CN103963850B - 一种汽车流水槽总成、汽车前部车身结构及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车流水槽总成、汽车前部车身结构及汽车，该汽车流水槽总成包括流水槽，还包括流水槽加强梁，该流水槽加强梁包括流水槽加强梁主体和设置在该流水槽加强梁主体的两个端部的流水槽加强梁端部，流水槽加强梁主体与流水槽连接，两个流水槽加强梁端部分别能够与汽车的两个前减震器座本体连接。本发明中流水槽加强梁连接两前减震器座本体，使流水槽加强梁与流水槽构成封闭状态，这样现有技术中的前舱横摆时的横向应力就转化成流水槽加强梁和两个前减震器座本体之间的拉压应力，明显降低了前舱横摆振动所带来的应力，从而有效提高了前舱的横向刚度，即能有效提高车身的整体扭转刚度及整体弯曲刚度，还能解决流水槽处耐久性能。

Description

一种汽车流水槽总成、汽车前部车身结构及汽车

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，具体涉及一种汽车流水槽总成、汽车前部车身结构及汽车。

背景技术

常见的汽车流水槽结构类型分为内包及外露前减震器座两种结构形式，国内汽车最常见的汽车流水槽结构类型是前减震器座在流水槽外侧，即属于前减震器座外露式结构；而国外发动机较小，最常见的流水槽结构形式一般是流水槽包着减震器座，即属于前减震器座内包式结构。汽车车身流水槽的主要功能在于将车身雨水沿着流水槽的导轨槽排到车外，防止水流入汽车车体内部和车身钣金结构内部，以提供车身内部舒适的乘坐空间和防止车身钣金在雨水的作用下过早锈蚀，因此合理的流水槽结构设计就非常重要。通常来说，外露式结构中前减震器座一般设计的体积较大，同时能够承载较大的载荷，导致流水槽的布置空间较小，特别是对于流水槽两端连接处，其结构细长，路试时流水槽屡次发生开裂现象，导致重复设计修改及有限元分析，费时费力。

同时流水槽属于汽车前舱部分，因此流水槽同样要承载很多重量，如发盖系统、前风挡系统、雨刮系统以及仪表系统。特别是雨刮系统是驾驶员使用频率很高的部件，雨刮系统安装件的刚度要满足使用要求，以满足广大消费者使用性。当流水槽的刚度较低时，由于雨刮系统安装在流水槽上，则雨刮系统的安装位置也会刚度较低，如果雨刮系统安装位置的刚度、模态较低，则会造成雨刮系统不能很好的启动和回位，从而直接影响雨刮系统的使用性能。

流水槽本身的模态、刚度较低也是影响车身NVH性能的重要因素，同时还可能引起疲劳问题。随着客户对汽车性能要求的提高，对车身模态、刚度的要求也在不断提升，而车身钣金件之间的连接关系和连接可靠度直接影响到车身模态、刚度以及车身局部结构的耐久性能。为了满足使用性能的要求，通常将流水槽设计得比较厚重或采用增加流水槽加强板及流水槽与前减震器座之间的连接板等措施来满足侧倾刚度及耐久性能的要求。目前，即使同一平台上的车型，由于整车质量要求和钣金的冲压要求不同，以及对流水槽的侧倾刚度以及耐久性能要求也不同，为了满足车身各性能要求，不得不分别重新设计流水槽，造成流水槽的通用性很差。

如图1所示，现有技术中的汽车前舱包括流水槽1、前风挡下横梁本体2、前轮罩上加强板本体3、前减震器座加强板4。流水槽1通过第一螺栓5与前风挡下横梁本体2连接，流水槽1通过第二螺栓6与前轮罩上加强板本体3连接。其中，前风挡下横梁本体2焊接在前轮罩上加强板本体3上，前减震器座加强板4一端焊接在前轮罩上加强板本体3上，另一端焊接在前减震器座本体7上。汽车前舱的两个前减震器座本体7之间并无连接，当汽车行驶时，前舱横摆振动较大，也就是横向应力较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种汽车流水槽总成、汽车前部车身结构及汽车，该流水槽总成明显降低了前舱横摆振动所带来的应力，从而有效提高了前舱的横向刚度，即能有效提高车身的整体扭转刚度及整体弯曲刚度，还能解决流水槽处的耐久性能。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种汽车流水槽总成，包括流水槽，还包括流水槽加强梁，该流水槽加强梁包括流水槽加强梁主体和设置在该流水槽加强梁主体的两个端部的流水槽加强梁端部，所述流水槽加强梁主体与所述流水槽连接，两个所述流水槽加强梁端部分别能够与汽车的两个前减震器座本体连接。

