CN214823632U - 一种偏置碰撞a柱增强结构和汽车 - Google Patents

一种偏置碰撞a柱增强结构和汽车 Download PDF

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谭何灵
宋雪梅
董文健
肖义武
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Abstract

本公开提供了一种偏置碰撞A柱增强结构和汽车,属于汽车车身技术领域。改偏置碰撞A柱增强结构包括A柱外板、A柱里板、第一加强板和第二加强板。其中A柱外板包括第一板段、第二板段和第三板段,第一板段的一端用于与汽车的发动机舱连接,第一板段的另一端与第二板段的一端连接,第二板段的另一端与第三板段的一端连接,第三板段用于与汽车的车顶连接。A柱里板与A柱外板固定连接,并覆盖第一板段和第二板段,A柱里板与A柱外板之间形成空腔。第一加强板和第二加强板固定安装在空腔中,第一加强板覆盖第二板段,第二加强板覆盖第一板段和第二板段。该偏置碰撞A柱增强结构能够在提升碰撞安全性能的同时满足汽车车身的轻量化要求,降低生产成本。

Description

一种偏置碰撞A柱增强结构和汽车
技术领域
本公开涉及汽车车身技术领域,特别涉及一种偏置碰撞A柱增强结构和汽车。
背景技术
A柱是指汽车的挡风玻璃和左、右车门之间的柱。A柱的设计与车身的强度、刚度以及汽车的安全性密切相关。为了保证驾驶员及副驾驶乘员的人身安全,通常需要在汽车A柱上设置加强结构以提高碰撞安全性能。
在相关技术中,通常采用在汽车的A柱在焊接加强板的方式提高A柱的机械强度。当A柱受到碰撞产生变形时,加强板可以碰撞所产生的能量进行抵抗和吸收,减小A柱的变形程度,保证驾驶舱的有效生存空间,从而保护驾驶员和副驾驶成员的人身安全。
在A柱上焊接加强板的同时,会增加A柱在截面上的厚度,进而提高A柱以及车身整体的重量,不利于车身的轻量化,提高了车身的生产成本。
实用新型内容
本公开实施例提供了一种偏置碰撞A柱增强结构和汽车,能够在提升碰撞安全性能的同时满足汽车车身的轻量化要求,降低生产成本。所述技术方案如下:
第一方面,本公开实施例提供了一种偏置碰撞A柱增强结构,包括:
A柱外板,所述A柱外板包括第一板段、第二板段和第三板段,所述第一板段的一端用于与汽车的发动机舱连接,所述第一板段的另一端与所述第二板段的一端连接,所述第二板段的另一端与所述第三板段的一端链接,所述第三板段用于与所述汽车的车顶连接;
A柱里板,所述A柱里板与所述A柱外板固定连接,并覆盖所述第一板段和所述第二板段,所述A柱里板与所述A柱外板之间形成空腔;
第一加强板,所述第一加强板固定安装在所述空腔中,所述第一加强板覆盖所述第二板段;
第二加强板,所述第二加强板固定安装在所述空腔中,所述第二加强板覆盖所述第一板段和所述第二板段。
可选地,所述第一加强板的相对两侧边具有向靠近所述A柱里板的方向弯折的第一弯折部和第二弯折部,所述第一加强板通过所述第一弯折部和所述第二弯折部与所述A柱外板靠近所述A柱里板一侧的板面固定连接。
可选地,所述第二加强板的相对两侧边具有向靠近所述A柱里板的方向弯折的第三弯折部和第四弯折部,所述第三弯折部与所述第一弯折部固定连接,所述第四弯折部与所述第二弯折部固定连接。
可选地,所述第一加强板的板面与所述第一弯折部和所述第二弯折部圆弧过渡,所述第二加强板的板面与所述第三弯折部和所述第四弯折部圆弧过渡。
可选地,所述A柱外板、所述A柱里板、所述第一加强板和所述第二加强板之间均通过焊接连接。
可选地,所述第一加强板的厚度大于所述A柱外板和所述A柱里板。
可选地,所述第二加强板的厚度大于所述A柱外板和所述A柱里板。
可选地,所述第二加强板的厚度与所述第一加强板相同。
可选地,所述A柱外板、所述A柱里板、所述第一加强板和所述第二加强板均为热成型钢板。
第二方面,本公开实施例提供了一种汽车,包括如前述第一方面所述的偏置碰撞A柱增强结构。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
