CN101823508A - 顶盖骨架安装结构以及包括该顶盖骨架安装结构的汽车 - Google Patents

Abstract

一种汽车顶盖骨架安装结构，所述顶盖骨架的顶盖边梁(3)沿所述汽车的纵向方向固定到侧围骨架的侧围上纵梁(4)上，其中，所述顶盖骨架安装结构还包括支撑件(5)，该支撑件(5)从所述汽车内部固定到所述侧围上纵梁(4)和所述顶盖骨架的顶盖横梁(1)上，并且该支撑件(5)与所述顶盖横梁(1)位于所述汽车的同一横截面内。通过本发明的上述技术方案，能够显著地提高车身骨架上部结构的刚度和强度，从而在汽车发生侧翻滚事故时能够有效地防止汽车顶盖骨架向汽车内部发生严重变形，以确保乘客的安全。

Description

顶盖骨架安装结构以及包括该顶盖骨架安装结构的汽车

技术领域

本发明涉及一种汽车顶盖骨架安装结构。此外，本发明还涉及一种包括所述顶盖骨架安装结构的汽车。

背景技术

汽车(例如客车、商务车等)骨架一般包括前围骨架、后围骨架、左右侧围骨架、地板骨架以及顶盖骨架。其中，顶盖骨架的传统安装结构如图1和图2所示，所述顶盖骨架的顶盖横梁1连接到顶盖边梁3上，该顶盖边梁3进而沿汽车的纵向方向焊接到侧围骨架的侧围上纵梁4上。为了提高侧围骨架对顶盖骨架的支撑作用，顶盖骨架的顶盖横梁1与侧围骨架相应的侧围立柱2一般处于汽车的同一横截面内，从而在受力结构上使得顶盖横梁1、侧围立柱2(以及地板骨架的相应横梁)在汽车的同一横截面内构成基本封闭的受力环，以保证在汽车正常行驶过程中对顶盖骨架形成符合力学要求的支撑。

但是，该传统的顶盖骨架安装结构存在两大缺点：第一，尽管该传统安装结构在汽车的正常行驶过程中能够基本保证对顶盖骨架的支撑作用，但当汽车发生侧翻事故时，汽车的顶部、尤其是顶盖骨架常常直接受到地面(特别是地面突出物)的撞击，因此汽车车身上部的变形会较大，常常造成顶盖骨架向汽车内部发生严重变形，并因此导致顶盖骨架及其梁件侵入汽车乘客所处的汽车内部空间，这在汽车发生翻滚而使得内部乘客严重失去身体平衡的情形下，会导致乘客碰撞到侵入的顶盖骨架及其梁件，由此会使得乘客受伤甚至丧命，严重威胁到乘员生命安全；第二，该传统顶盖安装结构本质上是一种刚性连接结构。在汽车正常行驶过程中，由于顶盖骨架的主体部分基本处于悬空状态(尽管汽车内部安装的扶手具有一定的支撑作用)，因此汽车顶盖骨架会因自身重量以及路面原因具有一定的弹性振幅，这种弹性振幅会传递到顶盖骨架与侧围骨架的连接部位。由于顶盖骨架与侧围骨架的连接部位是刚性的，其不能缓冲吸收振动，而侧围骨架又是刚性地连接到地板骨架或车架上，因此顶盖骨架会反复地牵拉压缩侧围骨架，这种牵拉力和压缩力会转化为侧围骨架急速剧烈的微小振动，从而使得安装在汽车侧围骨架上的侧窗玻璃发生急剧的颤动，影响到汽车的乘坐舒适性。本领域的技术人员过去主要关注从汽车车架传递到侧身侧围上的载荷所导致的侧围振动，实际上，因顶盖骨架在汽车行驶过程中发生的弹性振幅所导致的侧围振动同样不容忽视。

因此，需要一种新型的汽车顶盖骨架安装结构，以保证汽车发生侧翻时的安全性，此外，还需要从汽车顶盖骨架的安装结构方面改善汽车的乘坐舒适性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车顶盖骨架安装结构，该汽车顶盖安装结构能够有效地改善汽车发生侧翻滚时的安全性。

