CN116252863A - 一种前机舱骨架及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种前机舱骨架及车辆，解决了现有技术中车架宽度落差较大，导致碰撞缓冲吸能效果不佳的技术问题，包括：两个前纵梁、横梁组件和防撞梁总成，其中两个前纵梁沿着车辆宽度方向间隔设置，前纵梁包括沿纵向依次设置的纵梁前段、纵梁中段和纵梁后段，纵梁后段相比于纵梁前段和纵梁中段在车辆宽度方向上向外弯曲，纵梁后段上设有加强支架；横梁组件连接于两个前纵梁之间；防撞梁总成包括前防撞梁和连接于纵梁前段和前防撞梁之间的吸能盒。在碰撞过程中，加强支架可以防止拐弯处的折叠塌陷，起到加强作用，同时起到减震吸能的目的。

Description

一种前机舱骨架及车辆

技术领域

本申请属于车辆技术领域，具体涉及一种前机舱骨架及车辆。

背景技术

随着电动汽车的普及和发展，在电动车使用过程中，由于电动车需要安装电池包，车架在宽度方向上存在较大的落差，现有技术中通常在车架或车体的碰撞缓冲吸能区采用一级吸能盒，保险杠和吸能盒焊接在一体或分开装配，在发生碰撞过程中，不利于碰撞传力，从而导致吸能效果较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种前机舱骨架及车辆，解决了现有技术中车架宽度落差较大，导致碰撞缓冲吸能效果不佳的技术问题。

实现本申请目的所采用的技术方案为，一种前机舱骨架，包括：

两个前纵梁，沿着车辆宽度方向间隔设置，所述前纵梁包括沿纵向依次设置的纵梁前段、纵梁中段和纵梁后段，所述纵梁后段相比于所述纵梁前段和所述纵梁中段在所述车辆宽度方向上向外弯曲，所述纵梁后段上设有加强支架；

横梁组件，连接于两个所述前纵梁之间；

防撞梁总成，包括前防撞梁和连接于所述纵梁前段和所述前防撞梁之间的吸能盒。

进一步地，所述纵梁前段包括前段外板和前段内板，前段外板和前段内板合围成的封闭的内腔。

进一步地，所述前段内板和/或所述前段外板上设有凹槽和若干吸能孔，若干所述吸能孔包括沿车辆长度方向从前往后依次设置、且孔数量呈增大趋势的两组以上孔组。

进一步地，位于同一孔组中的孔在车辆长度方向错位分布。

进一步地，所述纵梁前段为弯曲梁，所述纵梁前段的后端的高度高于所述纵梁前段的前端。

进一步地，所述加强支架包括外层支架和内层支架，其中所述外层支架与所述纵梁后段连接，所述内层支架位于所述外层支架和所述纵梁后段之间且与所述外层支架和所述纵梁后段均连接。

进一步地，所述内层支架上设有凸起，所述外层支架上设有卡槽，所述外层支架上的卡槽与所述内层支架的的凸起相配合连接。

进一步地，所述前防撞梁横截面尺寸呈增大趋势，且前后方向的板厚小于其它壁厚；

所述吸能盒的横截面呈中心对称且轴对称结构；

所述吸能盒的后端设有第一法兰盘，所述纵梁前段设有第二法兰盘，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘对接且通过螺栓连接。

进一步地，所述横梁组件包括第一横梁、第二横梁、第三横梁和第四横梁；

所述第一横梁、所述第二横梁、所述第三横梁和第四横梁依次连接于两个所述前纵梁之间上，且所述第一横梁、所述第二横梁和所述第三横梁的截面依次增大；

所述第三横梁包括第三上横梁和第三下横梁，第三上横梁、第三下横梁和两个所述前纵梁形成日字型结构；

所述第四横梁的两端与两个所述加强支架连接。

基于相同的发明构思，本申请提供了一种车辆，包括上述的前机舱骨架。

由上述技术方案可知，本申请提供了一种前机舱骨架，包括：两个前纵梁、横梁组件和防撞梁总成，其中两个前纵梁沿着车辆宽度方向间隔设置，前纵梁包括沿纵向依次设置的纵梁前段、纵梁中段和纵梁后段，纵梁后段相比于纵梁前段和纵梁中段在车辆宽度方向上向外弯曲，纵梁后段上设有加强支架；横梁组件连接于两个前纵梁之间；防撞梁总成包括前防撞梁和连接于纵梁前段和前防撞梁之间的吸能盒。

