CN110723216A - 无下方构件的超轻前端模块 - Google Patents

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Abstract

一种无下方构件的超轻前端模块可以包括支架、碰撞盒、安装部分和前后梁，所述碰撞盒在所述支架的一侧表面上以横向方向插入，所述安装部分固定地紧固至所述碰撞盒并且固定安装在所述支架的一侧表面上，所述前后梁固定地联接至所述碰撞盒的端部。

Description

无下方构件的超轻前端模块
技术领域
本发明涉及一种前端模块，更具体地，一种无下方构件的超轻前端模块及其组装方法，能够通过最小化车身后地板构件的弯曲量来增加横向刚度，车身后地板构件的弯曲量是造成转弯时横向刚度退化的主要原因。
背景技术
一般来说，前端模块(FEM)是用于最小化汽车量产厂中工作线流程的一种模块。也就是说，布置在车身前部的零件组装在前端支架上，并且作为装饰线中的一个单元安装在车身上。这些零件为保险杠，冷却模块，左、右前照明灯组件，机盖锁和双喇叭等。FEM模块安装部分配置成安装这些零件。
然而，FEM模块安装部分具有三层装配结构，不论汽车性能如何，安装都非常简单。换句话说，主梁和FEM通过T型配套螺栓结构紧固在一起，FEM和侧面构件通过T型配套螺栓结构紧固在一起。
就车辆重量而言，这个结构是不必要的。同时，在高速碰撞中，组装偏差是造成构件形变模式发生偏差的主要原因。
而且，它的缺点为，FEM在某一方向上的组装偏差会在侧面构件和碰撞盒之间的某一方向上产生一个台阶。
本发明的背景部分包括的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面直接提供了一种无下方构件的超轻前端模块及其组装方法，能够通过最小化车身后地板构件的弯曲量来增加横向刚度。车身后地板构件的弯曲量是造成转弯时横向刚度退化的主要原因。
本发明的各个方面中所述的一种无下方构件的超轻前端模块包括支架、碰撞盒、安装部分和前后梁。所述碰撞盒在所述支架的一侧表面上以横向方向插入，所述安装部分固定地紧固至所述碰撞盒并且固定安装在所述支架的一侧表面上，所述前后梁固定地联接至所述碰撞盒的端部。
所述碰撞盒尖端部分的一部分可以插入侧面构件的内部。
所述碰撞盒尖端部分的一部分可以固定地紧固至所述侧面构件上。
所述安装部分可以固定地紧固至所述碰撞盒的上端部和下端部。
所述安装部分可以固定地紧固至所述支架侧框架的上端部和下端部。
所述安装部分可以包括上端安装托架和下端安装托架，所述上端安装托架固定上端部，所述下端安装托架固定下端部。
所述支架的一侧下端表面可以具有插入槽，插入装配式绝缘体从而固定地紧固冷却模块。
所述装配式绝缘体可以是哑铃状。
所述支架可以不包括形成其下侧的下侧框架。
用于增强内部的内部增强构件可以附接于侧面构件的内板侧面构件的表面。
所述内部增强构件的一部分可以与所述碰撞盒相重叠。
一种无下部构件的超轻前端模块的组装方法，可以包括提供支架的步骤；固定联接前后梁和碰撞盒末端部分的步骤；在所述支架的一侧表面上以横向方向插入碰撞盒使其固定地紧固至侧表面的步骤；以及将安装部分固定地安装在所述支架的一侧表面上的步骤。
依照本发明的各个方面，所述前后梁，前端模块(FEM)支架和前端侧面构件三个兼容的体系可以紧固在一起，同时删除简单T型方向的三层装配结构。
此外，本发明的另一个效果是，尽管删除了下方构件，在对FEM评价项目中同时实现了冷却输入点刚度增加，汽车维修研究委员会(RCAR)低速性能改进并且获得了同等水平的高速碰撞性能。
此外，本发明的另一个效果是，通过复制FEM安装部分的主要部分并且简化和删除不能使用的结构，实现了轻质结构。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1为根据本发明的示例性实施方案的无下方构件的超轻前端模块的局部立体图；
图2为图1所示的无下方构件的超轻前端模块在A-A”切面中的截面图；
图3为根据本发明的示例性实施方案的显示前端模块(FEM)支架和前后梁之间的临时接合结构的局部立体图；
图4为显示图3所示的无下方构件的超轻前端模块的左框架上的用于紧固冷却模块的装配式紧固结构的立体图；
图5为图3所示的支架的截面立体图；
图6为无下方构件的超轻前端模块的X、Y、Z方向输入负荷的示意图；
图7为显示根据本发明的各个示例性实施方案的侧面构件的内部增强结构的立体图；
图8为根据本发明的示例性实施方案中的在低速碰撞中碰撞盒滑入一个构件的示意图；
图9是显示根据本发明的示例性实施方案的无下方构件的超轻前端模块的组装工序的工艺流程图。
应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记涉及本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
下文将参考附图具体描述本发明所述的客体，特征以及优点，使得本发明领域的技术人员能够容易地理解本发明的技术理念。在描述本发明时，如果本发明中相关的已知技术的详细描述对本发明的理解不会造成影响时，将省略其相关的详细描述。以下将根据本发明的示例性实施方案对示例性实施方案进行详细描述。附图中相同的附图标记指代相同或相似的组成元件。
图1为根据本发明的示例性实施方案的无下方构件的超轻前端模块100的局部立体图。参考图1，无下方构件的超轻前端模块100配置成包括支架120、碰撞盒140、安装部分150、前后梁130等，所述碰撞盒140在支架120的一侧表面上以横向方向插入，所述安装部分150与碰撞盒140固定地紧固在一起并且安装在支架120的一侧表面上，所述前后梁130固定地联接至碰撞盒140的一个端部。
支架120具有正方形的框架结构，并且具有中心形成开口的结构，从而可以安装冷却模块110。基于安装在车身上的位置，支架120可以包括形成右侧的右框架，形成左侧的左框架，形成上侧的上框架等。当然，这些框架可以形成一个整体。
