CN112208645A - 前围上部横梁结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于机舱框架结构技术领域，尤其涉及一种前围上部横梁结构及车辆。该前围上部横梁结构包括横梁左接头、横梁右接头和横梁本体；横梁本体的一端通过横梁左接头连接车辆的左A柱内板，横梁本体的另一端通过横梁右接头连接车辆的右A柱内板；横梁本体包括横梁壳体和内部支撑结构，横梁壳体围成自横梁左接头向横梁右接头延伸的封闭腔体，内部支撑结构位于封闭腔体内，内部支撑结构沿封闭腔体的延伸方向分割封闭腔体。本发明空间利用率高，重量低，满足机舱布置紧凑需求，且其结构简单，横梁本体的截面尺寸小，可以使得车辆的整体轻量化水平得到提升，在降低了成本的同时，也满足了碰撞性能、弯扭刚度及模态等性能。

Description

前围上部横梁结构及车辆

技术领域

本发明属于机舱框架结构技术领域，尤其涉及一种前围上部横梁结构及车辆。

背景技术

目前，通常通过加强加大车身底部的横向结构来提升车辆铝制机舱框架的性能，比如，现有技术中，采用底部大挤压横梁结构与两侧机舱纵梁后部大接头连接的结构来提升性能。该方案的不足之处在于：底部大挤压横梁结构与两侧机舱纵梁后部大接头连接的结构对机舱内部的布置空间，尤其是前围的布置空间要求较高，需要在前围布置空间中提供平整、规则的空间以匹配大挤压横梁结构，如此，明显不利于机舱框架的轻量化，亦不适用于需要满足机舱布置紧凑的车型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中，通过加强加大车身底部的横向结构来提升车辆铝制机舱框架的性能，不利于机舱框架的轻量化和机舱布置紧凑的问题，提供一种前围上部横梁结构及车辆。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种前围上部横梁结构，包括横梁左接头、横梁右接头和横梁本体；所述横梁本体的一端通过所述横梁左接头连接车辆的左A柱内板，所述横梁本体的另一端通过所述横梁右接头连接车辆的右A柱内板；所述横梁本体包括横梁壳体和内部支撑结构，所述横梁壳体围成自所述横梁左接头向所述横梁右接头延伸的封闭腔体，所述内部支撑结构位于所述封闭腔体内，所述内部支撑结构沿所述封闭腔体的延伸方向分割所述封闭腔体。

可选地，所述内部支撑结构连接在所述横梁壳体相对两侧的内壁上，所述横梁本体上与所述封闭腔体的延伸方向垂直的截面呈日字形。

可选地，所述横梁左接头包括第一套管和第一翻边，所述第一套管上口径较小的一端连接所述横梁本体上远离所述横梁右接头的一端，所述第一套管上口径较大的另一端通过所述第一翻边连接车辆的左A柱内板；和/或

所述横梁右接头包括第二套管和第二翻边，所述第二套管上口径较小的一端连接所述横梁本体上远离所述横梁左接头的一端，所述第二套管上口径较大的另一端通过所述第二翻边连接车辆的右A柱内板。

可选地，所述横梁左接头包括连接在所述第一套管和所述第一翻边之间的第一加强筋；和/或

所述横梁右接头包括连接在所述第二套管和所述第二翻边之间的第二加强筋。

可选地，所述横梁左接头上设有多个所述第一加强筋，多个所述第一加强筋相互平行地设置在所述第一套管的相对两侧；和/或

所述横梁右接头上设有多个所述第二加强筋，多个所述第二加强筋相互平行地设置在所述第二套管的相对两侧。

可选地，所述横梁左接头和所述横梁右接头对称设置。

可选地，所述横梁本体还包括设置在车辆的前围板上方且与所述前围板连接的安装段。

可选地，所述横梁本体还包括与车辆的转向管柱相对设置且用于避让所述转向管柱的第一折弯段，所述第一折弯段连接在所述安装段远离所述横梁左接头的一端。

可选地，所述横梁本体还包括与车辆的左前轮罩相对设置的第二折弯段以及与车辆的右前轮罩相对设置的第三折弯段；所述第二折弯段连接在所述安装段远离所述第一折弯段的一端，所述第三折弯段连接在所述第一折弯段远离所述安装段的一端。

