CN108407898B - 一种前地板笼式梁架结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种前地板笼式梁架结构，包括前地板、前地板梁架和加强梁，所述前地板的中部向下凹陷形成用于放置备胎的备胎池，所述前地板梁架连接于所述前地板的下表面，所述加强梁连接于所述前地板的上部，所述前地板梁架、所述加强梁以及所述前地板梁架和加强梁之间分别形成若干用于传递和分散碰撞力的传力环。本发明的前地板笼式梁架结构，通过前地板梁架对前地板进行支撑和加强，并在备胎池的上方设置加强梁，在满足放置备胎的情况下，形成一系列传力环，使碰撞力得到更好地传递和分散，有效提升了整车的碰撞性能。

Description

一种前地板笼式梁架结构
技术领域
本发明涉及车身技术领域，尤其涉及一种前地板梁架结构。
背景技术
目前，家用MPV消费市场保持着稳定的增长趋势，消费者在对安全性能关注的同时，对乘坐空间、储物空间也越来越重视。
为了将第三排座椅向后翻折放平，以最大限度增加储物空间，传统的备胎布置位置需调整。将备胎布置于前地板处是个不错的方案，这种布置形式可以不占用后地板的空间，有效增加后备箱的储物空间，但是此种布置形式对车身碰撞安全带来了新的挑战，如何在满足备胎布置的同时，提高车身的弯扭刚度、模态以及碰撞安全性能成为亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种前地板笼式梁架结构，包括前地板、前地板梁架和加强梁，所述前地板的中部向下凹陷形成用于放置备胎的备胎池，所述前地板梁架连接于所述前地板的下表面，所述加强梁连接于所述前地板的上部，所述前地板梁架、所述加强梁以及所述前地板梁架和加强梁之间分别形成若干用于传递和分散碰撞力的传力环。
进一步的，所述前地板梁架包括前横梁、后横梁、左纵梁以及右纵梁，所述前横梁与所述后横梁间隔设置，所述后横梁的中部向下弯折形成与所述备胎池的轮廓相匹配的弯曲横梁；所述左纵梁与所述右纵梁间隔设置，所述左纵梁与所述右纵梁均贯穿所述前横梁和后横梁，所述前横梁、后横梁、左纵梁以及右纵梁合围成第三传力环。
进一步的，所述加强梁包括加强横梁、左加强纵梁和右加强纵梁，所述加强横梁横向连接于所述左纵梁与所述右纵梁之间，所述加强横梁在中部向上拱起，并在两端分别与所述左纵梁和右纵梁连接；所述左加强纵梁和右加强纵梁纵向间隔设置于所述左纵梁与所述右纵梁之间，所述左加强纵梁和右加强纵梁分别在前端与所述前横梁连接，并分别在后端与所述加强横梁连接；所述加强横梁、左加强纵梁、右加强纵梁以及所述前横梁、左纵梁、右纵梁中四根相互连接的梁分别围成第四传力环、第五传力环、第六传力环和第七传力环，所述加强横梁与所述弯曲横梁对接围成第八传力环。
进一步的，所述左纵梁的前端与所述右纵梁的前端的横向距离，小于所述左纵梁的后端与所述右纵梁的后端的横向距离。
进一步的，所述前横梁包括左前小横梁、第一连接板、直横梁、第二连接板以及右前小横梁，所述左前小横梁的右端与所述左纵梁的左侧板焊接，所述第一连接板连接于所述左纵梁的右侧板与所述直横梁的左端之间，所述第二连接板连接于所述直横梁的右端与所述右纵梁的左侧板之间，所述右前小横梁的左端与所述右纵梁的右侧板焊接。
进一步的，所述后横梁还包括左后小横梁和右后小横梁，所述左后小横梁的右端与所述左纵梁的左侧板焊接，所述弯曲横梁焊接于所述左纵梁与所述右纵梁之间，所述右后小横梁的左端与所述右纵梁的右侧板焊接。
进一步的，所述弯曲横梁包括依次连接的左边梁、中段梁及右边梁，所述左边梁由所述左纵梁的焊接边处向下弯折，所述右边梁由所述右纵梁的焊接边处向下弯折，所述中段梁为直梁,并在两端分别与所述左边梁和右边梁搭边焊接。
进一步的，所述前地板笼式梁架结构还包括左门槛梁和右门槛梁，所述左门槛梁纵向设置于所述左纵梁的左侧，所述左门槛梁在前部与所述左前小横梁焊接，并在后部与所述左后小横梁焊接；所述右门槛梁纵向设置于所述右纵梁的右侧，所述右门槛梁在前部与所述右前小横梁焊接，并在后部与所述右后小横梁焊接；所述左门槛梁、左纵梁、左前小横梁和左后小横梁合围成第一传力环，所述右门槛梁、右纵梁、右前小横梁和右后小横梁合围成第二传力环。
进一步的，所述加强横梁为一体冲压成型。
进一步的，所述前地板笼式梁架结构还包括盖板，所述盖板包覆于所述加强梁的下表面。
