CN205203127U - 一种轻量化的车身 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻量化的车身，包括前防撞梁、前纵梁、发动机悬置支架、前围支柱、中支柱、门槛、地板以及包裹架；前防撞梁为铝合金材质，前纵梁为先进高强度钢材质，发动机悬置支架为高强度钢材质，地板为软钢材质，包裹架为超高强度钢材质；前围支柱与中支柱、门槛形成笼式结构，笼式结构为热成型钢材质。本实用新型通过热成型钢的笼式结构，在车身受到碰撞时能有效减少乘员舱的变形，同时又降低车身重量；前防撞梁铝合金化可以满足高低速碰撞要求，也能很好地发挥铝合金轻量的特性；通过对整体结构材质的选择，在减轻其重量的同时，其安全性和舒适性也等到了提升。

Description

一种轻量化的车身

技术领域

本实用新型涉及整车轻量化技术领域，特别涉及一种轻量化的车身。

背景技术

汽车的轻量化，是指在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半。汽车重量每减轻10％，燃油效率可提高5％～7％；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3～0.6升；尾气排放可降低8～11克。由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。

目前国内科研机构、自主品牌也紧随其步，积极开展新材料、新工艺的研究及应用。但是基本上都停留在研究阶段，真正像那些豪车品牌将大规模的轻量化材料应用于量产车型上的几乎没有，原因主要有缺点一成本是最大的顾虑，钢材0.8～1$/kg、铝材2.4～2.6$/kg、树脂5～15$/kg、碳纤维20～30$/kg。轻量化材料成本高制约了其在量产车型上的大规模应用，汽车广大的市场在普通民众中，价格一高，民众接受不了，怎么能形成竞争优势，怎么能打开市场，也就只能停留在研究阶段。缺点二技术不成熟，目前轻量化材料的关键技术还是掌握在少数发达国家手中，例如铝合金的液压成型、碳纤维的铺层技术等。国内主机厂缺乏专业的新材料工程师，对新材料的性能、设计、加工及回收等参数处于朦胧状态。目前国内合资厂主要还是直接从国外进口轻量化材料及整套生产设备和技术。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题为提供一种适用于大部分车身的，将整车轻量化技术平民化的，轻量化的车身。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种轻量化的车身，包括前防撞梁、前纵梁、发动机悬置支架、前围支柱、中支柱、门槛、地板以及包裹架；所述前防撞梁为铝合金材质，所述前纵梁为先进高强度钢材质，所述发动机悬置支架为高强度钢材质，所述地板为软钢材质，所述包裹架为超高强度钢材质；所述前围支柱与中支柱、门槛形成笼式结构，所述笼式结构为热成型钢材质。

本实用新型有益效果是：通过热成型钢的笼式结构，在车身受到碰撞时能有效减少乘员舱的变形，同时又降低车身重量；前防撞梁铝合金化可以满足高低速碰撞要求，也能很好地发挥铝合金轻量的特性；通过对整体结构材质的选择，在减轻其重量的同时，其安全性和舒适性也等到了提升。

作为本实用新型的一种优选结构，为了改善局部的强度或刚度不足而导致木桶效应的问题，所述包裹架包括转向柱横梁、顶盖横梁、后支柱以及后围板，所述转向柱横梁与顶盖横梁、后支柱、后围板形成刚性环结构。如此，通过转向柱横梁与顶盖横梁、后支柱、后围板形成的刚性环结构，在结构上实现环状的连接，同时也要保证连接环的每个部位都需要有一定的强度保证，不会因为局部的强度或刚度不足而导致“木桶效应”，削弱环状结构对车身提升的效果。

作为本实用新型的一种优选结构，为了改善地板结构刚度不够的问题，所述地板包括横向地板横梁。通过横向地板横梁，使得地板结构刚度连续，进而保证车身刚度的要求。

作为本实用新型的一种优选结构，为了改善侧门防撞杆刚度不够的问题，还包括侧门防撞杆，所述侧门防撞杆为热成型钢材质。如此，通过热成型钢的侧门防撞杆，提高侧门防撞杆强度，大大减轻侧门的变形程度。

作为本实用新型的一种优选结构，为了改善前后车门重量过重的问题，还包括前后车门，所述前后车门采用激光拼焊板制成。通过采用激光能源，将若干不同厚度的板材进行拼合和焊接而形成一块整体板材，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现车身轻量化。减少了相关零件数量和材料消耗，优化了结构，降低了整车重量，简化了连接工艺。