本发明所要进一步解决的技术问题是提供一种汽车顶盖骨架安装结构，该汽车顶盖骨架安装结构不但能够有效地改善汽车发生侧翻滚事故时的安全性，而且能够有效地缓解因顶盖骨架的弹性振动所导致的侧围颤动，从而改善乘坐的舒适性。

此外，本发明还要提供一种包括所述顶盖安装结构的汽车。

为解决上述基本技术问题，本发明提供一种汽车顶盖骨架安装结构，所述顶盖骨架的顶盖边梁沿所述汽车的纵向方向固定到侧围骨架的侧围上纵梁上，其中，所述顶盖骨架安装结构还包括支撑件，该支撑件从所述汽车内部固定到所述侧围上纵梁和所述顶盖骨架的顶盖横梁上，并且该支撑件与所述顶盖横梁位于所述汽车的同一横截面内。

为解决上述进一步的技术问题，可以通过设计所述支撑件的结构，以在所述支撑件和所述顶盖横梁之间形成空腔，并在该空腔内封装弹性材料。

此外，本发明还提供了一种汽车，该汽车包括顶盖骨架和侧围骨架，其中，所述顶盖骨架通过上述汽车顶盖骨架安装结构安装在所述侧围骨架上。

通过本发明的上述技术方案，由于采用支撑件对车身顶盖骨架进行了有效的加强，因此形成了非常稳定的受力结构，从而提高了车身骨架上部的强度，在汽车发生侧翻滚事故的情形下，能够有效地降低所述顶盖骨架的变形，保证乘客的安全。此外，在本发明进一步优选的实施方式中，本发明通过特定结构的支撑件在所述支撑件和顶盖横梁之间形成空腔，并在该空腔内封装弹性材料，从而在汽车行驶过程中，当所述顶盖骨架的弹性振动力传递到该顶盖骨架与侧围骨架的连接部位时，通过该封装的弹性材料有效地吸收缓冲振动，从而显著地减小了所述侧围骨架发生的急剧微小振动，使得侧围车窗玻璃在汽车正常行驶过程中基本不会发生颤动，从而不仅能够改善顶盖骨架安装结构的强度，而且显著改善了汽车的乘坐舒适性。

附图说明

下面结合附图详细描述本发明的优选实施方式，通过详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将是明显的：

图1是现有技术的车身骨架安装结构的局部正视图；

图2是现有技术的车身骨架安装结构沿图1中的A-A线剖切的局部剖视图；

图3是本发明一种具体实施方式的顶盖骨架安装结构的局部正视图；

图4是所述顶盖骨架安装结构沿图3中的B-B线剖切的局部剖视图；

图5为图4所示的顶盖骨架安装结构采用的槽型板支撑件的正视图；

图6是图4所示的顶盖骨架安装结构采用的槽型板支撑件的侧视图；

图7是本发明另一种实施方式的顶盖骨架安装结构的局部正视图；

图8是所述顶盖骨架安装结构沿图5中的D-D线剖切的局部剖视图；

图9是本发明的一种优选实施方式的顶盖骨架安装结构沿图3中的C-C线剖切的局部剖面图；以及

图10是本发明的另一种优选实施方式的顶盖骨架安装结构沿图5中的E-E线剖切的局部剖面图。

参考标记说明：

1  顶盖横梁        2  侧围立柱

3  顶盖边梁        4  侧围上纵梁

5  槽型板支撑件    6  矩形管支撑件

7  空腔            8  第一翻边部

9  第二翻边部      10 空腔

11 弹性材料        12 弹性连接板

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的具体实施方式。

汽车顶盖骨架一般是由矩形管梁组成的框架结构，其中，顶盖骨架两侧的梁件称为顶盖边梁3，该顶盖边梁3分别通过焊接方式固定到左、右侧围骨架的侧围上纵梁4上。顶盖骨架的两侧顶盖边梁3之间沿汽车的纵向方向固定有相互平行的多根顶盖横梁1，典型地，每根顶盖横梁1与侧围骨架相应的侧围立柱2处在汽车同一横截面内(侧围立柱2的下段固定到汽车地板骨架相应的横梁上)，从而在汽车的垂直于汽车纵向方向的多个横截面内形成有多个封闭的受力环，以提高整车的结构强度，同时也对顶盖骨架形成了较好的支撑作用。当然，顶盖横梁1与侧围立柱2也并不一定必须设置在汽车的同一横截面内，不同的车辆可能会因为其它部件的布置需要，使顶盖横梁1与侧围立柱2相互错开。需要说明的是，所谓汽车的横截面，即垂直于汽车纵向方向的截面。

