CN107499387A - 汽车镁合金管梁安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车镁合金管梁安装结构，属于汽车设计与制造的技术领域。本发明的汽车镁合金管梁安装结构，包括镁合金铸造管梁，镁合金铸造管梁包括一体成型的驾驶侧管梁、副驾驶侧管梁，设置在驾驶侧管梁与副驾驶侧管梁之间的中通道管梁，以及自驾驶侧管梁上部延伸至副驾驶侧管梁上部的横管梁；驾驶侧管梁下部与中通道管梁下部之间通过螺栓连接钢质的膝部气囊安装支架。本发明的安装结构结合了轴向调节机构不仅提高了安装精度，而且由于采用一体成型工艺保证了安装刚度和结构稳定性，减少振动和噪音，并且避免了焊接导致的变形或开裂隐患。

Description

汽车镁合金管梁安装结构

技术领域

本发明涉及汽车设计与制造的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种汽车镁合金管梁安装结构。

背景技术

电动车飞速发展，为了提高汽车的燃油效率和降低其废气排放，减轻汽车的重量至关重要。为了达到这一目的，用镁合金来制造合适的汽车零部件是一种明智之举，作为一种最轻的结构金属，镁比钢轻75％，比铝轻33％。镁合金材料的研发必然的汽车行业的重要发展方向。

在现有技术中，汽车用仪表板管梁通常采用钢管和钢板冲压件组合焊接制造，此类钢质仪表板管梁总成的组成零部件数量多，需要焊接组装，不利于尺寸控制。尽管现有技术中已有仪表板管梁结构中用部分镁合金件替代了钢质部件，但其通常需要配合多个焊接支架使用，不仅装配工艺复杂，而且焊接时存在开裂或变形的风险，尤其是驾驶员侧结构与副驾驶员侧结构如果采用不同的金属材质，会导致整体刚度变差。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种汽车镁合金管梁安装结构。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种汽车镁合金管梁安装结构，包括镁合金铸造管梁，其特征在于：所述镁合金铸造管梁包括驾驶侧管梁、副驾驶侧管梁，设置在所述驾驶侧管梁与副驾驶侧管梁之间的中通道管梁，以及自所述驾驶侧管梁上部延伸至所述副驾驶侧管梁上部的横管梁；所述驾驶侧管梁下部与所述中通道管梁下部之间通过螺栓连接钢质的膝部气囊安装支架。

其中，所述包括驾驶侧管梁、副驾驶侧管梁、中通道管梁以及横管梁的镁合金铸造管梁通过压铸工艺一体成型。

其中，所述镁合金铸造管梁与车身之间通过螺栓和螺母固定有用于调节轴向距离的调节机构，所述调节机构由基座、棘轮、调节轮和衬垫组成；所述基座通过非对称的卡子卡接到车身上，棘轮与基座连接在一起，所述棘轮的内部设置有内螺纹；所述调节轮内部设置有左旋螺纹，外部设置有与所述棘轮的内螺纹相配合的右旋螺纹；所述调节轮外还设置有衬垫；车身上设置有螺母，而所述螺栓依次通过镁合金铸造管梁、衬垫、调节轮的内部的左旋螺纹、棘轮和基座与所述螺母紧固在一起。

其中，所述镁合金铸造管梁的背部设置有W型加强筋。

其中，所述驾驶侧管梁的安装点端面与所述非驾驶侧管梁的安装点断面相对于Y平面对称。

其中，驾驶侧管梁通过螺母和螺栓与左侧围A柱内板、仪表板管梁加强板紧固；副架侧管梁通过螺母和螺栓与右侧围A柱内板紧固。

其中，靠近驾驶侧管梁一侧的横管梁上通过螺栓固定连接第一仪表板管梁安装板，所述第一仪表板管梁安装板的两侧设置有仪表板管梁支撑板，而所述仪表板管梁支撑板上设置有前风窗下管梁；并且在所述横梁管与所述第一仪表板管梁安装板之间设置有所述调节机构。

其中，中通道管梁通过螺母和螺栓与副仪表板安装支架组件固定连接，所述副仪表板安装支架组件设置在中通道上加强梁上；所述中通道管梁与所述副仪表板安装支架组件之间设置有所述调节机构。

其中，所述副仪表板安装支架组件上设置有前HVAC总成。

其中，所述横管梁还通过螺母和螺栓与第二仪表板管梁安装板连接，所述第二仪表板管梁安装板上设置有组合仪表托架，所述组合仪表托架上组装有组合仪表，而组合仪表下方连接转向装置；所述组合仪表托架内形成有左侧吹面风道。

与最接近的现有技术相比，本发明的汽车镁合金管梁安装结构具有以下有益效果：

与钢制管梁相比，可以将传统CCB的20多个零件集成为一个单独部件；与常规的镁合金管梁相比，结合轴向调节机构不仅提高了安装精度，而且由于采用一体成型工艺保证了安装刚度和结构稳定性，减少振动和噪音，并且避免了焊接导致的变形或开裂隐患。

