CN113635976B - 一种汽车前端结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车前端结构，包括车体骨架、前碰撞横梁总成、水箱支撑梁总成、水箱立柱总成、水箱下横梁和水箱上横梁，其特征是：所述水箱立柱总成由大灯横梁、水箱立柱和第一支架连接构成，所述大灯横梁通过螺栓与车体骨架连接，所述水箱立柱通过螺栓与水箱支撑梁总成连接；所述第一支架通过螺栓与前碰横梁总成连接；所述水箱支撑梁总成由水箱支撑梁和端部安装板连接构成；还包括分别设在车体骨架下面的副车架，该副车架的前面两边分别通过一段纵向延伸梁与所述水箱支撑梁总成的后端连接。本发明不仅能够解决水箱框架的结构和支撑的问题，而且在高速碰撞时，降低动力总成侵入乘员舱内、造成乘员伤害的几率。

Description

一种汽车前端结构

技术领域

本发明涉及汽车车身，具体涉及一种汽车前端结构。

背景技术

在汽车车身的前端结构上固定有冷却系统、前罩锁、前大灯等的重要部件，其结构对被动安全、疲劳强度、NVH等性能都有影响。要求具有很高的刚度、强度、模态等，同时又不能影响机舱纵梁的压溃吸能。

现有燃油车的前端结构主要包括：前碰横梁、水箱框架、大灯托架等，为了不影响机舱纵梁的吸能，水箱框架一般通过左、右两个支架，安装在纵梁的Y向铅垂平面上，并通过大灯横梁与前轮鼓包上加强梁连接，还通过中支撑板与前碰横梁连接。这样的结构主要有如下缺点：

（1）水箱框架下部无支撑，整个前端冷却模块的重量主要靠两侧中部支架承担，结构不合理，水箱框架模态提升困难，随着冷却系统性能要求的提高，重量不断增加，容易造成结构的疲劳损伤，形成结构开裂、下掉等缺陷。

（2）由于支撑结构的不合理，需要将整个框架设计得很强，无法设计水箱框架在车前、后方向滑动的结构，为了降低冷却模块碰坏的几率，需要将冷却系统与前碰横梁的空间间隙设计得很大，这对需要缩短前悬的造型影响很大。

（3）整个水箱框架结构复杂，零件数量多，开发周期长、成本高。

因此，需要开发一种新的汽车前端结构。

CN208646973U公开了“一种车辆的前端结构以及车辆”，车辆的前端结构包括：水箱上横梁、第一立柱、第二立柱、第一连接板和第二连接板，所述第一立柱和所述第二立柱在所述水箱上横梁间隔设置，所述第一立柱和所述第二立柱适于与车辆的纵梁连接；所述第一连接板和所述第二连接板分别设置于所述水箱上横梁的端部，所述第一连接板和所述第二连接板适于与车辆的前轮罩总成连接。由此，通过水箱上横梁、第一立柱、第二立柱、第一连接板和第二连接板配合，能够有效减轻车身重量，有利于轻量化车身的开发，也能够提高生产效率，还能够降低生产成本。

CN 204021005U公开了“一种发舱前端结构”，其中水箱上横梁和发舱下连接板平行设置，水箱上横梁和发舱下连接板之间垂直设置有第一水箱立柱和第二水箱立柱，该第一水箱立柱和第二水箱立柱分设在水箱上横梁和发舱下连接板的两端，水箱横梁纵梁支撑板垂直设置在水箱上横梁和发舱下连接板之间的中部，第一水箱立柱和第二水箱立柱与水箱上横梁连接板之间分别连接有第一支撑板和第二支撑板，这一结构通过两侧设置的第一支撑板和第二支撑板加强了这一框架结构的强度和刚度，有效提升了整车的NVH性能，避免了发舱因扭转造成疲劳开裂情况的发生。