但是，正如上文所述，这种顶盖骨架安装结构并不足以保证汽车发生侧翻滚事故时的安全性，为了有效地防止汽车侧翻滚时所述顶盖骨架发生严重变形，参照图3、图4、图7以及图8所示，本发明提供一种汽车顶盖骨架安装结构，该顶盖骨架安装结构包括支撑件5或6，该支撑件从所述汽车内部固定到侧围上纵梁4和顶盖骨架的顶盖横梁1上，并且该支撑件与顶盖横梁1位于所述汽车的同一横截面内。当然，所述支撑件可以为多个，以对应地安装到多个顶盖横梁1和侧围上纵梁4之间，因此，尽管下文未进行特别说明，而只是对其中一个顶盖横梁1与侧围上纵梁4之间的局部安装结构进行说明，但本领域技术人员显然能够理解到支撑件与顶盖横梁1存在相应的数量对应关系，并且在顶盖横梁1的两侧(即汽车的两侧)均分别固定有相应的支撑件，即对称安装。

由于在汽车发生侧翻滚事故时，汽车的顶盖骨架会与地面直接接触，为了对顶盖骨架形成直接有效的支撑，因此需要使得所述支撑件与相应的顶盖横梁1位于汽车的同一横截面内，这样在顶盖骨架受到地面的作用力时，所述支撑件会在顶盖横梁1所处的横截面内对顶盖横梁1形成直接的支撑，从而将载荷传递到汽车侧围骨架上，以有效地防止顶盖骨架向汽车内部发生变形。这种布置结构实际是在顶盖横梁1与侧围立柱2之间原有的受力结构上增加了载荷的传递支撑件，从而显著增强了顶盖骨架与侧围骨架连接部位的强度。

参照图3和图4，在本发明的上述基本技术方案的构思范围内，本发明一种具体实施方式的顶盖骨架安装结构采用槽型板支撑件5，其中，顶盖骨架的顶盖边梁3固定到侧围上纵梁4上。所述槽型板支撑件5的结构如图5和图6所示，该槽型板支撑件5可以采用槽型钢进行加工，当然也可以由钢板弯折而成。该槽型板支撑件包括第一翻边部8和第二翻边部9，其中，第一翻边部8用于固定到相应的顶盖横梁1上，参照图4，该第一翻边部8将顶盖横梁1卡持在该第一翻边部8的槽型开口内，一般而言，第一翻边部8的上边缘在安装到顶盖横梁1上时不应超过顶盖横梁1的上表面，以免影响到顶盖蒙皮的安装。因此，在必要时，第一翻边部8的上沿可以进行一定的切割，以保证在安装到顶盖横梁1上时不超过顶盖横梁1的上表面。槽型板支撑件5的第二翻边部9应当形成斜面，以保证能够贴合到侧围骨架的侧围上纵梁4的朝向汽车内部的内表面上(侧围骨架具有一定的弧度，尤其在靠近顶盖骨架的上部更明显，当然在局部范围内该弧度近似为斜度)。相应地，由于侧围上纵梁4的内表面与顶盖边梁3的内表面一般具有相同的斜度，因此该第二翻边部9也能够贴合到顶盖边梁3的内表面上。

这样，如图4所示，槽型板支撑件5的第一翻边部8夹持顶盖横梁1，并固定到该顶盖横梁1上(例如通过焊接方式)，第二翻边部9贴合固定到侧围上纵梁4的内表面上并进行固定。由于顶盖边梁3的内表面与侧围上纵梁4的内表面一般具有相同的斜度，因此第二翻边部9也会同时贴合到顶盖边梁3的内表面上。优选地，第二翻边部9也可以同时固定到顶盖边梁3的内表面上(例如通过焊接方式)以增加连接强度。在通过上述结构连接之后，在槽型板支撑件5和顶盖横梁1之间会形成空腔7，即由槽型板支撑件5、顶盖横梁1、顶盖边梁3以及侧围上纵梁4共同围成空腔7。

