CN113968285A - 一种越野车车身前机舱结构 - Google Patents

一种越野车车身前机舱结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车结构技术领域，具体地指一种越野车车身前机舱结构。包括地板总成，地板总成的横向两侧设置有，侧加强总成，沿竖直方向布置，下端固定在地板总成的横向侧部；机舱纵梁总成，沿纵向布置，靠近地板总成的一端固定在侧加强总成的上端；还包括，前围总成，沿横向布置，两端分别与两侧的侧加强总成固定连接；水箱横梁总成，沿横向布置，两端分别与两侧的机舱纵梁总成固定连接；前围总成的下端固定在地板总成上，与两侧的侧加强总成以及地板总成形成对机舱纵梁总成的弯矩和扭矩进行消散的受力腔体空间。本发明的前机舱结构简单，通过构建框架型结构能够承受较大的纵向受力，结构稳定性好，轻量化程度高。

Description

一种越野车车身前机舱结构
技术领域
本发明涉及汽车结构技术领域，具体地指一种越野车车身前机舱结构。
背景技术
随着当今汽车的发展，尤其是电动车的兴起，对轻量化的要求愈加严苛，轻量化成为各家公司研究的重点和追求的目标。基于目前在非承载式车身领域，机舱的构成多为冲压件合拼而成的腔梁形式，其自身结构及连接结构都比较复杂，零件较多，无法真正做到轻量化。在现有技术下，不带车架的机舱及连接结构和带车架的机舱及连接结构存在较大的差异；不带车架的机舱构成主要有机舱上下纵梁结构，前部由防撞性能集成的保险杠模块组成，后部则由前地板和防火墙(前围板)构成；其下纵梁通过地板上的纵梁连接而成，承载动力总成系统等装置，具有较强的支撑作用即保护乘员舱安全。而带车架的前机舱构成则存在较多的形式，其中大部分车型的设计基本为钣金件连接而成，对承载功能方面减弱，且与车身的连接对整体车身的弯扭没有较多的贡献；前部结构多为集成的前端模块，主要受力单元在车架上，左右纵梁结构起到辅助支持的作用。该类结构的板件结构型面收到轮胎包络的限制，其型面比较复杂，与车身本体通过板件焊接的形式构成，其抗冲击的性能较弱。
如专利号为“CN201920210141.4”的名为“低速电动汽车前机舱结构”的中国实用新型专利，该专利介绍了一一种前机舱结构，包括上层框架、下层框架以及连接所述上层框架和所述下层框架的左前机舱竖梁和右前机舱竖梁；上层框架包括前围板加强横梁、左连接梁、右连接梁和前机舱上横梁；下层框架包括前防撞梁、左吸能盒、右吸能盒、左前纵梁、右前纵梁、左副防撞梁和右副防撞梁。该专利保护的前机舱结构的优点为：结构简单，造价便宜且支撑和缓冲作用较好的电动汽车前机舱结构，尤其提高车辆碰撞时吸能能力，通过该前机舱结构设计，满足支撑和缓冲作用的低速电动车机舱结构使用需求，有效保障车辆碰撞事故发生时车内乘员的安全。但该前机舱结构存在以下缺陷：该机舱方案的结构繁琐，但采用的连接形式比较简单，不能完全表达机舱在和车身本体构连接形成的良好的整体结构性；其中左右纵梁采用型材管的材料直接折弯而成，该管梁与车身的焊接或连接形式可靠性不是很高，应用于低速行驶的车辆可能问题不大，但是应用于大型的越野车则存在安全性差的问题。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种越野车车身前机舱结构。
本发明的技术方案为：一种越野车车身前机舱结构，包括地板总成，所述地板总成的横向两侧设置有，
侧加强总成，沿竖直方向布置，下端固定在地板总成的横向侧部；
机舱纵梁总成，沿纵向布置，靠近地板总成的一端固定在侧加强总成的上端；
还包括，
前围总成，沿横向布置，两端分别与两侧的侧加强总成固定连接；
水箱横梁总成，沿横向布置，两端分别与两侧的机舱纵梁总成固定连接；
所述前围总成的下端固定在地板总成上，与两侧的侧加强总成以及地板总成形成受力腔体空间；所述的受力腔体空间用于对机舱纵梁总成的弯矩和扭矩进行消散。
