CN111717298B - 一种抗冲击波驾驶室壳体以及车辆 - Google Patents

一种抗冲击波驾驶室壳体以及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，驾驶室壳体包括前围、后围、左侧围、右侧围、顶棚和地板，前围、后围、左侧围、右侧围、顶棚和地板均采用骨架蒙皮金属结构；前围的前部中间凸出，前围的两侧向后、向上倾斜；前围、左侧围和右侧围的蒙皮厚度大于后围、顶棚和地板的蒙皮厚度。本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，确定驾驶室壳体六大围结构型式，以提高整体强度、刚度和抗冲击能力，解决了目前车辆底盘驾驶室壳体抗冲击波难题，且可以抵抗类似的炸弹爆炸、易燃易爆物爆炸等瞬间产生的强大冲击波，具有较好的推广使用价值，尤其适用于重型越野车、特种车辆、军用车辆等特殊车辆。

Description

一种抗冲击波驾驶室壳体以及车辆
技术领域
本申请属于车辆技术领域，具体涉及一种抗冲击波驾驶室壳体以及车辆。
背景技术
目前，普通汽车底盘的驾驶室壳体一般由薄钢板经钣金、电阻焊接加工成型，其作用仅仅是满足司机驾驶及乘员乘坐的舒适性要求，其强度和抗冲击能力均较弱。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，强度和抗冲击能力均较强，可以抵抗类似的炸弹爆炸、易燃易爆物爆炸等瞬间产生的强大冲击波。
实现本发明目的所采用的技术方案为，一种抗冲击波驾驶室壳体，包括前围、后围、左侧围、右侧围、顶棚和地板，所述前围、所述后围、所述左侧围、所述右侧围、所述顶棚和所述地板均采用骨架蒙皮金属结构；
所述前围的前部中间凸出，所述前围的两侧向后、向上倾斜；
所述前围的蒙皮厚度大于所述后围、所述顶棚和所述地板的蒙皮厚度，且所述左侧围和所述右侧围的蒙皮厚度均大于所述后围、所述顶棚和所述地板的蒙皮厚度。
可选的，所述前围的蒙皮采用4±1mm钢板拼接制作；所述前围的骨架采用2±0.5mm钢板制作，所述骨架中，位于周边的骨架的截面为矩形，其余部位的骨架的截面为Ω型。
可选的，所述前围上设置有通风栅和两个灯具安装板，所述通风栅与所述前围的前部中间凸出部分连接，两个所述灯具安装板分居于所述通风栅的两侧。
可选的，所述后围的蒙皮采用1.5±0.5mm钢板整体冲压成型，所述后围的蒙皮上设置有冲压成型的加强筋，所述加强筋向外凸出呈槽型；
所述后围的骨架采用2±0.5mm钢板制作，骨架的截面为Ω型。
可选的，所述左侧围和所述右侧围的蒙皮均采用4±1mm钢板整体冲压成型，所述蒙皮中设置有1个以上车门门框；
所述左侧围和所述右侧围的骨架采用2±0.5mm钢板制作，所述骨架中，位于中间的骨架的截面为矩形，其余部位的骨架的截面为Ω型。
可选的，所述顶棚的蒙皮采用1.5±0.5mm拼接制作；所述顶棚的骨架采用2±0.5mm钢板制作，截面为Ω型。
可选的，所述顶棚的蒙皮包括左蒙皮和右蒙皮，所述左蒙皮和所述右蒙皮均由钢板整体冲压成型，且所述左蒙皮和所述右蒙皮上均设置有冲压成型的加强筋，所述加强筋向外凸出呈槽型。
可选的，所述顶棚的蒙皮包括左蒙皮、右蒙皮和避让坑蒙皮，所述左蒙皮、所述右蒙皮和所述避让坑蒙皮均由钢板整体冲压成型；所述左蒙皮和所述右蒙皮上均设置有冲压成型的加强筋，所述加强筋向外凸出呈槽型；所述左蒙皮的中部设置有座圈孔，所述座圈孔中安装有座圈，所述座圈的截面为矩形；所述避让坑蒙皮的截面为槽型，槽型的所述避让坑蒙皮从前向后逐渐向下倾斜。
可选的，所述地板的蒙皮由左地板蒙皮、右地板蒙皮和发动机罩蒙皮拼接构成，所述左地板蒙皮、所述右地板蒙皮和所述发动机罩蒙皮均采用1.5±0.5mm钢板整体冲压成型，且均设置有冲压成型的加强筋，所述加强筋向外凸出呈槽型；
所述地板的骨架中，位于中部的两根主纵梁由位于外层的2.5±0.5mm厚、Ω型截面钢板与位于内层的1.5±0.5mm厚、槽型截面钢板组焊而成；地板尾部横梁、左边梁和右边梁均采用2±0.5mm钢板制作，截面为矩形；其余骨架采用2±0.5mm钢板制作，截面为Ω型。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种车辆，所述车辆的驾驶室的壳体采用上述的抗冲击波驾驶室壳体。
