CN111806560A - 一种汽车前部横梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车前部横梁结构，包括：机舱；前围板横梁；前纵梁后板；下A柱；内板加强板；前纵梁；连接板；上短梁；塔座；前纵梁受力将碰撞力通过内板加强板、前纵梁后板传递至机舱；和/或前纵梁受力将碰撞力通过前围板横梁传递至机舱；和/或前纵梁受力将碰撞力通过连接板、上短梁传递至塔座；和/或前纵梁受力将碰撞力通过连接板、上短梁传递至下A柱。实施本发明的汽车前部横梁结构，在满足碰撞性能的基础上，减轻自重；有效避免结构撕裂等结构不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及一种汽车前部横梁结构。
背景技术
现有技术中，汽车前部横梁结构是以钢材为主要材料，主要通过前围横梁两侧与纵梁和梁柱焊接，整体与前围板焊接为一体的结构。
上述汽车前部横梁由于结构设计不合理，主要存在如下技术问题：
1、发生碰撞时，碰撞力的传导不合理，无法保证成员舱和机舱结构的完整性，存在撕裂和结构失稳的问题。
2、不利于汽车轻量化发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种汽车前部横梁结构，满足碰撞性能的基础上，减轻自重；有效避免结构撕裂等结构不稳定的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种汽车前部横梁结构，包括：机舱；紧固连接在机舱前侧端部的前围板横梁，分别固连在前围板横梁一端侧的前纵梁后板，固连在前纵梁后板上的下A柱，前纵梁后板与机舱固连，下A柱与机舱固连；内板加强板，前纵梁后板和前围板横梁分别与内板加强板固连；前纵梁，内板加强板和前纵梁后板分别与前纵梁固连；连接板，连接板固连在前纵梁上；上短梁，连接板和下A柱分别与上短梁固连；塔座，前纵梁和上短梁分别与塔座相固连，其中：前纵梁受力将碰撞力通过内板加强板、前纵梁后板传递至机舱；和/或前纵梁受力将碰撞力通过前围板横梁传递至机舱；和/或前纵梁受力将碰撞力通过连接板、上短梁传递至塔座；和/或前纵梁受力将碰撞力通过连接板、上短梁传递至下A柱。
其中，前围板横梁两侧的结构设为对称。
其中，还包括：设在前围板横梁两侧的两个塔座之间的机舱横梁。
其中，还包括：分别与前纵梁后板和前围板横梁固连的一前围板，前围板固连在前围板横梁两侧的两块下A柱上。
其中，还包括：与前围板相连、固连在前围板横梁两侧的两块下A柱之间的一前围板上横梁。
其中，机舱横梁和前围板上横梁之间固连有机舱横梁连接板；机舱横梁连接板和前围板通过自冲铆和胶粘的方式连接。
其中，前围板横梁的端侧连接有吸能盒，前围板横梁两侧的两个吸能盒之间固连有一防撞梁。
其中，机舱包括：与下A柱相连的门槛梁和与前围板横梁相连的中通道梁。
其中，机舱还包括：设在两条门槛梁之间的前地板；前地板上分别设有连接在门槛梁和中通道梁之间的座椅前横梁和座椅后横梁。
其中，前纵梁、连接板及上短梁采用自冲铆和胶粘的连接方式；前纵梁和塔座通过热融流钻螺接和胶粘的方式连接。
本发明所提供的汽车前部横梁结构，具有如下有益效果：
第一、前纵梁受力将碰撞力通过内板加强板、前纵梁后板传递至机舱；和/或前纵梁受力将碰撞力通过前围板横梁传递至机舱；和/或前纵梁受力将碰撞力通过连接板、上短梁传递至塔座；和/或前纵梁受力将碰撞力通过连接板、上短梁传递至下A柱，该汽车前部横梁结构在发生正面碰撞时，车身结构上至少有两条力传递通道，进而传递到车体的后部。
第二，在传力过程中，前围板横梁能够有效分配碰撞力，从而让机舱起到传力作用。
第三、结构合理，让机舱及乘员舱结构稳定，避免出现失效、结构不稳定等现象；利于车体轻量化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例汽车前部横梁结构的结构示意图。
图2是本发明实施例汽车前部横梁结构的俯视结构示意图。