通过对A柱外板和A柱内板固定连接,并限定出空腔。当汽车发生轻度的偏置碰撞时,偏向汽车外侧的A柱外板首先受到冲击,A柱外板和A柱内板之间限定出的空腔可以为首先发生变形的A柱外板预留出缓冲空间,最大限度的吸收正碰能量。通过在空腔中安装覆盖第一板段和第二板段的第二加强板,当汽车发生中等强度的偏置碰撞时,首先发生变形的A柱外板在接触A柱内板之前会首先与第二加强板相接触。第二加强板可以率先对正碰能量进行吸收并减少弯折,防止发生进一步变形。第二加强板在空腔中与A柱外板和A柱内板形成三层碰撞防护结构。当变形的A柱外板与第二加强板接触到A柱内板后,A 柱内板可以一同对正碰能量进行吸收,阻止能量继续向驾驶舱的方向传递,防止进一步发生变形,实现对位于车窗两侧的A柱结构的机械强度进行增强。保证驾乘人员的安全。
而通过空腔中安装覆盖第二板段的第一加强板,可以有效提高A柱在靠近第二板段附近段落的机械强度。由于第二板段的一端与用于与汽车的车顶的第三板段连接,覆盖第二板段的第一加强板靠近汽车的车顶,也即是驾驶舱中正对驾乘人员头部所处的位置。在汽车发生较为剧烈的偏置碰撞时。汽车的驾驶舱靠近发动机舱的前侧发生变形,所产生的正碰能量造成A柱发生变形,位于空腔中的第一加强板即会参与对正碰能量的吸收并抵抗变形,减少A柱在靠近第二板段附近段落的变形程度,降低碰撞对驾乘人员的头部所造成的伤害。同时,通过仅在空腔中设置覆盖第二板段的第一加强板,在实现对驾乘人员头部的进一步保护的基础上,减少了材料用量和车身的整体重量。在提升碰撞安全性能的同时满足车身的轻量化要求,降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例,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是本公开实施例提供的一种偏置碰撞A柱增强结构的分体结构示意图;
图2是本公开实施例提供的一种偏置碰撞A柱增强结构的装配完成后的结构示意图;
图3是本公开实施例提供的一种第一加强板和A柱外板的装配结构正视图;
图4是本公开实施例提供的一种第二加强板、第一加强板和A柱外板的装配结构正视图;
图5是本公开实施例提供的一种偏置碰撞A柱增强结构的装配完成后的装配结构正视图;
图6是本公开实施例提供的一种如图5中A-A处的截面示意图;
图7是本公开实施例提供的一种如图5中A-A处的截面立体结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
但是随着中国道路交通安全、汽车保险以及汽车安全技术水平的不断发展和相关标准的不断更新,正面25%偏置碰撞试验结果评价已被纳入C-IASI(中国保险汽车安全指数),C-IASI管理中心2019年发布的测评结果研究报告显示, 27款车型正面25%偏置碰撞的车内乘员安全指数达到优秀的仅有12款,占比45%,对10类侵入乘员舱零件伤害程度统计表明:A柱变形是导致成员安全指数偏低的一个重要因素。因此,增强汽车A柱强度,是提高汽车正面25%偏置碰撞性能、提升车内乘员安全指数的一个重要方向。
在相关技术中,通常采用在汽车的A柱在焊接加强板的方式提高A柱的机械强度。当A柱受到碰撞产生变形时,加强板可以碰撞所产生的能量进行抵抗和吸收,减小A柱的变形程度,保证驾驶舱的有效生存空间,从而保护驾驶员和副驾驶成员的人身安全。
在A柱上焊接加强板的同时,会增加A柱在截面上的厚度,进而提高A柱以及车身整体的重量,不利于车身的轻量化,提高了车身的生产成本。
图1是本公开实施例提供的一种偏置碰撞A柱增强结构的分体结构示意图。图2是本公开实施例提供的一种偏置碰撞A柱增强结构的装配完成后的结构示意图。图3是本公开实施例提供的一种第一加强板和A柱外板的装配结构正视图。图4是本公开实施例提供的一种第二加强板、第一加强板和A柱外板的装配结构正视图。图5是本公开实施例提供的一种偏置碰撞A柱增强结构的装配完成后的装配结构正视图。图6是本公开实施例提供的一种如图5中A-A处的截面示意图。图7是本公开实施例提供的一种如图5中A-A处的截面立体结构示意图。如图1至图7所示,通过实践,本发明人提供了一种偏置碰撞A柱增强结构,包括A柱外板100、A柱里板200、第一加强板300和第二加强板400。
其中,A柱外板100包括第一板段110、第二板段120和第三板段130。第一板段110的一端用于与汽车的发动机舱连接,第一板段110的另一端与第二板段120的一端连接,第二板段120的另一端与第三板段130的一端连接,第三板段130用于与汽车的车顶连接。A柱里板200与A柱外板100固定连接,并覆盖第一板段110和第二板段120,A柱里板200与A柱外板100之间形成空腔a。第一加强板300固定安装在空腔a中,第一加强板300覆盖第二板段120。第二加强板400固定安装在空腔a中,第二加强板400覆盖第一板段110和第二板段120。
