CN113071568B - 一种汽车前罩锁支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车前罩锁支撑结构，包括上端与汽车的前端框架上横梁连接、下端与前碰撞横梁总成连接的前罩锁支撑构件。该前罩锁支撑构件的上端与安装在前端框架上横梁中部的前罩锁体正对；所述前罩锁支撑构件为钢管与钣金件组合结构，其由钣金结构的上安装板、支撑钢管和钣金结构的下安装板构成；所述支撑钢管的上部为竖直段、下部为倾斜段，所述支撑钢管的上部与上安装板固定连接、下部与下安装板固定连接；所述上安装板通过两颗螺栓与前端框架上横梁的中部连接，所述下安装板通过两颗螺栓与前碰撞横梁总成的中部连接。本发明既能够提供足够的刚强度支撑汽车前端框架，又能够解决散热器进风面积不达标的问题。

Description

一种汽车前罩锁支撑结构
技术领域
本发明涉及汽车前端结构，具体涉及一种汽车前罩锁支撑结构，用于降低前罩关闭力对汽车前端结构的冲击。
背景技术
汽车的前罩锁体均安装在前端框架的上部，通常在前端框架的上部和前碰撞横梁总成之间设置前罩锁支撑加强件10（参见图1），其为冲压成型的钣金结构，用于传递和分解前罩在锁齿扣合过程中产生的冲击力，防止前端框架上横梁的剧烈抖动，起到保护前端框架上部的作用，避免前端框架上部因为冲击疲劳而出现裂纹、断裂的情况。
随着消费者对动力性能需求地提升，车辆普遍搭载更高功率发动机。高功率发动机需求更快地散热，导致需求前保险杠进风面积加大。一方面，前保险杠是汽车外观重要设计部分，造型限制了进风面积大小；另一方面，追求外部美观性，需求前罩格栅遮蔽内部加强件，从而导致迎风面积进一步压缩。
由于以上限制条件，导致宽度W较大的钣金结构的前罩锁支撑加强件10，既不能满足自身刚强度性能需求，又不能满足散热器进风面积要大的需求。因此，开发新型的前罩锁支撑加强件迫在眉睫。
CN 112550472A公开了“一种具有Y字型支撑的汽车前端框架”,涉及汽车车身框架设计技术领域，该汽车前端框架包括由前端上横梁、前端左立柱、前端右立柱及前端下横梁所构成的矩形框架结构，以及前罩锁安装区域和Y字型支撑结构，所述前罩锁安装区域位于所述前端上横梁中部位置，所述Y字型支撑结构设于矩形框架结构内侧，所述Y字型支撑结构的上端靠近所述前罩锁安装区域并与所述前端上横梁呈一体连接，所述Y字型支撑结构的下端与前端左立柱和/或前端右立柱呈一体连接；通过实施本技术方案，可有效实现在提高对前罩锁安装区域进行可靠性支撑的基础上，降低企业生产成本。
CN 210502887U公开了“一种汽车前罩锁安装结构”，包括前罩锁本体和水箱支架，水箱支架包括上横梁、下横梁以及两侧支撑梁，在水箱支架的前侧设有一纵梁，所述纵梁的下端与所述下横梁相连，其上端延伸至靠近上横梁；所述前罩锁本体上部与上横梁相连，下部与纵梁的上端相连。其将汽车的前罩锁同时与所述水箱支架的上横梁和纵梁固定，汽车前罩砸时产生的冲击能量通过上横梁和纵梁快速散开并通过纵梁将能量传递至下横梁，使上横梁、纵梁和下横梁共同分担，从而防止水箱上横梁的剧烈抖动，起到保护上横梁的作用，避免上横梁因为冲击疲劳而出现裂纹、断裂的情况。
毋庸置疑，上述专利文献公开的技术方案都是所属技术领域的一种有益的尝试。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车前罩锁支撑结构，其既能够提供足够的刚强度支撑汽车前端框架，又能够解决散热器进风面积不达标的问题，还能够解决前罩锁支撑构件外露的问题。
本发明所述的一种汽车前罩锁支撑结构，包括上端与汽车的前端框架上横梁连接、下端与前碰撞横梁总成连接的前罩锁支撑构件，该前罩锁支撑构件的上端与安装在前端框架上横梁中部的前罩锁体正对，其特征是：所述前罩锁支撑构件为钢管与钣金件组合结构，其由钣金结构的上安装板、支撑钢管和钣金结构的下安装板构成；所述支撑钢管的上部为竖直段、下部为倾斜段，所述支撑钢管的上部与上安装板固定连接、下部与下安装板固定连接；所述上安装板通过两颗螺栓与前端框架上横梁的中部连接，所述下安装板通过两颗螺栓与前碰撞横梁总成的中部连接。
进一步，所述上安装板为上宽下窄的钣金件；在所述上安装板上部的左边设有一个上左安装孔、右边设有一个上右安装孔；在所述上安装板上部的中间部位设有避让豁口，以避免与前保险杠的防下潜结构干涉；在所述上安装板下部的中间部位设有上圆弧凸起结构，在该上圆弧凸起结构的两侧分别设有凹陷的圆弧加强筋；
