CN107972738B - 车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车身结构，包括车架、支撑于车架相对两侧的两个侧围总成、以及连接两个侧围总成的顶棚骨架，各侧围总成的B柱的内部空腔中均设置有B柱支撑柱，各侧围总成的边梁的内部空腔中均设置有边梁支撑柱，顶棚骨架的顶棚横梁的内部空腔中设置有横梁支撑柱；B柱支撑柱、边梁支撑柱以及横梁支撑柱的相邻端部均固定连接，B柱支撑柱的底端支撑于侧围总成的门槛横梁上。本发明提供的车身结构，在侧围总成和顶棚骨架的内部，构建一个整体的由支撑柱组成的骨架结构，该骨架结构的最终支撑点为车架，如此不仅将车辆侧部和顶部受到的撞击一体考虑，并且将这些撞击最终传递到车架上，如此极大的提升车辆的受撞击性能。

Description

车身结构

技术领域

本发明涉及汽车技术，具体涉及一种车身结构。

背景技术

侧部撞击和顶棚压塌是两种较为典型的交通事故类型，作为相对应的汽车设计应对措施，其一在于将汽车的侧围总成和顶棚总成的各组成部件间相互固接以提升整体强度，其二在于为汽车的侧围总成和顶棚总成的各组成部件设置加强件，较为典型的在侧围钣金上设置各种支撑肋板，如横肋板、竖肋板以及斜肋板等等。

上述第一种应对方式如申请公布号为CN104670336A，申请公布日为2015年6月3日，名称为《一种闭环式后侧围》，申请人为上汽通用五菱汽车股份有限公司的发明专利申请，其包括C柱外加强板、卷收器固定支架、上边梁加强板、顶盖后横梁内板、顶盖后横梁外板、所述衣帽架支撑梁和减震器安装板，所述C柱外加强板、卷收器固定支架和减震器安装板相对齐贴合连接，所述C柱外加强板靠近C柱上端的部位分别与所述上边梁加强板、顶盖后横梁内板、顶盖后横梁外板连接，所述卷收器固定支架与所述衣帽架支撑梁连接。该专利申请就通过加强后侧围总成的各部件的连接关系来提升侧围的整体强度。上述第二种应对方式如申请号为CN104590382A，申请公布日为2015年5月6日，名称为《用于车辆的侧围内板》，申请人为无锡郎贤汽车组件研发中心有限公司的发明专利申请，其就通过在A柱和B柱上设置加强板来提升侧围总成的结构强度，进而降低侧部撞击对人员的伤害。

现有技术的不足之处在于，在对侧围和顶棚的撞击进行设计时，均单独考虑侧围或者顶棚的防撞击设计，而未将对该部分的撞击传递到其它部件尤其是车架上的进行考虑，也未对侧围和顶棚做整体考虑。

发明内容

本发明的目的是提供一种车身结构，以解决现有技术的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车身结构，包括车架、支撑于所述车架相对两侧的两个侧围总成、以及连接两个所述侧围总成的顶棚骨架，各所述侧围总成的B柱的内部空腔中均设置有B柱支撑柱，各所述侧围总成的边梁的内部空腔中均设置有边梁支撑柱，所述顶棚骨架的顶棚横梁的内部空腔中设置有横梁支撑柱；

所述B柱支撑柱、边梁支撑柱以及横梁支撑柱的相邻端部均固定连接，所述B柱支撑柱的底端支撑于所述侧围总成的门槛横梁上。

上述的车身结构，所述B柱支撑柱、边梁支撑柱以及横梁支撑柱均包括两个相贴合的长条状的钣金件，各所述钣金件包括中部的隆起部和设置于所述隆起部两侧的翼板，两个所述钣金件的隆起部的凹槽的槽口相对设置，两个所述钣金件通过翼板相贴合。