由此，在碰撞过程中，碰撞力可以通过前防撞梁和吸能盒进行吸收缓解碰撞初期能量，然后通过纵梁前段进行中期吸能，纵梁后段起到支撑作用后，同样可以吸收一部分能量，其中位于纵梁后段上的加强支架可以防止拐弯处的折叠塌陷，起到加强作用，同时设置于两个前纵梁之间的横梁组件，不仅可以防止碰撞过程中纵梁后段向外张开，同时横梁组件与两个前纵梁围成的框架结构，可以在侧碰和斜碰中发挥作用，起到减震吸能的目的。

附图说明

图1为本申请实施例中前机舱骨架俯视结构示意图。

图2为本申请实施例中图1中M处放大结构示意图。

图3为本申请实施例中前防撞梁横截面结构示意图。

图4为本申请实施例中吸能盒横截面结构示意图。

图5为本申请实施例中图1中B向结构示意图。

图6为本申请实施例中纵梁前段侧视图。

图7为本申请实施例中前段内板结构示意图。

图8为本申请实施例中内层支架结构示意图。

图9为本申请实施例中外层支架与内层支架连接后结构示意图。

图10为本申请实施例中A-A向剖视图。

图11为本申请实施例中前机舱骨架轴向视图。

附图标记说明：10-前机舱骨架，101-前纵梁，1011-纵梁前段，10111-前段外板，10112-前段内板，10113-凹槽，10114-吸能孔，1012-纵梁中段，10121-减震塔，1013-纵梁后段，102-横梁组件，1021-第一横梁，1022-第二横梁，1023-第三横梁，10231-第三上横梁，10232-第三下横梁，1024-第四横梁，103-防撞梁总成，1031-前防撞梁，1032-吸能盒，104-加强支架，1041-外层支架，1042-内层支架，1043-焊接孔，105-第一法兰盘，106-第二法兰盘，107-螺栓。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

实施例1：

在本申请实施例提供了一种前机舱骨架，参阅附图1，其中前机舱骨架10包括：两个前纵梁101、横梁组件102和防撞梁总成103，其中两个前纵梁101沿着车辆宽度方向间隔设置，前纵梁101包括沿纵向依次设置的纵梁前段1011、纵梁中段1012和纵梁后段1013，纵梁后段1013相比于纵梁前段1011和纵梁中段1012在车辆宽度方向上向外弯曲，纵梁后段1013上设有加强支架104；横梁组件102连接于两个前纵梁101之间；防撞梁总成103包括前防撞梁1031和连接于纵梁前段1011和前防撞梁1031之间的吸能盒1032。

由此，在碰撞过程中，碰撞力可以通过前防撞梁1031和吸能盒1032进行吸收缓解碰撞初期能量，然后通过纵梁前段1011进行中期吸能，纵梁后段1013起到支撑作用后，同样可以吸收一部分能量，其中位于纵梁后段1013上的加强支架104可以防止拐弯处的折叠塌陷，起到加强作用，同时设置于两个前纵梁101之间的横梁组件102，不仅可以防止碰撞过程中纵梁后段1013向外张开，同时横梁组件102与两个前纵梁101围成的框架结构，可以在侧碰和斜碰中发挥作用，起到减震吸能的目的。

在一些实施例中，参阅附图2，其中前防撞梁1031与吸能盒1032采用焊接方式连接。

为了减弱前机舱碰撞后的变形量，在一些实施例中，参阅附图5至附图7，纵梁前段1011包括前段外板10111和前段内板10112，前段外板10111和前段内板10112合围成的封闭的内腔，在发生碰撞后，前段外板10111和前段内板10112合围成的封闭的内腔，可以吸收一部分能量，同时减弱碰撞后发生的形变；为了进一步减弱前机舱的变形量，在另一些实施例中，前段外板10111和前段内板10112均采用钢制材料制成；为了进一步削弱碰撞后发生的形变，前段外板10111和前段内板10112合围成的封闭的内腔的横截面为矩形结构，在发生碰撞后，前段外板10111和前段内板10112合围成的矩形封闭内腔可以将能量在内腔内进行削弱吸收，减少变形量。