优选的是，所述流水槽加强梁主体的中部与所述流水槽的中部连接。

优选的是，所述流水槽加强梁主体与所述流水槽螺接。

优选的是，所述流水槽加强梁为空心结构。

优选的是，所述的汽车流水槽总成还包括流水槽加强梁连接板，该流水槽加强梁连接板的一端与所述流水槽加强梁端部连接，该流水槽加强梁连接板的另外一端能够与所述前减震器座本体连接。

优选的是，所述流水槽加强梁连接板的一端与所述流水槽加强梁端部螺接。

优选的是，所述流水槽加强梁连接板的另外一端用于与所述前减震器座本体螺接。

本发明还提供一种汽车前部车身结构，包括上述的汽车流水槽总成。

优选的是，所述汽车前部车身结构包括前风挡下横梁本体、前轮罩上加强板本体、前减震器座加强板、以及前减震器座本体。

本发明还提供一种汽车，包括上述的汽车前部车身结构。

本发明中通过流水槽加强梁连接两前减震器座本体，使流水槽加强梁与流水槽构成封闭状态，这样前舱横摆时的横向应力就转化成流水槽加强梁和两个前减震器座本体之间的拉压应力，明显降低了前舱横摆振动所带来的应力，从而有效提高了汽车前舱的侧向或横向刚度，即能有效的提高白车身的整体扭转刚度及整体弯曲刚度，还能解决流水槽处的耐久性能。本发明中的流水槽总成有效改善了现有技术中流水槽分别与前风挡下横梁本体和前轮罩上加强板本体之间的连接处的疲劳耐久问题。且流水槽加强梁主体与流水槽连接，可以避免汽车的车身在汽车的左纵梁和右纵梁发生相对扭转或前舱横摆振动时造成的侧向振动严重的问题，并提高了流水槽的通用性。

具体地，本发明的有益效果具体如下：

1.本发明所提供的汽车的流水槽加强梁结构简单，占用空间小，便于安装和拆卸，能够将汽车前舱的横向模态由31Hz提高到33Hz、白车身的扭转刚度提高了326N/mm，改善了车身前部及整车NVH性能；

2.本发明所提供的汽车流水槽加强梁采用空心钢管制成，这样在达到同等扭转刚度的情况下，能使流水槽加量梁的质量更轻，在保证刚度的同时能减轻重量，改善油耗，易于制造实现，成本较低，连接可靠且通用性强，可以应用于平台车型的性能改善；

3.本发明所提供的汽车流水槽加强梁改变了原有结构的载荷传递路径，能够有效改善流水槽两端连接位置处的疲劳耐久问题。

附图说明

图1是现有技术中汽车前舱的结构示意图；

图2是本发明实施例1中汽车流水槽总成的流水槽加强梁的结构示意图；

图3是本发明实施例1中的汽车流水槽总成的安装结构示意图。

1-流水槽；2-前风挡下横梁本体；3-前轮罩上加强板本体；4-前减震器座加强板；5-第一螺栓；6-第二螺栓；7-前减震器座本体；8-流水槽加强梁；9-流水槽加强梁主体；10-流水槽加强梁端部；11-第三螺栓；12-流水槽加强梁连接板；13-第四螺栓；14-第五螺栓。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图2、3所示，本实施例提供一种汽车流水槽总成，包括流水槽1，还包括流水槽加强梁8，该流水槽加强梁8包括流水槽加强梁主体9和设置在该流水槽加强梁主体9的两个端部的流水槽加强梁端部10，所述流水槽加强梁主体9与所述流水槽1连接，两个所述流水槽加强梁端部10分别与汽车前舱的两个前减震器座本体7连接。

本实施例中的前减震器座本体7具体采用外露式前减震器座本体。

本实施例中，汽车前舱包括流水槽总成、前风挡下横梁本体2、前轮罩上加强板本体3、前减震器座加强板4、以及前减震器座本体7。其中，前风挡下横梁本体2呈长条状；前轮罩上加强板本体3采用两个，两个前轮罩上加强板本体3分别设于前风挡下横梁本体2的两侧；前减震器座本体7采用两个，两个前减震器座本体7分别位于两个前轮罩上加强板本体3的内侧，且每个前轮罩上加强板本体3分别与前减震器座加强板4和前风挡下横梁本体2连接。由于现有技术中的汽车前舱的流水槽总成不包括流水槽加强梁8，所以汽车前舱的两个前减震器座本体7之间并无连接，当汽车行驶时，汽车前舱横摆振动较大，也就是横向应力较大。