这种具体实施方式的顶盖安装结构的优点在于能够有效增强顶盖骨架的安装强度，从而汽车发生侧翻滚时，能够有效降低车身上部变形，对汽车上部结构强度的保障具有良好的改善作用，提高了汽车的安全性。同时其结构紧凑，基本不会影响到车身内饰件或其它配件的装配，经济性较好，而且槽型板支撑件5重量较轻，因此对整车重量增加较小。

参照图9，在上述采用槽型板支撑件5的具体实施方式的基础上，本发明进一步提供一种更加优选的实施方式，即在槽型板支撑件5和顶盖横梁1之间形成的空腔7内封装有弹性材料11。该弹性材料11例如可以是弹性橡胶材料、弹性金属纤维材料等。这种独特的结构形式的效果在于，当汽车顶盖骨架在汽车行驶过程中具有一定的振幅时，顶盖骨架的振动通过顶盖横梁1传递到该顶盖骨架与侧围骨架的接合部位时，由于侧围骨架相对静止，因此顶盖横梁1的振动会由弹性材料11有效地吸收，从而实际传递到侧围骨架上的振动载荷非常微小，因此能够显著地减小侧围骨架的急剧振动，并防止侧窗玻璃发生急剧颤动，从而改善了汽车的乘坐舒适性。

参照图7和图8，在本发明顶盖骨架安装结构的另一种实施方式中，所述支撑件采用支撑梁的形式，优选地，为减轻重量，可以采用矩形管支撑件6，该矩形管支撑件6的一端固定在顶盖横梁1的朝向汽车内部的内表面上，另一端固定在侧围骨架的侧围上纵梁4上。如同第一种具体实施方式，该矩形管支撑件6的另一端也可以同时固定到顶盖边梁3上。这种支撑梁形式的顶盖骨架安装结构的优点在于支撑件的制作比较简单，同时支撑件在顶盖横梁1所处的汽车横截面内斜向跨距可以更大，从而可以对顶盖骨架形成更有效的支撑作用。在图7和图8的实施方式中，矩形管支撑件6可以采用与顶盖横梁1相同型号的矩形管，即该矩形管支撑件7沿汽车纵向方向的宽度与所述顶盖横梁1的宽度相同。

更优选地，在矩形管支撑件6和顶盖横梁1之间可以沿汽车的纵向方向固定相互平行的弹性连接板12，例如0.5-1mm厚的弹簧钢钢板。参照图7，其中虚线部分12表示弹性连接板12，也就是通过弹性连接板12将矩形管支撑件6与顶盖横梁1之间的通道基本封闭起来，从而在矩形管支撑件6、顶盖横梁1以及弹性连接板12之间形成空腔10。与上述第一种优选实施方式类似，在该空腔10内可以封装有弹性材料11。这种优选方式的吸收顶盖骨架振动的效果更显著，由于矩形管支撑件6在顶盖横梁1所处的汽车横截面内可以具有更大的斜向跨度，因此空腔10内可以容纳更多的弹性材料11，并且矩形管支撑件6与顶盖横梁1之间通过弹性连接板12连接，该弹性连接板12也能够帮助吸收振动载荷，因此对侧围骨架因顶盖骨架牵拉压缩而产生的振动具有更好的吸收效果，从而更好地改善了汽车乘坐的舒适性。

由上可见，本发明的上述技术方案，由于采用支撑件对车身顶盖骨架进行了有效的加强，因此形成了非常稳定的受力结构，从而提高了车身骨架上部的强度，在汽车发生侧翻滚事故的情形下，能够有效地降低所述顶盖骨架的变形，保证乘客的安全。此外，在本发明进一步优选的实施方式中，本发明通过特定结构的支撑件5或6在所述支撑件和顶盖横梁1之间形成空腔7或10，并在该空腔内封装弹性材料11，从而在汽车行驶过程中，当所述顶盖骨架的弹性振动力传递到该顶盖骨架与侧围骨架的连接部位时，通过该封装的弹性材料11有效地吸收缓冲振动力，从而显著地减小了所述侧围骨架发生的急剧微小的振动，使得侧围车窗玻璃在汽车正常行驶过程中基本不会发生颤动，从而不仅能够改善顶盖骨架安装结构的强度，并且显著改善了汽车的乘坐舒适性。

