71、固定座；711、安装板；
54.72、破窗件；721、锤块；722、连动杆；
55.73、锁止件；731、锁止电机；732、锁止销；7321、齿条；
56.74、弹性件；
57.8、横梁连接板；9、缓冲腔；10、紧固件；
58.200、a柱内板；1000、车辆。
具体实施方式
59.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
60.下面参考图3-图26描述根据本实用新型第一方面实施例的前风窗横梁总成100。
61.如图7所示，根据本实用新型第一方面实施例的前风窗横梁总成100，包括：风窗横梁 1和上前壁板2。
62.具体地，风窗横梁1沿左右方向延伸，上前壁板2左右延伸，上前壁板2的上端与风窗横梁1下端相连，且上前壁板2与风窗横梁1之间限定出缓冲腔9。如图7所示，风窗横梁1在左右方向上延伸，上前壁板2也在左右方向上延伸，风窗横梁1的下端连接在上前壁板2的上端，缓冲腔9形成于上前壁板2与风窗横梁1之间。由此，前风窗横梁总成 100结构简单且结构强度低，便于装配。
63.根据本实用新型实施例的前风窗横梁总成100，通过在上前壁板2与风窗横梁1之间限定出缓冲腔9，在发生车辆1000与行人碰撞时，前风窗横梁总成100的结构强度较低，降低了对车辆1000外部的行人在碰撞事故中受到的伤害，提高了对被撞者的保护效果，且结构简单，不影响车辆1000的车身刚度，便于装配和更换。
64.可选地，上前壁板2与风窗横梁1焊接连接。
65.在本实用新型的一些实施例中，风窗横梁1包括上下相连的第一横梁段11和第二横梁段12，第一横梁段11连接在第二横梁段12的上方，第二横梁段12在从前向后的方向上倾斜向下延伸，上前壁板2在从后向前的方向上倾斜向上延伸，上前壁板2的前端搭接在第一横梁段11的下端，第二横梁段12的后端与上前壁板2搭接，上前壁板2与第二横梁段12之间限定出缓冲腔9。由此，风窗横梁1的结构简单，风窗横梁1与上前壁板2固定连接，降低了装配的难度，便于维修，提升了维修的速度，降低了维修的费用。
66.进一步地，第一横梁段11的截面呈向前侧凸出的c型。由此，c型可压溃结构弱化了风窗横梁1的结构强度，具有较好的行人保护效果。
67.在本实用新型的一些实施例中，前风窗横梁总成100还包括：聚能切割索3，聚能切割索3沿左右方向延伸，聚能切割索3设于第二横梁段12背离缓冲腔9的一侧表面，如图11和图12所示，聚能切割索3包括防护壳31和聚能罩32，防护壳31形成为圆弧形，聚能罩32形成为三角形，在聚能罩32的中间装填有火药33，火药33的种类和剂量根据风窗横梁1的材料、厚度以及预期的切割效果等选择，保证点火后产生的聚能射流能够侵彻风窗横梁1，且防护壳31的选择需要综合考虑车辆1000日常使用环境下车辆1000颠簸、大气温度湿度等外界因素影响下的安全性和稳定性。
68.由此，当聚能切割索3工作时，聚能切割索3的内置火药33被引爆，产生的聚能射流侵彻风窗横梁1的钣金，在缓冲腔9的前下部切割一道长条形开口，从而大幅度弱化了前风窗横梁总成100的强度，提升了行人保护的效果。
69.并且，缓冲腔9为封闭腔体，聚能射流只在缓冲腔9内流动并逐渐冷却，不会对发动机舱和驾乘人员造成其他的破坏和伤害，在切割弱化风窗横梁1的同时保证了安全性。
70.优选地，聚能切割索3的宽度l为3.975mm。
71.在本实用新型的一些实施例中，前风窗横梁总成100还包括：除霜盖板4和连接件5，如图13所示，除霜盖板4设于上前壁板2的上侧，连接件5的上端连接在除霜盖板4的下侧表面，连接件5的下端连接在上前壁板2的上侧表面，且连接件5位于缓冲腔9的正上方。由此，前风窗横梁总成100的结构简单，便于装配和维修，降低了前风窗横梁总成100 的生产成本。
72.在本实用新型的一些实施例中，如图14所示，连接件5包括竖向设置且前后延伸的支撑板51，支撑板51的表面设有加强筋52，加强筋52包括沿上下延伸的竖向筋521，竖向筋521远离支撑板51的前侧边沿设置。由此，支撑板51的前侧未设置竖向筋521，弱化了支撑板51对除霜盖板4的支撑，降低了前风窗横梁总成100的结构强度。
