CN106005062A - 一种汽车备胎池结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车备胎池结构,所述备胎池设于后地板上,所述备胎池中部设有安装备胎的安装支架;所述备胎池中设有凸出的十字形加强筋,所述十字形加强筋延伸到备胎池的侧壁上;所述安装支架设于所述十字形加强筋的中心位置;所述备胎池前部在十字形加强筋两侧位置设有前部加强结构;所述备胎池后部在十字形加强筋两侧位置设有后部加强结构;所述后地板位于备胎池两侧设有后地板加强结构;本发明承载能力强,结构稳定性好,具有良好模态刚度性能,能满足轻量化及工艺要求。

Description

一种汽车备胎池结构
技术领域
本发明属于汽车构造的技术领域,涉及汽车车身结构,更具体地说,涉及一种汽车备胎池结构。
背景技术
现代汽车设计越来越重视汽车的安全性和舒适性。各大汽车制造商在面临节能减排等压力下,更注重对车身结构进行优化,希望在保证整车性能的前提下最大限度的降低生产成本。
现有汽车备胎池是汽车后地板的一部分,主要用来存放备胎,以便在汽车发生故障时,可以用备胎替换有报废的轮胎。但现有汽车在备胎池结构设计方面可能存在以下几个问题。
备胎池承载可能导致的问题:现在越来越多的汽车不仅配备备胎,往往还会配备一整套的随车工具,从而导致备胎池在承受备胎自重的基础上,需要承受更大的载重。在汽车高速行驶或者在较为恶劣的路况中,车身整体振动较为剧烈,备胎池局部载重过大,很容易导致备胎固定结构处的焊点脱落,甚至出现开裂的风险。
备胎池加工工艺方面存在的问题:备胎池大多都是冲压工艺成型。备胎所需存放空间较大,导致备胎池较深,钣金拉延深度较大。后地板通常料厚较薄,很容易造成备胎池局部模态刚度性能不足。同时由于冲压工艺导致的减薄,将使备胎池厚度大大降低,这必然导致备胎池局部开裂的风险。
备胎固定方式方面存在的问题:为了便于轮胎意外破损后进行更换,现有汽车都会装备有备胎。但是备胎的使用频率很低,为了防止备胎松动,需要将备胎固定的非常牢固。如果备胎固定时的拧紧力矩不足,备胎很容易产生松动,从而导致异响。如果备胎固定时的拧紧力矩过大,又会造成装拆不便,同时容易造成备胎固定结构处局部应力集中,产生开裂的风险。
备胎固定装置可能存在的NVH性能问题:汽车在行驶过程中,如果备胎池局部模态刚度性能不足,很容易出现低频共振,降低NVH性能,影响车辆的品质。备胎池局部结构长期存在共振现象,将导致备胎池局部出现疲劳开裂的风险。
事实证明:汽车备胎池的结构形式、模态刚度性能对汽车后备箱乃至整个后部车身的耐久性、稳定性和安全性都将有很大的影响。
为了改善汽车备胎池的模态刚度性能,常规的改进方法有三种,即更换后地板材料或者增加后地板料厚,或者在后地板备胎池周围增加加强件。这些改进方式存在的不足之处也比较明显,更换后地板材料会增加冲压工艺难度,增加后地板料厚或者在后地板备胎池周围增加加强件会导致车身重量增加,降低燃油经济性,同时会增加成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供承载能力强,结构稳定性好,具有良好模态刚度性能,能满足轻量化及工艺要求的汽车备胎池结构。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
该种汽车备胎池结构,所述备胎池设于后地板上,所述备胎池中部设有安装备胎的安装支架;所述备胎池中设有凸出的十字形加强筋,所述十字形加强筋延伸到备胎池的侧壁上;所述安装支架设于所述十字形加强筋的中心位置;所述备胎池前部在十字形加强筋两侧位置设有前部加强结构;所述备胎池后部在十字形加强筋两侧位置设有后部加强结构;所述后地板位于备胎池两侧设有后地板加强结构。
所述备胎池为凹槽结构,所述备胎池左右两侧部对称设置。
所述前部加强结构包括设于备胎池前部十字形加强筋两侧的各一条纵向加强筋;还包括设于备胎池前部十字形加强筋两侧的凸出加强筋,所述凸出加强筋设于备胎池底部及侧壁倒角位置。
所述纵向加强筋一端延伸到备胎池前部侧壁上。
所述纵向加强筋对称设置在备胎池前部的十字形加强筋两侧上,所述凸出加强筋对称设置在备胎池前部的十字形加强筋两侧上。
所述后部加强结构为设于备胎池后部十字形加强筋两侧的各两条横向加强筋。
所述横向加强筋一端延伸到备胎池后部侧壁上。
所述横向加强筋对称设置在备胎池后部的十字形加强筋两侧上。
所述后地板加强结构为设于后地板上的条形加强筋。
所述安装支架包括设于十字加强筋上的安装凸台,所述安装凸台上设有安装孔,所述安装凸台下边缘设有结构加强筋,所述安装凸台下边缘结构加强筋之间的位置设有焊点。
