CN112776893A - 一种无框车门汽车b柱侧碰结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无框车门汽车B柱侧碰结构，包括B柱加强板和B柱内板，B柱加强板和B柱内板围成闭合空腔结构，闭合空腔结构内设有B柱支撑板和B柱支撑封板，B柱支撑板与B柱加强板固定，B柱支撑板与B柱支撑封板围成内封闭空腔，闭合空腔结构和内封闭空腔形成回字形腔体。本发明提供了一种无框车门汽车B柱侧碰结构，增加B柱支撑板及B柱支撑封板，整体B柱上部结构呈现为回字形腔体，双重腔体吸收碰撞能量，从而大大提高抗变形能力。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其是涉及一种无框车门汽车B柱侧碰结构。
背景技术
在汽车侧面碰撞中，B柱作为重要的侧面结构，是承受侧面碰撞力的最主要部件。其侵入量、侵入速度及变形模式对乘员的损伤有着最直接的关系。2018版C-NCAP碰撞试验标准，侧面碰撞壁障质量由2015版的950KG增加到了1400KG，壁障质量的加大，势必在侧碰时形成更大的碰撞能量；同时壁障的离地高度也较2015版抬高了100mm，这就导致原来门槛可以承受部分侧面碰撞力，而现在基本上全部靠B柱来支撑；以上两方面的变化，大大增加了侧面碰撞开发的难度。而无框车门的侧面碰撞开发难度，比传统车更加要难一些。这是由于无框车门利用玻璃（常规车门是门内板）压住门洞密封胶条来实现密封，导致侧围外板Y向腔体过小，从而B柱加强板更加扁平，B柱Y向刚度小，碰撞时抵抗变形能力变差，因此侧面碰撞试验通过难度加大。
目前B柱区域结构还是较为常规的结构，主要由侧围外板、B柱加强板、安全带加强板、B柱内板等零件组成。无框车门汽车的侧面碰撞难度很大，采用现有的B柱结构，将存在以下缺陷。
1.B柱上部强度及刚度不足，导致上部侵入速度及侵入量大。理由：B柱上部结构中，B柱加强板由于侧围外板Y向腔体尺寸小（前部分有解释，此处不赘述）的原因，导致B柱加强板Y向扁平，Y向刚度严重不足，而安全带加强板及B柱内板亦未能在此处弥补B柱加强板的不足，因此B柱上部结构整体强度及刚度差，在强力碰撞时，导致侵入速度及侵入量大，伤及假人，导致侧碰试验不通过。
2.两铰链间的B柱结构强度及刚度不足。理由：由于2018版壁障抬高100mm，上下铰链之间的B柱结构承担起碰撞时的最大冲击，需吸收最多碰撞能量，在外门槛加强板无法承担起下部支撑作用时，两铰链间的B柱结构是整个碰撞的最坚强支柱。因此，当此处结构强度及刚度不足时，会导致整个B柱在碰撞时此处出现压溃，这种侧碰变形模式，导致侵入速度及侵入量大，伤及假人。
3.侧碰变形模式差，侵入量及侵入速度大。理由：B柱位置接近碰撞壁障的中心位置，随着壁障质量及离地高度的增加，B柱需承受更大的壁障初始动能，尽可能的减少侵入量及侵入速度。基于理想侧碰B柱变形模式的情况下，目前常规B柱结构强度及刚度分布，缺乏针对性，变形模式差，造成侧碰侵入量及侵入速度大。因此，需要设计一种无框车门汽车B柱侧碰结构，以解决上述问题。
中国专利申请公开号CN201553206U，公开日为2010年08月18日，名称为“一种汽车B柱侧碰加强结构”，公开了一种汽车B柱侧碰加强结构，提供了一种结构简单、成本低、增加乘员舱体强度，减少侧碰变形量，提高乘坐安全性的汽车B柱侧碰加强结构。包括设于上边梁与B柱下撑板之间的B柱主加强板，在B柱主加强板外侧面的中部罩设有中部支撑板，在所述的中部支撑板下部设有副加强板，所述的副加强板罩设在B柱主加强板的外侧面上，在所述副加强板的底部端面上设有喇叭形开口，所述的副加强板顶端与中部支撑板的下端面相连，底部通过喇叭形开口与下撑板相连。