CN113525528A - 一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车车身结构技术领域，具体地指一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构。包括车身前舱总成和前地板总成；所述车身前舱总成中的前围板的下端搭接固定在前地板总成中的前地板的前端，还包括固定在前围板上的沿X向向前凸出的半包围式框架加强结构；所述框架加强结构沿X向的后端固定在前地板总成中的前横梁上，框架加强结构的X向前端与车身前舱总成中的前轮罩板固接，Y向两端分别与车身前舱总成中的A柱以及前地板总成中的中通道连接。本发明的结构简单，安装方便，能够有效提高前围板的结构强度，增强驾驶员腿部以及踩踏位置的溃缩性能，对于驾驶舱的侵占空间小，具有极大的推广价值。

Description

一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构

技术领域

本发明涉及汽车车身结构技术领域，具体地指一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构。

背景技术

非承载式车身配备有车架，无焊接车身前纵梁，无焊接前围挡板横梁。当车辆发生正面碰撞过程中，易出现驾驶员踏脚处的前围板受前舱动力系统零部件挤压变形，进而对驾驶员脚部、腿部造成伤害的情况。针对现有的非承载式车身结构，如何增加驾驶员踏脚处的结构耐撞性、减少前围板在正面碰撞过程中对乘客舱的侵入、以及增大碰撞后驾驶员踏脚处空间，是当前非承载式车身结构需要考虑的问题。

如专利号“CN105667604A”的名为“汽车前围板和前地板的加强结构”中国发明专利，公开了一种汽车前围板和前地板的加强结构，具体的包括呈对称布置且结构相同的左加强架构和右加强结构，左加强结构包括前围板左支撑板、前围板左加强横梁及发动机舱左边梁前段，前围板左加强横梁右端与发动机舱左边梁前段焊接，前围板左支撑板的前端搭接焊接在前围板左加强横梁与发动机舱左边梁前段的焊接处，前围板左支撑板中部焊接在前围板上，其后端与前地板左加强件前端部焊接，前地板左加强件中部与前地板焊接，其后端与前排座椅安装前横梁焊接。该方案虽然能够在一定程度上改善了受力传递路径，提升了车身抗碰撞性能，一定程度上解决了正碰和偏置碰时前壁板的变形和侵入量过大的问题。但是该结构并没有与车身的其他结构连接成整体结构，发生碰撞时，只能对驾驶员腿部空间形成有限的保护，碰撞力很难通过车身原有的梁体结构进行传递消散。

还有专利号为“CN105946981B”的名为“一种贯通前壁板和前地板的加强结构”的中国发明专利，该专利公开了一种车身加强结构，具体的包括右边部分和左边部分；左边部分包括前壁板左支撑构件和前地板左前加强件、与前壁板左支撑构件相邻的发动机舱左边梁前段；还包括与前壁板左支撑构件或/和前地板左前加强件相连接的前壁板、前地板、前壁板左加强横梁、发动机舱左边梁后段、左边梁后段外衬板和前排座椅安装前横梁；前壁板左支撑构件为长条开口的盒体，其上端与所述发动机舱左边梁前段的分叉处相邻；前壁板左支撑构件的开口边缘与所述前壁板焊接，还与设在前地板下面的左边梁后段外衬板和发动机舱左边梁后段重叠焊接，还与所述前壁板左加强横梁的焊接。该方案实际上还是通过在前壁板上增加多个加强件结构，以此来解决正碰和偏置碰时前壁板变形和侵入量过大的问题。但是这些加强件基本上都处于前壁板内侧，非影响前围处空间，影响制动踏板、加速踏板、转向柱的布置。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构。

本发明的技术方案为：一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，车身前舱总成中的前围板的下端搭接固定在前地板总成中的前地板的前端，还包括固定在前围板上的沿X向向前凸出的框架加强结构；所述框架加强结构沿X向的后端固定在前地板总成中的前横梁上，框架加强结构的X向前端与车身前舱总成中的前轮罩板固接，Y向两端分别与车身前舱总成中的A柱以及前地板总成中的中通道连接。

