CN111409702A - 一种汽车框架结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车框架结构，包括前防撞梁、吸能盒、上纵梁、纵梁、减震塔顶支架、边梁和铰链柱，所述前防撞梁、吸能盒和纵梁依次连接，所述上纵梁和边梁分别与铰链柱连接，还包括副吸能盒和前舱加强横梁，所述副吸能盒与前防撞梁连接，并将撞击力传递给上纵梁，所述上纵梁依次通过减震塔顶支架和前舱加强横梁将撞击力传递至非撞击侧。与现有技术相比，减低整车重量的同时提高碰撞安全性能和整车扭转刚度，也降低主机厂的生产制造成本，进而提高了传统车的燃油经济性和新能源汽车的续航里程。

Description

一种汽车框架结构
技术领域
本发明涉及整车框架领域，尤其是涉及一种汽车框架结构。
背景技术
中国保险汽车安全指数评价规程于2017年7月正式发布，该评价规程的主要内容是引用美国公路安全保险协会(IIHS)的相关评价标准。其中存在目前世界公认最严苛的碰撞工况——25％小偏置刚性碰撞，此工况对于国内主机厂来说存在极大的挑战。由于是一个全新的碰撞工况，目前国内主机厂和院校机构针对如何提高汽车在25％小偏置刚性碰撞工况中的被动安全性能，主要的研究思路仍然是通过加宽前防撞梁和延长上纵梁等车身结构来实现，此设计是通过车体结构的加强硬抗住来自于25％小偏置刚性壁障的冲击。
针对25％小偏置刚性碰撞工况，现有的通过加宽前防撞梁和延长上纵梁结构，或是在左右上纵梁之前添加横梁，又或是在铰链柱和门槛前端中加入各种增强结构等思路相对比较单一，基本均是在原有的车身结构上做加强，通过车体结构的加强硬抗住来自于25％小偏置刚性壁障的冲击，没有系统的重新设计车身框架结构，这会导致白车身的重量出现极大的增加，进而导致主机厂成本的上升，也会对传统车的燃油经济性和新能源车的续航里程产生不利影响
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种汽车框架结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种汽车框架结构，包括前防撞梁、吸能盒、上纵梁、纵梁、减震塔顶支架、边梁和铰链柱，所述前防撞梁、吸能盒和纵梁依次连接，所述上纵梁和边梁分别与铰链柱连接，还包括副吸能盒和前舱加强横梁，所述副吸能盒与前防撞梁连接，并将撞击力传递给上纵梁，所述上纵梁依次通过减震塔顶支架和前舱加强横梁将撞击力传递至非撞击侧。
还包括吸能块，所述吸能块将撞击力通过边梁传递给乘员舱的铰链柱。
所述吸能块位于吸能盒的斜后方。
还包括副车架前横梁，所述边梁通过副车架前横梁将撞击力传递至非撞击侧。
所述副车架前横梁为工字型结构。
所述吸能盒和纵梁的连线偏转汽车前进方向2°～3°。
所述边梁形成外八字结构。
所述铰链柱的碰撞面与汽车前进方向的垂直方向夹角大于30°。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)包括副吸能盒和前舱加强横梁，副吸能盒与前防撞梁连接，并将撞击力传递给上纵梁，上纵梁依次通过减震塔顶支架和前舱加强横梁将撞击力传递至非撞击侧，可在25％小偏置刚性碰撞时使碰撞力的作用分散，从而减少受碰撞侧的受力。
(2)吸能块将撞击力通过边梁传递给乘员舱的铰链柱，增加的吸能块可进一步减小受力。
(3)包括车架前横梁，边梁通过车架前横梁将撞击力传递至非撞击侧，可在25％小偏置刚性碰撞时使碰撞力的作用分散，从而减少受碰撞侧的受力。
(4)吸能盒和纵梁的连线偏转汽车前进方向2°～3°，可以保证吸能盒与25％小偏置碰撞的工况的壁障有50mm以上的重叠区域，如此可以使得纵梁在25％小偏置碰撞工况中起到一定的传力与吸能作用。
(5)边梁形成外八字结构，可以保证吸能快与25％小偏置碰撞的工况的壁障有50mm以上的重叠区域，如此可以使得边梁在25％小偏置碰撞工况中起到一定的传力与吸能作用。
(6)铰链柱的碰撞面与汽车前进方向的垂直方向夹角大于30°，在小偏置刚性壁障最后撞击乘员舱的铰链柱时，尽量确保能够使刚性壁障与车身相互滑移错开。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明的仰视图；
图3为本发明的左视图；
图4为本发明的正视图；
图5为本发明的轴视图；
图6为本发明刚性壁障与车身位置示意图；
图7为本发明铰链柱的断面示意图；
附图标记：
1为前防撞梁；2为吸能盒；3为副吸能盒；4为上纵梁；5为纵梁；6为减震塔顶支架；7为前舱加强横梁；8为吸能块；9为边梁；10为副车架前横梁；11为铰链柱；12为刚性壁障。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本实施例提供一种汽车框架结构，包括前防撞梁1、吸能盒2、上纵梁4、纵梁5、减震塔顶支架6、边梁9和铰链柱11，前防撞梁1、吸能盒2和纵梁5依次连接，上纵梁4和边梁9分别与铰链柱11连接，还包括副吸能盒3和前舱加强横梁7，副吸能盒3与前防撞梁1连接，并将撞击力传递给上纵梁4，上纵梁4依次通过减震塔顶支架6和前舱加强横梁7将撞击力传递至非撞击侧。还包括吸能块8和副车架前横梁10，吸能块8将撞击力通过边梁9传递给乘员舱的铰链柱11，边梁9通过副车架前横梁10将撞击力传递至非撞击侧。
整体主要的设计理念是车身经受的撞击力通过前防撞梁1传递至吸能盒2和副吸能盒3，进而吸能盒2传递至纵梁5，副吸能盒3传递至上纵梁4，上纵梁4会通过减震塔顶支架6和前舱加强横梁7将力由撞击侧传递至非撞击侧。副车架经受的撞击力通过吸能块8传递至边梁9和副车架前横梁10，同时通过边梁9传递至乘员舱，副车架前横梁10将撞击力传递至非撞击侧，在小偏置的刚性壁障12最后撞击乘员舱的铰链柱11时，使得刚性壁障12与车身相互滑移错开。结合附图解释如下：
通过将图1所示车身所属的吸能盒2、纵梁5设计为带偏转2°～3°的角度，将图2所示副车架所属的吸能块8、边梁9设计为前端“外八字”结构，确保在25％小偏置碰撞过程中，吸能盒2和吸能块8与25％小偏置碰撞工况的壁障有50mm以上的重叠区域，如此可以使得纵梁5和边梁9在25％小偏置碰撞工况中起到一定的传力与吸能作用，如图6所示。
通过增加图1、图4和图5显示的前舱加强横梁7，与减震塔顶支架6来贯穿车身左右两侧，增加车体Y向的刚度。通过增加副车架吸能块8与副车架前横梁10，增加副车架的Y向刚度。由此通过Y向刚度的增加，将撞击力由车体与副车架的撞击侧传递至非撞击侧。
通过图7所示的铰链柱11的大于30°的断面结构设计，在小偏置的刚性壁障12最后撞击乘员舱的铰链柱11时，尽量确保能够使刚性壁障12与车身相互滑移错开。
本实施例在整车框架设计的概念阶段，综合25％小偏置碰撞工况和其他碰撞工况的评价规则，结合车身结构和底盘结构设计了一种全新的整车框架结构，通过合理的路径分配和结构设计，减低整车重量的同时提高碰撞安全性能和整车扭转刚度，也降低主机厂的生产制造成本，进而提高了传统车的燃油经济性和新能源汽车的续航里程。

