CN103419845A - 一种汽车前副车架安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车前副车架安装结构，前副车架通过该安装结构安装在车身纵梁上，安装结构为在汽车发生碰撞时能够自动脱落使前副车架与车身纵梁分离的结构。与现有技术相比，本安装结构能够在汽车发生碰撞时使副车架与车身纵梁分离，减少对车身纵梁变形模式的影响，降低车身加速度峰值，减小前围板侵入量，有利于保持乘员舱的完整性，提高了碰撞安全性能；而且本安装结构的结构简单，效果明显，成本较低，生产上易于实现，且便于实现零件通用化。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术，具体地说，本发明涉及一种汽车前副车架安装结构。
背景技术
人们常将汽车的碰撞称为一次碰撞，而将人体与车内部件的碰撞称为二次碰撞。二次碰撞是由于一次碰撞导致人体与汽车快速相对运动造成的。为了保护车内人员安全，汽车结构的碰撞安全设计显得尤为重要。
如今大多数汽车前副车架与车身纵梁为螺栓刚性连接，这种连接方式存在以下几个缺点：一，当汽车发生正面碰撞时，前保横梁、吸能盒、前纵梁等是主要的缓冲吸能结构，但副车架与纵梁的刚性连接会影响前纵梁的变形模式，使得前纵梁无法产生理想的折弯变形，降低了纵梁缓冲性能，加大了前围板的乘员舱侵入量，减小了乘员的生存空间；二，在碰撞过程中，副车架受到动力总成的挤压而向后运动，造成前底板挤压变形过大，乘员舱完整性变差，加大车内人员危险性；三，碰撞时车身的大的加速度会加大对乘员的伤害，而车身大的加速度通常由前舱较硬的动力总成撞击造成。
综合上述几点，为了提高前纵梁的缓冲性能，提高汽车的碰撞安全性能，保护了车内人员的人身安全，需对前副车架与车身纵梁之间的连接方式进行优化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车前副车架安装结构，以提高前纵梁的缓冲性能，提高汽车的碰撞安全性能。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽车前副车架安装结构，前副车架通过该安装结构安装在车身纵梁上，安装结构为在汽车发生碰撞时能够自动脱落使前副车架与车身纵梁分离的结构。
所述安装结构包括与所述车身纵梁连接的加强支架以及与所述前副车架和加强支架连接的且在前副车架施加的拉力作用下能够与加强支架分离的脱落组件。
所述脱落组件的上端与所述加强支架上的水平安装面连接，下端与所述前副车架连接。
所述脱落组件包括沿纵向穿过所述加强支架的水平安装面和前副车架的拉杆，水平安装面上设有通孔，拉杆的上端通过连接块与加强支架连接，下端与前副车架连接。
所述加强支架的水平安装面在通孔的边缘设有向上的翻边，所述连接块在底部外侧罩有一个纵截面为凹字形的与水平安装面上的翻边为点焊连接的外筒体，连杆并从外筒体中穿过。
所述连接块为圆柱形，所述水平安装面的通孔为圆孔。
所述加强支架的水平安装面的通孔为方形孔，所述连接块为纵截面呈凸字形的圆柱状结构， 连接块压在水平安装面上，通孔的对角线的长度与连接块的底面直径相等。
所述水平安装面的通孔在四个角处为圆滑过渡。
所述连接块的上端穿过所述车身纵梁并在两者结合处采用烧焊连接。
所述拉杆为下端设有挡块的圆杆，在所述前副车架上设有内部具有中心孔的套筒，所述连接块设有螺纹孔，拉杆穿过套筒的中心孔插入连接块的螺纹孔中与连接块螺纹连接。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，本安装结构能够在汽车发生碰撞时使副车架与车身纵梁分离，减少对车身纵梁变形模式的影响，降低车身加速度峰值，减小前围板侵入量，有利于保持乘员舱的完整性，提高了碰撞安全性能；而且本安装结构的结构简单，效果明显，成本较低，生产上易于实现，且便于实现零件通用化。
附图说明
图1为前副车架与车身纵梁的装配图；
图2为第一种安装结构的结构示意图；
图3为第一种安装结构的脱落示意图；
图4为第二种安装结构的结构示意图；
