CN111717287A - 一种前机舱总成结构及具有其的汽车 - Google Patents

一种前机舱总成结构及具有其的汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种前机舱总成结构，包括前纵梁总成、防撞梁总成、前围板总成、塔座横梁总成、轮罩总成、A柱内板和风窗上横梁，前纵梁总成、轮罩总成和A柱内板设于汽车两侧，防撞梁总成横设于前纵梁总成的前端，前围板总成位于前纵梁总成的后方且横设于A柱内板的底部，风窗上横梁横设于A柱内板的顶部，轮罩总成设于前纵梁总成的上方，且塔座横梁总成包括横设于轮罩总成之间的第一传力通道和设于第一传力通道与风窗上横梁之间的第二传力通道。本发明还涉及一种汽车，通过优化车身框架结构，提供多条传递通道使上、下部结构形成一整体，有效分解整车载荷及前碰吸能。

Description

一种前机舱总成结构及具有其的汽车
技术领域
本发明涉及一种汽车车身技术领域，尤其涉及一种前机舱总成结构及具有其的汽车。
背景技术
前机舱作为车身承受正面碰撞时的主要结构，必须具有充分吸收碰撞能量和有效分散、传递碰撞力的功能，从而达到保护乘员舱的目的。
目前，常见的前机舱框架结构由前防撞梁、左/右前纵梁、前围加强结构及A柱等构成，这种结构存在结构复杂而成本较高、传递路径单一、不够充分和连续的问题。在车身发生正面碰撞时，一方面，前机舱将无法有效吸收和分散碰撞能量，造成前围板侵入量及地板、中通道变形量过大等问题，从而给乘员舱的乘客造成较大伤害，降低整车碰撞安全性；另一方面，由于这种结构缺乏合理的连贯结构，造成车身的弯扭刚度不够好，不利于整车NVH性能提高。
此外，前机舱框架结构通常采用钢结构，不符合车身轻量化水平需求，且易造成钢制车身易腐蚀问题及白车身焊装精度问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够解决以上多种问题的前机舱总成结构及具有其的汽车。
本发明提供了一种前机舱总成结构，包括前纵梁总成、防撞梁总成、前围板总成、塔座横梁总成、轮罩总成、A柱内板和风窗上横梁，所述前纵梁总成、所述轮罩总成和所述A柱内板设于汽车两侧，所述防撞梁总成横设于所述前纵梁总成的前端，所述前围板总成位于所述前纵梁总成的后方且横设于所述A柱内板的底部，所述风窗上横梁横设于所述A柱内板的顶部，所述轮罩总成设于所述前纵梁总成的上方，且所述塔座横梁总成包括横设于所述轮罩总成之间的第一传力通道和设于所述第一传力通道与所述风窗上横梁之间的第二传力通道。
一具体实施例中，所述前纵梁总成包括纵梁内板组件，所述轮罩总成包括沿纵向设于所述纵梁内板组件上方的上边梁、前轮罩本体和上连接板，所述前轮罩本体连接于所述上边梁的后端和所述纵梁内板组件的根部，所述上连接板位于所述前轮罩本体的前方且连接于上边梁的前端与所述纵梁内板组件的前端后方。
一具体实施例中，所述第一传力通道设于所述前轮罩本体之间，所述第一传力通道与所述前轮罩本体形成“工”字形框架，所述第一传力通道与所述第二传力通道和所述风窗上横梁形成“工”字形框架。
一具体实施例中，所述纵梁内板组件的前端设有安装板总成，所述防撞梁总成包括防撞梁本体和设于所述防撞梁本体的两端后方的吸能盒，所述防撞梁本体通过所述吸能盒与所述安装板总成的配合连接于所述纵梁内板组件的前端。
一具体实施例中，所述纵梁内板组件上还设有位于所述安装板总成后方的连接下板和副车架连接板，所述连接下板分别连接于所述纵梁内板组件的顶端和所述上连接板的底端，所述副车架连接板分别连接于所述纵梁内板组件的下方与汽车副车架。
一具体实施例中，所述前纵梁总成包括设于所述纵梁内板组件后端的纵梁后板组件，所述前围板总成包括设于所述纵梁后板组件之间的前围板下横梁和设于所述前围板下横梁前端的前围板本体，所述前围板本体横设于所述A柱内板的底部，所述风窗上横梁横设于所述A柱内板的顶部。
一具体实施例中，所述前纵梁总成还包括纵梁内加强板，所述纵梁内加强板设于所述纵梁内板组件与所述纵梁后板组件的连接处附近。
