CN105774908A - 一种汽车组合式纵梁结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车组合式纵梁结构，包括主纵梁，连接在所述主纵梁上的引导梁；其特征是：所述引导梁由前端安装板、一端连接在前端安装板前面的前端吸能构件、一端连接在前端安装板后面的支撑管和与支撑管另一端连接的后端安装板组成；所述引导梁的前端安装板通过连接螺栓与主纵梁上的水箱横梁安装支架连接，所述引导梁的后端安装板通过安装螺栓与所述主纵梁上的纵梁外板连接，所述引导梁能够拆卸。本发明既能满足安全要求相对较低的车辆，又能应对安全要求较高的车辆，能够在小偏置碰撞实验中参与变形吸能，同时能够引导其他相邻结构件变形吸能，减小乘员舱的变形，提高整车安全性能。

Description

一种汽车组合式纵梁结构
技术领域
本发明涉及一种汽车车身，具体涉及一种汽车组合式纵梁结构。
背景技术
目前世界范围内对于汽车安全性评价体系繁多，较流行的有E-NCAP（汽车界最具权威的安全认证机构，创始于1997年，由欧洲七个政府组织组成）、US-NCAP、IIHS、J-NCAP、C-NACP等评价规程，其中北美的安全规范以全面和严格著称，例如IIHS法规中新增的一项64km/h速度的25%重叠的刚性墙碰撞实验，又称小偏置碰撞实验（参见图1）比目前其他的法规项都严厉，很多现行法规成绩很突出的车型都在该项试验中惨败。小偏置碰撞实验工况中的刚性壁障与车体的重叠面积较小（为车宽的25%），传统的纵梁与刚性壁障之间在碰撞过程中纵梁向左碰撞（参见图2），擦着刚性壁障移动过去，纵梁和刚性壁障无碰撞重叠区。车架结构在碰撞区域内参与变形吸能的作用非常小，导致碰撞能量主要由轮胎以及乘员舱变形吸收，使乘员没有足够的生存空间。这是成为大多数汽车新品进入北美市场的壁垒。CN103723197A公开了一种机舱强吸能结构，包括固连于防撞梁和侧围骨架之间的前纵梁，在前纵梁和防撞梁之间还固连有溃缩梁，所述前纵梁包括固连于溃缩梁与侧围骨架之间的均呈喇叭形的主传力梁和上传力梁，所述上传力梁位于主传力梁的上方，所述主传力梁和上传力梁的小头端与溃缩梁相连。在上传力梁与溃缩梁之间还固连有呈喇叭形的、且相对于主传力梁向上斜置的呈喇叭形的引导梁，所述引导梁的大头端与溃缩梁相连。还涉及一种连接设置在所述的主传力梁、引导梁、上传力梁及前围板中间的前轮罩。其强吸能结构能在汽车发生碰撞时，使前纵梁及溃缩梁对碰撞能量进行很好的吸收，降低碰撞对乘客舱造成的影响，同时也提高了前轮罩的可靠性。但结构较为复杂，是否能够满足IIHS法规中新增的一项64km/h速度的25%重叠的刚性墙碰撞实验的要求并不明确，而且适应性范围较窄。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车组合式纵梁结构，其既能满足安全要求相对较低的车辆，又能应对安全要求较高的车辆，能够在小偏置碰撞实验中参与变形吸能，同时能够引导其他相邻结构件变形吸能，减小乘员舱的变形，提高整车安全性能。
本发明所述的一种汽车组合式纵梁结构，包括主纵梁，连接在所述主纵梁上的引导梁；其特征是：所述引导梁由前端安装板、一端连接在前端安装板前面的前端吸能构件、一端连接在前端安装板后面的支撑管和与支撑管另一端连接的后端安装板组成；所述引导梁的前端安装板通过连接螺栓与主纵梁上的水箱横梁安装支架连接，所述引导梁的后端安装板通过安装螺栓与所述主纵梁上的纵梁外板连接，所述引导梁能够拆卸。
进一步，所述引导梁的前端吸能构件与前端安装板之间、前端安装板与支撑管之间、支撑管与后端安装板之间均通过保护焊连接。
进一步，所述引导梁的前端安装板通过第一连接螺栓、第二连接螺栓、第三连接螺栓和第四连接螺栓与所述主纵梁上的水箱横梁安装支架连接。
进一步，所述引导梁的后端安装板通过第一安装螺栓和第二安装螺栓与所述主纵梁上的纵梁外板连接。
进一步，所述前端吸能构件为筒状结构，且前端从上至下向后倾斜。
进一步，所述前端吸能构件为圆形筒状结构或多边形筒状结构。
优选的方案是，所述前端吸能构件为正六边形筒状结构，在所述前端吸能构件的下面设有多道与前后方向垂直的溃缩结构。
进一步，所述溃缩结构的横截面呈“V”形。
本发明主要的设计方向是在应对安全要求相对较低的产品时拆卸引导梁，这样组合式纵梁恢复成常规纵梁；在应对要求较高的美国IIHS评价法规时，安装引导梁满足小偏置碰撞试验的性能要求。
本发明的有下列优点：
（1）由于设置了可以拆卸的引导梁，使得车辆达到良好的小偏置碰撞性能。传统的纵梁结构加装引导梁，使得原本在碰撞过程中不能参加碰撞变形的车架结构参与到吸能过程中来，从而更好的保证乘员空间的完整性，很好的保护驾乘人员的安全；
（2）可以根据不同的市场安全性能要求组合成不同的车体配置。针对传统市场的安全要求，不加装引导梁即可满足当地的法规要求；针对有小偏置碰撞性能要求的北美市场加装引导梁，以满足该当地法规的要求；
（3）纵梁设计成总装式的拆卸方式，生产安全均比较方便。不同的车体配置只需要总装选择是否加装引导梁，不影响其余结构的生产和安装。
（4）本发明已经通过CAE分析验证，采用该纵梁结构的车辆在IIHS小偏置实验中能够取得优秀成绩。
（5）本发明能够满足不同的安全性能要求，并且便于在安全性能要求不高的国家控制单车成本。
附图说明
图1是IIHS法规中新增的一项64km/h速度的25%重叠的刚性墙碰撞实验示意图。
图2是传统的纵梁与刚性壁障之间在碰撞试验过程中纵梁向左碰撞的示意图。
图3是本发明的结构示意图；
图4是引导梁的结构示意图；
图5图4的左视图；
图6是图4的仰视图；
图7是引导梁轴测图；
图8是本发明在进行小偏置碰撞试验的示意图。
图中：1－主纵梁，11－水箱横梁安装支架横，12－纵梁外板；
2－引导梁，20－第一安装螺栓，21－第－连接螺栓，22－第二连接螺栓，23－第三连接螺栓，24－第四连接螺栓，25－前端安装板，26－前端吸能构件，27－支撑管，28－后端安装板，29－第二安装螺栓，30－溃缩结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参见图3、图4、图5、图6和图7所示的一种汽车组合式纵梁结构，包括主纵梁1，连接在所述主纵梁上的引导梁2；一般的纵梁结构只有一根主纵梁，在进行小偏置实验时主纵梁不在碰撞重叠区域内，不能参与变形吸能，较难满足小偏置实验要求。其突出的实质性特点是：所述引导梁2由前端安装板25、一端连接在前端安装板前面的前端吸能构件26、一端连接在前端安装板后面的支撑管27和与支撑管另一端连接的后端安装板28组成；所述引导梁2的前端安装板25通过连接螺栓与主纵梁1上的水箱横梁安装支架11连接，所述引导梁2的后端安装板28通过安装螺栓与所述主纵梁1上的纵梁外板12连接，所述引导梁能够拆卸。
所述引导梁2的前端吸能构件26与前端安装板25之间、前端安装板25与支撑管27之间、支撑管27与后端安装板28之间均通过保护焊连接。
所述引导梁2的前端安装板25通过第一连接螺栓21、第二连接螺栓22、第三连接螺栓23和第四连接螺栓24与所述主纵梁1上的水箱横梁安装支架11连接。
所述引导梁2的后端安装板28通过第一安装螺栓20和第二安装螺栓29与所述主纵梁1上的纵梁外板12连接。
所述前端吸能构件26为筒状结构，且前端从上至下向后倾斜。所述前端吸能构件26为正六边形筒状结构，在所述前端吸能构件的下面设有两道与前后方向垂直的溃缩结构30。所述溃缩结构的横截面呈“V”形。
如前端吸能构件26为圆形筒状结构、八边形筒状结构、十二边形筒状结构，即构成另外的多个实施例。
在主纵梁加装可拆的引导梁，并使引导梁在主纵梁和固定壁障的碰撞重叠区内，能够在小偏置碰撞试验过程中参与变形吸能，同时带动主纵梁变形吸能，使车辆能满足小偏置碰撞实验的要求。在进行小偏置碰撞实验时，参见图8，所述前端吸能构件的另一端正对固定壁障。