上述的车身结构，所述B柱支撑柱的钣金件的翼板的开放端设置于所述B柱支撑柱的两片B柱钣金之间；

所述边梁支撑柱的钣金件的翼板的开放端设置于所述边梁支撑柱的两片边梁钣金之间；

所述横梁支撑柱的钣金件的翼板的开放端设置于所述横梁支撑柱的两片B柱钣金之间。

上述的车身结构，还包括中心圆柱，所述中心圆柱设置于两个所述隆起部形成的空腔中，所述中心圆柱的外壁与所述隆起部相贴合。

上述的车身结构，所述边梁支撑柱的钣金件上设置有插孔，所述B柱支撑柱的中心圆柱凸出于钣金件，所述B柱支撑柱的中心圆柱通过所述插孔插入所述边梁支撑柱的隆起部的凹槽中，且所述B柱支撑柱的中心圆柱连接所述隆起部的凹槽的中心圆柱。

上述的车身结构，所述B柱支撑柱的中心圆柱的一端设置有径向延伸部，所述径向延伸部上设置有弧形卡槽，所述边梁支撑柱的中心圆柱上设置有限位凸起；

所述插孔的径向尺寸大于所述径向延伸部的径向尺寸，所述边梁支撑柱的中心圆柱卡接于所述弧形卡槽中，所述径向延伸部位于两个所述限位凸起之间。

上述的车身结构，各所述侧围总成的A柱的内部空腔中均设置有A柱支撑柱，各所述侧围总成的C柱的内部空腔中均设置有C柱支撑柱，所述顶棚骨架的前横梁和后横梁的内部空腔中均设置有横梁支撑柱；

所述边梁支撑柱的两端分别与所述A柱支撑柱和C柱支撑柱固定连接，所述B柱支撑柱连接于所述边梁支撑柱的中部，两个所述横梁支撑柱并列设置且两端分别连接两个所述边梁支撑柱。

上述的车身结构，各支撑柱的强度从大到小依次被配置为：所述B柱支撑柱、横梁支撑柱、边梁支撑柱、A柱支撑柱以及C柱支撑柱。

上述的车身结构，所述B柱支撑柱的从连接所述门槛横梁的一端到连接所述边梁支撑柱的一端径向尺寸依次减小。

上述的车身结构，所述B柱支撑柱的弧形度与所述B柱的弧形度不同，所述顶棚横梁和B柱的相邻端部的侧壁上均设置通过通孔，所述B柱支撑柱的端部穿过两个所述通孔。

在上述技术方案中，本发明提供的车身结构，在侧围总成和顶棚骨架的内部，构建一个整体的由支撑柱组成的骨架结构，该骨架结构的最终支撑点为车架，如此不仅将车辆侧部和顶部受到的撞击一体考虑，并且将这些撞击最终传递到车架上，如此极大的提升车辆的受撞击性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车身结构的示意简图；

图2为本发明实施例提供的B柱的剖视图；

图3为本发明实施例提供的B柱和顶棚横梁的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的两个中心圆柱连接的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的B柱和顶棚横梁的连接简图。

附图标记说明：

1、车架；2、B柱；3、顶棚横梁；4、B柱支撑柱；5、边梁支撑柱；6、横梁支撑柱；7、门槛横梁；8、钣金件；8.1、隆起部；8.2、翼板；9、径向延伸部；10、弧形卡槽；11、限位凸起；12、通孔；13、A柱支撑柱；14、C柱支撑柱；15、中心圆柱；16、插孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-5所示，本发明实施例提供的一种车身结构，包括车架1、支撑于所述车架1相对两侧的两个侧围总成、以及连接两个所述侧围总成的顶棚骨架，各所述侧围总成的B柱2的内部空腔中均设置有B柱支撑柱4，各所述侧围总成的边梁的内部空腔中均设置有边梁支撑柱5，所述顶棚骨架的顶棚横梁3的内部空腔中设置有横梁支撑柱6；所述B柱支撑柱4、边梁支撑柱5以及横梁支撑柱6的相邻端部均固定连接，所述B柱支撑柱4的底端支撑于所述侧围总成的门槛横梁7上。

