CN101708737B - 汽车车身前纵梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车车身前纵梁结构，有沿车身前后方向延伸的“Z”形前纵梁，该前纵梁包括横向的上段，前纵梁在前后方向上的横截面呈槽形结构，其特征在于：在前纵梁上段的槽内的前、中、后部分别焊接有前部加强板、中部加强板和后部加强板，三块加强板的上边缘均设有翻边与所述上段的上边缘翻边相贴焊；前部加强板前侧和后侧的前纵梁为缓冲吸能区，中部加强板和后部加强板分别与前纵梁合围成型腔，中、后部加强板之间留有间隙，后部加强板的后端靠近所述前纵梁的后端。本发明在整体上得到强化，能够有效吸收、衰减车辆碰撞时的冲击能量，而后部承力区的传力性能大大增强，并且在变形时能够吸收更多的冲击能量。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车身前部，更具体地说是涉及一种汽车车身前纵梁结构。
背景技术
随着汽车工业的发展，对汽车的安全性要求越来越高，当汽车发生意外碰撞时，要求汽车车身能够有良好的吸能效果，最大限度地保证驾乘人员的生存空间，而尽量减小驾驶室的变形是最基本的要求。汽车前部的机舱作为安装发动机等部件的承载体，必须有足够的强度和刚度，汽车在发生碰撞时，机舱还承担着保护乘员的作用。前纵梁位于汽车车身前部两侧，是构建机舱和承力的主要部件，承受着车身纵向力并将纵向力传递给地板等其他部件，同时前纵梁也是发动机总成、悬架支撑、散热器支架等的安装基体。前纵梁是保证汽车具有良好碰撞性能的重要部件，它通过扭曲变形吸收、衰减冲击能量，以减轻或避免对乘员的伤害。现有的前纵梁由钢板整体冲压成型，大致呈“Z”形并且沿车身前后方向延伸，其包括有横向的上段、与上段后部相连的下行段以及由下行段再向后延伸的连接段，在上段的上边缘和前纵梁的“Z”形下边缘设有翻边，使前纵梁在前后方向上的横截面呈槽形结构，从而使前纵梁得到加强；在前纵梁上还设置有多个竖直的凸筯，凸筯使前纵梁得到强化，同时也使前纵梁在该部位成为波纹状的吸能区。在理想状态下，车辆发生严重碰撞时，前纵梁前部要能够有效吸能，前纵梁后部变形较小，将力向后传递给地板乃至整个车身骨架，使碰撞力分散吸收，从而尽量减小驾驶室的变形，保证驾驶人员的生命安全，但现有的前纵梁结构还不能有效达到此要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种汽车车身前纵梁结构，其能够有效吸收、衰减车辆碰撞时的冲击能量，减小驾驶室的变形，减轻和避免对驾乘人员的伤害。
本发明的技术方案如下：一种汽车车身前纵梁结构，有沿车身前后方向延伸的“Z”形前纵梁，该前纵梁包括横向的上段、与上段后部相连的下行段以及由下行段尾部向后延伸的连接段，所述上段的上边缘和前纵梁的“Z”形下边缘设有翻边，使前纵梁在前后方向上的横截面呈槽形结构，其关键在于：在所述前纵梁上段的槽内的前、中、后部分别焊接有前部加强板、中部加强板和后部加强板，三块加强板的上边缘均设有翻边与所述上段的上边缘翻边相贴焊；所述前部加强板上设有竖直的凸筯且该板的形状与所连接的前纵梁相适配，所述前部加强板前侧和后侧的前纵梁为缓冲吸能区；在所述中部加强板和后部加强板上设置有凸筯，两加强板分别与前纵梁合围成型腔，中、后部加强板之间留有间隙，后部加强板的后端靠近所述前纵梁的后端。
