CN103448803A - 一种地板后横梁加强结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在侧碰过程中有效吸收撞击能量的地板后横梁加强结构。一种地板后横梁加强结构，包括后横梁，后横梁包括后横梁本体、左连接板和右连接板，左连接板和右连接板分别沿着后横梁本体的两个长侧边斜向下设置，后横梁上沿后横梁的宽度方向设有至少一组溃缩孔，汽车后地板上设有顶柱，顶柱与溃缩孔的数量以及位置均一一对应，顶柱上套设有压缩弹簧，压缩弹簧分别于汽车后地板和后横梁本体抵接。本发明的有益效果是：在发生猛烈侧碰撞击后，后横梁压缩变形，溃缩孔附近的后横梁会在撞击力的作用下断裂，可吸收大量的碰撞能量，减少能量向纵梁后部传递，在有效吸收撞击力的同时，又可保护燃油箱，能够有效缓解后车门区域的撞击。

Description

一种地板后横梁加强结构

技术领域

本发明属于汽车被动安全技术领域，尤其是涉及一种在侧碰过程中有效吸收撞击能量的地板后横梁加强结构。

背景技术

近年来随着汽车工业的飞速发展，汽车保有量急剧增加，交通安全事故也越来越多，交通事故及其所造成的人员伤亡与财产损失一直居高不下。在众多汽车碰撞交通事故中，主要由正碰、侧碰以及追尾碰撞事故组成，由于汽车乘员舱侧面车身强度相对其他区域吸能性能较弱，这就导致汽车侧碰往往会对车内乘员造成更大的伤害，侧碰安全性一直是重点研究课题。

进一步说，以撞击区域来划分，侧碰事故又可分为车轮区域的撞击、车门区域的撞击和车身侧围的中立柱区域的撞击，汽车前后车轮均通过驱动轴连接，相对的吸能性能较强，撞击后所造成的成员伤亡相对较小，而对于中立柱区域的撞击，由于中立柱的结构强度相对较高，并且离前后乘员座椅的距离较远，撞击后所造成的成员伤亡也相对较小，因而这里主要讨论车门区域的撞击。以目前常见的三厢四门轿车为例，前门撞击主要会对前排座椅的乘员造成伤害，后门撞击主要会对后排座椅的乘员造成伤害，车门区域的撞击较为复杂，这里仅着重说明汽车后车门区域的撞击。

后车门区域的撞击相对较为危险，主要因素有以下几个方面：

第一、汽车后车门的结构强度低，吸能性能较弱；

第二、后车门为可开启的活动件，发生猛烈撞击后，更容易变形损坏，甚至脱离车身；

第三、后车门靠近后排座椅上的乘员，发生撞击后，更容易受到伤亡；

第四、汽车燃油箱靠近后车门，发生猛烈撞击后，车身零部件折损极易刺破燃油箱的箱体，发生漏油，甚至发生爆炸事故，严重威胁车内乘员的人身安全。

未缓解上述第四点中，发生侧碰事故后，燃油箱破损漏油以及爆炸的问题，目前出现了一种后车门区域的主吸能构件，该构件连接汽车后地板和后围板，不仅加强了二者的连接强度，也在一定程度上提高了后车门区域的吸能性能。如公告号为：CN201923225U的中国实用新型专利提供的一种焊接在汽车后地板上的汽车后地板后横梁总成，包括后横梁，在后横梁的前侧面靠近后横梁两端位置处各焊接有一只油箱支座，在后横梁的后侧面中部焊接有中支架，油箱支座和中支架的横截面均呈具有翻边的U形。该后地板后横梁仅为连接后地板和后围板的连接件，后横梁上设置了支撑燃油箱的支座，但由于没有涉及吸能溃缩结构，在发生猛烈侧碰事故后，后横梁的吸能性能较弱，燃油箱仍旧容易漏油，并不能有效缓解后车门区域的撞击，存在安全隐患。

发明内容

本发明主要是针对现有汽车后地板后横梁所存在的吸能性能较弱、不能有效缓解后车门区域的撞击，存在安全隐患的问题，提供一种制造成本低、能够有效缓解后车门区域的撞击，安全可靠的地板后横梁加强结构。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种地板后横梁加强结构，包括汽车后地板和后围板，汽车后地板与后围板之间连接有后横梁，所述的后横梁包括后横梁本体以及与汽车后地板固定的左连接板、与后围板固定的右连接板，左连接板和右连接板分别沿着后横梁本体的两个长侧边斜向下设置，所述的后横梁上沿后横梁的宽度方向设有至少一组溃缩孔，汽车后地板上设有顶柱，顶柱与溃缩孔的数量以及位置均一一对应，顶柱上套设有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与汽车后地板抵接，另一端与后横梁本体抵接。汽车后横梁用以连接后地板和后围板，增加该部分的结构强度，后横梁横向连接在车身底板上，在后车门区域的侧碰撞击过程中，能够吸收一定的撞击能量。斜向下设置的左连接板和右连接板，分别于后地板和后围板固定，加强了该部分的结构强度以及吸能效果。后横梁上设置溃缩孔，在发生猛烈侧碰撞击后，后横梁被压缩变形，由于应力集中作用，溃缩孔附近的后横梁会在撞击力的作用下断裂，进一步提高了后横梁的吸能溃缩效果，同时在溃缩孔对应的后地板上设置顶柱和压缩弹簧，后横梁在吸能过程中始终受到压缩弹簧的推力，后横梁更容易从溃缩孔处断裂，从而减少侧围板的侵入量，保护燃油箱。由于溃缩孔远离燃油箱，当后横梁从溃缩孔处断裂后，后横梁的断裂处会向上翘起，两端会向下移位，因而后横梁不会碰撞到燃油箱，在有效吸收撞击力的同时，又可保护燃油箱，能够有效缓解后车门区域的撞击，安全性能较高。