所述上安装板通过两颗螺栓分别与上左安装孔和上右安装孔配合连接在前端框架上横梁的中部，所述上安装板下部的上圆弧凸起结构与所述支撑钢管上部的竖直段固定连接。
进一步，所述下安装板为上窄下宽的钣金件；在所述下安装板上部中间部位设有下圆弧凸起结构，在所述下安装板下部的左边设有一个下左安装孔、右边设有一个下右安装孔；所述下安装板上部的下圆弧凸起结构与所述支撑钢管下部的倾斜段固定连接，所述下安装板通过两颗螺栓分别与下左安装孔和下右安装孔配合连接在前碰撞横梁总成的中部。
进一步，所述支撑钢管的竖直段与倾斜段的夹角ɑ为162°。
进一步，所述支撑钢管的外径d1为25mm、内径d2为21mm、厚度为2mm。
进一步，所述支撑钢管为圆形钢管，材质为Q195。
进一步，所述上安装板的避让豁口两边与前保险杠的防下潜结构之间的间隙ð2≥5mm。
进一步，所述下安装板的下左安装孔与下右安装孔之间的距离L2 为40mm。
进一步，所述上安装板1的上边中部设有翻边aa、左边设有上左翻边bb、右边设有上右翻边cc，所述翻边aa的高度h1、h2均为8mm，所述上左翻边bb和上右翻边cc的高度也为8mm；三段翻边与上安装板的安装面之间的夹角β为105°。
本发明的有益效果：
由于采用了上安装板、下安装板和支撑钢管构成前罩锁支撑构件，上安装板、下安装板分别通过两颗M6的螺栓固定在前端框架上横梁和前碰撞横梁总成上，中间采用钢管结构作为冲击力主传递路径，与前端框架、前碰撞横梁总成形成多传递路径结构，从而有效地减小了前罩关闭力对前端框架上部的破坏，避免了前端框架上横梁因为冲击疲劳而出现裂纹、断裂的情况发生。
由于采用了钢管与钣金件组合结构，不仅重量轻、体积小；而且具有灵活多变的特点。针对L0值的不同，通过调整支撑钢管弯曲形状、材料、厚度，能够实现不同车型结构通用，缩短产品开发周期。
附图说明
图1是现有钣金结构的前罩锁支撑加强件示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是前罩锁支撑构件的轴测图；
图4是图3的右视图；
图5是上安装板的结构示意图；
图6是图5的A—A断面图（与支撑钢管连接）；
图7是图5的B—B断面图；
图8是支撑钢管的结构示意图；
图9是图8的C—C断面图；
图10是下安装板的轴测图；
图11是下安装板的正视图；
图12是图11的D—D断面图（与支撑钢管连接）；
图13是图11的E—E断面图。
图中：10—前罩锁支撑加强件。
1—上安装板，11—上左安装孔，12—上右安装孔，13—避让豁口；
2—支撑钢管，21—竖直段，22—倾斜段；
3—下安装板，31—下左安装孔，32—下右安装孔；
4—前端框架上横梁；
5—前碰撞横梁总成；
6—前罩锁体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
参见图2至图13所示的一种汽车前罩锁支撑结构，包括上端与汽车的前端框架上横梁4连接、下端与前碰撞横梁总成5连接的前罩锁支撑构件，该前罩锁支撑构件的上端与安装在前端框架上横梁4中部的前罩锁体6正对，其特征是：前罩锁支撑构件为钢管与钣金件组合结构，其由钣金结构的上安装板1、支撑钢管2和钣金结构的下安装板3构成；支撑钢管2的上部为竖直段21、下部为倾斜段22，所述支撑钢管2的上部与上安装板1固定连接、下部与下安装板3固定连接；所述上安装板1通过两颗螺栓与前端框架上横梁4的中部连接，所述下安装板3通过两颗螺栓与前碰撞横梁总成5的中部连接。由于外部输入CAS（汽车初步造型面的英文Concept A Surface的缩写）限制前罩锁支撑构件中间的宽度W，需满足W≤50mm，否则将导致支撑构件外露，影响外形美观性；同时前罩锁支撑构件的宽度W大遮挡进风面积，直接导致发动机散热器无法正常工作。本前罩锁支撑构件采用钢管与钣金件组合结构，既能够提高自身的刚强度，又能够减小构件的宽度W，满足散热器进风面积的要求，还能够解决前罩锁支撑构件外露的问题。
而现有的前罩锁支撑加强件采用冲压成型的钣金结构，常用的“[”形断面，经CAE验算，这种前罩锁支撑加强件的刚度无法满足传递前罩关闭冲击力的要求。
上安装板1为上宽下窄的钣金件；在上安装板1上部的左边设有一个上左安装孔11、右边设有一个上右安装孔12；在上安装板1上部的中间部位设有避让豁口13，以避免与前保险杠的防下潜结构干涉；在上安装板1下部的中间部位设有上圆弧凸起结构，在该上圆弧凸起结构的两侧分别设有凹陷的圆弧加强筋。
