CN208593443U - 汽车车身前部结构及其上边梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车车身前部结构及其上边梁，所述上边梁为中空柱形体结构，所述上边梁的后端为与车身前部结构的A柱立柱外板连接的连接端，其前端为与车身前部结构的纵梁连接的连接端；所述上边梁为自其后端向前下方并同时向车身中部方向弯曲的三维曲线形状；沿所述上边梁的轴向，其横截面的结构不同。该上边梁的结构设计，能够优化车身前部结构在碰撞过程中的变形，有效增加车身变形吸收的碰撞能量，从而减少传递至驾乘人员的碰撞能量，提高整车的安全性评价。

Description

汽车车身前部结构及其上边梁

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种汽车车身前部结构及其上边梁。

背景技术

汽车作为现代人类社会的交通工具，其安全性能受到越来越广泛的关注。在碰撞过程中，合理的车身结构设计可以给乘员提供有效的保护空间，从而减小驾乘员在事故中受到的伤害。

在汽车发生正面碰撞时，通过车身前部结构变形吸收碰撞能量，以减少传递到驾乘人员的碰撞能量，从而避免对驾乘人员造成伤害，所以，如何使车身前部结构参与更多的碰撞能量吸收是目前对车身前部结构设计的方向。

上边梁为车身前部结构的重要组成部件之一，现有的汽车上边梁多为悬臂梁结构，形状简单，在车身前后方向的长度较短，在碰撞过程中，参与碰撞能量吸收的时刻较晚且吸收能量较短，并且因其处于悬空状态，碰撞过程中结构及其不稳定。

有鉴于此，如何优化现有汽车的上边梁结构，使其在汽车碰撞过程中，能够优化车身前部结构的变形，以有效增加车身变形吸收的碰撞能量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽车车身前部结构及其上边梁，该上边梁的结构设计，能够优化车身前部结构在碰撞过程中的变形，有效增加车身变形吸收的碰撞能量，从而减少传递至驾乘人员的碰撞能量，提高整车的安全性评价。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种汽车车身前部结构的上边梁，所述上边梁为中空柱形体结构，所述上边梁的后端为与车身前部结构的A柱立柱外板连接的连接端，其前端为与车身前部结构的纵梁连接的连接端；所述上边梁为自其后端向前下方并同时向车身中部方向弯曲的三维曲线形状；沿所述上边梁的轴向，其横截面的结构不同。

本实用新型提供的汽车车身前部结构的上边梁，其后端具有与A柱立柱外板连接的连接端，其前端具有与纵梁连接的连接端，也就是说，安装后，该上边梁不再处于悬空状态，该上边梁为三维曲线形状，具体地，其曲线走向为自其后端向前下方并同时向车身中部方向弯曲，同时，沿上边梁的轴向，其横截面的结构不同；这样设置后，上边梁与纵梁的连接处、纵梁及上边梁与A柱立柱外板的连接处形成稳定的三角形结构，不仅能够提高上边梁的承载力，还能够提高上边梁在碰撞过程中的变形吸能作用，同时，该结构设计还增加了碰撞过程中的传力路径，能够增加车身变形吸能，减少传递至驾乘人员身上的碰撞能量，提高整车的安全性评价。

如上所述的上边梁，所述上边梁的横截面积自后向前逐渐减小。

如上所述的上边梁，所述上边梁的横截面形状呈四边形。

如上所述的上边梁，所述上边梁的横截面的高度自后向前逐渐减小。

如上所述的上边梁，所述上边梁包括自后向前顺次连接的连接部、诱导部及安装部；所述连接部和所述诱导部均为自后向前下方并同时向车身中部方向弯曲的三维曲线形状；所述连接部的端部形成与所述A柱立柱外板连接的连接端，所述安装部形成与所述纵梁连接的连接端。

如上所述的上边梁，所述连接部和所述诱导部的轴向长度相当。

如上所述的上边梁，所述连接部与所述诱导部通过焊接连接，所述诱导部与所述安装部也通过焊接连接。

如上所述的上边梁，所述上边梁包括内板和外板，所述外板和所述内板拼接形成中空柱形体结构。

如上所述的上边梁，所述外板和所述内板通过焊接连接。

本实用新型还提供一种汽车车身前部结构，包括A柱立柱外板、纵梁、轮罩结构集成板及上边梁，所述上边梁为上述任一项所述的上边梁，所述上边梁后端的外板与所述A柱立柱外板连接，所述上边梁后端的内板与所述轮罩结构集成板连接，所述上边梁的前端与所述纵梁连接。