为了减弱前机舱碰撞后的变形量，在一些实施例中，参阅附图6，前段外板10111和前段内板10112均为U型板，前段内板10112和前段外板10111焊接连接。U型的前段外板10111和U型的前段内板10112相互扣合，形成矩形结构后进行焊接，为了方便将U型的前段外板10111和U型的前段内板10112进行相互扣合，在另一些实施例中，其中U型的前段外板10111大于U型的前段内板10112，方便U型的前段内板10112伸入于U型的前段外板10111上，相互扣合后进行焊接。

为了进一步减弱前机舱碰撞后的变形量，提高吸能效果，在一些实施例中，参阅附图7，前段内板10112和/或前段外板10111上设有凹槽10113和若干吸能孔10114，若干吸能孔10114包括沿车辆长度方向从前往后依次设置、且孔数量呈增大趋势的两组以上孔组。通过设置凹槽10113和吸能孔10114，均起到吸能作用。

在一些实施例中，参阅附图7，若干吸能孔10114包括沿车辆长度方向从前往后依次设置、且孔数量呈增大趋势的两组孔组，包括前列孔和后列孔，其中前列孔组的数量少于后列孔组的数量，比如前列孔的数量为3个，后列孔的数量为4个，在实际碰撞过程中，后列孔组的数量大于前列孔的数量能够错开增大弯曲刚度，其中部分孔组还可以用来固定线束。

在一些实施例中，若干吸能孔10114包括沿车辆长度方向从前往后依次设置、且孔数量呈增大趋势的三组孔组，包括第一列孔组、第二列孔组和第三列孔组，其中第一列孔组的数量少于第二列孔组的数量，第二列孔组的数量小于第三列孔组的数量，比如第一列孔的数量为3个，第二列孔的数量为4个，第三列孔的数量为5个，在实际碰撞过程中，数量呈增大趋势的孔组设置能够错开增大弯曲刚度，其中部分孔组还可以用来固定线束。

在一些实施例中，参阅图7，位于同一孔组中的孔在车辆长度方向错位分布。以纵梁前段1011一端为P面，一端为Q面为例，其中孔组布置纵梁前段1011的后端接近端面Q的折弯处，布置方式具体为：第一列孔的数量为3个，第二列孔的数量为4个，每列自上第一个孔布置在P面之上，布置在后端对称轴线axle上的孔偏向P面，其中每列孔中第二个孔与第三个孔均向右偏移一定的距离，以两列孔为例，分别记为X1和X2，其中X1和X2大小不为零，错开的孔组可以通过错开的方式增大弯曲刚度，相较于X1和X2大小为零的孔组，能够更好的增大弯曲刚度。

在一些实施例中，参阅附图7，纵梁前段1011为弯曲梁，纵梁前段1011的后端的高度高于纵梁前段1011的前端。其中纵梁前段1011的后端的高度与纵梁前段1011的前端的高度可以存在H的落差，其中H大于零，这样的布局特点可使碰撞变形量和折叠方向均按需求方向进行，起到进一步吸能的作用。在另一些实施例中，孔组可以布置在具有落差H的纵梁前段1011的后端且接近端面Q处，起到进一步吸能的作用。

为了进一步防止碰撞过程中折弯处发生折叠塌陷，在一些实施例中，参阅图8至图10，加强支架104包括外层支架1041和内层支架1042，其中外层支架1041与纵梁后段1013连接，内层支架1042位于外层支架1041和纵梁后段1013之间且与外层支架1041和纵梁后段1013均连接。其中内层支架1042通过设置于外层支架1041和纵梁后段1013之间，可以起到较好的支撑作用，防止塌陷。

在一些实施例中，参阅附图10，内层支架1042上设有凸起，外层支架1041上设有卡槽，外层支架1041上的卡槽与内层支架1042的的凸起相配合连接。具体为，内层支架1042中部设有凸起，两端设有卡槽，内层支架1042中部对应的设有卡槽，两端设有凸起，外层支架1041与内层支架1042的凸起和卡槽相对应进行卡接，为了进一步保证连接的稳固性，在另一些实施例中，外层支架1041上设有若干焊接孔1043，通过焊接孔1043可以将外层支架1041与内层支架1042焊接在一起，提高了外层支架1041和内层支架1042连接的稳定性，其中焊接孔1043可以设有3个、4个、5个或者6个，根据实际情况进行设置。

