CN203486007U - 车架前部结构、车架及车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种车架前部结构以及包括该车架前部结构的车架及车辆,该车架前部结构包括前横梁(1)以及与所述前横梁(1)连接且相对布置的左纵梁前段(2)和右纵梁前段(3),其中,所述前横梁(1)包括前横梁前板(11)和前横梁后板(12),所述前横梁前板(11)与所述前横梁后板(12)相互固定连接,而且所述前横梁后板(12)的至少一部分朝向所述前横梁前板(11)凹陷而与所述前横梁前板(11)围成至少两个中空部(13)。由于前横梁由分体的前横梁前板和前横梁后板构成,而前横梁前板和前横梁后板可以采用冲压工艺形成,与现有的滚压工艺相比,可以将制造成本降低50%左右,因此极大地降低了制造成本。

Description

车架前部结构、车架及车辆
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种车架结构,具体地,涉及一种车架前部结构。本实用新型还涉及一种包括所述车架前部结构的车架以及车辆。
背景技术
[0002] 当今社会车辆随处可见,车辆安全备受关注,而车架作为车辆中的重要组成之一,对车架的研究和改进也是时代的需要。
[0003] 现有技术中的车架前部结构如图1和图2所示,包括前横梁1、碰撞吸能盒8和纵梁前段9,碰撞吸能盒8连接在前横梁I与纵梁前段9之间,所述前横梁I采用滚压成型工艺形成为B形。现有技术中的车架前部结构存在以下缺陷:1)由于前横梁I采用滚压工艺形成,所以制造成本高;2)现有碰撞吸能盒8的长度通常为十几毫米甚至几毫米,碰撞吸能盒8过短,所以发生碰撞时变形量小;3)纵梁前段9在碰撞过程中挤压形成多余材料,没有变形空间,从而导致纵梁前段9变形量小,在碰撞时不能实现逐级压溃,吸能不足。
[0004] 鉴于现有技术中存在的上述缺陷,需要提供一种新型的车架前部结构。
实用新型内容
[0005] 本实用新型需要解决的技术问题是提供一种车架前部结构,该车架前部结构比现有技术中的车架前部结构降低了制造成本。另外,本实用新型需要解决的另一个技术问题是提供一种车架及车辆,该车架及车辆包括上述的车架前部结构,该车架及车辆降低了制造成本。
[0006] 为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种车架前部结构,该车架前部结构包括前横梁以及与所述前横梁连接且相对布置的左纵梁前段和右纵梁前段,其中,所述前横梁包括前横梁前板和前横梁后板,所述前横梁前板与所述前横梁后板相互固定连接,而且所述前横梁后板的至少一部分朝向所述前横梁前板凹陷而与所述前横梁前板围成至少两个中空部。
[0007] 优选地,所述前横梁前板与所述前横梁后板相互焊接。
[0008] 进一步地,所述前横梁后板的凹陷的底壁与所述前横梁前板重叠,而且所述前横梁整体形成为向前突出的弧形梁。
[0009] 具体地,所述前横梁的横截面为B形,所述前横梁前板形成为“[”形;所述前横梁后板形成为“弓”形。
[0010] 更优选地,所述车架前部结构还包括左碰撞吸能盒和右碰撞吸能盒,所述左碰撞吸能盒连接在所述前横梁与所述左纵梁前段之间;所述右碰撞吸能盒连接在所述前横梁与所述右纵梁前段之间。
[0011 ] 具体地,所述左碰撞吸能盒沿所述左纵梁前段轴向方向的长度和所述右碰撞吸能盒沿所述右纵梁前段轴向方向的长度均为30-100mm。
[0012] 优选地,所述左碰撞吸能盒上设置有第一左连接板,所述左纵梁前段上设置有与所述第一左连接板匹配的第二左连接板,所述第一左连接板与所述第二左连接板通过螺栓连接;所述右碰撞吸能盒上设置有第一右连接板,所述右纵梁前段上设置有与所述第一右连接板匹配的第二右连接板,所述第一右连接板与所述第二右连接板通过螺栓连接。