但是该B柱侧碰加强结构应用在无框车门上时，仍存在上述问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术中无框车门B柱上部强度及刚度不足，导致上部侵入速度及侵入量大的不足，提供一种无框车门汽车B柱侧碰结构，增加B柱支撑板及B柱支撑封板，整体B柱上部结构呈现为回字形腔体，双重腔体吸收碰撞能量，从而大大提高抗变形能力。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无框车门汽车B柱侧碰结构，包括B柱加强板和B柱内板，B柱加强板和B柱内板围成闭合空腔结构，闭合空腔结构内设有B柱支撑板和B柱支撑封板，B柱支撑板与B柱加强板固定，B柱支撑板与B柱支撑封板围成内封闭空腔，闭合空腔结构和内封闭空腔形成回字形腔体。
上述技术方案更改了传统B柱上部截面结构，创新性的增加B柱支撑板及B柱支撑封板，B柱支撑板与B柱加强板采用双排焊点连接，整体B柱上部结构呈现为回字形腔体，双重腔体吸收碰撞能量。B柱加强板的闭合空腔结构作为侧碰第一道防线，当碰撞时，率先被压溃，此时内封闭空腔将发挥骨架补充作用，持续吸收侧碰剩余能量，从而大大提高抗变形能力。在总Y向空间不变的情况下，提高Y向抗变形能力，弥补B柱加强板上部Y向刚度不足的缺陷，提升B柱上部刚度及强度，大大地提升了B柱上部侧面碰撞抗变形能力。
作为优选，所述B柱支撑板为U形结构，B柱支撑封板固定在B柱支撑板的U形开口处，B柱支撑板的U形开口朝向B柱内板。
作为优选，所述B柱支撑封板为U形结构，B柱支撑封板的U形结构侧边与B柱支撑板为U形结构的侧边重合。B柱支撑封板与B柱支撑板双立面焊接组成封闭腔体，增加焊接结构的可靠性和连接强度。
作为优选，所述B柱支撑板和B柱支撑封板上设有弯折加强结构。所述结构可以增加B柱支撑板和B柱支撑封板的结构强度。
作为优选，所述B柱内板与B柱内板之间设有高调器加强板，高调器加强板与B柱内板固定。所述结构可以增加B柱内板上部的结构强度。
作为优选，所述高调器加强板为U形结构，高调器加强板的U形开口朝向B柱内板。所述结构可以在撞击形变时具有更好的支撑作用，增加结构强度。
作为优选，所述还包括A柱加强板和B柱上接头加强板，B柱上接头加强板的上部与A柱加强板固定，B柱上接头加强板的下部与B柱支撑封板固定。
由于B柱加强板上部薄弱，其与A柱加强板的接头结构亦刚度不足，碰撞时此处结构很快的出现较大折弯变形，因此无法很好的将碰撞能量传递给A柱加强板及顶盖区域，导致B柱侵入量及侵入速度超标。上述技术方案将B柱上接头加强板上部与A柱加强板连接，下部与B柱支撑隔板通过三面搭接，双排焊点，形成有效的U字形连接，提升了整个B柱上部接头的刚度，在侧碰时能尽可能的将能量传递给A柱加强板及顶盖，有效地提升了侧碰的抗变形能力。
作为优选，所述B柱上接头加强板为T形结构。
作为优选，所述B柱内板包括B柱上内板和B柱下内板，B柱上内板与B柱下内板焊接固定。
B柱上内板和B柱下内板采用分体式结构，可以采用不同轻度和厚度的材料，最优化零件材料使用区域：根据碰撞强度需求，由于B柱加强板上部Y向腔体小，刚度弱，所有B柱上部是无框车门碰撞的强度薄弱区，需使用热成型钢板提升结构的强度；而B柱下部是碰撞吸能变形区，只需使用正常高强钢，在碰撞时变形增加吸能。还可以提升零件材料利用率：传统的一体式B柱内板材料利用率不足6成，最主要原因就是B柱下端尺寸与上端偏差过大，导致材料利用率低下；本发明的B柱内板分件，大大提升了材料利用率。B柱下内板往下延伸到门槛底部，增大B柱腔体刚度。