进一步的所述框架加强结构包括纵向加强件；所述纵向加强件焊接固定在前围板外侧端面，纵向加强件为X向后端固定在前横梁、X向前端延伸至前围板X向前端外侧面的弧形弯折加强件。

进一步的所述纵向加强件与前地板总成中的内纵梁分置于前横梁X向两侧，纵向加强件与内纵梁沿X向两两相对布置，与前横梁形成十字形交叉结构。

进一步的所述框架加强结构还包括横向加强件；所述横向加强件为焊接在前围板内侧端面上的弧形弯折构件，横向加强件的Y向两端沿X向向后弯折分别与车身前舱总成的A柱以及中通道连接；所述纵向加强件的前端与横向加强件固定连接。

进一步的所述横向加强件是截面呈U型的槽状结构，横向加强件包括与A柱连接的第一连接段、与中通道连接的第二连接段、沿X向向前凸出呈拱形结构的弧形第三连接段；所述第一连接段和第二连接段上开设有安装定位孔；所述第三连接段上开设有多个减重孔，第三连接段一端与第二连接段固定连接，另一端通过衔接段与第一连接段固定连接；所述衔接段是完整且没有开设任何孔洞的加固连接结构。

进一步的所述框架加强结构还包括加强板；所述加强板布置于前轮罩板与前围板搭接处，一端与前轮罩板固接，另一端端与前围板的外侧端面固定连接；所述加强板与横向加强件固定连接。

进一步的所述加强板为贴合在前轮罩板与前围板搭接处的Z字型结构，加强板包括与前轮罩板底面焊接固定连接的平面部、以及焊接固定在前轮罩板侧面的竖直部；所述竖直部固定在平面部上形成截面为L型的板状支撑结构；所述平面部焊接固定在前围板的外侧端面上，平面部透过前围板与前围板内侧的横向加强件固定连接。

进一步的所述纵向加强件为截面是U型的槽状结构，纵向加强件的U口两侧设置有第一翻边，通过第一翻边焊接在前围板的外侧端面上。

进一步的所述纵向加强件的X向后端下沿设置有沿X向向后延伸的连接板；所述连接板通过螺栓结构固定在前横梁下端面上；所述纵向加强件沿X向后端抵紧在前横梁X向前端面上。

进一步的所述前横梁的两端分别与前地板总成中的边纵梁和中通道固定连接，前横梁与边纵梁之间设置有边纵梁加强件。

本发明的优点有：1、本发明通过在前围板与前地板搭接处设置框架加强结构，利用框架加强结构对驾驶员腿部位置和踩踏位置进行加强，能够有效提高正面碰撞时驾驶员腿部前围板溃缩强度，且本发明的框架加强结构与前地板总成上的多个构件连接在一起，能够形成良好的力的传导路径，进一步提升前围板的碰撞性能，提高驾驶员的腿部安全；

2、本发明的纵向加强件与前横梁固连，纵向加强件位于前围板的外侧端面上，不会侵占驾驶舱的内部空间，便于驾驶舱内其他零部件的安装和布置，另外纵向加强件安装在前围板上能够增强前围板的结构强度，固定在前横梁上可以形成良好的传导路径，提升溃缩强度；

3、本发明在前地板总成上布置内纵梁，通过内纵梁、前横梁与纵向加强件形成十字形交叉结构，确保了纵向加强件上传递的能量能够通过前横梁和内纵梁进行很好的消散，增加了结构强度；

4、本发明在前围板的内侧端面上设置有横向加强件，横向加强件一方面能够起到增强前围板结构强度的目的，另一方面横向加强件分别与两侧的A柱和中通道固定连接，进一步增强了整个结构的连接强度，且横向加强件与纵向加强件固定连接，结构受力性更好；

5、本发明的横向加强件为槽状结构，且包括多个部分，一是为了贴合前围板的端面结构，避免对制动踏板和加速踏板的干扰，另一方面形成拱形的弧形结构，能够增加结构的强度，横向加强件上的减重孔能够起到溃缩吸能的效果；