Claims (8)

1.一种汽车框架结构，包括前防撞梁(1)、吸能盒(2)、上纵梁(4)、纵梁(5)、减震塔顶支架(6)、边梁(9)和铰链柱(11)，所述前防撞梁(1)、吸能盒(2)和纵梁(5)依次连接，所述上纵梁(4)和边梁(9)分别与铰链柱(11)连接，其特征在于，还包括副吸能盒(3)和前舱加强横梁(7)，所述副吸能盒(3)与前防撞梁(1)连接，并将撞击力传递给上纵梁(4)，所述上纵梁(4)依次通过减震塔顶支架(6)和前舱加强横梁(7)将撞击力传递至非撞击侧。
2.根据权利要求1所述的一种汽车框架结构，其特征在于，还包括吸能块(8)，所述吸能块(8)将撞击力通过边梁(9)传递给乘员舱的铰链柱(11)。
3.根据权利要求2所述的一种汽车框架结构，其特征在于，所述吸能块(8)位于吸能盒(2)的斜后方。
4.根据权利要求1所述的一种汽车框架结构，其特征在于，还包括副车架前横梁(10)，所述边梁(9)通过副车架前横梁(10)将撞击力传递至非撞击侧。
5.根据权利要求4所述的一种汽车框架结构，其特征在于，所述副车架前横梁(10)为工字型结构。
6.根据权利要求1所述的一种汽车框架结构，其特征在于，所述吸能盒(2)和纵梁(5)的连线偏转汽车前进方向2°～3°。
7.根据权利要求1所述的一种汽车框架结构，其特征在于，所述边梁(9)形成外八字结构。
8.根据权利要求1所述的一种汽车框架结构，其特征在于，所述铰链柱(11)的碰撞面与汽车前进方向的垂直方向夹角大于30°。
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