本发明在前纵梁上增加三块加强板，前部加强板位于前纵梁上段前部的中间位置，前部加强板将前纵梁前部加强，但前部加强板前、后侧的前纵梁设有较为薄弱的吸能区，这部分容易变形，可以吸收、衰减冲击能量，而加焊前部加强板，可增强前纵梁前部的传力能力，使其不致太易变形，前部加强板上的竖直凸筯既可强化加强板，也与前纵梁相适配，成为波纹状的吸能区。中部加强板和后部加强板基本将前纵梁上段的中部至后部覆盖，并通过型腔结构使前纵梁上段的中部至后部得到加强，使中后部在变形时能够吸收更多的冲击能量；而中部加强板上所设的凸筯既强化了加强板，还可成为吸能部位，中部加强板与后部加强板之间留有空隙，使该空隙处成为较为薄弱的吸能部位，可在此处发生变形，减少向客舱方向的挤压。
为更好地达到前部吸能，后部支撑传力的效果，所述后部加强板的板厚大于所述前部加强板和中部加强板的板厚。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述缓冲吸能区是前部加强板与前纵梁前端之间的区域，以及前部加强板与中部加强板之间的区域；所述前部加强板与前纵梁前端和中部加强板分别相距100mm～150mm；中、后部加强板之间的间隙为3～8mm。没有设置加强板的纵梁壁较为薄弱，容易变形，可以吸收、衰减冲击能量。
为更好地强化前纵梁，沿所述前纵梁的“Z”形下边缘加焊有下加强板前段、下加强板中段和下加强板后段，三段加强板设有下翻边与所述前纵梁的“Z”形下边缘的翻边相贴焊；所述下加强板中段的上边缘贴焊在所述前纵梁上段的中上部，下加强板中段与前纵梁合围成型腔，中部加强板的下部和后部加强板的前下部焊接在所述下加强板中段上。
为强化中部加强板，所述中部加强板的中部有折弯、下边缘有下翻边，该折弯与下翻边使中部加强板的下部形成从前往后的槽形结构。
为增强前纵梁在中部的吸能效果，在所述中部加强板上设置有竖直方向的凸筯，该凸筯的开口朝向所述前纵梁，在该中部加强板上还设置有吸能孔和/或吸能槽。当发生从前往后的碰撞时，这些吸能凸筯和吸能孔、槽会先发生溃变，吸收能量。
为加强后部加强板，在所述后部加强板的中部从前往后设置有横向加强筯，所述后部加强板的后部下端向前纵梁方向折弯延伸，在该延伸板的尾端向下翻边并与前纵梁贴焊，使后部加强板与前纵梁合围成型腔。从而使前纵梁上段后部形成矩形管状，将该部位进一步强化。
为强化后部加强板，在所述后部加强板的后部压制有加强凸台和三角筯板，该加强凸台位于所述横向加强筯的上方，而所述三角筯板位于所述后部加强板的竖直面和延伸板的转角处。
进一步地，为增强吸能效果，在所述前部加强板前方的前纵梁上设有竖直的凸筯；在所述前部加强板和中部加强板之间的前纵梁上以及后部加强板上设有吸能孔。
进一步地，所述前部加强板和中部加强板的板厚为0.8～1mm，所述后部加强板的板厚为1.5～1.8mm。
本发明的有益效果是：前纵梁在整体上得到强化，其前部的吸能区得到优化，使其能够有效吸收、衰减车辆碰撞时的冲击能量，而后部承力区的传力性能大大增强，并且在变形时能够吸收更多的冲击能量，从而减小驾驶室的变形，减轻和避免对驾乘人员的伤害。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1中，前部加强板的主视图。
图4为图3的左视图。
图5为图1中，中部加强板的主视图。
图6为图5的左视图
图7为图1中，后部加强板的主视图。
图8为图7的俯视图。
图9为图1的A-A剖视图。
图10为图1的B-B剖视图。
图11为图1的C-C剖视图。
图12为图1的D-D剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明主要由前纵梁1、前部加强板2、中部加强板3、后部加强板4、下加强板前段5、下加强板中段6和下加强板后段7组成。其中的前纵梁1呈“Z”形并且沿车身前后方向延伸，该前纵梁1包括横向的上段11、与上段11后部相连的下行段12以及由下行段12尾部向后延伸的连接段13，在上段11的上边缘和前纵梁1的“Z”形下边缘设有翻边，使前纵梁1在前后方向上的横截面呈槽形结构。