图5为第二种安装结构的脱落示意图；
图6为第二种安装结构的加强支架水平安装面处的俯视图；
上述图中的标记均为：1、前副车架；2、前纵梁；3、副车架中间纵梁；4、下水箱横梁；5、下弯纵梁；6、加强支架；7、套筒；8、前保横梁；9、上水箱横梁；10、散热器支架；11、吸能盒；12、拉杆；13、连接块；14、焊缝；15、外筒体；16、翻边；17、点焊焊点；18、通孔；19、水平安装面；21、内孔直径；22、下底圆直径。
具体实施方式
如图1所示，汽车前副车架1通过安装结构安装到车身纵梁上，车身纵梁包括位于前部的前纵梁2和连接在前纵梁2后部的下弯纵梁5，前纵梁2与下弯纵梁5点焊连接，前纵梁2水平布置，下弯纵梁5为弯曲梁。前纵梁2的前部具有前保横梁8、上水箱横梁9、下水箱横梁4、散热器支架10和吸能盒11。四点悬置的发动机含有副车架中间纵梁3，副车架中间纵梁3的前端与下水箱横梁4连接，后端与前副车架1连接，发动机的前悬置安装在副车架中间纵梁3的前部，后悬置连接在前副车架1上，左右悬置分别与左右车身纵梁连接，悬置安装点均为衬套连接。
本发明的一种汽车前副车架1安装结构，前副车架1通过本安装结构安装在前纵梁2和下弯纵梁5的过渡位置处，本安装结构为在汽车发生碰撞时能够自动脱落使前副车架1与车身纵梁分离的结构。这样，在汽车发生碰撞尤其是前碰时，前副车架1承受的冲击使前副车架1能够迅速从车身纵梁上脱离，就减小了对车身纵梁压溃变形模式的影响，车身纵梁可以尽可能的压溃变形以吸收碰撞能量，同时动力总成对前副车架1的冲击也由于前副车架1脱落而传递不到乘员舱，有效的提高了碰撞安全性能。
实施例一
如图1、图2和图3所示，本实施例的安装结构包括与车身纵梁连接的加强支架6以及与前副车架1和加强支架6连接的且在前副车架1施加的拉力作用下能够与加强支架6分离的脱落组件。本安装结构分别设在前副车架1的四个角处，前副车架1在四个角处各对应有一个加强支架6，四个加强支架6分别安装在车身两侧的前纵梁2和下弯纵梁5上，加强支架6与前纵梁2和下弯纵梁5为点焊连接。由于加强支架6与前纵梁2和下弯纵梁5的连接处为斜面，为了确保前副车架1安装后呈水平状态，在加强支架6的底平面为水平安装面19。
脱落组件与加强支架6的数量相同，脱落组件的上端与加强支架6上的水平安装面19连接，下端与前副车架1连接。脱落组件包括沿纵向穿过加强支架6的水平安装面19和前副车架1的拉杆12，水平安装面19的中心处冲压出一个通孔18，拉杆12的上端通过连接块13与加强支架6连接，下端与前副车架1连接。水平安装面19的通孔18为圆孔，圆柱形的连接块13位于水平安装面19的通孔18中，水平安装面19在通孔18的边缘设有向上的翻边16，翻边16形成一个圆柱面。连接块13的外侧罩有一个纵截面为凹字形的圆柱形的外筒体15，连接块13与外筒体15为同轴且在底部相接触，同时连接块13的外径比外筒体15的内径稍微小一点，外筒体15的底部具有一个让拉杆12穿过的孔。该外筒体15位于水平安装面19的通孔18中并在外侧与翻边16为点焊连接，点焊焊点17的数量为四个且在同一水平面上并绕圆周均匀布置，点焊连接要确保脱落组件能够从加强支架6上拔出。外筒体15的外径与水平安装面19的翻边16形成的圆柱面的内径基本一致，外筒体15的底面与水平安装面19处于同一水平面内，或者外筒体15的底面比水平安装面19略高出一点。进一步的，水平安装面19的翻边16形成的圆柱面与外筒体15的顶面可以进行较短的且间隔均匀的几处烧焊。
连接块13的上端穿过前纵梁2和下弯纵梁5的斜面，连接块13与前纵梁2和下弯纵梁5的斜面在结合处采用整圈烧焊连接，形成如图中所示的整圈的环形焊缝14。在正常的行车状态下，连接块13对于加强支架6的水平安装面19的传力较小，通孔18处应力较小，不会有破坏风险。连接块13整圈烧焊在车身纵梁斜面上，承受了大量的来自前副车架1的传力。加强支架6的翻边16形成的圆柱面与外筒体15侧面接触且点焊或烧焊连接，对于连接块13的侧向稳定性起到较好的作用。