6、本发明在前围板和前轮罩板之间设置有加强板，加强板能够增强前围板与前轮罩板的连接强度，加强板与横向加强件、纵向加强件固定连接，同样增加了整个框架加强结构的整体强度；

7、本发明的加强板包括平面部和竖直部两个部分，通过平面部与前轮罩板、前围板和横向加强件连接，通过竖直部增强加强板的结构强度，不会侵占驾驶舱内部空间，方便布置，且能够大幅度增加结构强度；

8、本发明的纵向加强件为槽状结构，通过焊接的方式固定在前围板的外侧端面上，结构轻便，强度高，取材容易，安装方便；

9、本发明的纵向加强件是通过螺栓结构安装在前横梁上的，安装结构简单，安装方便；

10、本发明在前横梁与边纵梁之间增加了边纵梁加强件，能够有效提高两者的连接强度。

本发明的结构简单，安装方便，能够有效提高前围板的结构强度，增强驾驶员腿部以及踩踏位置的溃缩性能，对于驾驶舱的侵占空间小，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的纵向加强件、前横梁与内纵梁连接结构示意图(仰视图)；

图2：本发明的纵向加强件、前横梁、横向加强件与内纵梁连接结构示意图(仰视图，去掉了前地板和前围板)；

图3：本发明的横向加强件布置结构示意图；

图4：本发明的纵向加强件、横向加强件与加强板布置结构示意图(驾驶舱内侧视图，去掉了前地板和前围板)；

图5：本发明的纵向加强件、横向加强件与前横梁布置结构简单示意图；

图6：本发明的加强板连接结构示意图；

图7：本发明的加强板结构示意图；

图8：本发明的边纵梁加强件布置结构示意图；

图9：本发明的横向加强件结构示意图；

其中：1—前围板；2—前地板；3—前横梁；4—前轮罩板；5—A柱；6—中通道；7—纵向加强件；8—内纵梁；9—横向加强件；10—平面部；11—竖直部；12—第一翻边；13—连接板；14—第二翻边；15—边纵梁；16—边纵梁加强件；

91—第一连接段；92—第二连接段；93—第三连接段；94—定位孔；95—减重孔；96—衔接段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～9，本实施例涉及一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，本实施例在车身前舱总成上安装加强结构，增加前舱总成中位于驾驶员和副驾驶乘员腿部以及脚踏位置的结构强度，增强正面碰撞时该位置的溃缩强度，避免在正面碰撞过程中，由于前舱总成的正面溃缩程度过大，导致对驾驶员和副驾驶乘员的腿部的损伤，提高驾乘人员的安全性。

如图1～5所示，本实施例包括车身前舱总成和前地板总成，车身前舱总成包括前围板1和前轮罩板4，前地板总成包括前地板2、A柱5和中通道6，前地板2上还设置有前横梁3、边纵梁15和内纵梁8，前横梁3沿Y向布置于前地板1的下方，前横梁3的左右两端分别与边纵梁15和中通道6连接，内纵梁8位于前地板2的下方沿X向布置，内纵梁8的前端固定在前横梁3上，边纵梁15同样位于前地板2的下方，与A柱5连接。另外，本实施例还在前横梁3的两端分别与前地板总成中的边纵梁15和中通道6固定连接，如图8所示，前横梁3与边纵梁15之间设置有边纵梁加强件16。起到增强前横梁3与边纵梁15之间的连接强度的目的。

前围板1下端搭接固定在前地板2沿X向的前端，前围板1和前地板2之间设置有沿X向向前凸出的半包围式框架加强结构，如图1、2和4所示，框架加强结构沿X向的后端固定在前地板总成中的前横梁3上，框架加强结构的X向前端与车身前舱总成中的前轮罩板4固接，Y向两端分别与车身前舱总成中的A柱5以及前地板总成中的中通道6连接。