如图1、图3、图4和图9所示，在前纵梁上段11的槽内的前部、中部和后部分别焊接有前部加强板2、中部加强板3和后部加强板4，三块加强板的上边缘均设有翻边与上段11的上边缘翻边相贴焊。在前部加强板2上设有竖直的凸筯21且该板的形状与所连接的前纵梁1相适配，前部加强板2的顶部有翻边22与上段11的上边缘翻边相贴焊。前部加强板2前侧和后侧的前纵梁1为缓冲吸能区，前部加强板2与前纵梁1前端相距约120mm，前部加强板2与前纵梁1前端之间的区域为单壁结构的缓冲吸能区，较为薄弱，容易变形吸能，在这部分前纵梁1上设有竖直的凸筯14。前部加强板2与中部加强板3相距约140mm，在前部加强板2和中部加强板3之间的前纵梁1上设有吸能孔15，在两加强板之间的前纵梁区域也是较为薄弱的缓冲吸能区。前部加强板2将前纵梁1前部加强，但前部加强板2前、后侧的纵梁壁1是较为薄弱的吸能区，这部分容易变形，可以吸收、衰减冲击能量。而加焊前部加强板2，可增强前纵梁1前部的传力能力，使其不致太易变形，前部加强板2上的竖直凸筯21既可强化加强板，也与前纵梁1相适配，成为波纹状的吸能区。
如图1、图2所示，沿前纵梁1的“Z”形下边缘加焊有下加强板前段5、下加强板中段6和下加强板后段7，三段加强板设有下翻边与前纵梁1的“Z”形下边缘的翻边相贴焊。如图1和图11所示，下加强板中段6的上边缘贴焊在前纵梁上段11的中上部，下加强板中段6与前纵梁1合围成型腔，中部加强板3的下部和后部加强板4的前下部焊接在下加强板中段6上，中部加强板3和后部加强板4分别与前纵梁1合围成型腔，加强前纵梁的强度。具体地，如图5、图6、图10和图11所示，中部加强板3的中部有折弯31、下边缘有下翻边32，该折弯31与下翻边32使中部加强板3的下部形成从前往后的槽形结构，在中部加强板3上设置有竖直方向的凸筯33，该凸筯33内凹面的开口朝向前纵梁1，其中有三条凸筯33分布在折弯31的上方，在凸筯33旁侧的平面上设置有吸能孔34，另有两条凸筯33分布在折弯31的下方两侧，两凸筯33之间设置有长条形的吸能槽35。中部加强板3的顶部翻边36与前纵梁1焊接，下翻边32与下加强板中段6焊接，从而使中部加强板3与前纵梁1合围成型腔。
如图7、图8和图12所示，在后部加强板4的中部从前往后设置有横向加强筯41，后部加强板4的后部下端向前纵梁1方向折弯延伸，在该延伸板42的尾端向下翻边并与前纵梁1贴焊，使后部加强板4与前纵梁1合围成型腔。在后部加强板4的后部压制有加强凸台43和两个三角筯板44，该加强凸台43位于横向加强筯41的上方，而三角筯板44位于后部加强板4的竖直面和延伸板42的转角处，将此部位支撑加固。在后部加强板4的平面上开有吸能孔45。中、后部加强板3、4之间留有4mm的间隙，该空隙处成为较为薄弱的吸能部位，可在此处发生变形，减少向客舱方向的挤压，而后部加强板4的后端靠近前纵梁1的后端。这样，中部加强板3和后部加强板4基本将前纵梁上段11的中部至后部覆盖，并通过型腔结构使前纵梁上段11的中部至后部得到加强，使中后部在变形时能够吸收更多的冲击能量。为更好地达到前部吸能，后部支撑传力的效果，后部加强板4的板厚为1.5mm，前部加强板2和中部加强板3的板厚为0.8mm，后部加强板4的板厚大于前部加强板2和中部加强板3的板厚，这样后部承力区的传力性能大大增强，并且在变形时能够吸收更多的冲击能量，从而减小驾驶室的变形，减轻和避免对驾乘人员的伤害。
Claims (10)