[0013] 优选地,所述左碰撞吸能盒、左纵梁前段、右碰撞吸能盒和右纵梁前段的横截面均为方形,所述左碰撞吸能盒和/或左纵梁前段和/或右碰撞吸能盒和/或右纵梁前段的棱边上设置有吸能孔,所述吸能孔设置在所述左碰撞吸能盒和/或左纵梁前段和/或右碰撞吸能盒和/或右纵梁前段的同一横截面处的四个棱边上。
[0014] 此外,本实用新型还提供一种车架,包括车架前部结构,其中,所述车架前部结构为上述的车架前部结构。
[0015] 此外,本实用新型还提供一种车辆,包括车架,其中,所述车架为上述的车架。 [0016] 根据本实用新型的上述技术方案,由于前横梁的至少两个中空部以及相邻两个中空部之间的重叠部分共同形成多重皱褶,该皱褶结构能够增加前横梁的强度,使发生碰撞时不易产生横向变形,稳定纵梁能量传递及压溃方向,保证碰撞过程中具有较大的吸能截面。此外,由于前横梁由分体的前横梁前板和前横梁后板构成,而前横梁前板和前横梁后板可以采用冲压工艺形成,与现有的滚压工艺相比,可以将制造成本降低50%左右,因此极大地降低了制造成本。
[0017] 本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0018] 附图是用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型,但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019] 图1为现有技术中车架前部结构的结构示意图;
[0020] 图2为图1中圈中区域的局部结构放大示意图;
[0021] 图3为本实用新型具体实施方式中车架前部结构的结构示意图;
[0022] 图4为图3中圈中区域的局部结构放大示意图;
[0023] 图5为图3中车架前部结构的前横梁的截面图。
[0024] 附图标记说明:
[0025]
I前横梁 2左纵梁前段
3右纵梁前段 Ί吸能孔
[0026]8碰撞吸能盒 9纵梁前段
11前横梁前板 12前横梁后板
13中空部 41左碰撞吸能盒
42右碰撞吸能盒 51第一左连接板
52第二左连接板 61第一右连接板
62第二右连接板
具体实施方式
[0027] 以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
[0028] 在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的术语“第一、第二”只是为了方便对本实用新型做具体解释,并不含有主次之分;方位词如“前、后、左、右、上、下”是在车辆的行使状态下定义的;本实用新型中提及的“吸能截面”是指前横梁后板的凹陷的侧壁。
[0029] 本实用新型提供一种车架前部结构,如图3所示,该车架前部结构包括前横梁I以及与前横梁I连接且相对布置的左纵梁前段2和右纵梁前段3,其中,前横梁I包括前横梁前板11和前横梁后板12,前横梁前板11与前横梁后板12相互固定连接,而且前横梁后板12的至少一部分朝向前横梁前板11凹陷而与前横梁前板11围成至少两个中空部13。
[0030] 因为前横梁I的至少两个中空部13以及相邻两个中空部13之间的重叠部分共同形成多重皱褶,该皱褶结构能够增加前横梁I的强度,使发生碰撞时不易产生横向变形,稳定纵梁能量传递及压溃方向,保证碰撞过程中具有较大的吸能截面。此外,由于前横梁I由分体的前横梁前板11和前横梁后板12构成,而前横梁前板11和前横梁后板12可以采用冲压工艺形成,与现有的滚压工艺相比,可以将制造成本降低50%左右,因此极大地降低了制造成本。