公知的，侧围总成、顶棚骨架的主体结构均由两片钣金组成，相应的，侧围总成的B柱2、A柱、C柱、边梁，以及顶棚骨架的顶棚横梁3等也包括两片钣金，两片钣金的边缘部分焊接、铆接、粘结或者插接以相连接，两片钣金的中心部分凸起以在内侧形成一容纳腔，其中，B柱2的内部设置有B柱支撑柱4，边梁的内部设置有边梁支撑柱5，顶棚横梁3的内部设置有横梁支撑柱6，这些支撑柱依次相连以组成一框架结构，其具体连接结构由具体的车型决定，各支撑柱间的连接关系与其所在母体结构间的连接关系相同，B柱支撑柱4的母体结构为B柱2，边梁支撑柱5的母体结构为边梁，横梁支撑柱6的母体结构为顶部横梁，如在一些车型设计中，顶棚横梁3的端部同时与B柱2和边梁相连，相应的，横梁支撑柱6的端部就与B柱支撑柱4和边梁支撑柱5相连；在另一些车型设计中，顶部横梁和B柱2连接于边梁上的不同部位，对应的，横梁支撑柱6和B柱支撑柱4就连接于边梁支撑柱5的不同部位上。

本实施例中，顶棚横梁3可以是一个，也可以是多个，当顶棚横梁3有多个时，可以是其中一个或两个中具有横梁支撑柱6，也可以是多个顶棚横梁3中均具有横梁支撑柱6。

本实施例中，各支撑柱为柱体结构，其可以是圆柱体、长方体、扁平状的管体或者其它外形的管体。

本实施例中，各支撑柱相连以形成一框架结构，该框架结构覆盖车辆的顶部的左右两侧部，且底部支撑于门槛横梁7上，而门槛横梁7支撑于车架1上，即该框架结构与门槛横梁7和车架1整体形成一口形的支架结构，汽车的乘坐空间位于该支架结构的内部，当车辆受到侧部撞击时，首先B柱支撑柱4本身加强了车辆的侧部强度，这一口形的支架结构将侧部撞击载荷有效的分解到车身上的其它骨架结构上，通过顶棚和车架1来分解该侧部撞击载荷，从而进一步保证乘坐人员的安全。同样的，当车辆受到顶部撞击时，一方面，经过横梁支撑柱6加强的顶棚骨架的强度更大，能够承受更大的压力，其次，上述支架结构能够有效的将顶部撞击载荷分解到车身尤其是车架1上，而且，经过B柱支撑柱4加强的B柱2降低了车身被压塌的概率，如此从三个方面提升了车辆抗顶部撞击的能力。

本发明实施例提供的车身结构，在侧围总成和顶棚骨架的内部，构建一个整体的由支撑柱组成的骨架结构，该骨架结构的最终支撑点为车架1，如此不仅将车辆侧部和顶部受到的撞击一体考虑，并且将这些撞击最终传递到车架1上，如此极大的提升车辆的受撞击性能。

如图2所示，本实施例中，进一步的，所述B柱支撑柱4、边梁支撑柱5以及横梁支撑柱6均包括两个相贴合的长条状的钣金件8，各所述钣金件8包括中部的隆起部8.1和设置于所述隆起部8.1两侧的翼板8.2，两个所述钣金件8的隆起部8.1的凹槽的槽口相对设置，两个所述钣金件8通过翼板8.2相贴合，即支撑柱的主体为两个相对接的隆起部8.1，汽车的各总成的主体绝大多数由钣金组成，如此便于支撑柱的设计和制造。更进一步的，所述B柱支撑柱4的钣金件8的翼板8.2的开放端设置于所述B柱支撑柱4的两片B柱2钣金之间；所述边梁支撑柱5的钣金件8的翼板8.2的开放端设置于所述边梁支撑柱5的两片边梁钣金之间；所述横梁支撑柱6的钣金件8的翼板8.2的开放端设置于所述横梁支撑柱6的两片B柱2钣金之间。此时，支撑柱在轴向上始终与对应的母体结构紧密连接，如此，支撑柱通过翼板8.2与对应母体结构形成一体式结构，两者的连接极为稳固，这也提升了整体的强度。

本实施例中，再进一步的，还包括中心圆柱15，所述中心圆柱15设置于两个所述隆起部8.1形成的空腔中，所述中心圆柱15的外壁与所述隆起部8.1相贴合，在两个钣金件8之间夹入一个中心圆柱15，一般的，钣金件8韧性较好而刚性较差，而中心圆柱15结构刚性更好而韧性较差，如此搭配极大的提升了框架结构的刚性强度。