作为优选，所述的溃缩孔包括设于后横梁本体上的通孔Ⅰ、左连接板上的通孔Ⅱ和右连接板上的通孔Ⅲ，通孔Ⅰ、通孔Ⅱ和通孔Ⅲ位于与后横梁本体的宽度方向平行的同一条直线上。三个通孔沿着后横梁的宽度方向并且位于同一条直线上，孔数越多，应力集中越明显，溃缩孔更容易断裂。

作为优选，所述的通孔Ⅰ的宽度小于压缩弹簧的外径。为使后横梁更容易断裂，通孔Ⅰ应为长圆孔，为使压缩弹簧能够抵接在后横梁本体上，且不会穿过通孔Ⅰ脱开，故通孔Ⅰ的宽度应小于压缩弹簧的外径。

作为优选，所述的溃缩孔有三组，三组溃缩孔均匀设置在后横梁的中部，相邻溃缩孔之间的距离为后横梁长度的0.25～0.3倍。一组溃缩孔失效，其他两组溃缩孔还可起到作用，故设置三组溃缩孔既不会明显降低后横梁的结构强度，又可保证在猛烈侧碰撞击下，始终会有一组溃缩孔在应力集中作用下断裂，最大限度的吸收撞击能量，保护燃油箱以及车内乘员安全。中间的溃缩孔应设置在后横梁的中部，两边的溃缩孔与中间溃缩孔的距离应保持在后横梁长度的0.25～0.3倍，后横梁中部断裂。

作为优选，左连接板和右连接板上均匀分布有若干个沿着左连接板或右连接板向下凹陷所形成的凹面。碰撞事故发生时，后横梁被压缩变形，连接板上的凹槽可吸收大量的碰撞能量，减少能量向纵梁后部传递，从而大大减少了侧围板的侵入量，很好的保护了乘客的安全，减少了危险。

作为优选，左连接板和右连接板与后横梁本体的夹角范围均为110°～140°。连接板向外侧延伸，结构强度高。

作为优选，所述的左连接板与汽车后地板为点焊固定，右连接板与后围板为点焊固定。左连接板与汽车后地板为点焊固定，右连接板与后围板为点焊固定，在撞击过程中，点焊固定使得连接板容易脱开，进一步吸收了撞击能量。

作为优选，左连接板、右连接板和后横梁本体之间连接有加强板，加强板设于后横梁的两端。加强板用于加强后横梁的结构强度，提高后横梁的吸能效果。

作为优选，所述的后横梁的两个短侧边上均连接有固定板，左连接板和右连接板均与固定板连接。后横梁撞击的端部连接固定板，固定板可以增大撞击接收面积，更好的吸收撞击能量。

作为优选，左连接板、右连接板和后横梁本体为铸造成型的一体结构。加工简便，结构强度高。

因此，本发明的有益效果是：后横梁上设置溃缩孔，在发生猛烈侧碰撞击后，后横梁被压缩变形，由于应力集中作用以及压缩弹簧的推力，溃缩孔附近的后横梁会在撞击力的作用下断裂，提高了后横梁的吸能溃缩效果，可吸收大量的碰撞能量，减少能量向纵梁后部传递，从而大大减少了侧围板的侵入量，在有效吸收撞击力的同时，又可保护燃油箱，能够有效缓解后车门区域的撞击，安全性能较高。