由上述技术方案可知，本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体，六大围(前围、后围、左侧围、右侧围、顶棚和地板)均采用骨架蒙皮金属结构，骨架蒙皮金属结构整体强度高、刚度大，且自身重量较轻。
研究发现，驾驶室各个面所受冲击波的恶劣程度不同，恶劣程度从大到小依次为为：前围＞左侧围、右侧围＞后围、顶棚和地板，且前围前部所受冲击工况最恶劣。根据驾驶室所受冲击波的恶劣程度不同，本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体的六大围的蒙皮厚度不同，以提高整体强度、刚度和抗冲击能力。
本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体，在工况最恶劣的前围前部，设置前围的前部中间凸出，前围的两侧向后(车头为前、车身为后)、向上倾斜，中间凸出、两侧向后倾斜的方案有效地衰减了冲击波的冲击作用。
与现有技术相比，本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，确定驾驶室壳体六大围结构型式，以提高整体强度、刚度和抗冲击能力，解决了目前车辆底盘驾驶室壳体抗冲击波难题，且可以抵抗类似的炸弹爆炸、易燃易爆物爆炸等瞬间产生的强大冲击波，具有较好的推广使用价值，尤其适用于重型越野车、特种车辆、军用车辆等特殊车辆。
附图说明
图1为本发明实施例1中抗冲击波驾驶室壳体的结构示意图一；
图2为本发明实施例1中抗冲击波驾驶室壳体的结构示意图二；
图3为图2的抗冲击波驾驶室壳体中主纵梁的截面结构图；
图4为本发明实施例2中车辆的结构示意图。
附图标记说明：100-抗冲击波驾驶室壳体；10-前围，11-前围蒙皮，12-前围骨架，13-通风栅，14-灯具安装板；20-后围，21-后围蒙皮，22-后围骨架，23-后围蒙皮加强筋；30-左侧围，31-左侧围蒙皮，32-左侧围骨架；40-右侧围，41-右侧围蒙皮，42-右侧围骨架，43-车门门框；50-顶棚，51-左蒙皮，52-右蒙皮，53-避让坑蒙皮，54-座圈，55-顶棚蒙皮加强筋，56-顶棚骨架；60-地板，61-左地板蒙皮，62-右地板蒙皮，63-发动机罩蒙皮，64-主纵梁，65-地板尾部横梁，66-左边梁，67-右边梁，68-地板加强筋；200-驾驶室；300-底盘总成；400-动力总成；500-车轮组件。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
实施例1：
本发明实施例提供一种抗冲击波驾驶室壳体100，其结构如图1和图2所示，包括前围10、后围20、左侧围30、右侧围40、顶棚50和地板60，前围10、后围20、左侧围30、右侧围40、顶棚50和地板60均采用骨架蒙皮金属结构，以提高整体强度、刚度和抗冲击能力，且在满足抗冲击能力的同时减轻自身重量。下面结合一具体实施方式对六大围的结构进行详细描述：
前围10作为工况最恶劣的部分，本实施例设计前围10的前部中间凸出，前围10的两侧向后、向上倾斜。即合理安排好前挡风玻璃、通风栅13、灯具安装板14等前围固有附件后，剩余部分的中心向前(车头方向)突出。根据车辆的通常设计，前围10的前部中间凸出的部分包含通风栅13安装区域以及通风栅13上方的部分区域。前围10的两侧向后(车尾方向)、向上倾斜，即前围10中心两侧的蒙皮设计为向后上方倾斜，顺应冲击波的冲击方向，配合突出的前部中心，有效地衰减了冲击波的冲击作用。
由于前围10所面临的冲击工况最恶劣，前围10的蒙皮厚度应大于后围20、顶棚50和地板60的蒙皮厚度。具体的，本实施例中，前围10的蒙皮11采用4±1mm钢板拼接制作，通风栅13与前围10的前部中间凸出部分连接，两个灯具安装板14分居于通风栅的两侧。前围10的骨架12采用2±0.5mm钢板制作，前围10的骨架12中，位于周边的骨架(即蒙皮边缘处的骨架)的截面为矩形，其余部位的骨架的截面为Ω型。