如图3所示，本实施例中，进一步的，对于边梁支撑柱5与B柱支撑柱4的连接方式，边梁支撑柱5外层的钣金件8连接B柱支撑柱4的外层的钣金件8，内部的中心圆柱15连接中心圆柱15，更为具体的，所述边梁支撑柱5的钣金件8上设置有插孔16，所述B柱支撑柱4的中心圆柱15凸出于钣金件8，所述B柱支撑柱4的中心圆柱15通过所述插孔16插入所述边梁支撑柱5的隆起部8.1的凹槽中，且所述B柱支撑柱4的中心圆柱15连接所述隆起部8.1的凹槽的中心圆柱15，如此一方面便于装配，装配时将中心圆柱15插入对应的插孔16中即可，另一方面双重连接，连接处强度更大。

如图4所示，本实施例中，更进一步的，所述B柱支撑柱4的中心圆柱15的一端设置有径向延伸部9，所述径向延伸部9上设置有弧形卡槽10，所述边梁支撑柱5的中心圆柱15上设置有限位凸起11；所述插孔16的径向尺寸大于所述径向延伸部9的径向尺寸，所述边梁支撑柱5的中心圆柱15卡接于所述弧形卡槽10中，所述径向延伸部9位于两个所述限位凸起11之间，径向延伸部9用于提升中心圆柱15端部的尺寸，其上开设弧形卡槽10以托住另一中心圆柱15，较为优选的，B柱支撑柱4上设置径向延伸部9和弧形卡槽10以托住边梁支撑柱5，边梁支撑柱5上设置径向延伸部9和弧形卡槽10以托住横梁支撑柱6，如此当车顶遭受撞击时，压力施加径向延伸部9，两个中心圆柱15连接处的尺寸较大，不至于连接处因为连接脆弱而断裂。同时，通过限位凸起11防止径向延伸部9发生被托住的中心圆柱15的轴向位移，从轴向和径向两个方向上限位中心圆柱15，使得两者端部的连接更为稳固。

本实施例中，进一步的，各所述侧围总成的A柱的内部空腔中均设置有A柱支撑柱13，各所述侧围总成的C柱的内部空腔中均设置有C柱支撑柱14，所述顶棚骨架的前横梁和后横梁的内部空腔中设置有横梁支撑柱6；所述边梁支撑柱5的两端分别与所述A柱支撑柱13和C柱支撑柱14固定连接，所述B柱支撑柱4连接于所述边梁支撑柱5的中部，两个所述横梁支撑柱6并列设置且两端分别连接两个所述边梁支撑柱5，即除B柱2之外，A柱和C柱的内部也同样设置相应的支撑柱，并且至少设置两个横梁支撑柱6，如此形成立体式具有纵深的框架结构，而不仅仅形成一个平面形的框架结构，极大的增加整体的强度和支撑能力。

本实施例中，更进一步的，各支撑柱的强度从大到小依次被配置为：所述B柱支撑柱4、横梁支撑柱6、边梁支撑柱5、A柱支撑柱13以及C柱支撑柱14。这里强度指的是受到侧部撞击和顶部撞击时抗变形的能力，B柱支撑柱4为侧围的核心支撑机构，将其强度配置为最大，从而有效的保护乘坐人员，横梁支撑柱6为顶部骨架的核心支撑部件，将其布置为其次，而C柱支撑柱14的端部并不与车体的核心骨架结构相连，将其设置为强度最小，如此更为合理。

本实施例中，再进一步的，所述B柱支撑柱4的从连接所述门槛横梁7的一端到连接所述边梁支撑柱5的一端径向尺寸依次减小，即底部最粗，顶端最小，对应的，强度顶部最小，底部最大，其优点在于，当汽车遇到极大的顶部撞击或侧部撞击而必然发生变形时，让B柱支撑柱4的顶部最先变形，此时乘客仍可低头蜷缩于座椅上，最大程度的保护乘客。