前后梁130是车辆前端部中保险杠的后梁，它可以充当吸收冲击能量的构件。前后梁130可以通过“T”型联接至碰撞盒140。碰撞盒140可以通过螺栓、焊接等固定地联接至前后梁130的后壁。当然，也可以将前后梁130和碰撞盒140制作成一个整体。
安装部分150可以固定安装在支架120的一侧表面上，起到稳定支撑碰撞盒140的作用。当然，碰撞盒140的端部可以部分的插入侧面构件160中。
图2为图1所示的无下方构件的超轻前端模块在A-A”切面中的截面图。参考图2，碰撞盒140的下端部可以固定地联接至前后梁130的后表面。所述过程可以通过焊接、螺栓等来完成。
碰撞盒140可以通过螺栓固定的连接至安装部分150。换句话说，固定螺栓262可以通过安装部分150插入并且与碰撞盒140紧固。这样，碰撞盒140不会在侧面构件160中插入超过预定深度。
而且，碰撞盒140的端部的一部分可以用固定螺栓261固定地紧固，所述固定螺栓261包括左和右固定螺栓261-1和261-2同时插入侧面构件160中。换句话说，尽管消除了下方构件，通过在两个位置处以规律间隔接合，碰撞盒140仍然受到刚性支撑。
图3为显示根据本发明的示例性实施方案的在FEM支架和前后梁之间的临时紧固结构的局部立体图。参考图3，安装部分150可以通过固定螺栓251紧固至支架120的右框架320上。而且，侧面构件160也可以通过四个固定螺栓261紧固。当然，尽管没有显示，上述相似的构造也适用于左框架。在图3中显示了一个托架作为安装部分150，但是并不限于此。
图4为显示紧固至无下方构件的超轻前端模块100的右框架320的冷却模块110的装配式紧固结构的立体图。参考图4，删除了对应于传统支架下框架的下方构件，由于删除了下方构件，将冷却模块110紧固至右框架320上。换句话说，图4显示了支架120和前后梁130的临时紧固结构，其中安装了支架120的上端部和下端部和碰撞盒140，并且通过装配结构安装冷却模块110。
为此，可提供装配式绝缘体430和具有插入槽411的闭锁器410，装配式绝缘体430可以插入并紧固在所述插入槽411中。当然，闭锁器410可以在右框架320的下端部形成。装配式绝缘体430可以为哑铃形，形成一个用于插入的孔洞。插入槽411可以做成“U”形。
图5为图3中显示的支架120的截面立体图。参考图5，碰撞盒140的上端表面和支架120的右框架320的上端侧面通过上端安装托架510-1固定地紧固。当然，固定螺栓251和551用于固定地紧固上端安装托架510-1。换句话说，1-1固定螺栓251用于将上端安装托架510-1的端部固定地紧固至框架320的表面。1-2固定螺栓551用于将上端安装托架510-1的另一个端部固定地紧固至碰撞盒140的表面。
与此同时，碰撞盒140的下端表面和支架120的右框架320的下端侧面通过下端安装托架510-2固定地紧固。当然，固定螺栓可以用于固定下端安装托架510-2。
另一方面，冷却模块110可以通过装配式绝缘体430固定在右框架320的下端部。换句话说，冷却模块110的突出部分可以插入到装配式绝缘体430的孔洞431中。
上端安装托架510-1可以是平缓的倾斜形状，下端安装托架510-2可以为接近直角的形状。
图6为图4所示的无下方构件的超轻前端模块100在X、Y和Z方向上输入负荷的示意图。
参考图6，碰撞盒140用上端部和下端部安装托架510-1和520-2直接紧固，使得相比于直接紧固至高刚度/高张力部分的H形表面的传统结构，侧面构件160的截面系数增加。而且，装配式绝缘体430紧固至支架120右框架320上的插入槽411，相比于传统结构，增加了冷却模块110的下端紧固部分在X、Y和Z方向上输入负荷的支撑刚度。换句话说，在传统结构中，由于输入负荷点和作为负荷支撑部的碰撞盒(碰撞/盒子)的距离过远，支撑刚度太弱。
根据本发明的实施方案的无下方构件的超轻前端模块100与传统方案的分析结果如下。
表1
Figure BDA0001999482920000061
如上比较表所示，可以确定输入点分析结果增加了大于或者等于120％。此处，LH代表左刚度，RH代表右刚度。
图7为显示根据本发明的各个示例性实施方案的侧面构件160的内部增强结构的立体图。参考图7，内部增强构件710用于侧面构件160的内板侧面构件730。用于内部增强构件710的材料可以包括玻璃纤维毡增强热塑性塑料，工程塑料，超级塑料等。内部增强构件710可以以薄片形式附接。这种附接可以通过粘合剂、螺栓连接法等来完成。
碰撞盒140可以插入侧面构件160中，并且插入部分的一部分和内部增强构件710相重叠。重叠部分720大约为40-60mm。
图8为根据本发明的示例性实施方案中的在低速碰撞中碰撞盒140滑入侧面构件160的示意图。参考图8，侧面构件160可以由互相焊接的内板侧面构件730和外板侧面构件830组成。当然，它们可以形成一个整体。
碰撞盒140的一部分通过螺栓261插入并且紧固至侧面构件160的内部。因此，碰撞盒140在低速碰撞下沿着箭头的方向滑动。因此，即使碰撞发生，反映到滑动结构上，阻止侧面构件160的形变。
图9是根据本发明的示例性实施方案中的无下方构件的超轻前端模块的组装工序的工艺流程图。参考图9，在步骤S910中提供支架120。当然，在提供支架120之前，碰撞盒140的端部和前后梁130可以互相固定地联接在一起。当然，在提供支架120之后，碰撞盒140的端部和前后梁130可以互相固定地联接在一起。
此后，在步骤S920中，使碰撞盒140在支架120的一侧表面上以横向方向插入从而与其固定联接。
此后，在步骤S930和S940中，将安装部分150安装和固定在支架120的一侧表面上。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“高”、“低”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内”、“外”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (12)