采用本发明提供的前地板笼式梁架结构，通过前地板梁架对前地板进行支撑和加强，并在备胎池的上方设置加强梁，在满足放置备胎的情况下，形成一系列传力环，使碰撞力得到更好地传递和分散，有效提升了整车的碰撞性能。
附图说明
图1是本实施例所述前地板与门槛梁、盖板的连接结构示意图；
图2是本实施例所述前地板梁架与门槛梁的连接结构示意图；
图3是图2的仰视图；
图4是本实施例所述前地板梁架与门槛梁、加强梁的连接结构示意图；
图5是本实施例所述前地板笼式梁架结构的正碰力传递示意图；
图6是本实施例所述前地板笼式梁架结构的侧碰力传递示意图。
附图标记说明：
1、左门槛梁，2、右门槛梁，3、前地板，31、备胎池，4、前地板梁架，41、前横梁，411、左前小横梁，412、第一连接板，413、直横梁，414、第二连接板，415、右前小横梁，42、后横梁，421、弯曲横梁，4211、左边梁，4212、中段梁，4213、右边梁，422、左后小横梁，423、右后小横梁，43、左纵梁，44、右纵梁，5、盖板，6、加强梁，61、加强横梁，62、左加强纵梁，63、右加强纵梁，71、第一传力环，72、第二传力环，73、第三传力环，74、第四传力环，75、第五传力环，76、第六传力环，77、第七传力环，78、第八传力环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于描述，本实施例中使用了“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等空间相对性术语来描述一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。其中，以车辆正常行驶时车头朝向的一侧为前，其它方位以前方为参照。可以理解，这些术语仅仅是为了描述特定的实施例，并非对本发明的限制。
参见图1，本实施例的前地板笼式梁架结构包括前地板3、前地板梁架4和加强梁6，其中前地板3的中部向下凹陷形成用于放置备胎的备胎池31，前地板梁架4连接于前地板3的下表面，加强梁6连接于前地板3的上部，前地板梁架4、加强梁6以及前地板梁架4和加强梁6之间分别形成若干用于传递和分散碰撞力的传力环。基于此结构，可以在实现将备胎放置于前地板处的基础上，通过传力环形成力的传递和分散通道，提升整车碰撞性能。
参见图2和图3，本实施例的前地板梁架4包括前横梁41、后横梁42、左纵梁43以及右纵梁44，其中前横梁41与后横梁42间隔设置，后横梁42的中部向下弯折形成与备胎池31的轮廓相匹配的弯曲横梁421；左纵梁43与右纵梁44间隔设置，左纵梁43与右纵梁44均贯穿前横梁41和后横梁42。由此，前地板梁架4形成类似“井”字形结构，同时前横梁41、后横梁42、左纵梁43以及右纵梁44合围成第三传力环73，一方面对前地板进行了支撑和加强，提升了前地板区域的弯扭刚度；另一方面也形成碰撞力的传递和分散通道，提升了整车碰撞性能。
参见图4，本实施例中的加强梁6包括加强横梁61、左加强纵梁62和右加强纵梁63，其中加强横梁61横向连接于左纵梁43与右纵梁44之间，加强横梁61在中部向上拱起，并在两端分别与左纵梁43和右纵梁44连接；左加强纵梁62和右加强纵梁63纵向间隔设置于左纵梁43与右纵梁44之间，左加强纵梁62和右加强纵梁63分别在前端与前横梁41连接，并分别在后端与加强横梁61连接。由此，加强梁6形成类似“π”字形的结构，同时加强横梁61、左加强纵梁62、右加强纵梁63以及前横梁41、左纵梁43、右纵梁44中四根相互连接的梁分别围成第四传力环74、第五传力环75、第六传力环76和第七传力环77，加强横梁61与弯曲横梁421对接围成第八传力环78，一方面对前地板进行了支撑和加强，进一步提升了前地板区域的弯扭刚度；另一方面也增加了碰撞力的传递和分散通道，进一步提升了整车碰撞性能。
继续参见图4，由于加强横梁61的中部拱起部分需布置座椅安装点，两端需承受侧向载荷，因此整段加强横梁对强度的要求都很高，需选用相同料厚的钢材。有鉴于此，本实施例中加强横梁61采用一体冲压成型结构。
参见图2，本实施例中左纵梁43的前端与右纵梁44的前端的横向距离，小于左纵梁43的后端与右纵梁44的后端的横向距离。由此，左纵梁43和右纵梁44形成由前往后横向间距逐渐变宽的类似“八”字形结构，从而在正碰力的传递过程中，可以更好地将力引导至两端和后部，合理地分散正碰能量。
