CN112026929A - 一种车身c环结构及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车身C环结构，包括：后顶盖横梁、地板横梁结构、第一后纵梁和第二后纵梁、第一后减震塔和第二后减震塔以及第一上车身D柱和第二上车身D柱；地板横梁结构的两端分别连接第一后纵梁的第一端和第二后纵梁的第三端；地板横梁结构包括并排分布的、具有相同长度且两端对齐的第一地板横梁和第二地板横梁；第一后纵梁的第二端和第二后纵梁的第四端分别连接第一后减震塔的第五端和第二后减震塔的第七端；第一后减震塔的第六端和第二后减震塔的第八端分别连接第一上车身D柱的一端和第二上车身D柱的一端；后顶盖横梁的两端分别连接第一上车身D柱的另一端和第二上车身D柱的另一端。本发明通过合理的规划车身C环结构，提升了扭转刚度。

Description

一种车身C环结构及汽车
技术领域
本发明涉及车身结构技术领域，具体涉及一种车身C环结构及汽车。
背景技术
随着汽车行业的发展市场竞争越发激烈，只有在有限时间内低成本设计出更多更好的产品才能在竞争中取胜。C环作为车身结构的一部分，其结构的好坏影响到车身的扭转刚度，从而影响车身的耐久性和安全性。的重要结构，满足性能带宽和布置带宽为其设计提出了更高的挑战。
传统燃油车，随着排放及油耗法规要求越来越严苛，整车轻量化要求越来越高；车身轻量化技术是整车轻量化一个重要的组成部分；越来越多的轻量化材料(如镁合金，铝合金零件)和工艺在车身上被运用。
传统乘用车笼式车身，从前往后依次为A柱、B柱、C柱、D柱，四个环状结构起到对乘员舱进行保护和提供必要刚度与模态的作用。对于SUV车型，在前期CAE(计算机辅助工程)数据模型分析阶段，着重考察白车身后部的扭转模态和扭转刚度，能否提升整车刚度和模态对整车NVH性能有非常直接的影响，更高的整车刚度可以提高车身在行驶过程中的动态响应，从而提升整车行驶品质，更轻的上车身可以降低整车能耗，也可以降低车身重心，提升整车操控性能；更高的白车身模态也可以避免车身共振，提升整车NVH性能，降低车身异响的发生概率，提升客户感知；在主流承载式车身结构中，在车身后部区域、轮罩内外板、C柱、D柱和顶盖后横梁组成的C环对整车的扭转刚度和扭转模态影响最大；在既要减重，又要提升性能的情况下，通过轻量化材料的运用和更有效率的结构设计开始越来越多的运用到C环的结构设计中。
发明内容
针对背景技术中的技术问题，本发明提供了一种通过在不增加材料重量厚度等的前提下，提升整车扭转刚度和模态的车身C环结构
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种车身C环结构，其特征在于，包括：后顶盖横梁、地板横梁结构、第一后纵梁和第二后纵梁、第一后减震塔和第二后减震塔以及第一上车身D柱和第二上车身D柱；所述第一后纵梁包括第一端和第二端，所述第二后纵梁包括第三端和第四端；所述第一后减震塔包括第五端和第六端、所述第二后减震塔包括第七端和第八端；所述地板横梁结构的两端分别连接所述第一端和所述第三端；所述地板横梁结构包括并排分布的第一地板横梁和第二地板横梁，所述第一地板横梁和所述第二地板横梁具有相同的长度，且所述第一地板横梁的两端与所述第二地板横梁的两端对齐；所述第二端和所述第四端分别连接所述第五端和所述第七端；所述第六端和所述第八端分别连接所述第一上车身D柱的一端和所述第二上车身D柱的一端；所述后顶盖横梁的两端分别连接所述第一上车身D柱的另一端和所述第二上车身D柱的另一端。
进一步地，所述第一地板横梁和所述第二地板横梁具有相同的截面。
进一步地，所述第一上车身D柱外侧和所述第二上车身D柱的外侧均设有D柱外板；所述D柱外板的材料为铝材，且经冷冲压工艺成型。
进一步地，所述第一上车身D柱、所述第二上车身D柱、所述第一后纵梁、所述第二后纵梁、所述第一后减震塔和所述第二后减震塔采用真空铸铝材料制成。
进一步地，所述后顶盖横梁的材料为铝材，且经冷冲压工艺制作而成。