1.一种无下方构件的超轻前端模块，所述超轻前端模块包括：
支架；
碰撞盒，其在所述支架的侧表面上以横向方向插入；
安装部分，其固定地紧固至所述碰撞盒并且固定安装在所述支架的侧表面上；以及
前后梁，其固定地联接至所述碰撞盒的端部。
2.根据权利要求1中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述碰撞盒的尖端端部的一部分插入到侧面构件的内部中。
3.根据权利要求2中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述碰撞盒的尖端端部的一部分固定地紧固至所述侧面构件。
4.根据权利要求1中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述安装部分固定地紧固所述碰撞盒的上端部和下端部。
5.根据权利要求4中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述安装部分固定地紧固所述支架的侧框架的上端部和下端部。
6.根据权利要求5中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述安装部分包括上端安装托架和下端安装托架，所述上端安装托架固定所述安装部分的上端部和所述支架，所述下端安装托架固定所述安装部分的下端部和所述支架。
7.根据权利要求1中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述支架的一侧下端表面上具有插入槽，绝缘体插入其中从而固定地紧固冷却模块。
8.根据权利要求7中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述绝缘体为哑铃形状。
9.根据权利要求1中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述支架不包括形成下侧的下侧框架。
10.根据权利要求2中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，用于增强所述侧面构件的内部的内部增强构件附接在所述侧面构件的内板侧面构件的表面上。
11.根据权利要求10中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述内部增强构件的一部分与所述碰撞盒互相重叠。
12.根据权利要求10中所述的无下方构件的超轻前端模块，其中，所述侧面构件由所述内板侧面构件和附接至所述内板侧面构件的外板侧面构件形成。
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