[0031] 具体地,前横梁前板11与前横梁后板12相互焊接。前横梁前板11与前横梁后板12的连接方式并不仅仅局限于焊接,可以采用紧固件连接或者铆接等本领域技术人员熟知的技术手段,只要保证两者固定连接即可。
[0032] 作为一种优选的结构形式,如图5所示,前横梁后板12的凹陷的底壁与前横梁前板11重叠,而且前横梁I整体形成为向前突出的弧形梁。重叠部分在前横梁I受到正面撞击时,能够将力均匀地传递给碰撞吸能盒,保证了能量的传递方向。作为选择,前横梁后板12的凹陷的底壁也可以不与前横梁前板11重叠。此外,前横梁后板12的凹陷的底壁与前横梁前板11之间也可以进行焊接,以提高前横梁I的强度。向前突出的弧形梁可以增大前横梁I的变形量,增大整个前横梁I的吸能量,在车辆发生碰撞时,外界作用力首先克服弧形梁的弧形,消耗掉一定的能量;另外,弧形梁还能够改变作用于前横梁前板11上的作用力的方向,将作用力分解为沿弧形梁方向和垂直于弧形梁方向,从而减小了弧形梁上的剪切力,起到保护前横梁I的目的。
[0033]为了能够方便地采用冲压工艺形成前横梁前板11和前横梁后板12,从而节约制造成本,优选地,前横梁的横截面为B形,前横梁前板11形成为“[”形;前横梁后板12形成为“弓”形。前横梁前板11与前横梁后板12能够匹配,相互搭接,以便采用焊接的方式进行固定。
[0034] 在车辆发生正面碰撞的过程中,为了能够进一步提高车架前部结构的吸能强度,更好地保护左纵梁前段2和右纵梁前段3,优选地,如图3和图4所示,车架前部结构还包括左碰撞吸能盒41和右碰撞吸能盒42,左碰撞吸能盒41连接在前横梁I与左纵梁前段2之间;右碰撞吸能盒42连接在前横梁I与右纵梁前段3之间。如此,在低速碰撞时,前横梁I变形,将能量首先传递给左碰撞吸能盒41和右碰撞吸能盒42,使左碰撞吸能盒41和右碰撞吸能盒42逐级压溃,减少了传递给左纵梁前段2和右纵梁前段3的能量,从而降低了左纵梁前段2和右纵梁前段的3破坏率,减少了维修费用。
[0035] 优选地,左碰撞吸能盒41沿左纵梁前段2轴向方向的长度和右碰撞吸能盒42沿右纵梁前段3轴向方向的长度均为30-100mm。经过受力分析,实验验证,左碰撞吸能盒41的长度取30-100mm范围为宜,同样地,右碰撞吸能盒的长度取30_100mm范围为宜。与现有技术中的碰撞吸能盒相比,左碰撞吸能盒41与右碰撞吸能盒42的长度均增大,增加了碰撞过程中的变形量,从而能够吸收更多的能量,保护车架后部结构。
[0036] 为了便于更换,优选地,如图3和图4所示,左碰撞吸能盒41上设置有第一左连接板51,左纵梁前段2上设置有与第一左连接板51匹配的第二左连接板52,第一左连接板51与第二左连接板52通过螺栓连接;右碰撞吸能盒42上设置有第一右连接板61,右纵梁前段3上设置有与第一右连接板61匹配的第二右连接板62,第一右连接板61与第二右连接板62通过螺栓连接。第一左连接板51可以通过焊接方式固定于左碰撞吸能盒41上,也可以通过浇铸方式将第一左连接板51与左碰撞吸能盒41整体制造;同样的,第一右连接板61可以通过焊接方式固定于右碰撞吸能盒42上,也可以通过浇铸方式将第一右连接板61与右碰撞吸能盒42整体制造;类似地,第二左连接板52可以通过焊接方式固定于左纵梁前段2上,也可以通过浇铸方式将第二左连接板52与左纵梁前段2整体制造;第二右连接板62可以通过焊接方式固定于右纵梁前段3上,也可以通过浇铸方式将第二右连接板52与右纵梁前段3整体制造。螺栓连接方便快捷,能够实现模块化更换,在更换过程中,第一左连接板51与第二左连接板52匹配,并相对设置有通孔,在安装时,只需将螺栓穿过通孔并用螺母将其固定;同样的,在更换过程中,第一右连接板61与第二右连接板62匹配,并相对设置有通孔,在安装时,只需将螺栓穿过通孔并用螺母将其固定。