一具体实施例中，所述上边梁与所述A柱内板为钢结构，所述前轮罩本体、所述上连接板、所述前纵梁总成、所述防撞梁总成、所述前围板总成、所述塔座横梁总成、所述A柱内板和所述风窗上横梁为铝结构。
一具体实施例中，所述前纵梁总成向上沿上连接板、A柱内板和前轮罩本体三根传递通道向上传递。
本发明还提供了一种汽车，包括以上所述的前机舱总成结构。
综上，本发明通过优化车身框架结构，框架结构集成度高，有效解决了在零件在维护成本、生产线设备投入及人员成本管控等方面的成本投入；且提供多条传递通道使上、下部的结构形成一整体，使整车载荷及前碰吸能的有效分解实现各项性能及2018碰撞法规需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明前机舱总成结构的一具体实施例的结构示意图；
图2为图1的分解示意图；
图3为图1中的前围板总成与A柱内板、前纵梁总成及前防撞梁总成的结构示意图；
图4为图3的分解示意图；
图5为图1中前纵梁总成的结构示意图；
图6为图5的分解示意图；
图7为设于前纵梁总成上方的轮罩总成的结构示意图；
图8为图1的侧视图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。
如图1￣图8所示，本发明提供了一种前机舱总成结构，包括前纵梁总成11、防撞梁总成12、前围板总成13、塔座横梁总成14、轮罩总成15、A柱内板16和风窗上横梁17。
其中，前纵梁总成11、轮罩总成15和A柱内板16设于汽车的左右两侧，可以理解，轮罩总成15和A柱内板16包括对应前纵梁总成11的左右A柱内板和左右轮罩总成15(重点参考图1和图2)。
本发明中，参考图1￣图4，防撞梁总成12横设于前纵梁总成11的前端，前围板总成13位于前纵梁总成11的后方且横设于A柱内板16的底部，风窗上横梁17横设于A柱内板16的顶部，轮罩总成15设于前纵梁总成11的上方，且塔座横梁总成14包括横设于轮罩总成15之间的第一传力通道14a和设于第一传力通道14a与风窗上横梁17之间的第二传力通道14b，机舱总成结构中的前纵梁总成11、前围板总成13及轮罩总成分别形成上下传递通道，有效解决前围板的冲击变形，提升乘员舱的保护。
具体地，如图5和图6所示，本发明中前纵梁总成11包括纵梁内板组件11a、设于纵梁内板组件11a后端的纵梁后板组件11b、以及设于纵梁内板组件11a与纵梁后板组件11b的连接处附近的纵梁内加强板11c；更进一步地，纵梁加强板11c通过螺栓连接固定于纵梁内板组件11a的根部，且纵梁内板组件11a上设有安装板总成111、连接下板112和副车架连接板113，使得前纵梁总成11框架结构集成度高，有效解决了在零件在维护成本、生产线设备投入及人员成本管控等方面的成本投入。
前围板总成13包括设于纵梁后板组件11b之间的前围板下横梁13a和设于前围板下横梁13a前端的前围板本体13b，前围板本体13b横设于A柱内板16的底部，风窗上横梁17横设于A柱内板16的顶部。
如图7所示，轮罩总成15包括沿纵向设于纵梁内板组件11a上方的上边梁15a、前轮罩本体前轮罩本体15b和上连接板15c，前轮罩本体前轮罩本体15b连接于上边梁15a的后端和纵梁内板组件11a的根部，上连接板15c位于前轮罩本体前轮罩本体15b的前方且连接于上边梁15a的前端与纵梁内板组件11a的前端后方，使得碰撞力由前纵梁总成11向上沿上连接板15c、A柱内板16和前轮罩本体15b三根传递通道向上传递。
本发明通过优化前机舱总成结构的框架结构，引导整车载荷及前碰能量有效沿上下传递通道(前纵梁总成11、前围板总成13、塔座横梁总成14、上边梁15a、前轮罩本体前轮罩本体15b、上连接板15c和A柱内板16)有效分解，提升整车操稳性同时实现满足各项性能及2018版碰撞法规提升需求，改善车辆前悬吸能不足的问题。
详细地，本发明中第一传力通道14a设于前轮罩本体15b之间，第一传力通道14a与前轮罩本体15b形成“工”字形框架，第一传力通道14a与第二传力通道14b和风窗上横梁17形成“工”字形框架(重点参考图1)，在提升底盘安装点刚度的同时提高整车操作稳定性。