在本公开实施例中,偏置碰撞A柱增强结构的A柱外板通过第一板段110、第二板段120和第三板段130一体成型,其中第一板段110和第二板段120沿设置在汽车的车窗两侧的A柱布置,而连接于第二板段120另一端的第三板段 130则布置在车顶实现对车顶的连接于支撑。
通过对A柱外板100和A柱内板200固定连接,并限定出空腔a。当汽车发生轻度的偏置碰撞时,偏向汽车外侧的A柱外板100首先受到冲击,A柱外板100和A柱内板200之间限定出的空腔a可以为首先发生变形的A柱外板100 预留出缓冲空间,最大限度的吸收正碰能量。通过在空腔a中安装覆盖第一板段110和第二板段120的第二加强板400,当汽车发生中等强度的偏置碰撞时,首先发生变形的A柱外板100在接触A柱内板200之前会首先与第二加强板400 相接触。第二加强板400可以率先对正碰能量进行吸收并减少弯折,防止发生进一步变形。第二加强板400在空腔a中同时覆盖第一板段110和第二板段120,与A柱外板100和A柱内板200形成三层碰撞防护结构。而当变形的A柱外板 100与第二加强板400接触到A柱内板200后,A柱内板200可以一同对正碰能量进行吸收,阻止能量继续向驾驶舱的方向传递,防止进一步发生变形,实现对位于车窗两侧的A柱结构的机械强度进行增强。保证驾乘人员的安全。
而通过空腔a中安装覆盖第二板段120的第一加强板300,可以有效提高A 柱在靠近A柱外板的第二板段120附近段落的机械强度。由于第二板段120的一端与用于与汽车的车顶的第三板段130连接,覆盖第二板段120的第一加强板300靠近汽车的车顶,也即是驾驶舱中正对驾乘人员头部所处的位置。在汽车发生较为剧烈的偏置碰撞,例如与前车发生追尾时。汽车的驾驶舱靠近发动机舱的前侧发生变形,所产生的正碰能量造成A柱发生变形,位于空腔a中覆盖第二板段120中的第一加强板300即会参与对正碰能量的吸收并抵抗变形,减少A柱在靠近第二板段120附近段落的变形程度,降低碰撞对驾乘人员的头部所造成的伤害。同时,通过仅在空腔a中设置覆盖第二板段120的第一加强板300,在实现对驾乘人员头部的进一步保护的基础上,减少了材料用量和车身的整体重量。在提升碰撞安全性能的同时满足车身的轻量化要求,降低了生产成本。
需要说明的是,在本公开实施例中,在A柱外板100的延伸方向上,第二板段120的长度范围为第一板段110的1/3至1/2。该比例范围是根据实际的碰撞安全性能提升效果和生产成本相综合确定的。根据实际汽车的车型和设计定位等因素的不同,第一板段110和第二板段120之间的长度关系也可以各不相同,本公开实施例对此不作限定。
可选地,第一加强板300的厚度大于A柱外板100和A柱里板200。示例性地,在本公开实施例中,通过安装厚度大于A柱外板100和A柱里板200的第一加强板300,使第一加强板300具有相对于A柱外板100和A柱里板200 更高的机械强度。在接受到同样大小的正碰能量时不易发生弯折变形,即使发生变形也能够减少弯折程度。进一步提高了偏置碰撞A柱增强结构的碰撞安全性。
可选地,第二加强板400的厚度大于A柱外板100和A柱里板200。示例性地,在本公开公开实施例中,通过安装厚度大于A柱外板100和A柱里板200 的第二加强板400,使第二加强板400具有相对于A柱外板100和A柱里板200 更高的机械强度。在接受到同样大小的正碰能量时不易发生弯折变形,即使发生变形也能够减少弯折程度。进一步提高了偏置碰撞A柱增强结构的碰撞安全性。
可选地,第一加强板300的相对两侧边具有向靠近里板200的方向弯折的第一弯折部310和第二弯折部320,第一加强板300通过第一弯折部310和第二弯折部320与A柱外板100靠近A柱里板200一侧的板面固定连接。示例性地,在本公开实施例中,通过在第一加强板300的相对两侧设置相对于第一加强板 300的板面弯折的第一弯折部310和第二弯折部320,使位于空腔a中的第一加强板300整体成向A柱里板200方向开口的“U”型结构。当汽车发生偏置碰撞,第一加强板300受到正碰能量的冲击时。开口方向面向A柱里板200的“U”型结构能够保证第一加强板300在发生形变时其相对两侧跟随第一弯折部310和第二弯折部320继续向靠近A柱里板的方向发生弯折形变。使发生形变后的第一加强板300形成向驾驶舱外侧弯曲的型面状态,进而减少A柱整体向驾驶舱内侧发生形变的程度,最大限度的保证驾乘人员的侧面安全,进一步提高了偏置碰撞A柱增强结构的碰撞安全性。
