CN113998006B - 一种汽车前横梁总成及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车前横梁总成及汽车，包括横梁上板、横梁下板和加强筋，横梁上板采用微发泡材料形成，加强筋与横梁上板一体成型，加强筋一端与横梁上板连接，加强筋的另一端与横梁下板接触。本发明通过将横梁上板基于微发泡材料形成，可以减轻横梁的整体质量，且在横梁上板上直接成型加强筋，并使得加强筋的另一端与横梁下板接触，提高了横梁整体强度及稳定性，很好的兼顾了对汽车前横梁强度和轻量化的双重要求。

Description

一种汽车前横梁总成及汽车
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种汽车前横梁总成及汽车。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，人们对汽车安全、舒适和环保的要求越来越高。汽车轻量化集成了材料、工艺和结构的先进技术，不仅能有效解决汽车大众化带来的能源和环保问题，也为汽车安全和舒适性提供了重要保障。汽车前顶盖横梁与两侧A柱共同固定前风挡玻璃，连接顶盖直接承受顶压，影响车身的扭转刚度，对车内乘员的安全和噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness，NVH)舒适性感知至关重要。当车辆发生侧翻翻滚和外物倾压时，汽车的顶盖横梁直接承受外界压力，若强度不够将导致乘客的生存空间受到极大限制。此外，顶盖横梁作为支撑顶盖的结构件，需要保障顶盖总成的强度和刚度以避开整车的某些阶次保证NVH性能，避免发生振幅叠加产生噪声影响乘客的舒适性感知。
为了提升顶盖横梁的强度和刚度，传统方案会增加冲压板材的厚度、空腔内加装增强块等，这不仅增加了整车的成本和重量，而且对横梁布置的空间要求更加严格。因此，设计一种轻量化的同时能保证强度和刚度的汽车顶盖横梁是重要的问题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中的前横梁总成整体重量重以及无法实现强度与轻量化的同时兼顾的问题。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种汽车前横梁总成及汽车。
根据本申请的一个方面，公开了一种汽车前横梁总成，包括横梁，所述横梁包括横梁上板、横梁下板和加强筋，，所述横梁上板采用微发泡材料形成，所述加强筋与所述横梁上板一体成型，所述加强筋一端与所述横梁上板连接，所述加强筋的另一端与所述横梁下板接触。具体的，所述横梁上板内部填充有纤维增强复合材料。
进一步的，所述汽车前横梁总成还包括用于安装遮阳帘的安装支架，所述安装支架与所述横梁上板一体注塑成型。
在一种可能实现的方案中，多个所述加强筋交错间隔设置。
进一步的，所述横梁上板还包括设置在所述加强部两端的第一上连接部和第二上连接部，所述横梁下板还包括设置在所述凹陷部两端的第一下连接部和第二下连接部，所述第一上连接部与所述第一下连接部对应连接，所述第二上连接部和所述第二下连接部对应连接。
进一步的，所述第一上连接部与所述第一下连接部之间通过结构胶进行胶粘或通过第一连接件连接；所述第二上连接部与所述第二下连接部之间通过结构胶进行胶粘或通过第二连接件连接。
在一种可能实现的方案中，所述第一连接件被构造为焊点或螺栓，所述第二连接件被构造为焊点或螺栓。
进一步的，所述前横梁总成还包括连接于横梁两端的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板一端与所述横梁连接，所述第一连接板的另一端连接于汽车车身，所述第二连接板一端与所述横梁连接，所述第二连接板的另一端连接于汽车车身。
优选的，所述微发泡材料为微发泡尼龙。
根据本申请的另一个方面，还公开了一种汽车，所述汽车包括上述所述的汽车前横梁总成。
本发明的汽车前横梁总成，包括横梁上板、横梁下板和加强筋，所述横梁上板采用微发泡材料形成，所述加强筋与所述横梁上板一体成型，所述加强筋一端与所述横梁上板连接，所述加强筋的另一端与所述横梁下板接触。本发明通过将横梁上板基于微发泡材料形成，可以减轻横梁的整体质量，且在横梁上板上直接成型加强筋，并使得加强筋的另一端与横梁下板接触，提高了前横梁总成整体强度及稳定性，很好的兼顾了对汽车前横梁的强度和轻量化的双重要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述的汽车前横梁总成的爆炸图；
图2是本发明所述的汽车前横梁总成的一个角度的结构示意图；
图3是本发明所述的汽车前横梁总成的另一个角度的结构示意图；
图4是本发明所述的横梁上板的结构示意图；
图5是本发明所述的横梁下板的结构示意图；