更进一步地，再次参考图2和图6，安装板总成111设于纵梁内板组件11a的前端；防撞梁总成12包括防撞梁本体12a和设于防撞梁本体12a的两端后方的吸能盒12b，防撞梁本体12a通过吸能盒12b与纵梁内板组件11a的前端的安装板总成111的配合连接于纵梁内板组件11a的前端。
同时，纵梁内板组件11a上的连接下板112分别连接于纵梁内板组件11a的顶端和上连接板15c的底端，副车架连接板113分别连接于纵梁内板组件11a的下方与汽车副车架，以形成正碰能量主要沿汽车长度和高度方向传递碰撞力的传力通道。
由图8中中前机舱总成结构通过多通道传递正碰能量的图示可知，在车辆受到正碰时，若防撞梁本体12a在压溃吸能盒12b后仍不能完全吸收正碰能量，能量会继续形成三条主要传力通道分解正碰能，具体如下：
一部分正碰能量会由纵梁内板组件11a上的连接下板112经上连接板15c向上传递至上边梁15a、前轮罩本体15b和第一传力通道14a，进而传递至第二通道14b、A柱内板16、前围板总成13和风窗上横梁17。
一部分正碰能量会由纵梁内板组件11a上的副车架连接板112向下传递至汽车副车架。
另一部分正碰能量会经纵梁内板组件11a向后传递至纵梁后板组件11b、前围板下横梁13a和前围板本体13b，然后继续传递至位于纵梁后板组件11b后方的汽车门槛梁和由A柱内板16向上传递至第二传力通道14b和风窗上横梁17。
本发明通过前纵梁总成11向上沿上连接板15c、A柱内板16和前轮罩本体15b三根传递通道向上传递，且由于塔座横梁总成14有两道传力通道，从而使多条传力通道能使上、下部的结构形成一整体，在车辆受到正碰或承受载荷时，使整车达到更稳定、平衡的状态。
本发明中，前轮罩本体前轮罩本体15b、上连接板15c、前纵梁总成11、防撞梁总成12、前围板总成13、塔座横梁总成14、A柱内板16和风窗上横梁17为铝结构，且安装板总成111通过MIG(melt inert－gas welding，熔化极惰性气体保护焊)焊接固接于纵梁内板组件11a的前端，连接下板112和副车架连接板113通过自攻丝钻铆(FDS)技术固定于纵梁内板组件11a的顶部和底部，可以理解，本发明通过采用铝型材及铝铸件设计的主框架结构，结构简洁，利于车身连接精度的提升，且有效提升车身刚度及强度同时实现自身减重需求，体现轻量化设计理念实现自身减重，提升了产品竞争力及解决了钢制车身防腐需求。
进一步地，上边梁15a与A柱内板16为钢结构，前轮罩本体前轮罩本体15b和上连接板15c通过自穿刺铆接(SPR)连接于上边梁15a，A柱内板16自穿刺铆接(SPR)固接于前围板总成13，风窗上横梁17通过自穿刺铆接(SPR)固接于A柱内板16，以通过钢铝材料连接实现EV平台共线生产的上钢下铝的产品定义及平台衍生及拓展，零件减少同时在零件维护成本、生产线设备投入及人员成本管控等问题，且由于钢铝搭接，增加钢铝连接的腔体截面实现整车性能目标需求。
本发明还提供了一种汽车，包括以上的前机舱总成结构。有关于前机舱总成结构与汽车其他元件连接的具体内容，可参考现有技术，具体在此不做赘述。
具体地，本发明与汽车车身上的各元部件进行连接时，若两连接件为铝铝或铝钢结构连接，则连接方式还可选择铝点焊、或螺接、或结构胶结合自攻丝钻铆(FDS)、或结构胶结合自穿刺铆接(SPR)等连接方式。
综上所述，本发明通过优化车身框架结构，框架结构集成度高，有效解决了在零件在维护成本、生产线设备投入及人员成本管控等方面的成本投入；同时提供多条传递通道能使上、下部的结构形成一整体，使整车载荷及前碰吸能的有效分解实现各项性能及2018碰撞法规需求；且上边梁和A柱内板采用钢材制成的钢结构外，其余主框架采用铝结构，有效提升车身刚度及强度同时实现自身减重需求，而钢铝搭接增加了钢铝连接的腔体截面，以实现整车性能目标需求。