后围20承受的冲击最小，本实施例中，后围20的蒙皮21采用1.5±0.5mm钢板整体冲压成型，为强化后围的整体结构强度，后围20的蒙皮上设置有冲压成型的加强筋23，加强筋23向外凸出呈槽型；后围20的骨架22采用2±0.5mm钢板制作，骨架的截面为Ω型。
左侧围30和右侧围40所承受的冲击工况仅次于前围10，在面临侧面冲击时，则侧围的冲击工况甚至超过前围10，故而左侧围30和右侧围40的蒙皮厚度也均大于后围20、顶棚50和地板60的蒙皮厚度。
具体的，本实施例中，左侧围30和右侧围40的结构完全相同，左侧围30和右侧围40的蒙皮31、41均采用4±1mm钢板整体冲压成型，蒙皮31、41中设置有1个以上车门门框43，例如单排驾驶室则每侧设置1个车门门框43，而双排驾驶室则每侧设置2个车门门框43。
左侧围30和右侧围40的骨架32、42均采用2±0.5mm钢板制作，侧围的骨架32、42中，位于中间的骨架的截面为矩形，其余部位的骨架的截面为Ω型。
顶棚50一般较少承受冲击工况，顶棚50的主要作用在于为车辆附属功能组件(行李架、天窗、炮台、机枪位等)提供安装位置，本实施例中，顶棚50的蒙皮采用1.5±0.5mm拼接制作；顶棚50的骨架56采用2±0.5mm钢板制作，截面为Ω型。
对于普通型家用越野车或者工程车辆，作为优选，顶棚50的蒙皮包括左蒙皮51和右蒙皮52，左蒙皮51和右蒙皮52均由钢板整体冲压成型，且左蒙皮51和右蒙皮52上均设置有冲压成型的加强筋55，加强筋55向外凸出呈槽型。
对于军用车辆，作为优选，顶棚50的蒙皮包括左蒙皮51、右蒙皮52和避让坑蒙皮53，左蒙皮51、右蒙皮52和避让坑蒙皮53均由钢板整体冲压成型，左蒙皮51和右蒙皮52上均设置有冲压成型的加强筋55，加强筋55向外凸出呈槽型。左蒙皮51的中部设置有座圈孔，座圈孔中安装有座圈54，座圈54的截面为矩形，座圈54可作为观察孔或者用作机枪座的安装位；避让坑蒙皮53的截面为槽型，槽型的避让坑蒙皮53从前向后逐渐向下倾斜，避让坑可用于安装炮筒。
地板60主要用于承载，本实施例中，地板60的蒙皮由左地板蒙皮61、右地板蒙皮62和发动机罩蒙皮63拼接构成，左地板蒙皮61、右地板蒙皮62和发动机罩蒙皮均采用1.5±0.5mm钢板整体冲压成型，且均设置有冲压成型的加强筋68，加强筋68向外凸出呈槽型。
地板60的骨架中：位于中部的两根主纵梁64由位于外层的2.5±0.5mm厚、Ω型截面钢板641与位于内层的1.5±0.5mm厚、槽型截面钢板642组焊而成，如图3所示；地板尾部横梁65、左边梁66和右边梁67均采用2±0.5mm钢板制作，截面为矩形；其余骨架采用2±0.5mm钢板制作，截面为Ω型。
实施例2：
基于同样的发明构思，本实施例提供一种车辆，其结构如图4所示，该车辆可以为任一普通家庭越野车、半挂车、工程车、军用车等。基本主体均包括驾驶室200、底盘总成300、动力总成400和车轮组件500，上述总成的具体结构可参照现有技术。该车辆的驾驶室200的壳体采用上述实施例1的抗冲击波驾驶室壳体100，驾驶室壳体100的具体结构此处不再赘述，该车辆的其他未详述结构均属于现有技术，此处不做展开说明。
经检测，该车辆的驾驶室的壳体既可满足车辆越野机动行驶时3g(瞬时冲击力为自身重量的3倍)的强度和刚度要求，又可满足某冲击波200g(瞬时冲击力为自身重量的200倍)、6ms的瞬间冲击振动要求，完全满足炸弹爆炸、易燃易爆物爆炸等瞬间产生的强大冲击波等特殊工况的使用要求。
通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
1)本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，驾驶室壳体六大围均采用骨架蒙皮金属结构，骨架蒙皮金属结构整体强度高、刚度大，且自身重量较轻。根据驾驶室所受冲击波的恶劣程度不同，六大围的蒙皮厚度不同，以提高整体强度、刚度和抗冲击能力。
2)本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，在工况最恶劣的前围前部，设置前围的前部中间凸出，前围的两侧向后(车头为前、车身为后)、向上倾斜，中间凸出、两侧向后倾斜的方案有效地衰减了冲击波的冲击作用。