可选地，所述第二折弯段和所述第三折弯段对称设置。

可选地，所述横梁本体还包括与车辆的左A柱接头相对设置的第四折弯段以及与车辆的右A柱接头相对设置的第五折弯段；所述第四折弯段连接在所述第二折弯段远离所述安装段的一端，所述第五折弯段连接在所述第三折弯段远离所述第三折弯段的一端。

可选地，所述第四折弯段和所述第五折弯段对称设置。

可选地，所述横梁右接头焊接在所述横梁本体上；和/或所述横梁左接头焊接在所述横梁本体上。

根据发明实施例的前围上部横梁结构，横梁本体的一端通过横梁左接头连接车辆的左A柱内板，横梁本体的另一端通过横梁右接头连接车辆的右A柱内板；横梁壳体围成自横梁左接头向横梁右接头延伸的封闭腔体，内部支撑结构位于所述封闭腔体内，内部支撑结构沿封闭腔体的延伸方向分割封闭腔体。本发明的前围上部横梁结构空间利用率高，重量低，可以满足机舱布置紧凑需求，特别适用于短前悬的电动车机舱框架结构设计；且本发明在避让机舱布置的同时还满足了乘员舱人机踏板布置的合理性要求，进而满足了车辆乘员的舒适性需求；同时，本发明前围上部横梁结构的横梁本体两端分别通过横梁左接头和横梁右接头贯穿机舱连接到左A柱内板和右A柱内板上，该结构可以完整支撑整个机舱上部框架，大大提升了机舱的碰撞性能和机舱刚度；并且，本发明横梁壳体围成自横梁左接头向横梁右接头延伸的封闭腔体，内部支撑结构在封闭腔体内沿封闭腔体的延伸方向分割封闭腔体，其结构简单，且横梁本体的截面尺寸小，可以使得车辆的整体轻量化水平得到提升，在降低了成本的同时，也满足了碰撞性能、弯扭刚度及模态等性能。

另一方面，本发明实施例还提供一种车辆，其包括所述的前围上部横梁结构。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的前围上部横梁结构安装在车辆上的结构示意图。

图2是本发明一实施例提供的前围上部横梁结构的示意图。

图3是本发明一实施例提供的前围上部横梁结构的横梁本体的截面的结构示意图。

图4是本发明一实施例提供的前围上部横梁结构的横梁左接头的结构示意图。

图5是本发明一实施例提供的前围上部横梁结构的横梁本体的结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、横梁左接头；11、第一套管；12、第一翻边；13、第一加强筋；2、横梁右接头；21、第二套管；22、第二翻边；23、第二加强筋；3、横梁本体；31、横梁壳体；32、内部支撑结构；33、安装段；34、第一折弯段；35、第二折弯段；36、第三折弯段；37、第四折弯段；38、第五折弯段；4、左A柱内板；5、右A柱内板；6、前围板。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中部”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和图2所示，图1是本发明一实施例提供的前围上部横梁结构安装在车辆上的结构示意图；图2是本发明一实施例提供的前围上部横梁结构的示意图。在本发明中，为更好展示图1和图2中的前围上部横梁结构，本发明中所指的“左”即为图1和图2中所示的前围上部横梁结构的左方(比如：横梁左接头1、左A柱内板4、左前轮罩、左A柱接头等；同时，本发明中所指的“左”，也对应于图5中所示的横梁本体的左方)，“右”即为图1和图2中所示的前围上部横梁结构的左方(比如横梁右接头1、右A柱内板4、右前轮罩、右A柱接头等；同时，本发明中所指的“右”，也对应于图5中所示的横梁本体的右方)；“上”即为图1的前围上部横梁结构中所示的前围板6的上方(同时，本发明中所指的“上”，也对应于图5中所示的安装段33的下方)。