毫无疑问，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端结构，其不仅能够解决水箱框架的结构和支撑的问题，而且在高速碰撞时，降低动力总成侵入乘员舱内、造成乘员伤害的几率。

本发明所述的一种汽车前端结构，包括车体骨架和设在其前面下部的前碰撞横梁总成、设在车体骨架前部两侧下边并与前碰撞横梁总成连接的水箱支撑梁总成、设在车体骨架前部两侧的水箱立柱总成、分别连接在水箱立柱总成下端和上端的水箱下横梁和水箱上横梁，其特征是：所述水箱立柱总成由大灯横梁、水箱立柱和第一支架连接构成，所述大灯横梁通过螺栓与车体骨架连接，所述水箱立柱通过螺栓与水箱支撑梁总成连接；所述第一支架通过螺栓与前碰横梁总成连接；所述水箱支撑梁总成由水箱支撑梁和端部安装板连接构成；还包括分别设在车体骨架下面的副车架，该副车架的前面两边分别通过一段纵向延伸梁与所述水箱支撑梁总成的后端连接，

进一步，所述副车架的前面的纵向延伸梁与水箱支撑梁的夹角α为5度；所述副车架的纵向延伸梁由断面呈“∩”形的第四支架和第五支架扣合连接构成腔体结构，所述纵向延伸梁通过螺栓与设在水箱支撑梁后端的纵向条形孔M配合连接，且水箱支撑梁后端与副车架的前面的纵向延伸梁在纵向设有间隙，该间隙与水箱支撑梁的纵向条形孔M的长度相等。

进一步，所述前碰撞横梁总成由前碰横梁本体、第二支架和第三支架连接构成；所述第二支架与水箱立柱总成的第一支架通过螺栓连接，所述第三支架与水箱支撑梁总成的端部安装板通过螺栓连接。

进一步，所述水箱下横梁断面呈三腔结构，采用铝合金型材制作，所述水箱下横梁的两端通过螺栓与水箱支撑梁连接；在所述所述水箱下横梁的上面为水箱安装面N。

进一步，所述水箱上横梁的断面呈“U”形，在其两端的上表面和立面上各布置有一安装点，分别通过螺栓与水箱立柱总成的大灯横梁连接。

进一步，所述水箱立柱总成的大灯横梁、水箱立柱和第一支架均采用钢板冲压焊接而成；所述大灯横梁的断面呈“U”形，其端部设有纵向条形孔M,通过螺栓与纵向条形孔M配合连接在车体骨架上；所述水箱立柱的断面也呈“U”形并设置有Z向加强筋，其下端部采用底面与立面自焊方式加强并通过螺栓与水箱支撑梁总成连接、上端与大灯横梁的三面贴合焊接。

进一步，所述水箱支撑梁总成的水箱支撑梁和端部安装板均采用铝合金型材制作；所述水箱支撑梁断面中部为尺寸较大的长方形孔，两边上、下各设计一尺寸较小的长方形孔。

本发明的有益效果：

（1）当受到低速碰撞时，因为大灯横梁与车体骨架连接处采用纵向条形孔M、水箱支撑梁与副车架前面的纵向延伸梁采用纵向条形孔M，使得整个水箱框架在前碰横梁的推动下能够朝车后滑动，从而避免了冷却系统受到损坏，减少了维修费用。也可以减小冷却模块与前碰的距离，有利于缩短前悬长度。

（2）当受到高速碰撞时，前部吸能区迅速压亏，推动水箱支撑梁在副车架前面的第四支架和第五支架焊接形成纵向腔体结构内滑动，当前部压溃结束时，水箱支撑梁4对副车架发生撞击，使副车架安装螺栓受到纵向剪切力而脱落，带动动力总成下掉，或者绕前副车架后安装点向下翻转，从而大大降低了动力总成直接撞击乘员舱，造成乘员的伤害。