进一步的所述侧加强总成包括A柱下内板和门槛纵梁；所述门槛纵梁沿纵向布置，两端设置有沿竖向向上延伸的连接板，门槛纵梁前端的连接板与地板总成前端沿竖向向上延伸的翻边连接形成L型支撑结构；所述A柱下内板固定在门槛纵梁前端的连接板外侧。
进一步的所述地板总成的下端面设置有两组加强结构，两组加强结构以地板总成的地板中通道为中心对称分布于地板中通道横向两侧；所述加强结构沿纵向布置，横向侧部与门槛纵梁内侧端面固定连接。
进一步的所述加强结构包括地板纵梁；所述地板纵梁是上端开口的横截面为U型的纵向加强梁，地板纵梁的上端横向侧部设置有一块沿水平横向延伸的侧板；所述侧板固定在门槛纵梁内侧。
进一步的所述侧板下方设置有一块悬置加强板；所述悬置加强板一端固定在地板纵梁的下端面，另一端固定在门槛纵梁内侧端面上，悬置加强板与门槛纵梁、地板纵梁以及侧板形成中空的腔体结构。
进一步的所述前围总成包括前围上盖板、前围下盖板和前围挡板；所述前围挡板沿竖向布置，下端固定在地板总成前端的沿竖向向上的翻边上，上端沿竖向延伸至与前围下盖板连接；所述前围下盖板与前围上盖板连接形成中空的腔体结构。
进一步的所述机舱纵梁总成包括沿竖向间隔布置的纵梁上管梁和纵梁下管梁；所述纵梁上管梁沿水平纵向布置，两端分别与水箱横梁总成和同侧的侧加强总成连接；所述纵梁下管梁沿水平纵向布置，两端分别与水箱横梁总成和同侧的侧加强总成连接；所述纵梁上管梁同水箱横梁总成连接处与纵梁下管梁同水箱横梁总成连接处在纵向方向上交错布置。
进一步的所述纵梁上管梁与侧加强总成的连接位置同前围总成与侧加强总成的连接位置在横向方向上重叠；所述纵梁下管梁与侧加强总成的连接位置同前围总成与侧加强总成的连接位置在横向方向上重叠。
进一步的所述纵梁上管梁与纵梁下管梁之间通过竖向的连接板连接为一体。
本发明的优点有：1、本发明通过将前围总成、两侧的机舱纵梁总成、以及水箱横梁总成构建为框架式结构，能够有效吸收正面碰撞的能量，且整个结构简单，前围总成连接框架式结构与地板总成，结构强度合理，有效的控制了车身整体的传力，使机舱的在抗弯和抗扭方面，与地板总成共同对车身总体形成一个总的受力传递；
2、本发明通过将A柱下内板、前围总成以及地板总成前端的翻边构建为一个受力腔体空间结构，车身的总体NVH在受力腔体空间结构的调节下，保持一定的独立性，从而有效的控制车身本体的NVH性能及结构，并保证车身的轻量化；
3、本发明在地板总成的下端面上设置加强结构，能够有效增强整个地板总成的结构强度，加强结构连接门槛纵梁，能够增强门槛纵梁与地板总成的连接结构强度，加强结构能够很好的对纵向受力进行传递消散；
4、本发明的加强结构包括地板纵梁，地板纵梁结构简单，安装布置也较为方便，能够很好的起到传递纵向力的效果，且地板纵梁为U型梁体结构，能够对整个车身的轻量化起到一定的效果；
5、本发明在侧板的下方设置一块悬置加强板，悬置加强板与门槛纵梁、地板纵梁以及侧板形成中空的腔体结构，可以增强门槛纵梁与地板总成的连接强度，结构简单，安装方便；
6、本发明的前围总成包括前围上盖板、前围下盖板和前围挡板，在横向方向上前围上盖板和前围下盖板能够起到很好的支撑作用，前围挡板可以将纵向受力传递到地板总成上；
7、本发明的机舱纵梁总成包括纵梁上管梁和纵梁下管梁，在确保结构强度的前提下，能够最大程度保证车身的轻量化效果，纵梁上管梁和纵梁下管梁可以将纵向受力快速传递到前围总成上；
8、本发明的机舱纵梁总成与前围总成分置于侧加强总成的两侧，相当于机舱纵梁总成和前围总成处于同一高度上，受力结构良好，力的传导效果更好，结构更加稳定；
9、本发明的纵梁上管梁与纵梁下管梁之间通过竖向的连接板连接为一体，在竖向上的结构受力稳定性好，结构强度高；
10、本发明的水箱横梁总成包括水箱上横梁和水箱下横梁，结构简答，安装方便。