其中，如图1、2、4、5所示，框架加强结构包括焊接固定在前围板1外侧端面的纵向加强件7，纵向加强件7为截面是U型的槽状结构，纵向加强件7的U口两侧设置有第一翻边12，通过第一翻边12焊接在前围板1的外侧端面上。纵向加强件7的X向后端下沿设置有沿X向向后延伸的连接板13，连接板13通过螺栓结构固定在前横梁3下端面上，纵向加强件7沿X向后端抵紧在前横梁3X向前端面上。纵向加强件7是沿X向向外弯折的槽状结构，纵向加强件7的X向后端固定在前横梁3、X向前端延伸至前围板1X向前端外侧面。

纵向加强件7焊接固定在前围板1的外侧端面上，能够增强前围板1的结构强度，当出现正面碰撞时，为了对碰撞作用力进行消散，本实施例将纵向加强件7、前横梁3和内纵梁8设置有十字形交叉结构，纵向加强件7和内纵梁8相对布置于前横梁3X向两侧。当出现正面碰撞时，前围板1出现X向向内的溃缩，纵向加强件7会将正面碰撞的能量传递到前横梁3和内纵梁8上进行很好的消散。

为进一步提高前围板1的结构强度，本实施例的框架加强结构还包括横向加强件9，如图3～5所示，横向加强件9为焊接在前围板1内侧端面上的弧形弯折构件，横向加强件9为槽状结构，横向加强件9槽口一端沿Z向的两侧设置有第二翻边14，通过第二翻边14焊接固定在前围板1的内侧端面上。横向加强件9的Y向两端沿X向向后弯折分别与车身前舱总成的A柱5以及中通道6连接，纵向加强件7的前端与横向加强件9固定连接。纵向加强件7与横向加强件9形成一个T字形结构，进一步增加前围板1的结构强度。纵向加强件7位于前围板1的外侧，横向加强件9位于前围板1的内侧，安装过程中，纵向加强件7透过前围板1与横向加强件9固定连接。

具体的，横向加强件9结构如图9所示，横向加强件9包括与A柱5连接的第一连接段91、与中通道6连接的第二连接段92、沿X向向前凸出呈拱形结构的弧形第三连接段93，第一连接段91和第二连接段92上开设有安装定位孔94，第三连接段93上开设有多个减重孔95，第三连接段93一端与第二连接段92固定连接，另一端通过衔接段96与第一连接段91固定连接，衔接段96是完整且没有开设任何孔洞的加固连接结构。第三连接段93呈拱形结构，能够增加整个加强件的结构强度，从而提高前围板1的结构强度，拱形的弧形结构能够避让驾驶舱内的制动踏板和加速踏板，避免对驾驶员操作这些踏板时产生干扰。本实施例设置的减重孔95一方面是为了对横向加强件9进行轻量化处理，另一方面是可以产生一定的溃缩吸能效果。横向加强件9槽口一侧为了适应前围板1的内侧端面，设置有很多的缺口型结构，是为了使横向加强件9与前围板1内侧端面贴合更加紧密，方便装配安装。

另外，本实施例的框架加强结构还包括加强板，如图1、2、4、6、7所示，加强板为贴合在前轮罩板4与前围板1搭接处的Z字型结构，加强板包括与前轮罩板4底面焊接固定连接的平面部10、以及焊接固定在前轮罩板4侧面的竖直部11，竖直部11固定在平面部10上形成截面为L型的板状支撑结构，平面部10焊接固定在前围板1的外侧端面上，平面部10透过前围板1与前围板1内侧的横向加强件9固定连接。平面部10用于连接前轮罩板4、前围板1和横向加强件9，竖直部11用于增强整个加强板的结构强度。