附图说明

图1为本实用新型轻量化的车身的结构示意图。

标号说明：

1、前防撞梁；2、前纵梁；3、发动机悬置支架；4、前围支柱；

5、中支柱；6、门槛；7、地板；8、包裹架。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

铝合金，工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，本实施例中铝合金的强度大于等于545MPa。

软钢，低碳钢中之一类，含碳量较低，硬度稍小的钢，本实施例中软钢的强度小于等于180MPa。

高强度钢，本实施例中高强度钢的强度在200MPa到320MPa之间。

先进高强度钢，其英文缩写为AHSS(AdvancedHighStrengthSteel)。AHSS主要包括双相钢(DP)、相变诱导塑性(TRIP)钢、马氏体(M)钢、复相钢(CP)、热成形(HF)钢和孪晶诱导塑性(TWIP)钢，本实施例中先进高强度钢的强度在340MPa到450MPa之间。

超高强度钢，是相对于时代要求的技术进步程度而在变化的，本实施例中超高强度钢的强度在450MPa到700MPa之间。

热成型钢，经过热成型工艺制成的钢，本实施例中热成型钢的强度大于等于1000MPa。

请参照图1，如图所示可知，本实用新型轻量化的车身包括包括前防撞梁1、前纵梁2、发动机悬置支架3、前围支柱4、中支柱5、门槛6、地板7、包裹架8、侧门防撞杆以及前后车门；前防撞梁1为铝合金材质，前纵梁2为先进高强度钢材质，发动机悬置支架3为高强度钢材质，地板7为软钢材质，包裹架8为超高强度钢材质；前围支柱4与中支柱5、门槛6形成笼式结构，笼式结构为热成型钢材质。侧门防撞杆也为热成型钢材质，热成形钢经过热冲压工艺后，其强度可以达到1500MPa以上，对于提升安全性能，降低车身重量(减薄钢板厚度)都起到重要的作用。整个车身骨架的乘员舱通过热冲压成形钢的应用，形成了笼式结构，在车身受到碰撞时能有效减少乘员舱的变形。包裹架8包括转向柱横梁、顶盖横梁、后支柱以及后围板，所述转向柱横梁与顶盖横梁、后支柱、后围板形成刚性环结构。结构形状环和材料强度相关的强度环，也就是在结构上实现环状的连接，同时也要保证连接环的每个部位都需要有一定的强度保证，不会因为局部的强度或刚度不足而导致“木桶效应”，削弱环状结构对车身提升的效果。

地板7包括贯穿式横向地板横梁，增加贯穿式横向地板横梁(Lateralfloorcrossmembers)，使得地板结构刚度连续，进而保证车身刚度的要求。前后车门采用激光拼焊板制成，激光拼焊板(Lasertailorweldedblanks)的应用，即将若干不同厚度的板材进行拼合和焊接而形成一块整体板材，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现车身轻量化。激光拼焊板的主要优点是减少了相关零件数量和材料消耗，优化了结构，降低了整车重量，简化了连接工艺。由于拼焊板可以根据需要进行任意厚度和材料的拼接，因而具有极大的灵活性。激光拼焊板实现前、后侧门内板的前后段强度的差异化，主要是增加铰链安装点的刚度；以达到保证铰链安装点刚度前提下，尽可能的减少零件和焊点的数量，来达到轻量化的目的。

使用过程中，将各个材质的前防撞梁1、前纵梁2、发动机悬置支架3、前围支柱4、中支柱5、门槛6、地板7、包裹架8以及侧门防撞杆制成，再通过激光拼焊板制成前后车门，然后连接在一起实现通过对整体结构材质的选择，在减轻其重量的同时，其安全性和舒适性也等到了提升。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效形状或结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种轻量化的车身，其特征在于：包括前防撞梁、前纵梁、发动机悬置支架、前围支柱、中支柱、门槛、地板以及包裹架；

所述前防撞梁为铝合金材质，所述前纵梁为先进高强度钢材质，所述发动机悬置支架为高强度钢材质，所述地板为软钢材质，所述包裹架为超高强度钢材质；

所述前围支柱与中支柱、门槛形成笼式结构，所述笼式结构为热成型钢材质。

2.根据权利要求1所述的轻量化的车身，其特征在于：所述包裹架包括转向柱横梁、顶盖横梁、后支柱以及后围板，所述转向柱横梁与顶盖横梁、后支柱、后围板形成刚性环结构。

3.根据权利要求1所述的轻量化的车身，其特征在于：所述地板包括横向地板横梁。

4.根据权利要求1所述的轻量化的车身，其特征在于：还包括侧门防撞杆，所述侧门防撞杆为热成型钢材质。

5.根据权利要求1所述的轻量化的车身，其特征在于：还包括前后车门，所述前后车门采用激光拼焊板制成。