作为优选，所述B柱加强板、B柱上内板和B柱上接头加强板使用热成型钢板制造，B柱支撑板、B柱支撑封板、B柱下内板使用高强钢HC340/590DP制造。使用热成型钢板，提升关键受力及传力结构零件及关键接头的结构强度，在碰撞时能够承受更大的碰撞力，吸收更多的能量，为了弥补B柱加强板上部Y向腔体小，抵抗变形能力差的问题，B柱上内板务必需要承受更大的碰撞力，普通的材料势必会抵抗不住，导致撕裂，因此务必使用热成型钢板，提升零件的抗拉强度，保证碰撞过程的吸能。使用高强钢HC340/590DP，保证零件成型性的同时，提升零件的强度，降低成本。
本发明的有益效果是：（1）增加B柱支撑板及B柱支撑封板，整体B柱上部结构呈现为回字形腔体，双重腔体吸收碰撞能量，从而大大提高抗变形能力；（2）增加了B柱上接头加强板，提升了整个B柱上部接头的刚度，在侧碰时能尽可能的将能量传递给A柱加强板及顶盖，有效地提升了侧碰的抗变形能力；（3）B柱上内板和B柱下内板采用分体式结构，可以采用不同轻度和厚度的材料，最优化零件材料使用区域，提升零件材料利用率。
附图说明
图1是本发明的爆炸图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的剖面图。
图中：侧围外板1、B柱加强板2、B柱内板3、B柱上内板3.1、B柱下内板3.2、B柱支撑板4、B柱支撑封板5、A柱加强板6、B柱上接头加强板7、高调器加强板8、A柱上边梁内板9、外门槛加强板10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1：
如图1和图2所示，一种无框车门汽车B柱侧碰结构，包括侧围外板1、B柱加强板2和B柱内板3、A柱加强板6、B柱上接头加强板7、A柱上边梁内板9和外门槛加强板10，如图3所示，侧围外板1、设置在B柱加强板2外侧，B柱加强板2和B柱内板3围成闭合空腔结构，闭合空腔结构内设有B柱支撑板4和B柱支撑封板5，B柱支撑板4与B柱加强板2固定，B柱支撑板4与B柱支撑封板5围成内封闭空腔，闭合空腔结构和内封闭空腔形成回字形腔体。B柱支撑板4为U形结构，B柱支撑封板5固定在B柱支撑板4的U形开口处，B柱支撑板4的U形开口朝向B柱内板3。B柱支撑封板5为U形结构，B柱支撑封板5的U形结构侧边与B柱支撑板4为U形结构的侧边重合。B柱支撑板4和B柱支撑封板5上设有弯折加强结构。B柱内板3与B柱内板3之间设有高调器加强板8，高调器加强板8与B柱内板3固定。高调器加强板8为U形结构，高调器加强板8的U形开口朝向B柱内板3。B柱上接头加强板7为T形结构，B柱上接头加强板7的上部与A柱加强板6焊接固定，B柱上接头加强板7的下部与B柱支撑封板5焊接固定。B柱内板3包括B柱上内板3.1和B柱下内板3.2，B柱上内板3.1与B柱下内板3.2焊接固定。B柱加强板2、B柱上内板3.1和B柱上接头加强板7使用热成型钢板制造，B柱支撑板4、B柱支撑封板5、B柱下内板3.2使用高强钢HC340/590DP制造。
上述技术方案更改了传统B柱上部截面结构，创新性的增加B柱支撑板4及B柱支撑封板5，B柱支撑板4与B柱加强板2采用双排焊点连接，整体B柱上部结构呈现为回字形腔体，双重腔体吸收碰撞能量。B柱加强板2的闭合空腔结构作为侧碰第一道防线，当碰撞时，率先被压溃，此时内封闭空腔将发挥骨架补充作用，持续吸收侧碰剩余能量，从而大大提高抗变形能力。在总Y向空间不变的情况下，提高Y向抗变形能力，弥补B柱加强板2上部Y向刚度不足的缺陷，提升B柱上部刚度及强度，大大地提升了B柱上部侧面碰撞抗变形能力。由于B柱加强板2上部薄弱，其与A柱加强板6的接头结构亦刚度不足，碰撞时此处结构很快的出现较大折弯变形，因此无法很好的将碰撞能量传递给A柱加强板6及顶盖区域，导致B柱侵入量及侵入速度超标。上述技术方案将B柱上接头加强板7上部与A柱加强板6连接，下部与B柱支撑隔板通过三面搭接，双排焊点，形成有效的U字形连接，提升了整个B柱上部接头的刚度，在侧碰时能尽可能的将能量传递给A柱加强板6及顶盖，有效地提升了侧碰的抗变形能力。