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种前机舱总成结构，其特征在于，包括前纵梁总成(11)、防撞梁总成(12)、前围板总成(13)、塔座横梁总成(14)、轮罩总成(15)、A柱内板(16)和风窗上横梁(17)，所述前纵梁总成(11)、所述轮罩总成(15)和所述A柱内板(16)设于汽车两侧，所述防撞梁总成(12)横设于所述前纵梁总成(11)的前端，所述前围板总成(13)位于所述前纵梁总成(11)的后方且横设于所述A柱内板(16)的底部，所述风窗上横梁(17)横设于所述A柱内板(16)的顶部，所述轮罩总成(15)设于所述前纵梁总成(11)的上方，且所述塔座横梁总成(14)包括横设于所述轮罩总成(15)之间的第一传力通道(14a)和设于所述第一传力通道(14a)与所述风窗上横梁(17)之间的第二传力通道(14b)。
2.根据权利要求1所述的前机舱总成结构，其特征在于，所述前纵梁总成(11)包括纵梁内板组件(11a)，所述轮罩总成(15)包括沿纵向设于所述纵梁内板组件(11a)上方的上边梁(15a)、前轮罩本体(15b)和上连接板(15c)，所述前轮罩本体(15b)连接于所述上边梁(15a)的后端和所述纵梁内板组件(11a)的根部，所述上连接板(15c)位于所述前轮罩本体(15b)的前方且连接于上边梁(15a)的前端与所述纵梁内板组件(11a)的前端后方。
3.根据权利要求2所述的前机舱总成结构，其特征在于，所述第一传力通道(14a)设于所述前轮罩本体(15b)之间，所述第一传力通道(14a)与所述前轮罩本体(15b)形成“工”字形框架，所述第一传力通道(14a)与所述第二传力通道(14b)和所述风窗上横梁(17)形成“工”字形框架。
4.根据权利要求2所述的前机舱总成结构，其特征在于，所述纵梁内板组件(11a)的前端设有安装板总成(111)，所述防撞梁总成(12)包括防撞梁本体(12a)和设于所述防撞梁本体(12a)的两端后方的吸能盒(12b)，所述防撞梁本体(12a)通过所述吸能盒(12b)与所述安装板总成(111)的配合连接于所述纵梁内板组件(11a)的前端。
5.根据权利要求4所述的前机舱总成结构，其特征在于，所述纵梁内板组件(11a)上还设有位于所述安装板总成(111)后方的连接下板(112)和副车架连接板(113)，所述连接下板(112)分别连接于所述纵梁内板组件(11a)的顶端和所述上连接板(15c)的底端，所述副车架连接板(113)分别连接于所述纵梁内板组件(11a)的下方与汽车副车架。
6.根据权利要求2所述的前机舱总成结构，其特征在于，所述前纵梁总成(11)包括设于所述纵梁内板组件(11a)后端的纵梁后板组件(11b)，所述前围板总成(13)包括设于所述纵梁后板组件(11b)之间的前围板下横梁(13a)和设于所述前围板下横梁(13a)前端的前围板本体(13b)，所述前围板本体(13b)横设于所述A柱内板(16)的底部，所述风窗上横梁(17)横设于所述A柱内板(16)的顶部。
7.根据权利要求6所述的前机舱总成结构，其特征在于，所述前纵梁总成(11)还包括纵梁内加强板(11c)，所述纵梁内加强板(11c)设于所述纵梁内板组件(11a)与所述纵梁后板组件(11b)的连接处附近。
8.根据权利要求2－7任意一项所述的前机舱总成结构，其特征在于，所述上边梁(15a)与所述A柱内板(16)为钢结构，所述前轮罩本体(15b)、所述上连接板(15c)、所述前纵梁总成(11)、所述防撞梁总成(12)、所述前围板总成(13)、所述塔座横梁总成(14)、所述A柱内板(16)和所述风窗上横梁(17)为铝结构。
9.根据权利要求2－7任意一项所述的前机舱总成结构，其特征在于，所述前纵梁总成(11)向上沿上连接板(15c)、A柱内板(16)和前轮罩本体(15b)三根传递通道向上传递。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1－9任意一项所述的前机舱总成结构。
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