进一步地，所述地板横梁结构的材料为铝材，且经挤压工艺制作而成。
进一步地，所述后顶盖横梁的两端与所述第一上车身D柱和所述第二上车身D柱均采用通过结构胶复合自冲刺铆接的连接方式。
进一步地，所述D柱外板分别与所述第一上车身D柱和所述第二上车身D柱采用结构胶复合自冲刺铆接的连接方式；所述第一上车身D柱与所述第一后减震塔之间，以及所述第二上车身D柱与所述第二后减震塔之间均采用结构胶复合自冲刺铆接的连接方式；所述第一后减震塔和所述第二后减震塔分别与所述地板横梁结构采用结构胶复合螺旋钻螺栓的连接方式。
进一步地，所述车身C环结构与后悬架安装点的平面度为0.05至0.1。
本发明还公开了一种汽车，所述汽车包括上述任一方案所述的车身C环结构。
采用上述技术方案，本发明提供的车身C环结构及汽车具有如下有益效果：本发明通过将车身C环结构划分为后顶盖横梁、地板横梁结构、第一后纵梁和第二后纵梁、第一后减震塔和第二后减震塔以及第一上车身D柱和第二上车身D柱；通过上述结构优化，合理的规划整个车身C环结构，提升了扭转刚度，且极大的提升了设计效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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它附图。
图1为本发明实施例提供的一种车身C环结构的结构示意图。
图中：1-后顶盖横梁、2-地板横梁结构、21-第一地板横梁、22-第二地板横梁、3-第一后纵梁、4-第二后纵梁、5-第一后减震塔、6-第二后减震塔、7-第一上车身D柱、8-第二上车身D柱、31-第一端、32-第二端、41-第三端、42-第四端、51-第五端、52-第六端、61-第七端、62-第八端、9-D柱外板。
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的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。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例公开了一种车身C环结构，其特征在于，包括：后顶盖横梁1、地板横梁结构2、第一后纵梁3和第二后纵梁4、第一后减震塔5和第二后减震塔6以及第一上车身D柱7和第二上车身D柱8；所述第一后纵梁3包括第一端31和第二端32，所述第二后纵梁4包括第三端41和第四端42；所述第一后减震塔5包括第五端51和第六端52、所述第二后减震塔6包括第七端61和第八端62；所述地板横梁结构2的两端分别连接所述第一端31和所述第三端41；所述地板横梁结构2包括并排分布的第一地板横梁21和第二地板横梁22，所述第一地板横梁21和所述第二地板横梁22具有相同的长度，且所述第一地板横梁21的两端与所述第二地板横梁22的两端对齐；所述第二端32和所述第四端42分别连接所述第五端51和所述第七端61；所述第六端52和所述第八端62分别连接所述第一上车身D柱7的一端和所述第二上车身D柱8的一端；所述后顶盖横梁1的两端分别连接所述第一上车身D柱7的另一端和所述第二上车身D柱8的另一端。
本发明实施例提供将车身C环结构划分为后顶盖横梁1、地板横梁结构2、第一后纵梁3和第二后纵梁4、第一后减震塔5和第二后减震塔6以及第一上车身D柱7和第二上车身D柱8；通过上述结构优化，合理的规划整个车身C环结构，提升了扭转刚度，且极大的提升了设计效率。
在本发明另一实施例中，所述第一地板横梁21和所述第二地板横梁22具有相同的截面，零件规整，采用工艺简单，加工和模具成本最低的铝挤出工艺。
在本发明另一实施例中，所述第一上车身D柱7外侧和所述第二上车身D柱8的外侧均设有D柱外板9；所述D柱外板9和所述后顶盖横梁1的材料为铝材，由于结构复杂，匹配面角度，配合精度要求，整体零件尺寸较大，采用传统的冷冲压工艺成型。本发明实施例通过拓扑分析，在最有效率的位置增强结构的刚度(D柱外板9)，减少在其它非重要位置的零件和材料，提升整体设计效率，满足轻量化需求。