可选地,第二加强板400的相对两侧边具有向靠近A柱里板200的方向弯折的第三弯折部410和第四弯折部420,第三弯折部410与第一弯折部310固定连接,第四弯折部420与第二弯折部320固定连接。示例性地,在本公开实施例中,通过在第二加强板400的相对两侧设置相对于第二加强板400的板面弯折的第三弯折部410和第四弯折部420,使位于空腔a中的第二加强板400整体成向A柱里板200方向开口的“U”型结构。当汽车发生偏置碰撞,第二加强板 400受到正碰能量的冲击时。开口方向面向A柱里板200的“U”型结构能够保证第二加强板400在发生形变时其相对两侧跟随第三弯折部410和第四弯折部 420继续向靠近A柱里板的方向发生弯折形变。使发生形变后的第二加强板400 形成向驾驶舱外侧弯曲的型面状态,进而减少A柱整体向驾驶舱内侧发生形变的程度,最大限度的保证驾乘人员的侧面安全,进一步提高了偏置碰撞A柱增强结构的碰撞安全性。
需要说明的是,在本公开实施例中,将第一加强板300设置在第二加强板 400和A柱外板100之间的安装方式仅为示例。在其他可能实现的方式中,也可以将第二加强板400设置在第一加强板300和A柱外板100之间。也即是第二加强板400通过第三弯折部410和第四弯折部420与A柱外板100靠近A柱里板200一侧的板面固定连接。而第一加强板300则通过第一弯折部310与第三弯折部410固定连接,通过第二弯折部320与第四弯折部420固定连接。只要能起到对A柱的机械强度进行增强即可,本公开对此不作限定。
可选地,第一加强板300的板面与第一弯折部310和第二弯折部320圆弧过渡,第二加强板400的板面与第三弯折部410和第四弯折部420圆弧过渡。示例性地,在本公开实施例中,通过将第一弯折部310和第二弯折部320与第一加强板300的板面之间的连接处设置为圆弧平滑过渡,将第三弯折部410和第四弯折部420与第二加强板400的板面之间的连接处设置为圆弧平滑过渡。当第一加强板300和第二加强板400固定连接在A柱外板100上后,可以减少应力集中,避免汽车正常行驶产生振动时,第一加强板300、第二加强板400和A柱外板100之间的连接处发生剐蹭和磨损,提高了偏置碰撞A柱增强结构的使用寿命。
可选地,A柱外板100、A柱里板200、第一加强板300和第二加强板400 之间均通过焊接连接。示例性地,在本公开实施例中,A柱外板100、A柱里板 200、第一加强板300和第二加强板400之间均采用在平面相接触的位置进行电阻焊接连接。操作简单,连接紧固,提高了偏置碰撞A柱增强结构的连接强度。
可选地,第二加强板400的厚度与第一加强板300相同。示例性地,在本公开实施例中,第一加强板300和第二加强板400的厚度为1.3mm,A柱外板 100和A柱里板200的厚度未1.1mm。采用相同厚度的第一加强板300和第二加强板400,在保证偏置碰撞A柱增强结构的机械强度的同时,可以减少对第一加强板300和第二加强板400的加工工序,进一步减少偏置碰撞A柱增强结构的生产成本。
可选地,A柱外板100、A柱内板200、第一加强板300和第二加强板400 均为热成型钢板。示例性地,在本公开实施例一种,A柱外板100、A柱内板200、第一加强板300和第二加强板400均为22MnB5热成型钢板,该种钢板具有 1300Mpa以上的抗拉强度,能够有效提高偏置碰撞A柱增强结构的碰撞安全性。
本公开实施例还提供了一种汽车,包括如图1至图7所示的偏置碰撞A柱增强结构。该偏置碰撞A柱增强结构通过对A柱外板100和A柱内板200固定连接,并限定出空腔a。当汽车发生轻度的偏置碰撞时,偏向汽车外侧的A柱外板100首先受到冲击,A柱外板100和A柱内板200之间限定出的空腔a可以为首先发生变形的A柱外板100预留出缓冲空间,最大限度的吸收正碰能量。通过在空腔a中安装覆盖第一板段110和第二板段120的第二加强板400,当汽车发生中等强度的偏置碰撞时,首先发生变形的A柱外板100在接触A柱内板 200之前会首先与第二加强板400相接触。第二加强板400可以率先对正碰能量进行吸收并减少弯折,防止发生进一步变形。第二加强板400在空腔a中同时覆盖第一板段110和第二板段120,与A柱外板100和A柱内板200形成三层碰撞防护结构。而当变形的A柱外板100与第二加强板400接触到A柱内板200 后,A柱内板200可以一同对正碰能量进行吸收,阻止能量继续向驾驶舱的方向传递,防止进一步发生变形,实现对位于车窗两侧的A柱结构的机械强度进行增强。保证驾乘人员的安全。