Claims (8)

1.一种汽车组合式纵梁结构，包括主纵梁（1），连接在所述主纵梁（1）上的引导梁（2）；其特征是：所述引导梁（2）由前端安装板（25）、一端连接在前端安装板前面的前端吸能构件（26）、一端连接在前端安装板后面的支撑管（27）和与支撑管另一端连接的后端安装板（28）组成；所述引导梁（2）的前端安装板（25）通过连接螺栓与主纵梁（1）上的水箱横梁安装支架（11）连接，所述引导梁（2）的后端安装板（28）通过安装螺栓与所述主纵梁（1）上的纵梁外板（12）连接，所述引导梁能够拆卸。
2.根据权利要求1所述的汽车组合式纵梁结构，其特征是：所述引导梁（2）的前端吸能构件（26）与前端安装板（25）之间、前端安装板（25）与支撑管(27)之间、支撑管(27)与后端安装板(28)之间均通过保护焊连接。
3.根据权利要求1或2所述的汽车组合式纵梁结构，其特征是：所述引导梁（2）的前端安装板（25）通过第一连接螺栓（21）、第二连接螺栓（22）、第三连接螺栓（23）和第四连接螺栓（24）与所述主纵梁（1）上的水箱横梁安装支架（11）连接。
4.根据权利要求1或2所述的汽车组合式纵梁结构，其特征是：所述引导梁（2）的后端安装板(28)通过第一安装螺栓（20）和第二安装螺栓（29）与所述主纵梁（1）上的纵梁外板（12）连接。
5.根据权利要求1或2所述的汽车组合式纵梁结构，其特征是：所述前端吸能构件（26）为筒状结构，且前端从上至下向后倾斜。
6.根据权利要求5所述的汽车组合式纵梁结构，其特征是：所述前端吸能构件（26）为圆形筒状结构或多边形筒状结构。
7.根据权利要求5所述的汽车组合式纵梁结构，其特征是：所述前端吸能构件（26）为正六边形筒状结构，在所述前端吸能构件的下面设有两道与前后方向垂直的溃缩结构（30）。
8.根据权利要求7所述的汽车组合式纵梁结构，其特征是：所述溃缩结构（30）的横截面呈“V”形。
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