上安装板1通过两颗螺栓分别与上左安装孔11和上右安装孔12配合连接在前端框架上横梁4的中部，上安装板1下部的上圆弧凸起结构与支撑钢管2上部的竖直段21固定连接。上安装板的上左安装孔和上右安装孔之间的距离L1越小，传递冲击力效果更好。
下安装板3为上窄下宽的钣金件；在下安装板3上部中间部位设有下圆弧凸起结构，在下安装板3下部的左边设有一个下左安装孔31、右边设有一个下右安装孔32；下安装板3上部的下圆弧凸起结构与支撑钢管2下部的倾斜段22固定连接，下安装板3通过两颗螺栓分别与下左安装孔31和下右安装孔32配合连接在前碰撞横梁总成5的中部。
所述支撑钢管2的竖直段21与倾斜段22的夹角ɑ为162°。支撑钢管的竖直段与倾斜段的夹角越小，力的传递效果越好；结合上安装板的安装面与下安装板的安装面在X方向的距离L0的值，最终确定两者之间的夹角ɑ为162°。
支撑钢管2的外径d1为25mm、内径d2为21mm、厚度为2mm。支撑钢管截面设计，经CAE验算分析，最终确认外径d1=Ø25mm,内经d2=Ø21mm，厚度为2.0mm。
支撑钢管2为圆形钢管，材质为Q195。Q195材料力学性能与材料DC01接近，且Q195材料成本低于DC01材料成本，经CAE分析验算，Q195的圆形钢管能够满足性能需求。
上安装板1的避让豁口13两边与前保险杠的防下潜结构之间的间隙ð2 ≥5mm。
下安装板3的下左安装孔31与下右安装孔32之间的距离L2 为40mm。对下左安装孔与下右安装孔之间间距L2的值进行CAE分析，发现当L2=40mm时，能很好地传递冲击力。
上安装板1的上边中部设有翻边aa、左边设有上左翻边bb、右边设有上右翻边cc，翻边aa的高度h1、h2均为8mm，上左翻边bb和上右翻边cc的高度也为8mm；三段翻边与上安装板1的安装面之间的夹角β为105°。对局部干涉区域进行切割避让处理，最终保留“aa”、“bb”、“cc”三段翻边，同时充分考虑钣金件冲压成型工艺，翻边角度设计为105°。
下安装板3的左边和右边分别也设有翻边，翻边的高度均为8mm，翻边与下安装板的安装面之间的夹角为105°。

Claims (5)

1.一种汽车前罩锁支撑结构，包括上端与汽车的前端框架上横梁（4）连接、下端与前碰撞横梁总成（5）连接的前罩锁支撑构件，该前罩锁支撑构件的上端与安装在前端框架上横梁（4）中部的前罩锁体（6）正对，其特征是：所述前罩锁支撑构件为钢管与钣金件组合结构，其由钣金结构的上安装板（1）、支撑钢管（2）和钣金结构的下安装板（3）构成；所述支撑钢管（2）的上部为竖直段（21）、下部为倾斜段（22），所述支撑钢管（2）的上部与上安装板（1）固定连接、下部与下安装板（3）固定连接；所述上安装板（1）通过两颗螺栓与前端框架上横梁（4）的中部连接，所述下安装板（3）通过两颗螺栓与前碰撞横梁总成（5）的中部连接；
所述上安装板（1）为上宽下窄的钣金件；在所述上安装板（1）上部的左边设有一个上左安装孔（11）、右边设有一个上右安装孔（12）；在所述上安装板（1）上部的中间部位设有避让豁口（13），以避免与前保险杠的防下潜结构干涉；在所述上安装板（1）下部的中间部位设有上圆弧凸起结构，在该上圆弧凸起结构的两侧分别设有凹陷的圆弧加强筋；
所述上安装板（1）通过两颗螺栓分别与上左安装孔（11）和上右安装孔（12）配合连接在前端框架上横梁（4）的中部，所述上安装板（1）下部的上圆弧凸起结构与所述支撑钢管（2）上部的竖直段（21）固定连接；所述上安装板（1）的避让豁口（13）两边与前保险杠的防下潜结构之间的间隙ð2 ≥5mm。
2.根据权利要求1所述的汽车前罩锁支撑结构，其特征是：所述下安装板（3）为上窄下宽的钣金件；在所述下安装板（3）上部中间部位设有下圆弧凸起结构，在所述下安装板（3）下部的左边设有一个下左安装孔（31）、右边设有一个下右安装孔（32）；所述下安装板（3）上部的下圆弧凸起结构与所述支撑钢管（2）下部的倾斜段（22）固定连接，所述下安装板（3）通过两颗螺栓分别与下左安装孔（31）和下右安装孔（32）配合连接在前碰撞横梁总成（5）的中部。
3.根据权利要求1所述的汽车前罩锁支撑结构，其特征是：所述支撑钢管（2）的竖直段（21）与倾斜段（22）的夹角ɑ为162°。
4.根据权利要求1所述的汽车前罩锁支撑结构，其特征是：所述支撑钢管（2）的外径d1为25mm、内径d2为21mm、厚度为2mm。
5.根据权利要求4所述的汽车前罩锁支撑结构，其特征是：所述支撑钢管（2）为圆形钢管，材质为Q195。
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