3)本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，在前围四周、侧围中立柱、地板主纵梁、地板边梁及尾横梁等主受力部位设置矩形截面的骨架，其它部位设置Ω型截面的骨架，大大改善了驾驶室壳体的力学性能，同时减轻了驾驶室壳体自身的重量。
4)本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，部分蒙皮采用整板冲压成型，中间设置加强筋，减少了焊接和钣金工艺的使用，进一步提高了壳体强度，又增强了壳体美观度。
5)本发明提供的抗冲击波驾驶室壳体以及车辆，解决了重型越野车底盘驾驶室壳体抗冲击波难题，且对于抵抗类似的炸弹爆炸、易燃易爆爆炸等瞬间产生的强大冲击波，具有较好的推广使用价值。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种抗冲击波驾驶室壳体，其特征在于：包括前围、后围、左侧围、右侧围、顶棚和地板，所述前围、所述后围、所述左侧围、所述右侧围、所述顶棚和所述地板均采用骨架蒙皮金属结构；
所述前围的前部中间凸出，所述前围的两侧向后、向上倾斜，顺应冲击波的冲击方向；
所述前围的蒙皮厚度大于所述后围、所述顶棚和所述地板的蒙皮厚度，且所述左侧围和所述右侧围的蒙皮厚度均大于所述后围、所述顶棚和所述地板的蒙皮厚度；
所述地板的蒙皮由左地板蒙皮、右地板蒙皮和发动机罩蒙皮拼接构成，所述左地板蒙皮、所述右地板蒙皮和所述发动机罩蒙皮均采用1.5±0.5mm钢板整体冲压成型，且均设置有冲压成型的加强筋，所述加强筋向外凸出呈槽型；
所述地板的骨架中，位于中部的两根主纵梁由位于外层的2.5±0.5mm厚、Ω型截面钢板与位于内层的1.5±0.5mm厚、槽型截面钢板组焊而成；地板尾部横梁、左边梁和右边梁均采用2±0.5mm钢板制作，截面为矩形；其余骨架采用2±0.5mm钢板制作，截面为Ω型。
2.如权利要求1所述的抗冲击波驾驶室壳体，其特征在于：所述前围的蒙皮采用4±1mm钢板拼接制作；所述前围的骨架采用2±0.5mm钢板制作，所述骨架中，位于周边的骨架的截面为矩形，其余部位的骨架的截面为Ω型。
3.如权利要求2所述的抗冲击波驾驶室壳体，其特征在于：所述前围上设置有通风栅和两个灯具安装板，所述通风栅与所述前围的前部中间凸出部分连接，两个所述灯具安装板分居于所述通风栅的两侧。
4.如权利要求1所述的抗冲击波驾驶室壳体，其特征在于：所述后围的蒙皮采用1.5±0.5mm钢板整体冲压成型，所述后围的蒙皮上设置有冲压成型的加强筋，所述加强筋向外凸出呈槽型；
所述后围的骨架采用2±0.5mm钢板制作，骨架的截面为Ω型。
5.如权利要求1所述的抗冲击波驾驶室壳体，其特征在于：所述左侧围和所述右侧围的蒙皮均采用4±1mm钢板整体冲压成型，所述蒙皮中设置有1个以上车门门框；
所述左侧围和所述右侧围的骨架采用2±0.5mm钢板制作，所述骨架中，位于中间的骨架的截面为矩形，其余部位的骨架的截面为Ω型。
6.如权利要求1所述的抗冲击波驾驶室壳体，其特征在于：所述顶棚的蒙皮采用1.5±0.5mm钢板拼接制作；所述顶棚的骨架采用2±0.5mm钢板制作，截面为Ω型。
7.如权利要求6所述的抗冲击波驾驶室壳体，其特征在于：所述顶棚的蒙皮包括左蒙皮和右蒙皮，所述左蒙皮和所述右蒙皮均由钢板整体冲压成型，且所述左蒙皮和所述右蒙皮上均设置有冲压成型的加强筋，所述加强筋向外凸出呈槽型。
8.如权利要求6所述的抗冲击波驾驶室壳体，其特征在于：所述顶棚的蒙皮包括左蒙皮、右蒙皮和避让坑蒙皮，所述左蒙皮、所述右蒙皮和所述避让坑蒙皮均由钢板整体冲压成型；
所述左蒙皮和所述右蒙皮上均设置有冲压成型的加强筋，所述加强筋向外凸出呈槽型；
所述左蒙皮的中部设置有座圈孔，所述座圈孔中安装有座圈，所述座圈的截面为矩形；
所述避让坑蒙皮的截面为槽型，槽型的所述避让坑蒙皮从前向后逐渐向下倾斜。
9.一种车辆，其特征在于：所述车辆的驾驶室的壳体采用权利要求1至8中任一项所述的抗冲击波驾驶室壳体。
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