如图1和图2所示，本发明一实施例提供了一种前围上部横梁结构，包括横梁左接头1、横梁右接头2和横梁本体3；作为优选，所述横梁左接头1和所述横梁右接头2对称设置，以使得车辆的平衡性能更好。所述横梁本体3的一端通过所述横梁左接头1连接车辆的左A柱内板4，所述横梁本体3的另一端通过所述横梁右接头2连接车辆的右A柱内板5；所述横梁本体3包括横梁壳体31和内部支撑结构32，所述横梁壳体31围成自所述横梁左接头1向所述横梁右接头2延伸的封闭腔体，所述内部支撑结构32位于所述封闭腔体内，所述内部支撑结构32沿所述封闭腔体的延伸方向分割所述封闭腔体。也即，在本实施例中，横梁本体3设置在横梁左接头1与横梁右接头2之间，且横梁本体3 的两端分别通过横梁左接头1与横梁右接头2连接车辆的左A柱内板4和右A 柱内板5；作为优选，所述横梁右接头2焊接在所述横梁本体3上；和/或所述横梁左接头1焊接在所述横梁本体3上；也即，所述横梁本体3与设置在其两端的横梁左接头1与横梁右接头2的连接方式可以为焊接，且在三者焊接完毕之后，形成所述的前围上部横梁结构可以通过自冲铆接(SPR)的方式连接在车辆的左A柱内板4和右A柱内板5上，也即，作为优选，所述横梁左接头1自冲铆接在所述车辆的左A柱内板4上；和/或所述横梁右接头2自冲铆接在所述车辆的右A柱内板5上。

本发明的前围上部横梁结构空间利用率高，重量低，可以满足机舱布置紧凑需求(X向布置空间节省约70mm)，特别适用于短前悬的电动车机舱框架结构设计，且本发明在避让机舱布置的同时还满足了乘员舱人机踏板布置的合理性要求，进而满足了车辆乘员的舒适性需求；同时，本发明前围上部横梁结构的横梁本体3两端分别通过横梁左接头1和横梁右接头2贯穿机舱连接到左A 柱内板4和右A柱内板5上，该结构可以完整支撑整个机舱上部框架，大大提升了机舱的碰撞性能和机舱刚度；并且，本发明横梁壳体31围成自横梁左接头1向横梁右接头2延伸的封闭腔体，内部支撑结构32在所述封闭腔体内沿封闭腔体的延伸方向分割封闭腔体，其结构简单，且横梁本体3的截面尺寸小，无需提供平整、规则的空间以匹配大挤压横梁结构，因此可以使得车辆的整体轻量化水平(较现有的铝制机舱前围框架整体减重约2.7kg)和空间利用率均得到提升，在降低了成本(成本降低约80元)的同时，也满足了碰撞性能、弯扭刚度及模态等性能。

在一实施例中，如图2和图3所示，所述内部支撑结构32连接在所述横梁壳体31相对两侧的内壁上，所述横梁本体3上与所述封闭腔体的延伸方向垂直的截面呈日字形。本实施例的前围上部横梁结构，通过在横梁壳体31构建的封闭腔体中连接内部支撑结构32以使得横梁本体3的截面呈日字型，如此，在X 向提供了三条传力通道，且三条传力通道左右贯穿机舱分别至左A柱内板4和右A柱内板5，如此，可以有效增强其后部支撑能力，提升碰撞性能，同时提升了机舱的Y向抗扭性能和X向抗弯性能，进而保证机舱上部框架的稳定性和可靠性。可理解地，前围上部横梁结构中，如图3中所示的截面仅为优选结构，也可以修改为其他类似的截面形状，以使其提供三条及以上左右贯穿机舱分别至左A柱内板4和右A柱内板5的传力通道亦可，比如，在封闭腔体中设置连接在所述横梁壳体31内壁上不同数量的支撑体，使得横梁本体3的截面为田字形、目字形(或在封闭腔体中设置一条或多条连接位置和连接角度与上述均不同的支撑体，使得截面形状各不相同)亦可，只要能通过其改变其截面形状来与不同车型的不同碰撞性能和刚度匹配即可。

在一实施例中，如图2和图4所示，所述横梁左接头1包括第一套管11和第一翻边12，所述第一套管11上口径较小的一端连接所述横梁本体3上远离所述横梁右接头2的一端，所述第一套管11上口径较大的另一端通过所述第一翻边12连接车辆的左A柱内板4；在本实施例中，如图4中所示的横梁左接头1 呈敞口杯型；其中，第一翻边12与左A柱内板4通过自冲铆接的方式搭接，所述第一翻边12的形状可以根据需求设定，只要与左A柱内板4搭接的位置适配且满足自冲铆接的连接需求即可；第一套管11远离左A柱内板4的一端与横梁本体3焊接，以使其连接稳固。第一套管11的形状根据横梁本体3的外形设计，在横梁本体3为其他形状时(比如圆管或者其他形状时)，第一套管11也会对应设计为类似的与其适配的形状；第一套管11口径较大的一端连接在第一翻边 12上，可以提升前围上部横梁结构整体沿机舱的左右方向上的支撑力。