图3是本发明实施例汽车前部横梁结构的侧视结构示意图。
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。
结合参见图1，为本发明汽车前部横梁结构的实施例一。
本实施例中的汽车前部横梁结构，可以应用在铝制车身结构的车型上，以改善碰撞力传导，保证机舱结构完整性。
本实施例中的汽车前部横梁结构，包括：机舱T；紧固连接在机舱T前侧端部的前围板横梁13，固连在前围板横梁13一端侧的前纵梁后板14，固连在前纵梁后板14上的下A柱7，前纵梁后板14与机舱固连，下A柱7与机舱固连；内板加强板12，前纵梁后板14和前围板横梁13分别与内板加强板12固连；前纵梁3，内板加强板12和前纵梁后板14分别与前纵梁3固连；连接板4，连接板4固连在前纵梁3上；上短梁5，连接板4和下A柱7分别与上短梁5固连；塔座6，前纵梁3和上短梁5分别与塔座6固连，其中：前纵梁3受力将碰撞力通过内板加强板12、前纵梁后板14传递至机舱T；和/或前纵梁3受力将碰撞力通过前围板横梁13传递至机舱T；和/或前纵梁3受力将碰撞力通过连接板4、上短梁5传递至塔座6；和/或前纵梁3受力将碰撞力通过连接板4、上短梁5传递至下A柱7。
具体实施时，机舱T为装配座椅用以供乘员乘坐的区域，其包括：两条平行而设的门槛梁16，两条门槛梁16之间设有前地板20，前地板20上分别设有中通道梁17，座椅前横梁18和座椅后横梁19。其中：中通道梁17位于两门槛梁16之间，与门槛梁16相对平行。座椅前横梁18和座椅后横梁19分别连接在门槛梁16和中通道梁17之间。
前围板横梁13为整体板状，其作用是：有效分配碰撞力，使机舱T的中通道梁17能够起到传力的作用。具体实施时，各结构件的装配方式如下：前围板横梁13与机舱的两条门槛梁16、中通道梁17及前地板20相紧固相连，其固连在机舱前侧端部。
前纵梁后板14在本实施例中设为两块，其呈板块状，其上设有加强肋及加强筋，加强结构能够使其保持一定的刚度。前纵梁后板14对称的布置在前围板横梁13的相对两侧。本实施例中的前纵梁后板14与门槛梁16固连。进一步的，
前纵梁后板14和前围板横梁13的连接处固连有内板加强板12，内板加强板12在本实施例中为对称布置的两个，内板加强板12为一插腔结构，其作用是：连接前纵梁3，实现力的传递。
具体实施时，两块前纵梁后板14、前围板横梁13、两条门槛梁16、中通道梁17及座椅前横梁18的结构设计合理，强度匹配性也最优，有效保证前围入侵量，特别是对汽车底部和脚部区域的变形起到较好的抵抗作用。此外，机舱T地板下表面为平面，机舱内的梁结构通过前纵梁后板14与前纵梁相连，取消了传统地板纵梁，对动力电池提供更多的布置空间，提高续航里程。
进一步的，还包括：分别与前纵梁后板14和门槛梁16相紧固的下A柱7，下A柱7在本实施例中设为对称布置的两块，其底部紧固在门槛梁16上，侧表面固连前纵梁后板14。同时，两块下A柱7之间还固连有前围板11，前围板11为整块板状，其设置在前纵梁后板14和前围板横梁13的顶部，且分别与两者固定连接。
进一步的，前围板11的顶部还设有前围板上横梁9，前围板上横梁9为一条杆状，其紧固在两块下A柱7之间，使前围板横梁13、两块前纵梁后板14、前围板11、前围板上横梁9及两块下A柱7的整体保持稳固。
进一步的，还包括：分别插置在内板加强板12且与前纵梁后板14相围挡所形成插腔中的前纵梁3。实施时，前纵梁3设为两条，分别插置在内板加强板12与前纵梁后板14所形成的插腔中。其中，前纵梁3的端侧分别连接有吸能盒2，吸能盒2设为两个，在两个吸能盒2的端部装配有一防撞梁1。具体实施时，汽车前部横梁结构发生碰撞，作用在防撞梁1上的碰撞力通过两个吸能盒2传递到两根前纵梁3上，进而形成以上所述的前纵梁3受力，前纵梁3的作用是对碰撞力进行传递；吸能盒2起到缓冲吸能的作用。
进一步的，还包括：固连在前纵梁3上的连接板4、分别固连在连接板4和下A柱7之间的上短梁5。连接板4和上短梁5分别为结构设为对称的两根，其作用是形成一路碰撞力的传递通道，从而对前纵梁3上的碰撞力进行分配。可以理解的是：前纵梁3和连接板4也可以一体成型，其两端分别连接在前纵梁3和下A柱7之间。