本实施例中通过流水槽加强梁8连接两前减震器座本体7，使流水槽加强梁8与流水槽1、以及前轮罩上加强板本体3、前减震器座本体7共同构成封闭状态，这样就将现有技术中的前舱横摆时的横向应力转化成流水槽加强梁8和两个前减震器座本体7之间的拉压应力，明显降低了前舱横摆振动所带来的应力，从而有效提高了前舱的横向刚度，即能有效的提高车身的整体扭转刚度及整体弯曲刚度，还能解决流水槽1处的耐久性能，即本实施例中的流水槽总成有效改善了现有技术中流水槽1两端分别与前风挡下横梁本体2和前轮罩上加强板本体3之间的连接处的疲劳耐久问题。且流水槽加强梁主体9与流水槽1连接，可以避免汽车车身在汽车的左纵梁和右纵梁发生相对扭转或前舱横摆振动时造成的侧向振动严重的问题，并同时提高了流水槽1的通用性。

优选的是，所述流水槽加强梁主体9的中部与所述流水槽1的中部连接。

优选的是，所述流水槽加强梁主体9与所述流水槽1螺接。本实施例中具体是在流水槽加强梁主体9上设置有第三螺栓孔，将第三螺栓11穿过第三螺栓孔以将流水槽加强梁主体9与流水槽1螺接。汽车流水槽加强梁主体9采用螺栓与流水槽1固定连接，便于两者之间的安装和拆卸。由本实施例中的汽车流水槽总成的结构所形成的应力传递路径，可以大大减少流水槽加强梁主体9与流水槽1螺接处的疲劳耐久问题。

优选的是，所述流水槽加强梁8为空心结构，即流水槽加强梁主体9和其两端部的两个流水槽加强梁端部10均采用空心结构。将流水槽加强梁8设计成空心结构。为减轻重量，流水槽加强梁8可以采用空心钢管制成，这样汽车前舱达到同等扭转刚度的情况下，流水槽加强梁8质量会更轻，并可以节省制作流水槽加强梁8的材料和费用，改善汽车的油耗，且易于制造实现，成本较低，连接可靠且通用性强，可以对应用平台车型的性能进行改善。

优选的是，所述的汽车流水槽总成还包括流水槽加强梁连接板12，该流水槽加强梁连接板12的一端与所述流水槽加强梁端部10连接，该流水槽加强梁连接板12的另外一端与所述前减震器座本体7连接。本实施例中，所述流水槽加强梁连接板12为圆弧形，以用于卡设在前减震器座本体7上。

本实施例中，流水槽1通过第二螺栓6与前轮罩上加强板本体3连接。

现有技术中前减震器座本体7的传递路径为：前减震器座本体7→前减震器座加强板4→流水槽1端部的第二螺栓6→前风挡下横梁本体2。

本实施例中，前风挡下横梁本体2的一端与前轮罩上加强板本体3连接，前轮罩上加强板本体3的另外一端与前减震器座加强板4连接，前减震器座加强板4的另外一端与前减震器座本体7连接，前减震器座本体7的另外一端与流水槽加强梁连接板12连接，流水槽加强梁连接板12的另外一端与流水槽加强梁8连接，通过这样一圈就构成一个封闭的长方形结构。通过上述的连接方式，本实施例中的前减震器座本体7受到的应力的传递路径为：前减震器座本体7→流水槽加强梁连接板12→流水槽加强梁8→流水槽1中部→前风挡下横梁本体2→前轮罩上加强板本体3→前减震器座加强板4→前减震器座本体7。

本实施例中，流水槽总成具有很好的应力传递路径，增加了汽车前舱的侧向刚度，改善了汽车前舱的横摆模态，提高汽车的NVH性能及改变了现有技术中原结构的载荷传递路径，且有效解决了流水槽两端螺栓连接处的疲劳耐久问题。