在一实施例中，如图2所示，所述横梁右接头2包括第二套管21和第二翻边22，所述第二套管21上口径较小的一端连接所述横梁本体3上远离所述横梁左接头1的一端，所述第二套管21上口径较大的另一端通过所述第二翻边22 连接车辆的右A柱内板5。在本实施例中，如图2中所示的横梁右接头2呈敞口杯型；其中，第二翻边22与右A柱内板5通过自冲铆接的方式搭接，所述第二翻边22的形状可以根据需求设定，只要与右A柱内板5搭接的位置适配且满足自冲铆接的连接需求即可；第二套管21远离右A柱内板5的一端与横梁本体 3焊接，以使其连接稳固。第二套管21的形状设计可同理参照上述对第一套管 11的说明，在此不再赘述。

在一实施例中，如图2和图4所示，所述横梁左接头1包括连接在所述第一套管11和所述第一翻边12之间的第一加强筋13；设置第一加强筋13可以使得横梁左接头1的强度和刚度得到提升。作为优选，所述横梁左接头1上设有多个所述第一加强筋13，多个所述第一加强筋13相互平行地设置在所述第一套管11的相对两侧，可理解地，图4中所示的第一加强筋13设置为三个，且三个第一加强筋13相互平行，同时，三个第一加强筋13相对设置在所述第一套管11的相对两侧，一侧设有两个第一加强筋13，相对的另一侧设有一个第一加强筋13，但是，在本发明中，第一加强筋13的数量以及其位置排布可以根据强度和刚度需求进行设定，比如，可以将一个或者多个加强筋围绕所述第一套管 11设置，且第一加强筋13可以位于第一套管11的任意一侧或者多侧；同时，第一加强筋13的形状也不限定于图4中所示。

如图2所示，所述横梁右接头2包括连接在所述第二套管21和所述第二翻边22之间的第二加强筋23；设置第二加强筋23可以使得横梁左接头1的强度和刚度得到提升。作为优选，所述横梁右接头2上设有多个所述第二加强筋23，多个所述第二加强筋23相互平行地设置在所述第二套管21的相对两侧。第二加强筋23的形状、数量和布置情况可同理参照上述对第一加强筋13的说明，在此不再赘述。

在一实施例中，如图1和图5所示，所述横梁本体3还包括设置在车辆的前围板6上方且与所述前围板6连接的安装段33。也即，在本实施例中，横梁本体3通过将安装段33安装在前围板6上，进一步使得前围上部横梁结构在机舱框架结构中的连接稳固，作为优选，所述横梁本体3通过自攻螺纹(FDS)连接所述前围板6。且前围上部横梁结构由于其截面尺寸小，无需提供平整、规则的空间以匹配大挤压横梁结构，仅将其设置在前围板6上方即可，因此空间利用率高，可以满足机舱布置紧凑需求，特别适用于短前悬的电动车机舱框架结构设计。

在一实施例中，如图5所示，所述横梁本体3还包括与车辆的转向管柱(图未示)相对设置且用于避让所述转向管柱的第一折弯段34，所述第一折弯段34 连接在所述安装段33远离所述横梁左接头1的一端。可理解地，在图5所示的实施例中，第一折弯段34的设计可以在车辆中避让转向管柱空间折弯特征，如此，可以在转向管柱位置合理避让，为满足整个紧凑型机舱的布置需求提供了条件。

在一实施例中，如图5所示，所述横梁本体3还包括与车辆的左前轮罩(图未示)相对设置的第二折弯段35以及与车辆的右前轮罩(图未示)相对设置的第三折弯段36；所述第二折弯段35连接在所述安装段33远离所述第一折弯段 34的一端，所述第三折弯段36连接在所述第一折弯段34远离所述安装段33的一端。可理解地，在图5所示的实施例中，第二折弯段35和第三折弯段36的设计可以在车辆中避让左前轮罩和右前轮罩的结构特征，如此，可以为满足整个紧凑型机舱的布置需求提供了进一步条件。作为优选，所述第二折弯段35和所述第三折弯段36对称设置，以更好满足车辆的平衡性要求。