为了能够将初期碰撞的能量进行吸收，在一些实施例中，参阅附图3，前防撞梁1031横截面尺寸呈增大趋势，且前后方向的板厚小于其它壁厚；在另一些实施例中，前防撞梁1031的横截面为日型不规则的六边形结构，通过设置不规则的日型六边形，中部设有一条横向的内筋板，能够将碰撞初期的能量进行吸收，有效缓解初期碰撞的能量。其中防撞梁可以为铝制材料制成的吸能盒1032。

在一些实施例中，吸能盒1032的横截面呈中心对称且轴对称结构；参阅附图4，吸能盒1032的截面为日型八边形结构，其中日型八边形中部设有一条竖向的内筋板，能够将吸能盒1032左右部分对称连接在一起，且能够有效缓解初期碰撞的能量，将碰撞初期的能量进行吸收。其中吸能盒1032可以为铝制材料制成的吸能盒1032。

为了方便将吸能盒1032和纵梁前段1011进行连接，在一些实施例中，参阅附图2，吸能盒1032的后端设有第一法兰盘105，纵梁前段1011设有第二法兰盘106，第一法兰盘105和第二法兰盘106对接且通过螺栓107连接。在另一些实施中，这种焊接一体螺栓107连接结构还可以拆卸换装成其它结构，比如前防撞梁1031或保险杠和其它功能需求零部件，如绞盘与其支架等，只要能够起到前期的缓冲吸能作用即可。

在一些实施例中，参阅附图1，其中纵梁中段1012处还有减震塔10121，其中减震塔10121一端与纵梁前段1011连接，一端与加强支架104连接，进一步加强前机舱骨架10的强度。

为了提高前机舱骨架10的稳定性，减弱在碰撞过程中前段纵梁向外张开的角度，在一些实施例中，参阅附图11，横梁组件102包括第一横梁1021、第二横梁1022、第三横梁1023和第四横梁1024；通过将第一横梁1021、第二横梁1022、第三横梁1023和第四横梁1024依次连接于两个前纵梁101之间上，且第一横梁1021、第二横梁1022和第三横梁1023的截面依次增大；不仅能够将两个前纵梁101进行连接，起到固定支撑的作用，同时截面依次增大的第一横梁1021、第二横梁1022和第三横梁1023的结构，在碰撞过程中，使得前机舱变形从前往后逐渐变小，进一步吸收碰撞过程中的能量，有效缓解碰撞的冲击力。

由于前机舱其它结构的布置需求，在第三横梁1023处增大横截面受限，参阅附图11，在另一些实施例中，第三横梁1023包括第三上横梁10231和第三下横梁10232，其中第三下横梁10232呈T字形，可以采用铝制材料制成，第三上横梁10231、第三下横梁10232和两个前纵梁101形成日字型结构。第三上横梁10231、第三下横梁10232和两个前纵梁101形成的框架结构，可以在侧碰或者斜碰中发挥作用，从而提升了前机舱的扭转刚度，以增强斜碰和侧碰时前机舱的稳固性，也可使正碰时纵梁后段1013的外涨变形减小。在另一些实施例中，左、右纵梁后段1013形成自前向后的扩口状，由于其落差T较大，为了避免纵梁后段1013在拐弯过度处易折叠向内塌陷，为防止此折叠塌陷，在纵梁后段1013的外侧增加加强支架104，进一步避免纵梁后段1013在拐弯过度处易折叠向内塌陷。

为了防止前机舱在碰撞中纵梁后段1013在落差T处张开，在一些实施例中，在两个加强支架104之间还设有第四横梁1024，第四横梁1024能够将加强支架104进行连接，起到连接两个纵梁后段1013，防止纵梁后段1013在碰撞过程中张开，起到了支撑纵梁后段1013的作用，同时可以起到吸能作用。

在一些实施例中，其中第一横梁1021处还可以安装空调等附件，第二横梁1022、第三上横梁10231和第三下横梁10232处还可以安装悬架等。

在一些实施例中，第一横梁1021、第二横梁1022、第三横梁1023和第四横梁1024上均设有若干穿线孔，用于固定线束。

实施例2：

基于相同的发明构思，本申请提供了一种车辆，包括上述的前机舱骨架10。其中该车辆可以是纯电电动车或者混动电动车，可以为家用轿车、客车、货车等。由于本实施例未对该车辆的具体结构进行改进，故而本实施例中该车辆的未做改变之处的结构均可参照现有技术，具体内容此处不做展开说明。