[0037] 在发生碰撞时,为了能够更大程度的吸收能量,需要在车架前部结构上设置吸能孔,优选地,如图3和图4所示,左碰撞吸能盒41、左纵梁前段2、右碰撞吸能盒42和右纵梁前段3的横截面均为方形,左碰撞吸能盒41和/或左纵梁前段2和/或右碰撞吸能盒42和/或右纵梁前段3的棱边上设置有吸能孔7,吸能孔7设置在左碰撞吸能盒41和/或左纵梁前段2和/或右碰撞吸能盒42和/或右纵梁前段3的同一横截面处的四个棱边上。如图3和图4中所示,左碰撞吸能盒41的每个棱边上分别设置有一个吸能孔7,且四个吸能孔7位于左碰撞吸能盒41的同一截面上;右碰撞吸能盒42的每个棱边上分别设置有一个吸能孔7,且四个吸能孔7位于右碰撞吸能盒42的同一截面上;左纵梁前段2的每个棱边上分别设置有四个吸能孔7,每个吸能孔7所处位置的横截面与左纵梁前段2的其他三个棱边的交点处设置有三个所述吸能孔7 ;右纵梁前段3的每个棱边上分别设置有四个吸能孔7,每个吸能孔7所处位置的横截面与右纵梁前段3的其他三个棱边的交点处设置有三个吸能孔7。当发生碰撞时,位于同一截面上的四个吸能孔均发生变形,从而避免了压缩挤压形成多料变形,而没有变化空间的现象。
[0038] 此处需要说明的是,对于左碰撞吸能盒41、右碰撞吸能盒42、左纵梁前段2以及右纵梁前段3的横截面形状并不仅仅局限于方形,可以是圆形或者椭圆形等,只要保证同一横截面上具有多个吸能孔7,就能满足吸能效果;另外,对于每个棱边上的吸能孔7的数量也不是固定的,视棱边的长度及碰撞吸能的强度而定。
[0039] 此外,本实用新型还提供一种车架,包括车架前部结构,其中,车架前部结构为本实用新型所提供的车架前部结构。
[0040] 此外,本实用新型还提供一种车辆,包括车架,其中,车架为上述车架。
[0041] 需要说明的是,前横梁I的横截面的形状并不是完全的“B”形,如图5所示,只是类似于“B”形而已。前横梁后板12的形状并不是准确的“弓”形,前横梁后板12上下对称,形成能够与前横梁前板11搭接的形状,除此,前横梁后板12可以根据需要形成多个“弓”形串联的结构,只要能与前横梁前板11进行搭接,并形成褶皱结构即可,此时可以相应地形成多个中空部13。对于左碰撞吸能盒41与前横梁I之间的连接,可以采用紧固件连接也可以采用焊接等方式;同样的,对于右碰撞吸能盒42与前横梁I之间的连接,可以采用紧固件连接也可以采用焊接等方式。
[0042] 除此需要说明的是,左碰撞吸能盒41可以由左碰撞吸能盒上板和左碰撞吸能盒下板构成,右碰撞吸能盒42可以由右碰撞吸能盒上板和右碰撞吸能盒下板构成,左纵梁前段可以由左纵梁前段内板和左纵梁前段外板构成,右纵梁前段可以由右纵梁前段内板和右纵梁前段外板构成。如此结构更加方便制造。
[0043] 综上,车架前部结构的前横梁I中的前横梁前板11和前横梁后板12采用冲压工艺形成,与现有技术中采用滚压工艺形成的前横梁I相比,在保证强度要求的情况下,降低了 50%的制造成本;前横梁的至少两个中空部13以及相邻两个中空部13之间的重叠部分共同形成多重皱褶,该皱褶结构能够增加前横梁的强度,使发生碰撞时不易产生横向变形,稳定纵梁能量传递及压溃方向,保证碰撞过程中具有较大的吸能截面积;另外,左碰撞吸能盒41和右碰撞吸能盒42的长度加长,碰撞过程中有较大变形量,能够吸收更多的能量,从而保护车架后部结构及车身,降低维修费用;除此,吸能孔7去掉了碰撞过程中挤压形成的多余材料,增大了变形空间,从而增加了车架前部结构的吸能强度。值得强调的是,本实用新型中提供的车架前部结构,将车架低速碰撞区与高速碰撞区分开,提高了车架模块化更换性:低速碰撞时,前横梁变形,吸能截面压溃,吸能盒逐级压溃,不伤及左纵梁前段和右纵梁前段,只需更换前横梁,从而实现模块化更换,降低维修成本;高速碰撞时,前横梁变形,吸能截面压溃,将碰撞能量进一步传递给左碰撞吸能盒及右碰撞吸能盒,再通过连接板传递给左纵梁前段及右纵梁前段,此时,左碰撞吸能盒、右碰撞吸能盒、左纵梁前段以及右纵梁前段逐级压溃吸收能量,降低碰撞过程中传递给车架中段、后段的能量,从而避免车架后部、车身变形严重,提高了整车碰撞安全性能,保证乘员的安全。