附图说明

附图1是本发明中后横梁的一种立体结构示意图；

附图2是本发明后横梁的俯视图；

附图3是附图2中的A-A剖视图。

图中所示：1-汽车后地板、2-后横梁、21-后横梁本体、22-左连接板、23-右连接板、3-溃缩孔、31-通孔Ⅰ、32-通孔Ⅱ、33-通孔Ⅲ、4-顶柱、5-压缩弹簧、6-凹面、7-加强板、8-固定板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如说明书附图1、2所示，一种地板后横梁加强结构，包括汽车后地板1、后围板、后横梁2和顶柱4，后横梁2设在汽车后地板1和后围板的连接处。后横梁2呈倒置的“U”形，后横梁2包括长条状的后横梁本体21以及与汽车后地板1焊接的左连接板22、与后围板焊接的右连接板23，左连接板22、右连接板23和后横梁本体21为铸造成型的一体结构，左连接板22和右连接板23分别沿着后横梁本体21的两个长侧边斜向下设置，夹角为120°，左连接板22与汽车后地板1为点焊固定，右连接板23与后围板为点焊固定，后横梁2上沿后横梁2的宽度方向设有三组溃缩孔3，溃缩孔3包括设于后横梁本体21上的通孔Ⅰ31、左连接板22上的通孔Ⅱ32和右连接板23上的通孔Ⅲ33，通孔Ⅰ31、通孔Ⅱ32和通孔Ⅲ33均为长圆孔且三者位于同一条直线上，并且三者的直线方向与后横梁本体21的宽度方向一致，三组溃缩孔3均匀设置在后横梁2的中部，相邻溃缩孔3之间的距离为后横梁2长度的0.25倍，如说明书附图3所示，汽车后地板1上设有三个顶柱4，顶柱4的高度小于左连接板22或右连接板23的高度，顶柱4与溃缩孔3的位置一一对应，顶柱4上套设有压缩弹簧5，通孔Ⅰ31的宽度小于压缩弹簧5的外径，压缩弹簧5的一端与汽车后地板1抵接，另一端与后横梁本体21抵接，左连接板22上均匀分布有多个沿着左连接板22向下凹陷所形成的凹面6，右连接板23上均匀分布有多个沿着右连接板23向下凹陷所形成的凹面6，凹面6的深度为左连接板22或右连接板23厚度的2倍，左连接板22、右连接板23和后横梁本体21之间连接有加强板7，加强板7有两个，两个加强板7分别设于后横梁2的两端，后横梁2的两个短侧边上均连接有固定板8，左连接板22和右连接板23均与固定板8连接，后横梁2的端部延伸至汽车侧围内板的里侧。

后横梁上设置溃缩孔，在发生猛烈侧碰撞击后，后横梁被压缩变形，由于应力集中作用，溃缩孔附近的后横梁会在撞击力的作用下断裂，提高了后横梁的吸能溃缩效果，同时在溃缩孔对应的后地板上设置顶柱和压缩弹簧，后横梁在吸能过程中始终受到压缩弹簧的推力，后横梁更容易从溃缩孔处断裂，从而减少侧围板的侵入量，由于溃缩孔远离燃油箱，当后横梁从溃缩孔处断裂后，后横梁的断裂处会向上翘起，两端会向下移位，因而后横梁不会碰撞到燃油箱，在有效吸收撞击力的同时，又可保护燃油箱，能够有效缓解后车门区域的撞击，安全性能较高。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1. 一种地板后横梁加强结构，包括汽车后地板（1）和后围板，汽车后地板（1）与后围板之间连接有后横梁（2），其特征在于，所述的后横梁（2）包括后横梁本体（21）以及与汽车后地板（1）固定的左连接板（22）、与后围板固定的右连接板（23），左连接板（22）和右连接板（23）分别沿着后横梁本体（21）的两个长侧边斜向下设置，所述的后横梁（2）上沿后横梁（2）的宽度方向设有至少一组溃缩孔（3），汽车后地板（1）上设有顶柱（4），顶柱（4）与溃缩孔（3）的数量以及位置均一一对应，顶柱（4）上套设有压缩弹簧（5），压缩弹簧（5）的一端与汽车后地板（1）抵接，另一端与后横梁本体（21）抵接。

2.根据权利要求1所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，所述的溃缩孔（3）包括设于后横梁本体（21）上的通孔Ⅰ（31）、左连接板（22）上的通孔Ⅱ（32）和右连接板（23）上的通孔Ⅲ（33），通孔Ⅰ（31）、通孔Ⅱ（32）和通孔Ⅲ（33）位于与后横梁本体（21）的宽度方向平行的同一条直线上。

3.根据权利要求2所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，所述的通孔Ⅰ（31）的宽度小于压缩弹簧（5）的外径。

4.根据权利要求2所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，所述的溃缩孔（3）有三组，三组溃缩孔（3）均匀设置在后横梁（2）的中部，相邻溃缩孔（3）之间的距离为后横梁（2）长度的0.25～0.3倍。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，左连接板（22）和右连接板（23）上均匀分布有若干个沿着左连接板（22）或右连接板（23）向下凹陷所形成的凹面（6）。

6.根据权利要求5所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，左连接板（22）和右连接板（23）与后横梁本体（21）的夹角范围均为110°～140°。

7.根据权利要求1所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，所述的左连接板（22）与汽车后地板（1）为点焊固定，右连接板（23）与后围板为点焊固定。

8.根据权利要求1或2或3或4或7所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，左连接板（22）、右连接板（23）和后横梁本体（21）之间连接有加强板（7），加强板（7）设于后横梁（2）的两端。

9.根据权利要求1或2或3或4或7所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，所述的后横梁（2）的两个短侧边上均连接有固定板（8），左连接板（22）和右连接板（23）均与固定板（8）连接。

10.根据权利要求1或2或3或4或7所述的一种地板后横梁加强结构，其特征在于，左连接板（22）、右连接板（23）和后横梁本体（21）为铸造成型的一体结构。

Images