通过上述实施例，本申请具有以下有益效果或者优点：

1)本申请在碰撞过程中，碰撞力可以通过前防撞梁和吸能盒进行吸收缓解碰撞初期能量，然后通过纵梁前段进行中期吸能，纵梁后段起到支撑作用后，同样可以吸收一部分能量，其中位于纵梁后段上的加强支架可以防止拐弯处的折叠塌陷，起到加强作用，同时设置于两个前纵梁之间的横梁组件，不仅可以防止碰撞过程中纵梁后段向外张开，同时横梁组件与两个前纵梁围成的框架结构，可以在侧碰和斜碰中发挥作用，起到减震吸能的目的。

2)本申请通过在纵梁后段处设有加强支架，其中加强支架包括外层支架和内层支架，其中外层支架与纵梁后段连接，内层支架位于外层支架和纵梁后段之间且与外层支架和纵梁后段均连接。其中内层支架通过设置于外层支架和纵梁后段之间，可以起到较好的支撑作用，防止塌陷。

3)本申请中纵梁前段为弯曲梁，纵梁前段的后端的高度高于纵梁前段的前端，其中纵梁前段的后端的高度与纵梁前段的前端的高度可以存在H的落差，其中H大于零，这样的布局特点可使碰撞变形量和折叠方向均按需求方向进行，起到进一步吸能的作用。且纵梁前段内设有设有凹槽和若干吸能孔，起到进一步吸能的作用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种前机舱骨架，其特征在于，包括：

两个前纵梁，沿着车辆宽度方向间隔设置，所述前纵梁包括沿纵向依次设置的纵梁前段、纵梁中段和纵梁后段，所述纵梁后段相比于所述纵梁前段和所述纵梁中段在所述车辆宽度方向上向外弯曲，所述纵梁后段上设有加强支架；

横梁组件，连接于两个所述前纵梁之间；

防撞梁总成，包括前防撞梁和连接于所述纵梁前段和所述前防撞梁之间的吸能盒。

2.如权利要求1所述的前机舱骨架，其特征在于，所述纵梁前段包括前段外板和前段内板，前段外板和前段内板合围成的封闭的内腔。

3.如权利要求2所述的前机舱骨架，其特征在于，所述前段内板和/或所述前段外板上设有凹槽和若干吸能孔，若干所述吸能孔包括沿车辆长度方向从前往后依次设置、且孔数量呈增大趋势的两组以上孔组。

4.如权利要求3所述的前机舱骨架，其特征在于，位于同一孔组中的孔在车辆长度方向错位分布。

5.如权利要求4所述的前机舱骨架，其特征在于，所述纵梁前段为弯曲梁，所述纵梁前段的后端的高度高于所述纵梁前段的前端。

6.如权利要求1-5中任一项所述的前机舱骨架，其特征在于，所述加强支架包括外层支架和内层支架，其中所述外层支架与所述纵梁后段连接，所述内层支架位于所述外层支架和所述纵梁后段之间且与所述外层支架和所述纵梁后段均连接。

7.如权利要求6所述的前机舱骨架，其特征在于，所述内层支架上设有凸起，所述外层支架上设有卡槽，所述外层支架上的卡槽与所述内层支架的的凸起相配合连接。

8.如权利要求1-5中任一项所述的前机舱骨架，其特征在于，所述前防撞梁横截面尺寸呈增大趋势，且前后方向的板厚小于其它壁厚；

所述吸能盒的横截面呈中心对称且轴对称结构；

所述吸能盒的后端设有第一法兰盘，所述纵梁前段设有第二法兰盘，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘对接且通过螺栓连接。

9.如权利要求1-5中任一项所述的车架，其特征在于，所述横梁组件包括第一横梁、第二横梁、第三横梁和第四横梁；

所述第一横梁、所述第二横梁、所述第三横梁和所述第四横梁依次连接于两个所述前纵梁之间上，且所述第一横梁、所述第二横梁和所述第三横梁的截面依次增大；

所述第三横梁包括第三上横梁和第三下横梁，所述第三上横梁、所述第三下横梁和两个所述前纵梁形成日字型结构；

所述第四横梁的两端与两个所述加强支架连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的前机舱骨架。

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