由于本实施例中的流水槽总成中的前减震器座本体7所受到的应力传递路径中并不经过流水槽1端部的第二螺栓6处，所以克服了前减震器座外露式流水槽因布置问题设计细长而导致路试屡次开裂问题。且在本实施例中的流水槽1端部的第二螺栓6处并不接受前减震器座本体7传递过来的应力，从而有效解决了流水槽两端螺栓连接处的疲劳耐久问题，进而提高了雨刮系统安装在流水槽1上安装点的刚度，且大大提高了使用频率较高的雨刮系统的刚度、模态，进而提高了雨刮系统的使用寿命。由于本实施例中的流水槽总成中的前减震器座本体7所受到的应力传递路径并不经过流流水槽1端部的第二螺栓6处，所以使用该流水槽总成时，流水槽1不必设计地厚重，可以按照轻便的方案设计流水槽1，即流水槽1可以采用轻质性材料制成，从而增加了整车的轻便性，降低了整车的厚重性，并提高了整车的质量。

优选的是，所述流水槽加强梁连接板12的一端与所述流水槽加强梁端部10螺接。本实施例中具体是在流水槽加强梁连接板12的一端上设置有第四螺栓孔，通过第四螺栓13穿过第四螺栓孔将流水槽加强梁连接板12与流水槽加强梁端部10螺接。

优选的是，所述流水槽加强梁连接板12的另外一端与所述前减震器座本体7螺接。本实施例中具体的在流水槽加强梁连接板12的另外一端上设置有第五螺栓孔，通过第五螺栓14穿过第五螺栓孔将流水槽加强梁连接板12与前减震器座本体7螺接。

通过CAE模拟仿真来计算使用流水槽加强梁8前后的应力值，即比较现有技术中的流水槽1与前轮罩上加强板本体3连接处的第二螺栓6处的最大应力值，本实施例中的流水槽1与前轮罩上加强板本体3连接处的第二螺栓6处的最大应力值。具体测试零件、材料、屈服强度数值见表1，通过表1可以看出本实施例中通过增加流水槽加强梁8后，流水槽1与前轮罩上加强板本体3连接处的第二螺栓6处相对于现有技术的该处来说，最大应力值明显降低。

表1

实施例2

本实施例提供一种汽车前部车身结构，包括实施例1中所述的汽车流水槽总成。

实施例3

本实施例提供一种汽车，包括实施例2中所述的汽车前部车身结构。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽车流水槽总成，包括流水槽，其特征在于，还包括流水槽加强梁，该流水槽加强梁包括流水槽加强梁主体和设置在该流水槽加强梁主体的两个端部的流水槽加强梁端部，所述流水槽加强梁主体与所述流水槽连接，两个所述流水槽加强梁端部分别能够与汽车的两个前减震器座本体连接，所述流水槽加强梁主体的中部与所述流水槽的中部连接；

其中，前风挡下横梁本体的一端与前轮罩上加强板本体连接，前轮罩上加强板本体与前减震器座本体连接，前减震器座本体的另外一端与流水槽加强梁连接，通过这样就构成一个封闭的长方形结构，从而使前减震器座本体受到的应力的传递路径为：前减震器座本体→流水槽加强梁→流水槽中部→前风挡下横梁本体→前轮罩上加强板本体→前减震器座本体。

2.根据权利要求1所述的汽车流水槽总成，其特征在于，所述流水槽加强梁主体与所述流水槽螺接。

3.根据权利要求1所述的汽车流水槽总成，其特征在于，所述流水槽加强梁为空心结构。

4.根据权利要求1所述的汽车流水槽总成，其特征在于，还包括流水槽加强梁连接板，该流水槽加强梁连接板的一端与所述流水槽加强梁端部连接，该流水槽加强梁连接板的另外一端能够与所述前减震器座本体连接。

5.根据权利要求4所述的汽车流水槽总成，其特征在于，所述流水槽加强梁连接板的一端与所述流水槽加强梁端部螺接。

6.根据权利要求4所述的汽车流水槽总成，其特征在于，所述流水槽加强梁连接板的另外一端用于与所述前减震器座本体螺接。

7.一种汽车前部车身结构，其特征在于，包括权利要求1～6所述的汽车流水槽总成。

8.根据权利要求7所述的汽车前部车身结构，其特征在于，该汽车前部车身结构包括前风挡下横梁本体、前轮罩上加强板本体、前减震器座加强板、以及前减震器座本体。

9.一种汽车，其特征在于，包括权利要求7或8所述的汽车前部车身结构。