由于上述上边梁具有上述技术效果，所以包括该上边梁的汽车车身前部结构也具有相应的技术效果，此处不再重复论述。

附图说明

图1为本实用新型所提供汽车车身前部结构的一种具体实施例的结构示意图；

图2为图1中上边梁所在位置的俯视示意图；

图3为图1中上边梁所在位置的侧视示意图；

图4为本实用新型所提供上边梁一种具体实施例的正视图；

图5为图4所示上边梁的侧视图；

图6a至图6e分别示出了图5中A至E处的横截面结构示意图。

其中，图1至图6中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

上边梁10，连接部11，诱导部12，安装部13；

A柱立柱外板20，纵梁30，轮罩结构集成板40。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种汽车车身前部结构及其上边梁，该上边梁的结构设计，能够优化车身前部结构在碰撞过程中的变形，有效增加车身变形吸收的碰撞能量，从而减少传递至驾乘人员的碰撞能量，提高整车的安全性评价。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

为便于理解和描述简洁，下文结合汽车车身前部结构及其上边梁一并说明，有益效果不再重复论述。

请参考图1至图5，图1为本实用新型所提供汽车车身前部结构的一种具体实施例的结构示意图；图2为图1中上边梁所在位置的俯视示意图；图3为图1中上边梁所在位置的侧视示意图；图4为本实用新型所提供上边梁一种具体实施例的正视图；图5为图4所示上边梁的侧视图。

该实施例中，汽车车身前部结构包括呈中空柱形体结构的上边梁10、A柱立柱外板20、纵梁30及轮罩结构集成板40；其中，上边梁10后端的外板与A柱立柱外板20连接，上边梁10后端的内板与轮罩结构集成板40连接，上边梁10的前端与纵梁30连接。

其中，上边梁10为自其后端向前下方并同时向车身中部方向(即向车身内侧)弯曲的三维曲线形状，也可理解为，上边梁10为自其前端向后上方并同时向车身外侧弯曲的三维曲线形状；这里的三维曲线指的是以汽车车身的长度方向、宽度方向以及高度方向构建的三维空间内形成的曲线。

沿上边梁10的轴向，其横截面的结构不同，这里的结构包括具体形状和面积大小。

这里需要说明的是，本文中所提及的方位词前、后、上、下、内等是以车身为基准定义的，具体地，车身的长度方向为前后方向，车头为前，也就是车辆的行进方向为前，相对的即为后，车身的宽度方向为内外方向，即靠近车身中部的方向为内，相对的即为外，车身的高度方向为上下方向；另外，上边梁10的轴向为上边梁10的延伸方向；应当理解，所述方位词的使用只是为了表达技术方案的清楚及方便，不应构成对本申请的范围限制。

如上，该实施例提供的上边梁10的前端和后端均与汽车车身前部结构的相关部件连接，与现有技术相比，该上边梁10不再处于悬空状态，因上边梁10的上述结构设置，其与纵梁30的连接处、纵梁30及其与A柱立柱外板的连接处形成稳定的三角形结构，如图2和图3所示，提高了上边梁10的承载力；可以理解，这样设置后，上边梁10在前后方向的长度较长，在车辆碰撞时，相对现有技术能够较早地参与吸收能量，提高其在碰撞过程中的变形吸能作用；另，上述三角形结构的形成增加了碰撞过程中的传力路径，具体地，在碰撞力传递到纵梁30后，还能经过此三角形结构传递到车身的A柱上，让车身更多的部件传递和吸收碰撞能量，能够增加车身变形吸能，减少传递至驾乘人员身上的碰撞能量，提高整车的安全性评价。

其中，上边梁10的具体曲线走势及横截面结构与其在碰撞过程中吸收能量大小有关，具体设计时可根据不同的车型及车身布置空间等要求来确定上边梁10的具体结构，比如在相应方向上的弯曲程度及横截面的形状大小等。

需要指出的是，上边梁10的具体曲线走势应当规避相应空间的布置件的干涉及避让相关零部件(比如发动机的附件)的安装。

具体的方案中，上边梁10的横截面积自后向前逐渐减小，这样设计有助于碰撞过程中提高上边梁10的能量吸收；因上边梁10靠前的横截面积较小，在碰撞时容易溃缩，使中后部的结构折弯变形吸收能量。

这样设计后，上边梁10的结构类似于大象的鼻子，可称之为象鼻型上边梁，因其曲线走势及不同的横截面结构，具有较高的抗弯抗扭性能，承重能力也较强。

碰撞过程中，象鼻型的上边梁10能够配合纵梁30和第三传力路径产生预期变形，实现前端溃缩，中部折弯变形，有效提升了车体结构吸能效率，改善了车身前部结构的耐撞性；此处，第三传力路径是通常意义所指的底盘全副车架/副车架的传力路径。

具体的方案中，为便于加工，上边梁10包括自后向前顺次连接的连接部11、诱导部12及安装部13，其中，连接部11和诱导部12均为自后向前下方并同时向车身中部方向弯曲的三维曲线形状，连接部11的端部形成与A柱立柱外板20连接的连接端，安装部13形成与纵梁30连接的连接端。

可以理解，安装部13实际上为连接纵梁30和诱导部12的结构，如图1所示，安装部13的轴向长度较短，其外形设计只要能够连接诱导部12和纵梁30即可。

这样设置后，上边梁10的主体结构为连接部11和诱导部12，比较易于控制其曲线走势和方便加工；也就是说，实际设置时，可以先单独加工连接部11、诱导部12和安装部13三个部件，再将该三个部件顺次连接起来形成上边梁10。