进一步的，还包括：分别与前纵梁3和上短梁5相固连的塔座6。本实施例中的塔座6设为两块，对称布置。所设置塔座6的作用是：形成一路碰撞力的传递通道，从而对前纵梁3上的碰撞力进行分配。
本实施例中的汽车前部横梁结构在具体实施时，作用在防撞梁1上的碰撞力通过两个吸能盒2传递到两根前纵梁3上，一路碰撞力的传递通道为：通过内板加强板12、前纵梁后板14传递至机舱（两条门槛梁16或中通道梁17），再或者通过前围板横梁13传递至机舱（两条门槛梁16或中通道梁17）。另一路碰撞力的传递通道为：通过连接板4、上短梁5传递至塔座6，再或者通过连接板4、上短梁5传递至下A柱7。如此，当车身发生正面碰撞时，车身结构上至少有两条力传递的通道传递至车体的后部，前围板横梁13能够有效分配碰撞力，从而让机舱也起到一定的传力作用。
优选的，前围板横梁13两侧的两个塔座6之间还设有机舱横梁8。机舱横梁8的作用是：对两个塔座6进行支撑，保持汽车前部横梁结构的稳定；此外，前围板横梁13和机舱横梁8能够有效保证机舱的变形稳定性，特别是对偏置碰结构变形起到较好的稳定作用。例如：通过设置机舱横梁8，能有效避免在偏置碰过程中内板加强板12和前围板横梁13连接处极易发生的撕裂问题，前纵梁后板14和门槛梁16连接处极易发生的撕裂问题以及前围板11和下A柱7连接处极易发生的撕裂问题。
综上，机舱横梁8和前围板横梁13能够有效传导碰撞力，在偏置碰中能较好的将碰撞力传导到另一侧，起到支撑作用，让机舱T及乘员舱结构稳定，避免出现失效、结构不稳定等现象。
优选的，机舱横梁8和前围板上横梁9之间固连有机舱横梁连接板10；机舱横梁连接板10能够保持整体结构的稳定性。
优选的，防撞梁1与吸能盒2的总成与前纵梁3采用螺接；连接板4与前纵梁3、上短梁5采用结构胶与SPR（自冲铆，Self Piercing Rivet）相连；前纵梁3插入由前纵梁内板加强板12和前纵梁后板14组成的腔体中，并通过螺栓进行连接；前纵梁3与塔座6通过结构胶与FDS（热融流钻螺接，Flow Drill Screw）连接；机舱横梁8与塔座6通过螺栓连接；机舱横梁连接板10与前围板上横梁9和前围板11用结构胶和SPR连接；前围板横梁13与前围板11、前纵梁后板14、中通道梁17、前地板20采用结构胶和FDS进行连接；下A柱7与前围板11、门槛梁16采用结构胶和SPR进行连接；前纵梁后板14与门槛梁16采用螺栓相连。上述连接方式加之大部分结构件采用铝合金材料，使在保证连接稳定性的基础上，实现快速装配，降低成本的作用，也有利于汽车的轻量化发展。
其它实施方式中，前围板横梁13、前围板11、机舱横梁8或前围板上横梁9两侧可以采用对称的结构，其能够保持受力均衡。同时，也可以在上述部件结的一侧实施上述装配方案，该一侧装配方案也至少有两条力传递的通道传递至车体的后部，其在某些特定的环境下也具有一定的应用意义。
实施本发明的汽车前部横梁结构，具有如下有益效果：
第一、前纵梁受力将碰撞力通过内板加强板、前纵梁后板传递至机舱；和/或前纵梁受力将碰撞力通过前围板横梁传递至机舱；和/或前纵梁受力将碰撞力通过连接板、上短梁传递至塔座；和/或前纵梁受力将碰撞力通过连接板、上短梁传递至下A柱，该汽车前部横梁结构在发生正面碰撞时，车身结构上至少有两条力传递通道，进而传递到车体的后部。
第二，在传力过程中，前围板横梁能够有效分配碰撞力，从而让机舱起到传力作用。
第三、结构合理，让机舱及乘员舱结构稳定，避免出现失效、结构不稳定等现象；利于车体轻量化。
Claims (10)
1.一种汽车前部横梁结构，其特征在于，包括：
机舱（T）；
紧固连接在所述机舱（T）前侧端部的前围板横梁（13），固连在所述前围板横梁（13）一端侧的前纵梁后板（14），固连在所述前纵梁后板（14）上的下A柱（7），所述前纵梁后板（14）与所述机舱固连，所述下A柱（7）与所述机舱固连；