（3）水箱支撑梁由副车架和前碰横梁总成支撑，使整个水箱框架受力合理，避免了传统水箱框架无下端支撑的缺点，使得整个水箱框架结构简单。

（4）水箱支撑梁和水箱下横梁采用铝合金型材制作，大大减少零件的数量，减少了制造工序，可以降低成本、重量，缩短开发周期。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是是本发明的俯视图；

图3本发明的正向示意图；

图4是图3的A—A剖视图；

图5是图4的C—C剖视图；

图6是图4的D—D剖视图；

图7是图4的E—E剖视图；

图8是图4的F—F剖视图；

图9是水箱立柱总成的结构示意图；

图10是水箱支撑梁总成的结构示意图；

图11是水箱立柱的结构示意图；

图12是水箱立柱的断面图；

图13是水箱下横梁的断面图；

图14是水箱支撑梁的断面图。

图中：

1—车体骨架；

2—水箱立柱总成，21—大灯横梁，22—水箱立柱，23—第一支架；

3—前碰撞横梁总成，31—前碰横梁本体，32—第二支架，33—第三支架；

4—水箱支撑梁总成，41—水箱支撑梁，42—端部安装板；

5—水箱下横梁；

6—副车架，61—第四支架，62—第五支架；

7—水箱上横梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

参见图1至图14所示的一种汽车前端结构，包括车体骨架1和设在其前面下部的前碰撞横梁总成3、设在车体骨架前部两侧下边并与前碰撞横梁总成连接的水箱支撑梁总成4、设在车体骨架前部两侧的水箱立柱总成2、分别连接在水箱立柱总成下端和上端的水箱下横梁5和水箱上横梁7，其特征是：水箱立柱总成2由大灯横梁21、水箱立柱22和第一支架23连接构成，大灯横梁21通过螺栓与车体骨架1连接，水箱立柱22通过螺栓与水箱支撑梁总成4连接；第一支架23通过螺栓与前碰横梁总成3连接；水箱支撑梁总成4由水箱支撑梁41和端部安装板42连接构成；还包括分别设在车体骨架1下面的副车架6，该副车架6的前面两边分别通过一段纵向延伸梁与水箱支撑梁总成4的后端连接，

副车架6的前面的纵向延伸梁与水箱支撑梁41的夹角α为5度；副车架6的纵向延伸梁由断面呈“∩”形的第四支架61和第五支架62扣合连接构成腔体结构，纵向延伸梁通过螺栓与设在水箱支撑梁41后端的纵向条形孔M配合连接，且水箱支撑梁41后端与副车架6的前面的纵向延伸梁在纵向设有间隙，该间隙与水箱支撑梁41的纵向条形孔M的长度相等。水箱支撑梁上设置条形孔的作用是：当车辆前端受到碰撞时，能够使水箱支撑梁在第四支架和第五支架构成的腔体结构内滑动，以减缓动力总成进入乘员舱，对乘员造成伤害。

前碰撞横梁总成3由前碰横梁本体31、第二支架32和第三支架33连接构成；第二支架32与水箱立柱总成2的第一支架23通过螺栓连接，第三支架33与水箱支撑梁总成4的端部安装板42通过螺栓连接。

水箱下横梁5断面呈三腔结构，采用铝合金型材制作，水箱下横梁5的两端通过螺栓与水箱支撑梁41连接；在所述所述水箱下横梁5的上面为水箱安装面N。水箱下横梁断面的中间腔尺寸较大，以满足水箱的安装，两侧的腔尺寸较小，需满足安装螺栓的空间。

水箱上横梁7的断面呈“U”形，在其两端的上表面和立面上各布置有一安装点，分别通过螺栓与水箱立柱总成2的大灯横梁21连接。

水箱立柱总成2的大灯横梁21、水箱立柱22和第一支架23均采用钢板冲压焊接而成；所述大灯横梁21的断面呈“U”形，其端部设有纵向条形孔M,通过螺栓与纵向条形孔M配合连接在车体骨架1上；水箱立柱22的断面也呈“U”形并设置有Z向加强筋，其下端部采用底面与立面自焊方式加强并通过螺栓与水箱支撑梁总成4连接、上端与大灯横梁21的三面贴合焊接。制作水箱立柱的钢板厚度不得低于1.5mm。