本发明的优点在于:本发明汽车备胎池结构,不仅承载能力强,结构特征简单,制造工艺方便,而且具有很好的模态刚度性能。
本发明汽车备胎池结构,整体设计简单科学合理,制造方便,冲压工艺良好,大大降低了生产成本。
本发明基于轻量化设计思路,结构整体布局科学合理,有效减少材料分布,有效降低了汽车后地板的制造成本,从而减轻车身重量,提高整车燃油经济性。
本发明采用形貌优化手段,巧妙布置加强筋,提高结构整体的模态刚度性能,避免备胎池结构出现共振现象,提升了整车NVH性能。
本发明通过不断的优化,对备胎池结构特征进行了不断的改进,降低了备胎池局部以及备胎池与备胎安装支架等连接处的应力集中,从而大大降低了备胎池疲劳开裂的风险。
本发明通过形貌优化分析手段,合理布置加强筋,使得结构具有达到最优化,既保证了该结构的工作性能,消除异响,满足了结构的刚度强度要求,又达到了轻量化的目的。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为本发明汽车备胎池结构的整体示意图。
图2为本发明汽车备胎池结构的安装支架的装配示意图。
图中标记为:1、后地板,2、安装支架,3、十字形加强筋,4、纵向加强筋,5、凸出加强筋,6、前部漏液孔,7、横向加强筋,8、后部漏液孔,9、条形加强筋,10、安装孔,11、结构加强筋,12、焊点。
具体实施方式
下面对照附图,通过对最优实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示,该种汽车备胎池结构,备胎池设于后地板1上,备胎池中部设有安装备胎的安装支架2;备胎池中设有凸出的十字形加强筋3,十字形加强筋3延伸到备胎池的侧壁上;安装支架2设于十字形加强筋3的中心位置;备胎池前部在十字形加强筋3两侧位置设有前部加强结构;备胎池后部在十字形加强筋3两侧位置设有后部加强结构;后地板1位于备胎池两侧设有后地板1加强结构。
在备胎池中部设置有安装支架2。在保持安装支架2周围结构不发生变化的前提下,在备胎池中设置十字形加强筋3。十字形加强筋3为凸出来的加强筋,宽度较宽,并且一直延伸到了备胎池的侧壁部分。十字形加强筋3奠定了该备胎池的基本结构,能够很好的保证备胎池整体结构的刚度强度性能。
备胎池为凹槽结构,备胎池左右两侧部以安装支架2的中心为对称中心对称设置。本发明备胎池为整体式一体结构,备胎池整体结构呈凹槽状,以备胎安装点为中心,左右两侧结构完全对称,备胎池结构强度好。
前部加强结构包括设于备胎池前部十字形加强筋3两侧的各一条纵向加强筋4;还包括设于备胎池前部十字形加强筋3两侧的凸出加强筋5,凸出加强筋5设于备胎池底部及侧壁倒角位置。
纵向加强筋4一端延伸到备胎池前部侧壁上。纵向加强筋4对称设置在备胎池前部的十字形加强筋3两侧上,凸出加强筋5对称设置在备胎池前部的十字形加强筋3两侧上。
在备胎池前部区域,十字形加强筋3两侧位置各设置一条纵向加强筋4,能够很好的支撑备胎,减轻了前部十字形加强筋3所承受的应力。同时在备胎池底部与侧壁大倒角的位置,对称设置了两个凸出来的筋,从而保证了此处的刚度强度性能,避免出现应力集中。前部十字形加强筋3两侧同时设置了各一个前部漏液孔6。涂装电泳时,保证电泳液通过前部漏液孔6顺利流出,避免积液现象。
后部加强结构为设于备胎池后部十字形加强筋3两侧的各两条横向加强筋7。横向加强筋7一端延伸到备胎池后部侧壁上。横向加强筋7对称设置在备胎池后部的十字形加强筋3两侧上。
在备胎池后部区域,根据形貌优化结果,对称设置了两条宽较宽的横向加强筋7。备胎池后部区域的较宽的横向加强筋7,阻断了备胎池振动继续向后围传递的路径,避免了备胎池局部模态传递到后围部分发生共振耦合,同时提高了备胎池后部扭转刚度性能。后部十字形加强筋3两侧同时设置了共四个后部漏液孔8。涂装电泳时,保证电泳液通过后部漏液孔8顺利流出,避免积液现象。漏液孔周围均设置有倒角特征,保证了漏液孔处的局部刚度性能。
后地板加强结构为设于后地板1上备胎池两侧的条形加强筋9。同时,本发明在后地板1备胎池两侧布置了条形加强筋9,不仅提高了后地板1整体的模态刚度性能,而且还避免了因后地板1出现过大的平板结构,而导致的低频振动。
本发明在备胎池底部前后位置共设置的六个较大的漏液孔,不仅提高了备胎池的防腐能力,而且达到了减重的目标。
如图1及图2所示,安装支架2包括设于十字加强筋上的安装凸台,安装凸台上设有安装孔10,安装凸台下边缘设有结构加强筋11,安装凸台下边缘结构加强筋11之间的位置设有焊点12。