本发明的前机舱结构简单，安装方便，通过构建框架型结构能够承受较大的纵向受力，结构稳定性好，轻量化程度高，适合应用于大型的越野车，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本发明的前机舱结构的轴视图；
图2：本发明的前机舱结构的爆炸示意图；
图3：本发明的地板总成与门槛纵梁以及加强结构连接示意图；
图4：本发明的前围总成与侧加强总成的连接结构示意图；
图5：本发明的前围总成结构示意图；
图6：本发明的侧加强总成与地板总成连接断面示意图；
图7：本发明的内外腔体力矩平衡示意图；
其中：1—地板总成；11—地板中通道；12—翻边；2—侧加强总成；21—A柱下内板；
211—竖向部；212—横向部；
22—门槛纵梁；23—连接板；231—基体部；232—延伸部；
24—地板纵梁；25—侧板；26—悬置加强板；3—机舱纵梁总成；31—纵梁上管梁；32—纵梁下管梁；4—前围总成；41—前围上盖板；42—前围下盖板；43—前围挡板；5—水箱横梁总成；51—水箱上横梁；52—水箱下横梁。
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1～6所示，本实施例涉及到一种越野车车身前机舱结构，本实施例的车身前机舱结构包括以下总成，地板总成1、侧加强总成2、机舱纵梁总成3、前围总成4和水箱横梁总成5，其中地板总成1为前机舱的地板部分，包括地板中通道11，地板中通道11位于整个地板总成1的中间位置，沿纵向布置(本实施例的纵向指汽车的X向，横向指汽车的Y向，竖向指汽车的Z向)。
本实施例设置有两组侧加强总成2，侧加强总成2沿竖直方向布置，下端固定在地板总成1的横向侧部，如图2～4所示，侧加强总成2包括A柱下内板21和门槛纵梁22，A柱下内板21包括固定在门槛纵梁22上的竖向部211以及设定于竖向部211背离地板总成1一侧的横向部212，横向部212沿纵向向前延伸，横向部212的下端与竖向部211背离地板总成1的一侧形成L型的上缺口。
门槛纵梁22沿纵向布置，两端设置有沿竖向向上延伸的连接板23，两块连接板23之间即为前机舱的前门。门槛纵梁22前端的连接板23包括固定在门槛纵梁22梁体上的基体部231和固定在基体部231上端沿倾斜方向向上延伸的延伸部232，延伸部232面向地板总成1的一侧与基体部231的上端形成L型的下缺口，实际安装时，A柱下内板21的上缺口与门槛纵梁22前端的连接板23上的下缺口对应，延伸部232的上端固定在横向部212的下端，竖向部211的下端固定在基体部231的上端，其中竖向部211和基体部231面向地板总成1的一侧设置有翻边结构。
横向部212与延伸部232的内侧端面分别固定在前围总成4和地板总成1前端的翻边12侧部。前围总成4搭接在翻边12的上端，A柱下内板21、翻边12、门槛纵梁22前端的连接板23与前围总成4围绕形成前机舱的腔体空间。
另外，本实施例在地板总成1的下端面设置有两组加强结构，加强结构既对地板总成1进行结构加强，也对门槛纵梁22进行支撑，如图3所示，加强结构包括地板纵梁24，地板纵梁24是上端开口的横截面为U型的纵向加强梁，地板纵梁24的上端横向侧部设置有一块沿水平横向延伸的侧板25，侧板25固定在门槛纵梁22内侧端面上。侧板25下方设置有一块悬置加强板26，悬置加强板26一端固定在地板纵梁7的下端面，另一端固定在门槛纵梁22内侧端面上，悬置加强板26与门槛纵梁22、地板纵梁24以及侧板25形成中空的腔体结构。悬置加强板26与门槛纵梁22、地板纵梁24以及侧板25形成的中空腔体结构能够有效增加地板总成1和门槛纵梁22的结构强度。