拉杆12为下端设有挡块的圆杆，整体为一根长螺栓，在前副车架1上固定安装有四个套筒7，每个套筒7内部具有中心孔，在连接块13的中心处设有螺纹孔，拉杆12穿过套筒7的中心孔和外筒体15底部的圆孔，最终插入连接块13的螺纹孔中与连接块13螺纹连接。即通过拉杆12最终将前副车架1固定在车身纵梁上，外筒体15的底部夹紧在连接块13和套筒7之间，拉杆12通过下端的挡块限位。
当汽车发生碰撞时，大的冲击力由前保横梁8及副车架中间纵梁3传递至车身纵梁及动力总成，并将载荷传到前副车架1上，前副车架1受到较大的向后的冲击力而变形，由于动力总成的刚度和质量较大，冲击危害也较大，碰撞的能量不能及时吸收则会对乘员生命造成危险。此时前副车架1与车身纵梁的连接点受到较大载荷，载荷是沿着拉杆12轴向方向向外拔的拉力，外筒体15与加强支架6的翻边16处的圆柱面之间的点焊的剪切强度要远远低于拉伸强度，由于点焊此时受到剪切力，当拉力到达一定程度时，连接块13的上部与车身纵梁斜面的整圈烧焊在这种冲击载荷作用下会导致焊缝14撕裂，点焊焊点17也被撕裂，拉杆12将连接块13连同外筒体15一起从车身纵梁和加强支架6上拔出使得前副车架1脱落。如果加强支架6翻边16形成的圆柱面与外筒体15为少量较短的烧焊连接也能起到类似的效果。
图3为前副车架1车身安装结构脱落示意图，当汽车发生碰撞时，前副车架1受到挤压会对安装结构造成向下的拉力，这种大的拉力具有很强的破坏性。拉力作用在拉杆12上，拉杆12拉动连接块13，连接块13将车身纵梁斜面上的焊缝14撕裂，并带动外筒体15拉断与加强支架6的翻边16处的圆柱面之间的点焊或烧焊，最终使前副车架1从车身纵梁上脱落。
实施例二
如图1、图4、图5和图6所示，本实施例的安装结构包括与车身纵梁连接的加强支架6以及与前副车架1和加强支架6连接的且在前副车架1施加的拉力作用下能够与加强支架6分离的脱落组件。本安装结构分别设在前副车架1的四个角处，前副车架1在四个角处各对应有一个加强支架6，四个加强支架6分别安装在车身两侧的前纵梁2和下弯纵梁5上，加强支架6与前纵梁2和下弯纵梁5为点焊连接。由于加强支架6与前纵梁2和下弯纵梁5的连接处为斜面，为了确保前副车架1安装后呈水平状态，在加强支架6的底平面为水平安装面19。
脱落组件与加强支架6的数量相同，脱落组件的上端与加强支架6上的水平安装面19连接，下端与前副车架1连接。脱落组件包括沿纵向穿过加强支架6的水平安装面19和前副车架1的拉杆12，水平安装面19的中心处冲压出一个通孔18，拉杆12的上端通过连接块13与加强支架6连接，下端与前副车架1连接。水平安装面19的通孔18为方形孔，通孔18在四个角处为圆滑过渡。连接块13为纵截面呈凸字形的圆柱状结构，连接块13的上部为小直径的圆柱，下部为大直径的圆台，圆柱和圆台连续过渡，下部圆台的上底圆直径与上部圆柱直径相等，下部圆台的下底圆直径22大于上底圆直径。连接块13的上端穿过前纵梁2和下弯纵梁5的斜面，连接块13与前纵梁2和下弯纵梁5的斜面在结合处采用整圈烧焊连接，形成如图中所示的整圈的环形焊缝14。连接块13的下端压在水平安装面19的通孔18处，而且通孔18的对角线的长度与连接块13下部圆台的下底圆直径22相等，通孔18的宽度与连接块13的内孔直径21相等。
拉杆12为下端设有挡块的圆杆，整体为一根长螺栓，在前副车架1上固定安装有四个套筒7，每个套筒7内部具有中心孔，在连接块13的中心处设有螺纹孔。前副车架1与车身纵梁装配时，拉杆12穿过套筒7的中心孔，最终插入连接块13的螺纹孔中与连接块13螺纹连接。即通过拉杆12最终将前副车架1固定在车身纵梁上，加强支架6的水平安装面19夹紧在连接块13和套筒7之间，拉杆12通过下端的挡块限位。连接块13下部为圆台结构，能够较为平稳地和加强支架6的水平安装面19接触，并且在正常的行车状态下，连接块13对于加强支架6的水平安装面19的传力较小，长方形通孔18处应力较小，不会有破坏风险。连接块13整圈烧焊在车身纵梁斜面上，承受了大量的来自前副车架1的传力。