安装支架2安装在备胎池底部十字形加强筋3的中心位置。安装支架2设置有安装凸台,安装凸台上设置有安装孔10。安装支架2的下边缘设置了结构加强筋11,将安装支架2下边缘的环形搭接边缘均匀分成三个区域。在焊接边缘设置结构加强筋11,不仅保证了备胎安装点处的刚度强度性能,而且保证了备胎安装支架2的稳定性。同时,在安装支架2与备胎底部接触的下边缘的三个环形区域均有两个焊点12,保证了备胎安装支架2的有效连接和自身的稳定性。
本发明针对现有技术中汽车备胎池结构,由于承受载重较大,同时冲压工艺会导致料厚减薄;如果汽车备胎池结构设计的不够合理,无法满足其结构模态刚度性能;在路况不好时或者高速行驶过程中,备胎池局部发生剧烈振动,从而出现异响现象,甚至导致焊点脱落,钣金件应力集中,发生钣金开裂的风险的问题;选择整体结构造型,确定整体的模态刚度性能基础。
本发明在保证备胎池备胎安装点、漏液孔等特征不变的前提下,对整体结构设计,按照模态刚度性能要求,对基础结构采用形貌优化技术手段,对汽车备胎池结构整体进行了模态刚度优化分析,使得整体结构性能达到一个全新的水平,从而得到了模态刚度性能更好,材料分布更加科学合理的结构设计方案。根据形貌优化结果,结合现实生产加工工艺实现的可能性,对优化结果进行合理的利用,最终形成的汽车备胎池结构。
本发明汽车备胎池结构的有益效果,体现在以下几个方面:
一、本发明汽车备胎池结构整体设计简单科学合理,制造方便,冲压工艺良好,大大降低了生产成本。
二、本发明基于轻量化设计思路,结构整体布局科学合理,有效减少材料分布,有效降低了汽车后地板1的制造成本,从而减轻车身重量,提高整车燃油经济性。
三、本发明采用形貌优化手段,巧妙布置加强筋,提高结构整体的模态刚度性能,避免备胎池结构出现共振现象,提升了整车NVH性能。
四、本发明通过不断的优化,对备胎池结构特征进行了不断的改进,降低了备胎池局部以及备胎池与备胎安装支架2等连接处的应力集中,从而大大降低了备胎池疲劳开裂的风险。
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,均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车备胎池结构,所述备胎池设于后地板上,其特征在于:所述备胎池中部设有安装备胎的安装支架;所述备胎池中设有凸出的十字形加强筋,所述十字形加强筋延伸到备胎池的侧壁上;所述安装支架设于所述十字形加强筋的中心位置;所述备胎池前部在十字形加强筋两侧位置设有前部加强结构;所述备胎池后部在十字形加强筋两侧位置设有后部加强结构;所述后地板位于备胎池两侧设有后地板加强结构。
2.如权利要求1所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述备胎池为凹槽结构,所述备胎池左右两侧部对称设置。
3.如权利要求1所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述前部加强结构包括设于备胎池前部十字形加强筋两侧的各一条纵向加强筋;还包括设于备胎池前部十字形加强筋两侧的凸出加强筋,所述凸出加强筋设于备胎池底部及侧壁倒角位置。
4.如权利要求3所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述纵向加强筋一端延伸到备胎池前部侧壁上。
5.如权利要求3或4所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述纵向加强筋对称设置在备胎池前部的十字形加强筋两侧上,所述凸出加强筋对称设置在备胎池前部的十字形加强筋两侧上。
6.如权利要求1所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述后部加强结构为设于备胎池后部十字形加强筋两侧的各两条横向加强筋。
7.如权利要求6所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述横向加强筋一端延伸到备胎池后部侧壁上。
8.如权利要求6或7所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述横向加强筋对称设置在备胎池后部的十字形加强筋两侧上。
9.如权利要求1所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述后地板加强结构为设于后地板上的条形加强筋。
10.如权利要求1所述的汽车备胎池结构,其特征在于:所述安装支架包括设于十字加强筋上的安装凸台,所述安装凸台上设有安装孔,所述安装凸台下边缘设有结构加强筋,所述安装凸台下边缘结构加强筋之间的位置设有焊点。
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