内板加强板（12），所述前纵梁后板（14）和所述前围板横梁（13）分别与所述内板加强板（12）固连；
前纵梁（3），所述内板加强板（12）和所述前纵梁后板（14）分别与所述前纵梁（3）固连；
连接板（4），连接板（4）固连在所述前纵梁（3）上；
上短梁（5），所述连接板（4）和所述下A柱（7）分别与所述上短梁（5）固连；
塔座（6），所述前纵梁（3）和所述上短梁（5）分别与所述塔座（6）固连，其中：
所述前纵梁（3）受力将力通过所述内板加强板（12）、所述前纵梁后板（14）传递至所述机舱；和/或
所述前纵梁（3）受力将力通过所述前围板横梁（13）传递至所述机舱；和/或
所述前纵梁（3）受力将力通过所述连接板（4）、所述上短梁（5）传递至所述塔座（6）；和/或
所述前纵梁（3）受力将力通过所述连接板（4）、所述上短梁（5）传递至所述下A柱（7）。
2.如权利要求1所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，所述前围板横梁（13）两侧的结构设为对称。
3.如权利要求2所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，还包括：设在所述前围板横梁（13）两侧的两个塔座（6）之间的机舱横梁（8）。
4.如权利要求3所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，还包括：分别与所述前纵梁后板（14）和所述前围板横梁（13）固连的一前围板（11），所述前围板（11）固连在所述前围板横梁（13）两侧的两块下A柱（7）上。
5.如权利要求4所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，还包括：与所述前围板（11）相连、固连在所述前围板横梁（13）两侧的两块下A柱（7）之间的一前围板上横梁（9）。
6.如权利要求5所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，所述机舱横梁（8）和所述前围板上横梁（9）之间固连有机舱横梁连接板（10）；
所述机舱横梁连接板（10）和前围板（11）通过自冲铆和胶粘的方式连接。
7.如权利要求2所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，所述前纵梁（3）的端侧连接有吸能盒（2），所述前围板横梁（13）两侧的两个吸能盒之间固连有一防撞梁（1）。
8.如权利要求2所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，所述机舱包括：与所述下A柱（7）相连的门槛梁（16）和与所述前围板横梁（13）相连的中通道梁（17）。
9.如权利要求8所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，所述机舱（T）还包括：设在两条门槛梁（16）之间的前地板（20）；
所述前地板上分别设有连接在所述门槛梁（16）和所述中通道梁（17）之间的座椅前横梁和座椅后横梁。
10.如权利要求1所述的汽车前部横梁结构，其特征在于，所述前纵梁（3）、所述连接板（4）及所述上短梁（5）采用自冲铆和胶粘的连接方式；
所述前纵梁（3）和所述塔座（6）通过热融流钻螺接和胶粘的方式连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN112623040A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-09 | 湖南大学 | 一种用于前车身集成安装的结构及其制造方法 |
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2019
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