而通过空腔a中安装覆盖第二板段120的第一加强板300,可以有效提高A 柱在靠近A柱外板的第二板段120附近段落的机械强度。由于第二板段120的一端与用于与汽车的车顶的第三板段130连接,覆盖第二板段120的第一加强板300靠近汽车的车顶,也即是驾驶舱中正对驾乘人员头部所处的位置。在汽车发生较为剧烈的偏置碰撞,例如与前车发生追尾时。汽车的驾驶舱靠近发动机舱的前侧发生变形,所产生的正碰能量造成A柱发生变形,位于空腔a中覆盖第二板段120中的第一加强板300即会参与对正碰能量的吸收并抵抗变形,减少A柱在靠近第二板段120附近段落的变形程度,降低碰撞对驾乘人员的头部所造成的伤害。同时,通过仅在空腔a中设置覆盖第二板段120的第一加强板300,在实现对驾乘人员头部的进一步保护的基础上,减少了材料用量和车身的整体重量。在提升碰撞安全性能的同时满足车身的轻量化要求,降低了生产成本。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则所述相对位置关系也可能相应地改变。
以上所述仅为本公开的可选实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,包括:
A柱外板,所述A柱外板包括第一板段、第二板段和第三板段,所述第一板段的一端用于与汽车的发动机舱连接,所述第一板段的另一端与所述第二板段的一端连接,所述第二板段的另一端与所述第三板段的一端连接,所述第三板段用于与所述汽车的车顶连接;
A柱里板,所述A柱里板与所述A柱外板固定连接,并覆盖所述第一板段和所述第二板段,所述A柱里板与所述A柱外板之间形成空腔;
第一加强板,所述第一加强板固定安装在所述空腔中,所述第一加强板覆盖所述第二板段;
第二加强板,所述第二加强板固定安装在所述空腔中,所述第二加强板覆盖所述第一板段和所述第二板段。
2.根据权利要求1所述的偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,所述第一加强板的相对两侧边具有向靠近所述A柱里板的方向弯折的第一弯折部和第二弯折部,所述第一加强板通过所述第一弯折部和所述第二弯折部与所述A柱外板靠近所述A柱里板一侧的板面固定连接。
3.根据权利要求2所述的偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,所述第二加强板的相对两侧边具有向靠近所述A柱里板的方向弯折的第三弯折部和第四弯折部,所述第三弯折部与所述第一弯折部固定连接,所述第四弯折部与所述第二弯折部固定连接。
4.根据权利要求3所述的偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,所述第一加强板的板面与所述第一弯折部和所述第二弯折部圆弧过渡,所述第二加强板的板面与所述第三弯折部和所述第四弯折部圆弧过渡。
5.根据权利要求4所述的偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,所述A柱外板、所述A柱里板、所述第一加强板和所述第二加强板之间均通过焊接连接。
6.根据权利要求5所述的偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,所述第一加强板的厚度大于所述A柱外板和所述A柱里板。
7.根据权利要求6所述的偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,所述第二加强板的厚度大于所述A柱外板和所述A柱里板。
8.根据权利要求7所述的偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,所述第二加强板的厚度与所述第一加强板相同。
9.根据权利要求8所述的偏置碰撞A柱增强结构,其特征在于,所述A柱外板、所述A柱里板、所述第一加强板和所述第二加强板均为热成型钢板。
10.一种汽车,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的偏置碰撞A柱增强结构。
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