参见图3，本实施例中前横梁41包括左前小横梁411、第一连接板412、直横梁413、第二连接板414以及右前小横梁415，其中左前小横梁411的右端与左纵梁43的左侧板焊接，第一连接板412连接于左纵梁43的右侧板与直横梁413的左端之间，第二连接板414连接于直横梁413的右端与右纵梁44的左侧板之间，右前小横梁415的左端与右纵梁44的右侧板焊接。基于此结构，一方面实现了左纵梁和右纵梁贯穿前横梁的结构，另一方面分段的横梁结构有利于侧碰力的传导和分散。
继续参见图3，本实施例中后横梁42还包括左后小横梁422和右后小横梁423，其中左后小横梁422的右端与左纵梁43的左侧板焊接，弯曲横梁421焊接于左纵梁43与右纵梁44之间，右后小横梁423的左端与右纵梁44的右侧板焊接。基于此结构，一方面实现了左纵梁和右纵梁贯穿后横梁的结构，另一方面分段的横梁结构有利于侧碰力的传导和分散。
继续参见图3，本实施例中的弯曲横梁421不同于加强横梁61的一体式结构，而是采用分段式结构。这是由于在侧碰过程中弯曲横梁421的两端是主要的受力部分，传递到中间段的力相对较小。这样，两端采用料厚较厚的钢材，而中间段采用料厚较薄的钢材，可以在满足碰撞性能的前提下实现减重。具体来说，弯曲横梁421包括依次搭边焊接的左边梁4211、中段梁4212及右边梁4213，其中左边梁4211由左纵梁43的焊接边处向下弯折形成，右边梁4213由右纵梁44的焊接边处向下弯折形成，中段梁4212为直梁,并在两端分别与左边梁4211和右边梁4213搭边焊接。
参见图2，本实施例中的前地板笼式梁架结构还包括左门槛梁1和右门槛梁2，其中左门槛梁1纵向设置于左纵梁43的左侧，左门槛梁1在前部与左前小横梁411焊接，并在后部与左后小横梁422焊接；右门槛梁2纵向设置于右纵梁44的右侧，右门槛梁2在前部与右前小横梁415焊接，并在后部与右后小横梁423焊接。通过左门槛梁1和右门槛梁2与前地板梁架4的焊接，进一步提升了前地板区域的弯扭刚度；同时左门槛梁1、左纵梁43、左前小横梁411和左后小横梁422合围成第一传力环71，右门槛梁2、右纵梁44、右前小横梁415和右后小横梁423合围成第二传力环72，从而进一步增加了碰撞力的传递和分散通道，提升了整车碰撞性能。
参见图1,为了满足备胎遮挡等功能需求，本实施例中的前地板笼式梁架结构还包括盖板5，所述盖板5连接于备胎池31的上方，并包覆于加强梁6的下表面。
采用本实施例的前地板笼式梁架结构，在正碰过程中碰撞力的传递过程如图5所示，碰撞力首先通过机舱纵梁传递到前地板笼式梁架结构的前端，在纵梁鹅颈处形成六个传力通道向后传递，当碰撞力传递到前横梁41时，通过其上方的左加强纵梁62和右加强纵梁63继续向后传递。相比于传统的前地板结构，此结构由于在前地板的上方增加了加强梁6，延长了碰撞力的传递路径，能更好地将碰撞力传递到车身后部区域。在碰撞力向后传递的过程，通过左门槛梁1、右门槛梁2和前地板梁架4，在前地板3的下部形成三个封闭的传力环，即：第一传力环71、第二传力环72和第三传力环73；通过加强梁6、左纵梁43、右纵梁44和前横梁41，在前地板3的上部形成四个封闭的传力环，即：第四传力环74、第五传力环75、第六传力环76和第七传力环77。在这七个传力环的作用下，很好地对碰撞力进行传递和分散，有效减少了正碰过程中前地板的变形量，提升了碰撞性能。
采用本实施例的前地板笼式梁架结构，在侧碰过程中碰撞力的传递过程如图6所示，碰撞力首先通过左门槛梁1分别传递至前横梁41和后横梁42，形成两个侧碰力传力通道向右传递。同时，通过加强横梁61与弯曲横梁421对接形成的第八传力环78，将碰撞力分别向上和向下引导，从而分散了碰撞力，有效减少了侧碰过程中前地板的变形量，提升了碰撞性能。
综上所述，本实施例的前地板笼式梁架结构，通过前地板梁架对前地板进行支撑和加强，并在备胎池的上方设置加强梁，在满足放置备胎的情况下，形成一系列传力环，使碰撞力得到更好地传递和分散，有效提升了整车的碰撞性能。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种前地板笼式梁架结构，其特征在于，包括前地板(3)、前地板梁架(4)和加强梁(6)，所述前地板(3)的中部向下凹陷形成用于放置备胎的备胎池(31)，所述前地板梁架(4)连接于所述前地板(3)的下表面，所述加强梁(6)连接于所述前地板(3)的上部，所述前地板梁架(4)、所述加强梁(6)以及所述前地板梁架(4)和加强梁(6)之间分别形成若干用于传递和分散碰撞力的传力环；