图中，1-横梁，11-横梁上板，111-加强筋，112-纤维增强复合材料，113-第一上连接部，114-第二上连接部，12-横梁下板，121-凹陷部，122-通孔，123-第一下连接部，124-第二下连接部，2-结构胶，3-安装支架，4-第一连接板，5-第二连接板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
为解决上述技术问题，本发明公开了如图1至图5所示的一种汽车前横梁总成。
具体的，前横梁总成包括横梁1，所述横梁1包括横梁上板11、横梁下板12和加强筋111，所述横梁上板11采用微发泡材料形成，所述加强筋111与所述横梁上板11一体成型，所述加强筋111一端与所述横梁上板11连接，所述加强筋111的另一端与所述横梁下板12接触。
可以理解的是，通过将横梁上板11基于微发泡材料形成，可以减轻横梁的整体质量，且在横梁上板11上直接注塑成型加强筋111，使得加强筋11的另一端与横梁下板12接触，提高了前横梁总成整体强度及稳定性，很好的兼顾了对汽车前横梁的强度和轻量化的双重要求。
在一种可能实现的方案中，微发泡材料可以包括但不限于微发泡尼龙，可以理解的，发泡后的微发泡尼龙外部具有坚韧致密表层，内部呈均匀微孔的轻质化材料，具有高刚性、高强度的特性。示例性的，可以在材料密度减低20％的情况下，强度、刚度保留95％以上。进一步的，发泡后形成具有微发泡尼龙泡孔的微发泡发泡结构，微发泡尼龙泡孔密度高，具有吸声隔音、缓冲吸能，可以提高横梁1整体的隔音效果，且可以提高横梁1的缓冲性能，在车辆被倾压或发生翻滚时，能够吸收冲击能量，提升乘员保护安全性能和整车NVH性能。优选的，可以采用125％发泡倍率的尼龙。
进一步的，微发泡尼龙内部的微孔结构可以降低长板注塑成型件的内应力。
进一步的发泡材料也可以是微发泡尼龙6/PP复合材料，微发泡尼龙6/PP复合材料可以提高发泡后的成品的直微孔级别，降低微孔直径，进而进一步提高微孔密度，提高吸音隔音下过即缓冲性能。
在一种可能实现的方案中，加强筋111为多个，所述横梁上板11上的加强筋111与所述横梁上板11一体注塑成型，加强筋111与横梁下板12之间可以胶粘，也可以直接抵接。
在另一种可能实现的方案中，所述横梁下板12包括凹陷部121，所述凹陷部121上开设有多个通孔122；所述横梁上板11包括加强部，所述加强部上延伸有多个加强筋111，所述横梁上板11微发泡成型后，所述加强筋111的延伸端填充所述通孔122，以阻止所述横梁上板11和所述横梁下板12相互脱离。可以理解的是，加强筋111与横梁下板12之间胶粘或直接抵接而不填充通孔122时，通孔122可以作为漏气孔作用。
具体的，所述横梁上板11内部填充有纤维增强复合材料112。示例性的，纤维增强复合材料112可以包括但不限于玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维。可以在横梁上板11的横向长度内填充300g/m2的纤维增强复合材料112。通过在横梁上板11内部填充有纤维增强复合材料112，由于该纤维增强复合材料112的比强度高，抗腐蚀性和耐久性能好，可以提高横梁上板11的整体强度和耐久性。优选的，通过在横梁上板11内部填充纤维增强复合材料，纤维增强复合材料承担主要的增强作用，尼龙微孔结构可以降低长板注塑成型件的内应力。因此，横梁上板11无需额外设计注塑翻边和大范围加强筋111的增强结构，直接与横梁下板12耦合布置少量加强筋；纤维增强复合材料112和加强筋111结构共同提高前横梁总成的强度和刚度
进一步的，所述汽车前横梁总成还包括用于安装遮阳帘的安装支架3，所述安装支架3与所述横梁上板11一体注塑成型。通过将安装支架3与横梁上板11一体注塑成型，不需要额外设计安装支架3模具，可以简化前横梁总成的整体成型工艺，降低成本。
在一种可能实现的方案中，多个所述加强筋111交错间隔设置。示例性的，多个加强筋111交错可以是两两加强筋111相交，且两个加强筋111为一个加强组，不同加强组之间间隔设置。通过将加强筋111交错设置，可以进一步提高横梁上板11的强度。
在另一中可能实现的方案中，多个所述加强筋111之间间隔设置，可以理解的是此处的多个所述加强筋111之间间隔设置，可以是，两两加强筋111之间间隔设置，通过将多个加强筋111之间间隔设置，可以在相邻两个加强筋111之间形成空腔，以基于多个加强筋111形成连续的空腔，空腔结构可以吸声隔震、缓冲吸能，不仅有效降低了雨水等外物冲击的噪声，提升整车的NVH性能，而且在车辆被倾压或发生翻滚时，能够吸收冲击能量，提升乘员保护安全性能。
进一步的，所述横梁上板11还包括设置在所述加强部两端的第一上连接部113和第二上连接部114，所述横梁下板12还包括设置在所述凹陷部121两端的第一下连接部123和第二下连接部124，所述第一上连接部113与所述第一下连接部123对应连接，所述第二上连接部114和所述第二下连接部124对应连接。
进一步的，所述第一上连接部113与所述第一下连接部123之间通过结构胶2进行胶粘或通过第一连接件连接；所述第二上连接部114与所述第二下连接部124之间通过结构胶2进行胶粘或通过第二连接件连接。