如图5所示，所述B柱支撑柱4的弧形度与所述B柱2的弧形度不同，所述顶棚横梁3和B柱2的相邻端部的侧壁上均设置通过通孔12，所述B柱支撑柱4的端部穿过两个所述通孔12，B柱2的外侧面即为车辆的外侧面，因此B柱2的弧形需要契合车辆的外形设计，此时，B柱2的外形并不是最优的力学承载外形，本实施例中，将B柱支撑柱4的外形设计可以不考虑车辆的外形，当其外形与B柱2发生冲突时，在B柱2的侧面上开设通孔12，B柱支撑柱4从此通孔12中穿过，如此在不影响车辆外形的情况下最大化的实现B柱2整体的强度性能。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种车身结构，包括车架、支撑于所述车架相对两侧的两个侧围总成、以及连接两个所述侧围总成的顶棚骨架，其特征在于，各所述侧围总成的B柱的内部空腔中均设置有B柱支撑柱，各所述侧围总成的边梁的内部空腔中均设置有边梁支撑柱，所述顶棚骨架的顶棚横梁的内部空腔中设置有横梁支撑柱；

所述B柱支撑柱、边梁支撑柱以及横梁支撑柱的相邻端部均固定连接，所述B柱支撑柱的底端支撑于所述侧围总成的门槛横梁上；

所述B柱支撑柱、边梁支撑柱以及横梁支撑柱均包括两个相贴合的长条状的钣金件，各所述钣金件包括中部的隆起部和设置于所述隆起部两侧的翼板，两个所述钣金件的隆起部的凹槽的槽口相对设置，两个所述钣金件通过翼板相贴合。

2.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，

所述B柱支撑柱的钣金件的翼板的开放端设置于所述B柱支撑柱的两片B柱钣金之间；

所述边梁支撑柱的钣金件的翼板的开放端设置于所述边梁支撑柱的两片边梁钣金之间；

所述横梁支撑柱的钣金件的翼板的开放端设置于所述横梁支撑柱的两片横梁钣金之间。

3.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，还包括中心圆柱，所述中心圆柱设置于两个所述隆起部形成的空腔中，所述中心圆柱的外壁与所述隆起部相贴合。

4.根据权利要求3所述的车身结构，其特征在于，所述边梁支撑柱的钣金件上设置有插孔，所述B柱支撑柱的中心圆柱凸出于钣金件，所述B柱支撑柱的中心圆柱通过所述插孔插入所述边梁支撑柱的隆起部的凹槽中，且所述B柱支撑柱的中心圆柱连接所述隆起部的凹槽的中心圆柱。

5.根据权利要求4所述的车身结构，其特征在于，所述B柱支撑柱的中心圆柱的一端设置有径向延伸部，所述径向延伸部上设置有弧形卡槽，所述边梁支撑柱的中心圆柱上设置有限位凸起；

所述插孔的径向尺寸大于所述径向延伸部的径向尺寸，所述边梁支撑柱的中心圆柱卡接于所述弧形卡槽中，所述径向延伸部位于两个所述限位凸起之间。

6.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，各所述侧围总成的A柱的内部空腔中均设置有A柱支撑柱，各所述侧围总成的C柱的内部空腔中均设置有C柱支撑柱，所述顶棚骨架的前横梁和后横梁的内部空腔中均设置有横梁支撑柱；

所述边梁支撑柱的两端分别与所述A柱支撑柱和C柱支撑柱固定连接，所述B柱支撑柱连接于所述边梁支撑柱的中部，两个所述横梁支撑柱并列设置且两端分别连接两个所述边梁支撑柱。

7.根据权利要求6所述的车身结构，其特征在于，各支撑柱的强度从大到小依次被配置为：所述B柱支撑柱、横梁支撑柱、边梁支撑柱、A柱支撑柱以及C柱支撑柱。

8.根据权利要求7所述的车身结构，其特征在于，所述B柱支撑柱的从连接所述门槛横梁的一端到连接所述边梁支撑柱的一端径向尺寸依次减小。

9.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述B柱支撑柱的弧形度与所述B柱的弧形度不同，所述顶棚横梁和B柱的相邻端部的侧壁上均设置通过通孔，所述B柱支撑柱的端部穿过两个所述通孔。