附图说明

图1为本发明实施例的汽车镁合金管梁安装结构的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的汽车镁合金管梁安装结构的正视图。

图3为本发明实施例的汽车镁合金管梁安装结构的左视图。

图4为本发明实施例的汽车镁合金管梁安装结构的后视图。

图5为图2沿着A-A方向的截面结构示意图。

图6为图2沿着E方向的结构示意图。

图7为汽车镁合金管梁安装结构中的调节机构示意图。

图8为汽车镁合金管梁安装结构中的调节机构拆解结构的示意图。

图9为图2沿着C-C方向的截面结构示意图。

图10为图2沿着B-B方向的截面结构示意图。

图11为图2沿着D-D方向的截面结构示意图。

图12为本发明实施例的汽车镁合金管梁安装结构的安装点示意图。

图中各附图标记所表示的含义分别为：

1：铆接圆螺母(M8)

2：仪表板管梁加强板

3：侧围A柱内板-左

4：螺栓(Q1840832)

5：镁合金铸造管梁

6：螺栓(Q1840847)

7：管梁调节机构

8：前HVAC总成

9：凸焊方螺母(M8)

10：副仪表板安装支架组件-左

11：中通道上加强梁

12：第二仪表板管梁安装板

13：左侧吹面风道

14：组合仪表托架

15：组合仪表

16：转向装置

17：螺栓(Q1840237)

18：凸焊方螺母

19：前风窗下管梁

20：仪表板管梁支撑板

21：第一仪表板管梁安装板

22：膝部气囊安装支架

23：螺栓

51：基座

52：棘轮

53：调节轮

54：衬垫

101：管梁与车身安装点

102：管梁与诊断接口支架安装点

103：管梁与副仪表板安装点

104：管梁与多媒体散热器鼓风机安装点

105：管梁与仪表板上本体安装点

106：管梁与膝部气囊支架安装点

107：管梁与PAB安装点

108：管梁与空调安装点

109：管梁与手套箱安装点

110：手套箱勾在管梁上

111：电器线束卡子安装点

112：管梁与主驾驶脚部护板安装点

113：膝部气囊支架与仪表板下本体安装。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明的汽车镁合金管梁安装结构做进一步的阐述，以期对本发明的技术方案做出更完整和清楚的说明。

实施例

如图1-4所示，本实施例的汽车镁合金管梁安装结构，包括通过压铸工艺一体成型的镁合金铸造管梁以及钢质的膝部气囊安装支架。所述镁合金铸造管梁包括驾驶侧管梁、副驾驶侧管梁，设置在所述驾驶侧管梁与副驾驶侧管梁之间的中通道管梁，以及自所述驾驶侧管梁上部延伸至所述副驾驶侧管梁上部的横管梁；压铸工艺是指在高压作用下，使液态的镁合金(例如镁铝合金)高速填充铸型(压铸模具)型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。在本发明中采用冷室高压压铸制备所述镁合金铸造管梁，压强为40MPa-70MPa，充填速度约在10-100m/s，充填时间在0.01-0.2s范围内；冷室压铸机的压室与保温炉的分开的，压铸时，从保温炉中取出液体金属浇入压室后进行压铸。在本发明中，整体铸造的镁合金铸造管梁保证了安装刚度和结构稳定性，减少振动和噪音，并且避免了因焊接而导致的变形或开裂隐患。对于整体铸造的管梁为了实现其与车身的精确安装，如图7和8所示，在二者之间设置有用于调节轴向距离的调节机构7，所述调节机构7由基座51、棘轮52、调节轮53和衬垫54组成。所述基座通过非对称的卡子卡接到车身(例如副仪表板安装支架组件、第一仪表板管梁安装板等)上，棘轮52与基座51连接在一起，所述棘轮52的内部设置有内螺纹；所述调节轮53内部设置有左旋螺纹，外部设置有与所述棘轮的内螺纹相配合的右旋螺纹；所述调节轮外还设置有衬垫54。车身上设置有螺母，而所述螺栓依次通过镁合金铸造管梁、衬垫、调节轮的内部的左旋螺纹、棘轮和基座与所述螺母紧固在一起，从而可以使得仪表板管梁与车身在安装时二者之间的距离可调，在螺栓紧固过程，避免由于车身误差使车身变形，并且使得压铸工艺一体成型变得相对容易。如图4所示，所述镁合金铸造管梁的背部设置有W型加强筋，从而可以提高仪表板镁合金管梁强度。如图2所示，镁合金铸造管梁自身的安装点断面包括A-A，B-B，C-C，A’-A’。其中，A-A断面与A’-A’关于Y平面对称。膝部气囊安装支架是集成到仪表板镁合金管梁上的，安装点断面：D-D，D’-D’，D-D断面与D’-D’断面截面形式一致。如图11所示，镁合金铸造管梁5(驾驶侧管梁下部)与所述中通道管梁下部之间通过螺栓23连接膝部气囊安装支架22。如图5所示，镁合金铸造管梁5(驾驶侧管梁)通过铆接圆螺母(M8)1和螺栓(Q1840832)与左侧围A柱内板3、仪表板管梁加强板2紧固连接。副架侧管梁通过螺母和螺栓与右侧围A柱内板紧固(图未示出。如图10所示，镁合金铸造管梁5(靠近驾驶侧管梁一侧的横管梁)通过螺栓(Q1840847)6固定连接第一仪表板管梁安装板21，所述第一仪表板管梁安装板21的两侧设置有仪表板管梁支撑板20，而所述仪表板管梁支撑板20上设置有前风窗下管梁19；并且在镁合金铸造管梁5(靠近驾驶侧管梁一侧的横管梁)与所述第一仪表板管梁安装板21之间设置有调节机构7。如图6所示，镁合金铸造管梁5(中通道管梁)通过凸焊方螺母(M8)9和螺栓(Q1840847)6与副仪表板安装支架组件10固定连接，所述副仪表板安装支架组件10设置在中通道上加强梁11上；所述镁合金铸造管梁5(中通道管梁)与所述副仪表板安装支架组件10之间设置有所述调节机构，所述副仪表板安装支架组件上设置有前HVAC总成8。如图9所示，镁合金铸造管梁5(横梁管)还通过凸焊方螺母18和螺栓17与第二仪表板管梁安装板12连接，所述第二仪表板管梁安装板12上设置有组合仪表托架14，所述组合仪表托架14上组装有组合仪表15，而组合仪表15下方连接转向装置16；所述组合仪表托架内形成有左侧吹面风道13。图12示出了实施例的汽车镁合金管梁安装结构的安装点示意图。