在一种可能实现的方案中，所述第一连接件被构造为焊点或螺栓，所述第二连接件被构造为焊点或螺栓。示例性的，当所述第一连接件被构造为焊点时，可以将所述第一上连接部113和所述第一下连接部123通过该焊点焊接，同理，当所述第二连接件被构造为焊点时，可以将所述第二上连接部114和所述第二下连接部124通过该焊点焊接。
可以理解的是，给出的第一上连接部113和第一上连接部113之间的连接方式，以及第二上连接部114和第二下连接部124之间的连接方式仅是一种优选实施方案。且各连接方式的组合也仅是一种优选实施方案，在其它可实施的方案中，也可以有其它的组合连接方式，例如，可以将第一上连接部113与第一下连接部123之间通过结构胶2连接，将第二上连接部114和第二下连接部124之间通过焊点焊接，或者将第一上连接部113与第一下连接部123之间通过焊点焊接，将第二上连接部114与第二下连接部124之间通过螺栓连接等，具体的组合连接方式，可以根据实际需求设定，这里不进行具体限定。
进一步的，所述前横梁总成还包括连接于横梁1两端的第一连接板4和第二连接板5，所述第一连接板4一端与所述横梁1连接，所述第一连接板4的另一端连接于汽车车身，所述第二连接板5一端与所述横梁1连接，所述第二连接板5的另一端连接于汽车车身。
需要示例性说明的是，上述的前横梁总成相较于现有技术中的钢前横梁总成，重量可以降低0.5～1.05Kg，实现前横梁总成的强度和轻量化的双重要求。
根据本申请的另一个方面，还公开了一种汽车，所述汽车包括上述所述的汽车前横梁总成。
本发明的汽车前横梁总成，包括横梁上板11、横梁下板12和加强筋111，所述横梁上板12采用微发泡材料形成，所述加强筋111与所述横梁上板12一体成型，所述加强筋111一端与所述横梁上板11连接，所述加强筋111的另一端与所述横梁下板12接触。本发明通过将横梁上板11基于微发泡材料形成，可以减轻横梁1的整体质量，且在横梁上板11上直接成型加强筋111，并使得加强筋111的另一端与横梁下板12接触，提高了前横梁总成整体强度及稳定性，很好的兼顾了对汽车前横梁的强度和轻量化的双重要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车前横梁总成，包括横梁(1)，其特征在于，所述横梁(1)包括：横梁上板(11)、横梁下板(12)和加强筋(111)，所述横梁上板(12)采用微发泡材料形成，所述加强筋(111)与所述横梁上板(11)一体成型，所述加强筋(111)一端与所述横梁上板(11)连接，所述加强筋(111)的另一端与所述横梁下板(12)接触；
所述横梁上板(11)内部填充有纤维增强复合材料(112)；
所述微发泡材料为微发泡尼龙；所述微发泡尼龙内部包括微孔结构；
在所述横梁上板(11)上直接注塑成型加强筋(111)；
所述横梁下板(12)包括凹陷部(121)，所述凹陷部(121)上开设有多个通孔(122)；所述横梁上板(12)包括加强部，所述加强部上延伸有多个加强筋(111)；
所述加强筋(111)的延伸端填充所述通孔(122)或所述加强筋(111)与横梁下板(12)之间粘接或直接抵接而不填充通孔(122)。
2.根据权利要求1所述的汽车前横梁总成，其特征在于，所述汽车前横梁总成还包括用于安装遮阳帘的安装支架(3)，所述安装支架(3)与所述横梁上板(11)一体注塑成型。
3.根据权利要求1所述的汽车前横梁总成，其特征在于，多个所述加强筋(111)交错间隔设置。
4.根据权利要求1所述的汽车前横梁总成，其特征在于，所述横梁上板(11)还包括设置在所述加强部两端的第一上连接部(113)和第二上连接部(114)；
所述横梁下板(12)还包括两端的第一下连接部(123)和第二下连接部(124)，所述第一上连接部(113)与所述第一下连接部(123)对应连接，所述第二上连接部(114)和所述第二下连接部(124)对应连接。
5.根据权利要求4所述的汽车前横梁总成，其特征在于，所述第一上连接部(113)与所述第一下连接部(123)之间通过结构胶(2)进行胶粘或通过第一连接件连接；
所述第二上连接部(114)与所述第二下连接部(124)之间通过结构胶(2)进行胶粘或通过第二连接件连接。
6.根据权利要求5所述的汽车前横梁总成，其特征在于，所述第一连接件被构造为焊点或螺栓，所述第二连接件被构造为焊点或螺栓。
7.根据权利要求2所述的汽车前横梁总成，其特征在于，所述前横梁总成还包括连接于横梁(1)两端的第一连接板(4)和第二连接板(5)，所述第一连接板(4)一端与所述横梁(1)连接，所述第一连接板(4)的另一端连接于汽车车身，所述第二连接板(5)一端与所述横梁(1)连接，所述第二连接板(5)的另一端连接于汽车车身。
8.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1-7任一项所述的汽车前横梁总成。
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