在本发明另一实施例中，所述第一上车身D柱7、所述第二上车身D柱8、所述第一后纵梁3、所述第二后纵梁4、所述第一后减震塔5和所述第二后减震塔6，由于安装零件较多，且有后门铰链安装点，安全带卷收器安装点，后减震器安装点，后副车架安装点等，对局部刚度要求较高，故可以采用集成度高，可通过局部零件结构优化提升安装点刚度的真空铸铝材料制成(特别是高压真空铸铝)。
在本发明另一实施例中，所述后顶盖横梁1的两端与所述第一上车身D柱7和所述第二上车身D柱8在图1中A区和B区的位置采用通过结构胶复合SPR(Self-piercing rivet)自冲刺铆接的连接方式。
在本发明另一实施例中，所述D柱外板9分别与所述第一上车身D柱7和所述第二上车身D柱8在图1中C区和D区的位置采用结构胶复合SPR铆接的连接方式；所述第一上车身D柱7与所述第一后减震塔5之间，以及所述第二上车身D柱8与所述第二后减震塔6之间均采用结构胶复合SPR铆接的连接方式；所述第一后减震塔5和所述第二后减震塔6分别与所述地板横梁结构2在图1中E区和F区的位置采用结构胶复合FDS(Flow drill screw)螺旋钻螺栓的连接方式,通过硬连接(SPR/FDS)在焊装及涂装车间起到预固定作用，通过涂装烘烤后，高强度结构胶起到主要的连接作用，把传统的点连接(点焊/SPR/FDS)变成结构胶的面连接，提高连接强度，使整体的连接强度加强。并有效的提高了连接的强度和耐久性，对整体性能的提升有一定的帮助。
在本发明另一实施例中，所述车身C环结构与后悬架安装点的平面度为0.05至0.1。这样的设置使得整个C环结构和后悬架安装点布置在几乎同一X平面内，进一步提升了扭转刚度，且极大的提升了设计效率。
基于上述各实施例，下面以一个更为具体地实施方式对本发明做出更为详尽地说明。
如图1所示，本具体实施方式中涉及的本发明实施例公开了一种车身C环结构，其特征在于，包括：后顶盖横梁1、地板横梁结构2、第一后纵梁3和第二后纵梁4、第一后减震塔5和第二后减震塔6以及第一上车身D柱7和第二上车身D柱8；所述第一上车身D柱7外侧和所述第二上车身D柱8的外侧均设有D柱外板9；所述D柱外板9的材料为铝材，且经冷冲压工艺成型；所述第一后纵梁3包括第一端31和第二端32，所述第二后纵梁4包括第三端41和第四端42；所述第一后减震塔5包括第五端51和第六端52、所述第二后减震塔6包括第七端61和第八端62；所述地板横梁结构2的两端分别连接所述第一端31和所述第三端41；所述地板横梁结构2包括并排分布的第一地板横梁21和第二地板横梁22，所述第一地板横梁21和所述第二地板横梁22具有相同的长度和截面，且所述第一地板横梁21的两端与所述第二地板横梁22的两端对齐；所述第二端32和所述第四端42分别连接所述第五端51和所述第七端61；所述第六端52和所述第八端62分别连接所述第一上车身D柱7的一端和所述第二上车身D柱8的一端；所述后顶盖横梁1的两端分别连接所述第一上车身D柱7的另一端和所述第二上车身D柱8的另一端。其中，所述第一上车身D柱7、所述第二上车身D柱8、所述第一后纵梁3、所述第二后纵梁4、所述第一后减震塔5和所述第二后减震塔6采用真空铸铝材料制成；所述后顶盖横梁1的材料为铝材，且经冷冲压工艺制作而成；所述地板横梁结构2的材料为铝材，且经挤压工艺制作而成；所述后顶盖横梁1的两端与所述第一上车身D柱7和所述第二上车身D柱8均采用通过结构胶复合SPR铆接的连接方式；所述D柱外板9分别与所述第一上车身D柱7和所述第二上车身D柱8采用结构胶复合SPR铆接的连接方式；所述第一上车身D柱7与所述第一后减震塔5之间，以及所述第二上车身D柱8与所述第二后减震塔6之间均采用结构胶复合SPR铆接的连接方式；所述第一后减震塔5和所述第二后减震塔6分别与所述地板横梁结构2采用结构胶复合FDS的连接方式；所述车身C环结构与后悬架安装点的平面度为0.05至0.1。