采用本发明的镁合金压铸的仪表板管梁可减重50％以上，轻量化效果非常明显，镁合金是目前应用的金属结构材料中最轻的，具有密度小，比强度和比刚性高，阻尼性，切削加工型和铸造性能最好的，镁合金仪表板管梁在汽车产品中可以得到广泛的应用。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是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)

1.一种汽车镁合金管梁安装结构，包括镁合金铸造管梁，其特征在于：所述镁合金铸造管梁包括驾驶侧管梁、副驾驶侧管梁，设置在所述驾驶侧管梁与副驾驶侧管梁之间的中通道管梁，以及自所述驾驶侧管梁上部延伸至所述副驾驶侧管梁上部的横管梁；所述驾驶侧管梁下部与所述中通道管梁下部之间通过螺栓连接钢质的膝部气囊安装支架。

2.根据权利要求1所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：所述包括驾驶侧管梁、副驾驶侧管梁、中通道管梁以及横管梁的镁合金铸造管梁通过压铸工艺一体成型。

3.根据权利要求1所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：所述镁合金铸造管梁与车身之间通过螺栓和螺母固定有用于调节轴向距离的调节机构，所述调节机构由基座、棘轮、调节轮和衬垫组成；所述基座通过非对称的卡子卡接到车身上，棘轮与基座连接在一起，所述棘轮的内部设置有内螺纹；所述调节轮内部设置有左旋螺纹，外部设置有与所述棘轮的内螺纹相配合的右旋螺纹；所述调节轮外还设置有衬垫；车身上设置有螺母，而所述螺栓依次通过镁合金铸造管梁、衬垫、调节轮的内部的左旋螺纹、棘轮和基座与所述螺母紧固在一起。

4.根据权利要求1所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：所述镁合金铸造管梁的背部设置有W型加强筋。

5.根据权利要求1所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：所述驾驶侧管梁的安装点端面与所述非驾驶侧管梁的安装点断面相对于Y平面对称。

6.根据权利要求5所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：驾驶侧管梁通过螺母和螺栓与左侧围A柱内板、仪表板管梁加强板紧固；副架侧管梁通过螺母和螺栓与右侧围A柱内板紧固。

7.根据权利要求3所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：靠近驾驶侧管梁一侧的横管梁上通过螺栓固定连接第一仪表板管梁安装板，所述第一仪表板管梁安装板的两侧设置有仪表板管梁支撑板，而所述仪表板管梁支撑板上设置有前风窗下管梁；并且在所述横梁管与所述第一仪表板管梁安装板之间设置有所述调节机构。

8.根据权利要求3所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：中通道管梁通过螺母和螺栓与副仪表板安装支架组件固定连接，所述副仪表板安装支架组件设置在中通道上加强梁上；所述中通道管梁与所述副仪表板安装支架组件之间设置有所述调节机构。

9.根据权利要求8所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：所述副仪表板安装支架组件上设置有前HVAC总成。

10.根据权利要求3所述的汽车镁合金管梁安装结构，其特征在于：所述横管梁还通过螺母和螺栓与第二仪表板管梁安装板连接，所述第二仪表板管梁安装板上设置有组合仪表托架，所述组合仪表托架上组装有组合仪表，而组合仪表下方连接转向装置；所述组合仪表托架内形成有左侧吹面风道。