具体地，连接部11与诱导部12通过焊接连接，诱导部12和安装部13也通过焊接连接，更具体地，可采用两层焊的方式焊接。

图示方案中，连接部11和诱导部12的轴向长度相当，这样有助于控制上边梁10的走势。

当然，实际设置时，根据需要也可将上边梁10设为比三个更多的部件，但是这样一来会增加上边梁10本身的连接点，不利于上边梁10本身的强度等设计，应用中可根据实际情况综合考虑。

具体的方案中，上边梁10包括内板和外板，由内板和外板拼接形成中空柱形体结构，显然，根据上边梁10的横截面形状设计，内板和/或外板弯折后拼接，以形成要求的横截面形状。其中，内板和外板具体可通过焊接拼接，具体也可选用两层焊的方式。

具体的，上边梁10的横截面形状大体呈四边形，方便加工，在此基础上，内板可以大体呈平板状结构，外板可以弯折呈U字形状，两者拼接后形成横截面呈四边形的中空柱形体；内板也可以弯折呈L形，外板也可以弯折呈L形，两者拼接后也可形成横截面呈四边形的中空柱形体。

可以理解，前述连接部11、诱导部12及安装部13均由内板和外板拼接而成；另外，连接部11与A柱立柱外板20连接的部分具体为连接部11的外板，连接部11的内板还与轮罩结构集成板40里连接，以提高上边梁10的稳固性。

请一并参考图6a至图6e，图6a至图6e分别示出了图5中A至E处的横截面结构示意图。

从图中可以看出，从A点至E点为自上边梁10的前端至后端方向，虽然每个位置处的横截面形状都有四边形，但是四边形的具体形状有所变化，也就是说，每个位置处的四边形的尺寸不相同，自上边梁10的前端向后端，上边梁10的外侧壁与内侧壁之间的距离越来越小，上侧壁与下侧壁之间的距离越来越大，总体来说，形成上边梁10的横截面积自前端向后端逐渐增大的趋势。

该图中只是示例性地示出了一种具体实施例中上边梁10的结构变化，可以理解，根据实际情况所需，在本实用新型核心思想的指导下，上边梁10的具体结构可以有多种形式，不局限于图中所示。

经过试验验证表明，该上边梁10结构能够有效吸收碰撞中的残余碰撞能量，尤其是在正面40％重叠可变形壁障碰撞试验中，可根据车型的大小设计上边梁10的具体形状，即设计其不同截面的承载力，整个上边梁10结构的变形吸能可在2～10KJ范围内。

以上对本实用新型所提供的汽车车身前部结构及其上边梁均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.汽车车身前部结构的上边梁，其特征在于，所述上边梁(10)为中空柱形体结构，所述上边梁(10)的后端为与车身前部结构的A柱立柱外板(20)连接的连接端，其前端为与车身前部结构的纵梁(30)连接的连接端；所述上边梁(10)为自其后端向前下方并同时向车身中部方向弯曲的三维曲线形状；沿所述上边梁(10)的轴向，其横截面的结构不同。

2.根据权利要求1所述的上边梁，其特征在于，所述上边梁(10)的横截面积自后向前逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的上边梁，其特征在于，所述上边梁(10)的横截面形状呈四边形。

4.根据权利要求3所述的上边梁，其特征在于，所述上边梁(10)的横截面的高度自后向前逐渐减小。

5.根据权利要求2所述的上边梁，其特征在于，所述上边梁(10)包括自后向前顺次连接的连接部(11)、诱导部(12)及安装部(13)；所述连接部(11)和所述诱导部(12)均为自后向前下方并同时向车身中部方向弯曲的三维曲线形状；所述连接部(11)的端部形成与所述A柱立柱外板(20)连接的连接端，所述安装部(13)形成与所述纵梁(30)连接的连接端。

6.根据权利要求5所述的上边梁，其特征在于，所述连接部(11)和所述诱导部(12)的轴向长度相当。

7.根据权利要求5所述的上边梁，其特征在于，所述连接部(11)与所述诱导部(12)通过焊接连接，所述诱导部(12)与所述安装部(13)也通过焊接连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的上边梁，其特征在于，所述上边梁(10)包括内板和外板，所述外板和所述内板拼接形成中空柱形体结构。

9.根据权利要求8所述的上边梁，其特征在于，所述外板和所述内板通过焊接连接。

10.汽车车身前部结构，包括A柱立柱外板(20)、纵梁(30)、轮罩结构集成板(40)及上边梁(10)，其特征在于，所述上边梁(10)为权利要求1-9任一项所述的上边梁，所述上边梁(10)后端的外板与所述A柱立柱外板(20)连接，所述上边梁(10)后端的内板与所述轮罩结构集成板(40)连接，所述上边梁(10)的前端与所述纵梁(30)连接。