传统结构中，出于轻量化需求的考虑，整个C环结构材料选用密度低的铝合金，此方案由于后减震器点、地板横梁、下部加强结构和顶横梁组成的环状结构(C环)没在一个平面内，扭转时对应力应变的传递效率相对不高，为满足白车身扭转目标，需要增加额外零件，这必然导致白车身重量的增加，传统结构钢制车身需要通过增加材料厚度，优化结构，增加零件等措施，但都会增加车身重量和成本，不利于整车轻量化目标达成。本具体实施方式中，第一地板横梁21和第二地板横梁22通过第一后减震塔5和第二后减震塔6与第一上车身D柱7和第二上车身D柱8连接，整体框架规整，整个C环在垂直于整车x轴(车头对车尾，像拧毛巾一样)扭转轴线，抵抗扭转变形能力效率高，且整体C环采用铝材，配合各种制造工艺，充分发挥铝合金各种工艺的优势和特点，在提升整车扭转性能的前提下，还有很好的减重效果；整车轻量化对减少燃油消耗和提升整车的动态响应有很大贡献，通过平衡轻量化与成本，铝合金是当前状态下一个近似最优解；相对已有设计，本具体实施方式利用多种铝合金工艺的配合使用，能最大限度的发挥不同工艺的优势，工艺结合结构形式，尽可能降低成本，提升性能。
本发明实施例还公开了一种汽车，所述汽车包括上述任一实施例或具体实施方式所述的车身C环结构。
以上所述是本发明的优选实施例及具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车身C环结构，其特征在于，包括：后顶盖横梁、地板横梁结构、第一后纵梁和第二后纵梁、第一后减震塔和第二后减震塔以及第一上车身D柱和第二上车身D柱；
所述第一后纵梁包括第一端和第二端，所述第二后纵梁包括第三端和第四端；所述第一后减震塔包括第五端和第六端、所述第二后减震塔包括第七端和第八端；
所述地板横梁结构的两端分别连接所述第一端和所述第三端；所述地板横梁结构包括并排分布的第一地板横梁和第二地板横梁，所述第一地板横梁和所述第二地板横梁具有相同的长度，且所述第一地板横梁的两端与所述第二地板横梁的两端对齐；
所述第二端和所述第四端分别连接所述第五端和所述第七端；
所述第六端和所述第八端分别连接所述第一上车身D柱的一端和所述第二上车身D柱的一端；
所述后顶盖横梁的两端分别连接所述第一上车身D柱的另一端和所述第二上车身D柱的另一端。
2.根据权利要求1所述的车身C环结构，其特征在于，所述第一地板横梁和所述第二地板横梁具有相同的截面。
3.根据权利要求1所述的车身C环结构，其特征在于，所述第一上车身D柱外侧和所述第二上车身D柱的外侧均设有D柱外板；
所述D柱外板的材料为铝材，且经冷冲压工艺成型。
4.根据权利要求3所述的车身C环结构，其特征在于，所述第一上车身D柱、所述第二上车身D柱、所述第一后纵梁、所述第二后纵梁、所述第一后减震塔和所述第二后减震塔采用真空铸铝材料制成。
5.根据权利要求4所述的车身C环结构，其特征在于，所述后顶盖横梁的材料为铝材，且经冷冲压工艺制作而成。
6.根据权利要求5所述的车身C环结构，其特征在于，所述地板横梁结构的材料为铝材，且经挤压工艺制作而成。
7.根据权利要求1所述的车身C环结构，其特征在于，所述后顶盖横梁的两端与所述第一上车身D柱和所述第二上车身D柱均采用通过结构胶复合自冲刺铆接的连接方式。
8.根据权利要求7所述的车身C环结构，其特征在于，
所述D柱外板分别与所述第一上车身D柱和所述第二上车身D柱采用结构胶复合自冲刺铆接的连接方式；
所述第一上车身D柱与所述第一后减震塔之间，以及所述第二上车身D柱与所述第二后减震塔之间均采用结构胶复合自冲刺铆接的连接方式；
所述第一后减震塔和所述第二后减震塔分别与所述地板横梁结构采用结构胶复合螺旋钻螺栓的连接方式。
9.根据权利要求1所述的车身C环结构，其特征在于，所述车身c环结构与后悬架安装点的平面度为0.05至0.1。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的车身C环结构。
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