[0044] 以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。[0045] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0046] 此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种车架前部结构,该车架前部结构包括前横梁(I)以及与所述前横梁(I)连接且相对布置的左纵梁前段(2)和右纵梁前段(3),其特征在于,所述前横梁(I)包括前横梁前板(11)和前横梁后板(12),所述前横梁前板(11)与所述前横梁后板(12)相互固定连接,而且所述前横梁后板(12)的至少一部分朝向所述前横梁前板(11)凹陷而与所述前横梁前板(11)围成至少两个中空部(13)。
2.根据权利要求1所述的车架前部结构,其特征在于,所述前横梁前板(11)与所述前横梁后板(12)相互焊接。
3.根据权利要求1所述的车架前部结构,其特征在于,所述前横梁后板(12)的凹陷的底壁与所述前横梁前板(11)重叠,而且所述前横梁(I)整体形成为向前突出的弧形梁。
4.根据权利要求3所述的车架前部结构,其特征在于,所述前横梁(I)的横截面为B形,所述前横梁前板(11)形成为“[”形;所述前横梁后板(12 )形成为“弓”形。
5.根据权利要求1所述的车架前部结构,其特征在于,所述车架前部结构还包括左碰撞吸能盒(41)和右碰撞吸能盒(42),所述左碰撞吸能盒(41)连接在所述前横梁(I)与所述左纵梁前段(2)之间;所述右碰撞吸能盒(42)连接在所述前横梁(I)与所述右纵梁前段(3)之间。
6.根据权利要求5所述的车架前部结构,其特征在于,所述左碰撞吸能盒(41)沿所述左纵梁前段(2 )轴向方向的长度和所述右碰撞吸能盒(42 )沿所述右纵梁前段(3 )轴向方向的长度均为30-100mm。
7.根据权利要求5所述的车架前部结构,其特征在于,所述左碰撞吸能盒(41)上设置有第一左连接板(51),所述左纵梁前段(2)上设置有与所述第一左连接板(51)匹配的第二左连接板(52 ),所述第一左连接板(51)与所述第二左连接板(52 )通过螺栓连接;所述右碰撞吸能盒(42)上设置有第一右连接板(61),所述右纵梁前段(3)上设置有与所述第一右连接板(61)匹配的第二右连接板(62),所述第一右连接板(61)与所述第二右连接板(62)通过螺栓连接。
8.根据权利要求5所述的车架前部结构,其特征在于,所述左碰撞吸能盒(41)、左纵梁前段(2)、右碰撞吸能盒(42)和右纵梁前段(3)的横截面均为方形,所述左碰撞吸能盒(41)和/或左纵梁前段(2)和/或右碰撞吸能盒(42)和/或右纵梁前段(3)的棱边上设置有吸能孔(7),所述吸能孔(7)设置在所述左碰撞吸能盒(41)和/或左纵梁前段(2)和/或右碰撞吸能盒(42)和/或右纵梁前段(3)的同一横截面处的四个棱边上。
9.一种车架,包括车架前部结构,其特征在于,所述车架前部结构为权利要求1-8中任一项所述的车架前部结构。
10.一种车辆,包括车架,其特征在于,所述车架为根据权利要求9所述的车架。
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