本实施例的前围总成4搭接在地板总成1前端翻边12的上端，如图5～6所示，前围总成4包括前围上盖板41、前围下盖板42和前围挡板43，前围挡板43沿竖向布置，下端固定在地板总成1前端的沿竖向向上的翻边12上，前围挡板43与翻边12以及侧部的A柱下内板21、门槛纵梁22前端的连接板23和地板总成1共同围绕形成一个腔体空间，共同构造了前机舱的前置空间部分。
前围挡板43的上端固定在前围下盖板42的下端面，前围下盖板42为沿横向布置的上端开口的U型结构，前围下盖板42的两端分别与侧加强总成2固定，前围上盖板41盖合在前围下盖板42上端与前围下盖板42形成中空的腔体结构。前围上盖板41和前围下盖板42形成的腔体结构能够增强整个前围总成4的结构强度，这个腔体结构也是与机舱纵梁总成3以及水箱横梁总成5形成的框架结构的一部分。
本实施例的两组机舱纵梁总成3分置于前围总成4的横向两端，机舱纵梁总成3包括沿竖向间隔布置的纵梁上管梁31和纵梁下管梁32，纵梁上管梁31沿水平纵向布置，可以承载纵向方向的受力，并将受力传递到前围总成4，前围总成4将受力传递到地板总成1进行消散。纵梁上管梁31和纵梁下管梁32的两端分别与水箱横梁总成5和同侧的侧加强总成2连接。其中，纵梁上管梁31同水箱横梁总成5连接处与纵梁下管梁32同水箱横梁总成5连接处在纵向方向上交错布置，在承受正面碰撞时，交错布置的纵梁上管梁31和纵梁下管梁32在溃缩时有先后顺序，对前机舱以及乘员起到良好的保护作用。
为了连接更加稳固，本实施例的纵梁上管梁31与侧加强总成2的连接位置同前围总成4与侧加强总成2的连接位置在横向方向上重叠，纵梁下管梁32与侧加强总成2的连接位置同前围总成4与侧加强总成2的连接位置在横向方向上重叠。本实施例的纵梁上管梁31和纵梁下管梁32固定在横向部212的外侧，前围总成4中的前围上盖板41、前围下盖板42、前围挡板43均固定在横向部212的内侧，其中，前围上盖板41、前围下盖板42同横向部212的连接位置与纵梁上管梁31和纵梁下管梁32同横向部212的连接位置两两相对。纵梁上管梁31和纵梁下管梁32之间本身通过多个连接板连接为一体，形成稳固的支撑结构。
如图2所示，水箱横梁总成5包括水箱上横梁51和水箱下横梁52，水箱上横梁51沿水平横向布置，两端分别与两侧的两根纵梁上管梁31的端部固定连接，水箱下横梁52沿水平横向布置，两端分别与两侧的两根纵梁下管梁32的端部固定连接。
实际使用时，整个前机舱收到的纵向作用力，可以通过水箱横梁总成5进行传递，首先传递到两侧的机舱纵梁总成3，然后经过前围总成4传递到地板总成1和两侧的侧加强总成2上，传递到车身上进行很好的消散，本实施例的前机舱结构简单，设置的材质多为轻量化结构，安装操作简单，成本极为低廉，适合大型的越野车。
如图7所示，本实施例以前围挡板43位界限，将前机舱分为前围挡板43内侧的内侧空间(如图7中的a所示)和前围挡板43外侧的外侧空间(如图7中的b所示)，内侧空间和外侧空间形成受力均衡的平衡结构，内侧空间承受的M内弯矩和外侧空间承受的M外弯矩相互平衡，极大程度提高了整个前机舱的结构稳定性。
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)

1.一种越野车车身前机舱结构，包括地板总成(1)，其特征在于：所述地板总成(1)的横向两侧设置有，
侧加强总成(2)，沿竖直方向布置，下端固定在地板总成(1)的横向侧部；
机舱纵梁总成(3)，沿纵向布置，靠近地板总成(1)的一端固定在侧加强总成(2)的上端；
还包括，
前围总成(4)，沿横向布置，两端分别与两侧的侧加强总成(1)固定连接；
水箱横梁总成(5)，沿横向布置，两端分别与两侧的机舱纵梁总成(3)固定连接；
所述前围总成(4)的下端固定在地板总成(1)上，与两侧的侧加强总成(2)以及地板总成(1)形成受力腔体空间；所述的受力腔体空间用于对机舱纵梁总成(3)的弯矩和扭矩进行消散。