水箱支撑梁总成4的水箱支撑梁41和端部安装板42均采用铝合金型材制作；水箱支撑梁41断面中部为尺寸较大的长方形孔，两边上、下各设计一尺寸较小的长方形孔。这样的断面结构的轴向强度高，重量轻。

Claims (5)

1.一种汽车前端结构，包括车体骨架（1）和设在其前面下部的前碰撞横梁总成（3）、设在车体骨架前部两侧下边并与前碰撞横梁总成连接的水箱支撑梁总成（4）、设在车体骨架前部两侧的水箱立柱总成（2）、分别连接在水箱立柱总成下端和上端的水箱下横梁（5）和水箱上横梁（7），其特征是：

所述水箱立柱总成（2）由大灯横梁（21）、水箱立柱（22）和第一支架（23）连接构成，所述大灯横梁（21）通过螺栓与车体骨架（1）连接，所述水箱立柱（22）通过螺栓与水箱支撑梁总成（4）连接；所述第一支架（23）通过螺栓与前碰撞横梁总成（3）连接；所述水箱支撑梁总成（4）由水箱支撑梁（41）和端部安装板（42）连接构成；

还包括分别设在车体骨架（1）下面的副车架（6），该副车架（6）的前面两边分别通过一段纵向延伸梁与所述水箱支撑梁总成（4）的后端连接；

所述前碰撞横梁总成（3）由前碰横梁本体（31）、第二支架（32）和第三支架（33）连接构成；所述第二支架（32）与水箱立柱总成（2）的第一支架（23）通过螺栓连接，所述第三支架（33）与水箱支撑梁总成（4）的端部安装板（42）通过螺栓连接；

所述副车架（6）的前面的纵向延伸梁与水箱支撑梁（41）的夹角α为5度；所述副车架（6）的纵向延伸梁由断面呈“∩”形的第四支架（61）和第五支架（62）扣合连接构成腔体结构，所述纵向延伸梁通过螺栓与设在水箱支撑梁（41）后端的纵向条形孔M配合连接，且水箱支撑梁（41）后端与副车架（6）的前面的纵向延伸梁在纵向设有间隙，该间隙与水箱支撑梁（41）的纵向条形孔M的长度相等。

2.根据权利要求1所述的汽车前端结构，其特征是：所述水箱下横梁（5）断面呈三腔结构，采用铝合金型材制作，所述水箱下横梁（5）的两端通过螺栓与水箱支撑梁（41）连接；所述水箱下横梁（5）的上面为水箱安装面N。

3.根据权利要求1或2所述的汽车前端结构，其特征是：所述水箱上横梁（7）的断面呈“U”形，在其两端的上表面和立面上各布置有一安装点，分别通过螺栓与水箱立柱总成（2）的大灯横梁（21）连接。

4.根据权利要求1所述的汽车前端结构，其特征是：所述水箱立柱总成（2）的大灯横梁（21）、水箱立柱（22）和第一支架（23）均采用钢板冲压焊接而成；所述大灯横梁（21）的断面呈“U”形，其端部设有纵向条形孔M,通过螺栓与纵向条形孔M配合连接在车体骨架（1）上；所述水箱立柱（22）的断面也呈“U”形并设置有Z向加强筋，其下端部采用底面与立面自焊方式加强并通过螺栓与水箱支撑梁总成（4）连接、上端与大灯横梁（21）的三面贴合焊接。

5.根据权利要求1所述的汽车前端结构，其特征是：所述水箱支撑梁总成（4）的水箱支撑梁（41）和端部安装板（42）均采用铝合金型材制作；所述水箱支撑梁（41）断面中部设有一个大长方形孔，两边上、下各设有一个小长方形孔。

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