至此，本实施例的纵向加强件7、横向加强件9和加强板连接为整体结构，分置于于前围板1的内外两侧，形成框架加强结构，增强了前围板1的结构强度，增强了前围板1与前轮罩板4的连接强度，增强了前围板1与前地板2之间的结构强度，提高了驾驶员和副驾驶乘员的腿部安全。当发生正面碰撞时，前围板1受到的碰撞作用力可以通过纵向加强件7、横向加强件9和加强板进行消散传递，可以传递到前轮罩板4、前横梁3、内纵梁8、A柱5、中通道6上，极大程度减小了前围板1溃缩的距离，避免了对腿部造成损伤。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，车身前舱总成中的前围板(1)的下端搭接固定在前地板总成中的前地板(2)的前端，其特征在于：还包括固定在前围板(1)上的沿X向向前凸出的框架加强结构；所述框架加强结构沿X向的后端固定在前地板总成中的前横梁(3)上，框架加强结构的X向前端与车身前舱总成中的前轮罩板(4)固接，Y向两端分别与车身前舱总成中的A柱(5)以及前地板总成中的中通道(6)连接。

2.如权利要求1所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述框架加强结构包括纵向加强件(7)；所述纵向加强件(7)焊接固定在前围板(1)外侧端面，纵向加强件(7)为X向后端固定在前横梁(3)、X向前端延伸至前围板(1)X向前端外侧面的弧形弯折加强件。

3.如权利要求2所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述纵向加强件(7)与前地板总成中的内纵梁(8)分置于前横梁(3)X向两侧，纵向加强件(7)与内纵梁(8)沿X向两两相对布置，与前横梁(3)形成十字形交叉结构。

4.如权利要求2或3所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述框架加强结构还包括横向加强件(9)；所述横向加强件(9)为焊接在前围板(1)内侧端面上的弧形弯折构件，横向加强件(9)的Y向两端沿X向向后弯折分别与车身前舱总成的A柱(5)以及中通道(6)连接；所述纵向加强件(7)的前端与横向加强件(9)固定连接。

5.如权利要求4所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述横向加强件(9)是截面呈U型的槽状结构，横向加强件(9)包括与A柱(5)连接的第一连接段(91)、与中通道(6)连接的第二连接段(92)、沿X向向前凸出呈拱形结构的弧形第三连接段(93)；所述第一连接段(91)和第二连接段(92)上开设有安装定位孔(94)；所述第三连接段(93)上开设有多个减重孔(95)，第三连接段(93)一端与第二连接段(92)固定连接，另一端通过衔接段(96)与第一连接段(91)固定连接；所述衔接段(96)是完整且没有开设任何孔洞的加固连接结构。

6.如权利要求4所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述框架加强结构还包括加强板；所述加强板布置于前轮罩板(4)与前围板(1)搭接处，一端与前轮罩板(4)固接，另一端端与前围板(1)的外侧端面固定连接；所述加强板与横向加强件(9)固定连接。

7.如权利要求6所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述加强板为贴合在前轮罩板(4)与前围板(1)搭接处的Z字型结构，加强板包括与前轮罩板(4)底面焊接固定连接的平面部(10)、以及焊接固定在前轮罩板(4)侧面的竖直部(11)；所述竖直部(11)固定在平面部(10)上形成截面为L型的板状支撑结构；所述平面部(10)焊接固定在前围板(1)的外侧端面上，平面部(10)透过前围板(1)与前围板(1)内侧的横向加强件(9)固定连接。

8.如权利要求2所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述纵向加强件(7)为截面是U型的槽状结构，纵向加强件(7)的U口两侧设置有第一翻边(12)，通过第一翻边(12)焊接在前围板(1)的外侧端面上。

9.如权利要求8所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述纵向加强件(7)的X向后端下沿设置有沿X向向后延伸的连接板(13)；所述连接板(13)通过螺栓结构固定在前横梁(3)下端面上；所述纵向加强件(7)沿X向后端抵紧在前横梁(3)X向前端面上。

10.如权利要求1所述的一种提升非承载式车身正面碰撞性能的加强结构，其特征在于：所述前横梁(3)的两端分别与前地板总成中的边纵梁(15)和中通道(6)固定连接，前横梁(3)与边纵梁(15)之间设置有边纵梁加强件(16)。

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