所述前地板梁架(4)包括前横梁(41)、后横梁(42)、左纵梁(43)以及右纵梁(44)，所述前横梁(41)与所述后横梁(42)间隔设置，所述后横梁(42)的中部向下弯折形成与所述备胎池(31)的轮廓相匹配的弯曲横梁(421)；所述左纵梁(43)与所述右纵梁(44)间隔设置，所述左纵梁(43)与所述右纵梁(44)均贯穿所述前横梁(41)和后横梁(42)，所述前横梁(41)、后横梁(42)、左纵梁(43)以及右纵梁(44)合围成第三传力环(73)；
所述加强梁(6)包括加强横梁(61)、左加强纵梁(62)和右加强纵梁(63)，所述加强横梁(61)横向连接于所述左纵梁(43)与所述右纵梁(44)之间，所述加强横梁(61)在中部向上拱起，并在两端分别与所述左纵梁(43)和右纵梁(44)连接；所述左加强纵梁(62)和右加强纵梁(63)纵向间隔设置于所述左纵梁(43)与所述右纵梁(44)之间，所述左加强纵梁(62)和右加强纵梁(63)分别在前端与所述前横梁(41)连接，并分别在后端与所述加强横梁(61)连接；所述加强横梁(61)、左加强纵梁(62)、右加强纵梁(63)以及所述前横梁(41)、左纵梁(43)、右纵梁(44)中四根相互连接的梁分别围成第四传力环(74)、第五传力环(75)、第六传力环(76)和第七传力环(77)，所述加强横梁(61)与所述弯曲横梁(421)对接围成第八传力环(78)；
所述左纵梁(43)的前端与所述右纵梁(44)的前端的横向距离，小于所述左纵梁(43)的后端与所述右纵梁(44)的后端的横向距离。
2.根据权利要求1所述的前地板笼式梁架结构，其特征在于，所述前横梁(41)包括左前小横梁(411)、第一连接板(412)、直横梁(413)、第二连接板(414)以及右前小横梁(415)，所述左前小横梁(411)的右端与所述左纵梁(43)的左侧板焊接，所述第一连接板(412)连接于所述左纵梁(43)的右侧板与所述直横梁(413)的左端之间，所述第二连接板(414)连接于所述直横梁(413)的右端与所述右纵梁(44)的左侧板之间，所述右前小横梁(415)的左端与所述右纵梁(44)的右侧板焊接。
3.根据权利要求2所述的前地板笼式梁架结构，其特征在于，所述后横梁(42)还包括左后小横梁(422)和右后小横梁(423)，所述左后小横梁(422)的右端与所述左纵梁(43)的左侧板焊接，所述弯曲横梁(421)焊接于所述左纵梁(43)与所述右纵梁(44)之间，所述右后小横梁(423)的左端与所述右纵梁(44)的右侧板焊接。
4.根据权利要求1所述的前地板笼式梁架结构，其特征在于，所述弯曲横梁(421)包括依次连接的左边梁(4211)、中段梁(4212)及右边梁(4213)，所述左边梁(4211)由所述左纵梁(43)的焊接边处向下弯折，所述右边梁(4213)由所述右纵梁(44)的焊接边处向下弯折，所述中段梁(4212)为直梁,并在两端分别与所述左边梁(4211)和右边梁(4213)搭边焊接。
5.根据权利要求3所述的前地板笼式梁架结构，其特征在于，还包括左门槛梁(1)和右门槛梁(2)，所述左门槛梁(1)纵向设置于所述左纵梁(43)的左侧，所述左门槛梁(1)在前部与所述左前小横梁(411)焊接，并在后部与所述左后小横梁(422)焊接；所述右门槛梁(2)纵向设置于所述右纵梁(44)的右侧，所述右门槛梁(2)在前部与所述右前小横梁(415)焊接，并在后部与所述右后小横梁(423)焊接；所述左门槛梁(1)、左纵梁(43)、左前小横梁(411)和左后小横梁(422)合围成第一传力环(71)，所述右门槛梁(2)、右纵梁(44)、右前小横梁(415)和右后小横梁(423)合围成第二传力环(72)。
6.根据权利要求1所述的前地板笼式梁架结构，其特征在于，所述加强横梁(61)为一体冲压成型。
7.根据权利要求1-6任一项所述的前地板笼式梁架结构，其特征在于，还包括盖板(5)，所述盖板(5)包覆于所述加强梁(6)的下表面。
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