2.如权利要求1所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述侧加强总成(2)包括A柱下内板(21)和门槛纵梁(22)；所述门槛纵梁(22)沿纵向布置，两端设置有沿竖向向上延伸的连接板(23)，门槛纵梁(22)前端的连接板(23)与地板总成(1)前端沿竖向向上延伸的翻边(12)连接形成L型支撑结构；所述A柱下内板(21)固定在门槛纵梁(22)前端的连接板(23)外侧。
3.如权利要求2所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述地板总成(1)的下端面设置有两组加强结构，两组加强结构以地板总成(1)的地板中通道(11)为中心对称分布于地板中通道(11)横向两侧；所述加强结构沿纵向布置，横向侧部与门槛纵梁(22)内侧端面固定连接。
4.如权利要求3所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述加强结构包括地板纵梁(24)；所述地板纵梁(24)是上端开口的横截面为U型的纵向加强梁，地板纵梁(24)的上端横向侧部设置有一块沿水平横向延伸的侧板(25)；所述侧板(25)固定在门槛纵梁(22)内侧。
5.如权利要求4所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述侧板(25)下方设置有一块悬置加强板(26)；所述悬置加强板(26)一端固定在地板纵梁(7)的下端面，另一端固定在门槛纵梁(22)内侧端面上，悬置加强板(26)与门槛纵梁(22)、地板纵梁(24)以及侧板(25)形成中空的腔体结构。
6.如权利要求1所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述前围总成(4)包括前围上盖板(41)、前围下盖板(42)和前围挡板(43)；所述前围挡板(43)沿竖向布置，下端固定在地板总成(1)前端的沿竖向向上的翻边(12)上，上端沿竖向延伸至与前围下盖板(42)连接；所述前围下盖板(42)与前围上盖板(41)连接形成中空的腔体结构。
7.如权利要求1所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述机舱纵梁总成(3)包括沿竖向间隔布置的纵梁上管梁(31)和纵梁下管梁(32)；所述纵梁上管梁(31)沿水平纵向布置，两端分别与水箱横梁总成(5)和同侧的侧加强总成(2)连接；所述纵梁下管梁(32)沿水平纵向布置，两端分别与水箱横梁总成(5)和同侧的侧加强总成(2)连接；所述纵梁上管梁(31)同水箱横梁总成(5)连接处与纵梁下管梁(32)同水箱横梁总成(5)连接处在纵向方向上交错布置。
8.如权利要求7所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述纵梁上管梁(31)与侧加强总成(2)的连接位置同前围总成(4)与侧加强总成(2)的连接位置在横向方向上重叠；所述纵梁下管梁(32)与侧加强总成(2)的连接位置同前围总成(4)与侧加强总成(2)的连接位置在横向方向上重叠。
9.如权利要求7或8所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述纵梁上管梁(31)与纵梁下管梁(32)之间通过竖向的连接板连接为一体。
10.如权利要求7或8所述的一种越野车车身前机舱结构，其特征在于：所述水箱横梁总成(5)包括水箱上横梁(51)和水箱下横梁(52)；所述水箱上横梁(51)沿水平横向布置，两端分别与两侧的两根纵梁上管梁(31)的端部固定连接；所述水箱下横梁(52)沿水平横向布置，两端分别与两侧的两根纵梁下管梁(32)的端部固定连接。
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