B柱上内板3.1和B柱下内板3.2采用分体式结构，可以采用不同轻度和厚度的材料，最优化零件材料使用区域：根据碰撞强度需求，由于B柱加强板2上部Y向腔体小，刚度弱，所有B柱上部是无框车门碰撞的强度薄弱区，需使用热成型钢板提升结构的强度；而B柱下部是碰撞吸能变形区，只需使用正常高强钢，在碰撞时变形增加吸能。还可以提升零件材料利用率：传统的一体式B柱内板3材料利用率不足6成，最主要原因就是B柱下端尺寸与上端偏差过大，导致材料利用率低下；本发明的B柱内板3分件，大大提升了材料利用率。B柱下内板3.2往下延伸到门槛底部，增大B柱腔体刚度。
本发明的有益效果是：（1）增加B柱支撑板及B柱支撑封板，整体B柱上部结构呈现为回字形腔体，双重腔体吸收碰撞能量，从而大大提高抗变形能力；（2）增加了B柱上接头加强板，提升了整个B柱上部接头的刚度，在侧碰时能尽可能的将能量传递给A柱加强板及顶盖，有效地提升了侧碰的抗变形能力；（3）B柱上内板和B柱下内板采用分体式结构，可以采用不同轻度和厚度的材料，最优化零件材料使用区域，提升零件材料利用率。
Claims (10)
1.一种无框车门汽车B柱侧碰结构，包括B柱加强板和B柱内板，B柱加强板和B柱内板围成闭合空腔结构，其特征是，闭合空腔结构内设有B柱支撑板和B柱支撑封板，B柱支撑板与B柱加强板固定，B柱支撑板与B柱支撑封板围成内封闭空腔，闭合空腔结构和内封闭空腔形成回字形腔体。
2.根据权利要求1所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述B柱支撑板为U形结构，B柱支撑封板固定在B柱支撑板的U形开口处，B柱支撑板的U形开口朝向B柱内板。
3.根据权利要求2所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述B柱支撑封板为U形结构，B柱支撑封板的U形结构侧边与B柱支撑板为U形结构的侧边重合。
4.根据权利要求1所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述B柱支撑板和B柱支撑封板上设有弯折加强结构。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述B柱内板与B柱内板之间设有高调器加强板，高调器加强板与B柱内板固定。
6.根据权利要求5所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述高调器加强板为U形结构，高调器加强板的U形开口朝向B柱内板。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述还包括A柱加强板和B柱上接头加强板，B柱上接头加强板的上部与A柱加强板固定，B柱上接头加强板的下部与B柱支撑封板固定。
8.根据权利要求7所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述B柱上接头加强板为T形结构。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述B柱内板包括B柱上内板和B柱下内板，B柱上内板与B柱下内板焊接固定。
10.根据权利要求9所述的一种无框车门汽车B柱侧碰结构，其特征是，所述B柱加强板、B柱上内板和B柱上接头加强板使用热成型钢板制造，B柱支撑板、B柱支撑封板、B柱下内板使用高强钢HC340/590DP制造。
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