1.一种汽车车身前纵梁结构，有沿车身前后方向延伸的“Z”形前纵梁(1)，该前纵梁(1)包括横向的上段(11)、与上段(11)后部相连的下行段(12)以及由下行段(12)尾部向后延伸的连接段(13)，所述上段(11)的上边缘和前纵梁(1)的“Z”形下边缘设有翻边，使前纵梁(1)在前后方向上的横截面呈槽形结构，其特征在于：在所述前纵梁上段(11)的槽内的前、中、后部分别焊接有前部加强板(2)、中部加强板(3)和后部加强板(4)，三块加强板的上边缘均设有翻边与所述上段(11)的上边缘翻边相贴焊；所述前部加强板(2)上设有竖直的凸筋(21)且该板的形状与所连接的前纵梁(1)相适配，所述前部加强板(2)前侧和后侧的前纵梁(1)为缓冲吸能区；在所述中部加强板(3)和后部加强板(4)上设置有凸筋，两加强板分别与前纵梁(1)合围成型腔，中、后部加强板(3、4)之间留有间隙，后部加强板(4)的后端靠近所述前纵梁(1)的后端。
2.根据权利要求1所述的汽车车身前纵梁结构，其特征在于：所述后部加强板(4)的板厚大于所述前部加强板(2)和中部加强板(3)的板厚。
3.根据权利要求1所述的一种汽车车身前纵梁结构，其特征在于：所述缓冲吸能区是前部加强板(2)与前纵梁(1)前端之间的区域，以及前部加强板(2)与中部加强板(3)之间的区域；所述前部加强板(2)与前纵梁(1)前端相距100mm～150mm，所述前部加强板(2)与中部加强板(3)相距100mm～150mm；中、后部加强板(3、4)之间的间隙为3～8mm。
4.根据权利要求1所述的汽车车身前纵梁结构，其特征在于：沿所述前纵梁(1)的“Z”形下边缘加焊有下加强板前段(5)、下加强板中段(6)和下加强板后段(7)，三段加强板设有下翻边与所述前纵梁(1)的“Z”形下边缘的翻边相贴焊；所述下加强板中段(6)的上边缘贴焊在所述前纵梁上段(11)的中上部，下加强板中段(6)与前纵梁(1)合围成型腔，中部加强板(3)的下部和后部加强板(4)的前下部焊接在所述下加强板中段(6)上。
5.根据权利要求1所述的汽车车身前纵梁结构，其特征在于：所述中部加强板(3)的中部有折弯(31)、下边缘有下翻边(32)，该折弯(31)与下翻边(32)使中部加强板(3)的下部在前后方向上的横截面呈槽形结构。
6.根据权利要求5所述的汽车车身前纵梁结构，其特征在于：在所述中部加强板(3)上设置有竖直方向的凸筋(33)，该凸筋(33)的开口朝向所述前纵梁(1)，在该中部加强板(3)上还设置有吸能孔(34)和吸能槽(35)；在所述折弯(31)的上方分布有凸筋(33)，在折弯(31)上方的凸筋(33)旁侧的中部加强板(3)平面上设置有吸能孔(34)，在折弯(31)的下方两侧也分布有凸筋(33)，在折弯(31)下方两侧的凸筋(33)之间设置有长条形的吸能槽(35)。
7.根据权利要求1所述的汽车车身前纵梁结构，其特征在于：在所述后部加强板(4)的中部从前往后设置有横向加强筋(41)，所述后部加强板(4)的后部下端设有向前纵梁(1)方向折弯延伸的延伸板(42)，在该延伸板(42)的尾端向下翻边并与前纵梁(1)贴焊，使后部加强板(4)与前纵梁(1)合围成型腔。
8.根据权利要求7所述的汽车车身前纵梁结构，其特征在于：在所述后部加强板(4)的后部压制有加强凸台(43)和三角筋板(44)，该加强凸台(43)位于所述横向加强筋(41)的上方，而所述三角筋板(44)位于所述后部加强板(4)的竖直面和延伸板(42)的转角处。
9.根据权利要求1所述的汽车车身前纵梁结构，其特征在于：在所述前部加强板(2)前方的前纵梁(1)上设有竖直的凸筋(14)；在所述前部加强板(2)和中部加强板(3)之间的前纵梁(1)上以及后部加强板(4)上分别设有吸能孔(15、45)。
10.根据权利要求1所述的汽车车身前纵梁结构，其特征在于：所述前部加强板(2)和中部加强板(3)的板厚为0.8～1mm，所述后部加强板(4)的板厚为1.5～1.8mm。
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