73.在本实用新型的一些实施例中，前风窗横梁总成100还包括：前风窗玻璃6和破窗组件7，前风窗玻璃6设于除霜盖板4的上方，破窗组件7具有初始状态和破窗状态，破窗组件7包括：固定座71、破窗件72、锁止件73和弹性件74，固定座71与上前壁板2相连，破窗件72设于固定座71上，破窗件72在初始位置和破窗位置之间可活动，锁止件 73设于固定件上，锁止件73用于锁止和释放破窗件72，弹性件74设于固定座71并与破窗件72相连。由此，破窗组件7的结构设计巧妙，设置破窗组件7提升了行人保护的效果。
74.具体地，破窗组件7在初始状态时，锁止件73将破窗件72锁止于初始位置，破窗组件7在破窗状态时，锁止件73释放破窗件72，弹性件74驱动破窗件72活动至破窗位置以敲击前风窗玻璃6。固定座71包括多个安装板711，多个安装板711成对设置，破窗件 72包括锤块721和连动杆722，锤块721设于连动杆722上，连动杆722的两端可转动地固定于安装板711上，弹性件74连接在连动杆722的两端，弹性件74始终具有使破窗件 72从初始状态切换至破窗状态的力，锁止件73包括锁止电机731和锁止销732，锁止电机 731通过安装板711固定于固定座71上，锁止销732锁止破窗件72处于初始状态，锁止销732在锁止电机731的驱动下移动，破窗件72由弹性件74驱动从初始状态切换至破窗状态。
75.可选地，如图18所示，锤块721与连动杆722相连的一段形成为圆柱，锤块721远离连动杆722的一段形成为椎体，锤块721为高碳钢件；且弹性件74的弹性强度可以根据前风窗玻璃6的类型、厚度、强度等因素进行选择。
76.优选地，锁止电机731为齿轮电机，锁止销732与锁止电机731相连的一端形成有齿条7321，锁止电机731与锁止销732的齿条7321啮合，从而带动锁止销732移动。
77.在一些实施例中，可以设置一个破窗组件7，也可以设置多个破窗组件7，从而达到预期的前风窗玻璃6破坏的效果，提高对行人的保护效果。
78.在一些实施例中，风窗横梁1还包括横梁连接板8，横梁连接板8设于风窗横梁1的下侧，便于前风窗横梁总成100与外部零部件的装配。
79.可选地，横梁连接板8与风窗横梁1焊接连接。
80.根据本实用新型第二方面实施例的车辆1000，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的前风窗横梁总成100。
81.根据本实用新型实施例的车辆1000，通过设置上述第一方面实施例的前风窗横梁总成 100，从而提高了车辆1000的整体性能，在保证车辆1000整体结构刚度的同时，提高了行人保护的效果，减轻了对人体的伤害，且结构简单、便于装配。
82.在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，车辆1000还包括：车架和a柱内板200，
前风窗横梁总成100通过紧固件10与车架在上下方向上连接，前风窗横梁总成100通过紧固件10与a柱内板200在左右方向上连接。由此，前风窗横梁总成100与车架的连接方式简单，且生产成本低。
83.优选地，前风窗玻璃6与a柱内板200和风窗横梁1之间通过玻璃胶连接。
84.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
85.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
86.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
87.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
88.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。