以上参照附图描述了本发明的多种具体实施方式和相应的优选实施方式，但是，本领域技术人员应当理解的是，本发明并不局限于上述说明的或附图中显示的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的顶盖骨架安装结构进行多种变型，例如，上述第二种优选实施方式中弹性连接板12也可以设置得不相互平行，只要能够将矩形管支撑件6与顶盖横梁1之间的通道的开口封住以形成空腔10即可；再如，上述支撑梁形式的支撑件也可以不采用矩形管支撑件7，而可以采用杆状支撑件等。这些简单变型均属于本发明的保护范围。同时，本发明在上述各个实施方式中描述的具体特征，在不违背本发明的技术构思范围内，可以进行各种形式的任意组合，从而构成其它变型实施方式。此外，本发明的保护范围由权利要求进行限定。

Claims (10)

1.一种汽车顶盖骨架安装结构，所述顶盖骨架的顶盖边梁(3)沿所述汽车的纵向方向固定到侧围骨架的侧围上纵梁(4)上，其中，所述顶盖骨架安装结构还包括支撑件(5；6)，该支撑件(5；6)从所述汽车内部固定到所述侧围上纵梁(4)和所述顶盖骨架的顶盖横梁(1)上，并且该支撑件(5；6)与所述顶盖横梁(1)位于所述汽车的同一横截面内。

2.根据权利要求1所述的汽车顶盖骨架安装结构，其中，所述支撑件(5；6)还固定到所述顶盖边梁(3)上。

3.根据权利要求1所述的汽车顶盖骨架安装结构，其中，所述支撑件(5；6)与所述顶盖横梁(1)之间形成有空腔(7；10)，该空腔(7；10)内封装有弹性材料。

4.根据权利要求3所述的汽车顶盖骨架安装结构，其中，所述支撑件(5；6)为槽型板支撑件，该槽型板支撑件的第一翻边部(8)夹持所述顶盖横梁(1)并固定在该顶盖横梁(1)上，该槽型板支撑件的第二翻边部(9)贴合固定在所述侧围上纵梁(4)的朝向所述汽车内部的内表面上，从而在所述槽型板支撑件和顶盖横梁(1)之间形成有所述空腔(7)。

5.根据权利要求3所述的汽车顶盖骨架安装结构，其中，所述支撑件(5；6)为矩形管支撑件，该矩形管支撑件的一端固定在所述顶盖横梁(1)上，另一端固定在所述侧围上纵梁(4)上。

6.根据权利要求5所述的汽车顶盖骨架安装结构，其中，所述矩形管支撑件沿所述汽车纵向方向的宽度与所述顶盖横梁(1)的宽度相同。

7.根据权利要求6所述的汽车顶盖骨架安装结构，其中，所述矩形管支撑件与所述顶盖横梁(1)之间沿所述汽车的纵向方向固定有彼此平行的弹性连接板(12)，从而在所述矩形管支撑件、弹性连接板(12)以及顶盖横梁(1)之间形成有所述空腔(10)。

8.根据权利要求1所述的汽车顶盖骨架安装结构，其中，所述支撑件(5；6)焊接在所述侧围上纵梁(4)和所述顶盖横梁(1)上。

9.根据上述权利要求1-8中任一项所述的汽车顶盖骨架安装结构，其中，所述顶盖骨架的顶盖横梁(1)与所述侧围骨架相应的侧围立柱(2)位于所述汽车的同一横截面内。

10.一种汽车，该汽车包括顶盖骨架和侧围骨架，其中，所述顶盖骨架通过根据权利要求1至9中任一项所述的汽车顶盖骨架安装结构安装在所述侧围骨架上。

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