当汽车发生碰撞时，大的冲击力由前保横梁8及副车架中间纵梁3传递至车身纵梁及动力总成，并将载荷传到前副车架1上，前副车架1受到较大的向后的冲击力而变形，由于动力总成的刚度和质量较大，冲击危害也较大，碰撞的能量不能及时吸收则会对乘员生命造成危险。此时前副车架1与车身纵梁的连接点受到较大载荷，载荷是沿着拉杆12轴向方向向外拔的拉力，当拉力到达一定程度时，连接块13的上部与车身纵梁斜面的整圈烧焊在这种冲击载荷作用下会导致焊缝14撕裂。由于长方形通孔18的存在，加强支架6的水平安装面19的通孔18处较为薄弱，连接块13能比较容易的从长方形通孔18处将加强支架6的水平安装面19拉穿，此时拉杆12拉动连接块13一起从车身纵梁和加强支架6上拔出，使得前副车架1脱落。
图5为本实施例的车身安装结构脱落示意图，当汽车发生碰撞时，前副车架1受到挤压会对安装结构造成向下的拉力，这种大的拉力具有很强的破坏性。拉力作用在拉杆12上，拉杆12拉动连接块13，连接块13将车身纵梁斜面上的焊缝14撕裂，同时将加强支架6水平安装面19的通孔18冲破，拉杆12拉动连接块13一起从车身纵梁和加强支架6上拔出，最终使前副车架1从车身纵梁上脱落。
上述两个实施例的主要区别在于连接块13的结构和连接块13与加强支架6之间的安装方式的不同，以及加强支架6的水平安装19上的通孔18的结构的不同。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车前副车架安装结构，前副车架通过该安装结构安装在车身纵梁上，其特征在于：所述安装结构为在汽车发生碰撞时能够自动脱落使前副车架与车身纵梁分离的结构。
2.根据权利要求1所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述安装结构包括与所述车身纵梁连接的加强支架以及与所述前副车架和加强支架连接的且在前副车架施加的拉力作用下能够与加强支架分离的脱落组件。
3.根据权利要求2所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述脱落组件的上端与所述加强支架上的水平安装面连接，下端与所述前副车架连接。
4.根据权利要求3所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述脱落组件包括沿纵向穿过所述加强支架的水平安装面和前副车架的拉杆，水平安装面上设有通孔，拉杆的上端通过连接块与加强支架连接，下端与前副车架连接。
5.根据权利要求4所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述加强支架的水平安装面在通孔的边缘设有向上的翻边，所述连接块在底部外侧罩有一个纵截面为凹字形的与水平安装面上的翻边为点焊连接的外筒体，连杆并从外筒体中穿过。
6.根据权利要求5所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述连接块为圆柱形，所述水平安装面的通孔为圆孔。
7.根据权利要求4所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述加强支架的水平安装面的通孔为方形孔，所述连接块为纵截面呈凸字形的圆柱状结构， 连接块压在水平安装面上，通孔的对角线的长度与连接块的底面直径相等。
8.根据权利要求7所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述水平安装面的通孔在四个角处为圆滑过渡。
9.根据权利要求5或7所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述连接块的上端穿过所述车身纵梁并在两者结合处采用烧焊连接。
10.根据权利要求9所述的汽车前副车架安装结构，其特征在于：所述拉杆为下端设有挡块的圆杆，在所述前副车架上设有内部具有中心孔的套筒，所述连接块设有螺纹孔，拉杆穿过套筒的中心孔插入连接块的螺纹孔中与连接块螺纹连接。
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