在一实施例中，如图5所示，所述横梁本体3还包括与车辆的左A柱接头 (图未示)相对设置的第四折弯段37以及与车辆的右A柱接头(图未示)相对设置的第五折弯段38；所述第四折弯段37连接在所述第二折弯段35远离所述安装段33的一端，所述第五折弯段38连接在所述第三折弯段36远离所述第三折弯段36的一端。可理解地，在图5所示的实施例中，第四折弯段37和第五折弯段38的设计可以在车辆中避让左A柱接头和右A柱接头的结构特征，如此，可以为满足整个紧凑型机舱的布置需求提供了进一步条件。作为优选，所述第四折弯段37和所述第五折弯段38对称设置。

在上述对应于图5的实施例中，安装段33、第一折弯段34、第二折弯段35、第三折弯段36、第四折弯段37和第五折弯段38的设计，均是通过在细长形状的横梁本体3的Z向(垂直于水平面的方向)的进行拉弯变形，以使得横梁本体3构建在机舱框架中之后，在不同的布置位置根据不同的布置需求进行合理避让，以便于在获得较好的乘员舒适性条件下，满足整个紧凑型机舱框架的布置需求，同时还可以满足碰撞性能、弯扭刚度及模态等性能和轻量化的要求，实现车辆的个性化的短前悬造型需求。

另一方面，如图1至图5所示，本发明实施例还提供一种车辆，其包括上述的前围上部横梁结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种前围上部横梁结构，其特征在于，包括横梁左接头、横梁右接头和横梁本体；所述横梁本体的一端通过所述横梁左接头连接车辆的左A柱内板，所述横梁本体的另一端通过所述横梁右接头连接车辆的右A柱内板；所述横梁本体包括横梁壳体和内部支撑结构，所述横梁壳体围成自所述横梁左接头向所述横梁右接头延伸的封闭腔体，所述内部支撑结构位于所述封闭腔体内，所述内部支撑结构沿所述封闭腔体的延伸方向分割所述封闭腔体。

2.根据权利要求1所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述内部支撑结构连接在所述横梁壳体相对两侧的内壁上，所述横梁本体上与所述封闭腔体的延伸方向垂直的截面呈日字形。

3.根据权利要求1所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁左接头包括第一套管和第一翻边，所述第一套管上口径较小的一端连接所述横梁本体上远离所述横梁右接头的一端，所述第一套管上口径较大的另一端通过所述第一翻边连接车辆的左A柱内板；和/或

所述横梁右接头包括第二套管和第二翻边，所述第二套管上口径较小的一端连接所述横梁本体上远离所述横梁左接头的一端，所述第二套管上口径较大的另一端通过所述第二翻边连接车辆的右A柱内板。

4.根据权利要求3所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁左接头包括连接在所述第一套管和所述第一翻边之间的第一加强筋；和/或

所述横梁右接头包括连接在所述第二套管和所述第二翻边之间的第二加强筋。

5.根据权利要求4所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁左接头上设有多个所述第一加强筋，多个所述第一加强筋相互平行地设置在所述第一套管的相对两侧；和/或

所述横梁右接头上设有多个所述第二加强筋，多个所述第二加强筋相互平行地设置在所述第二套管的相对两侧。

6.根据权利要求1所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁左接头和所述横梁右接头对称设置。

7.根据权利要求1所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁本体还包括设置在车辆的前围板上方且与所述前围板连接的安装段。

8.根据权利要求7所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁本体还包括与车辆的转向管柱相对设置且用于避让所述转向管柱的第一折弯段，所述第一折弯段连接在所述安装段远离所述横梁左接头的一端。

9.根据权利要求8所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁本体还包括与车辆的左前轮罩相对设置的第二折弯段以及与车辆的右前轮罩相对设置的第三折弯段；所述第二折弯段连接在所述安装段远离所述第一折弯段的一端，所述第三折弯段连接在所述第一折弯段远离所述安装段的一端。

10.根据权利要求8所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述第二折弯段和所述第三折弯段对称设置。

11.根据权利要求9所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁本体还包括与车辆的左A柱接头相对设置的第四折弯段以及与车辆的右A柱接头相对设置的第五折弯段；所述第四折弯段连接在所述第二折弯段远离所述安装段的一端，所述第五折弯段连接在所述第三折弯段远离所述第三折弯段的一端。

12.根据权利要求11所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述第四折弯段和所述第五折弯段对称设置。

13.根据权利要求1所述的前围上部横梁结构，其特征在于，所述横梁右接头焊接在所述横梁本体上；和/或所述横梁左接头焊接在所述横梁本体上。

14.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-13任意一项所述的前围上部横梁结构。

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