CN215851483U - 一种热成型乘员舱框架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热成型乘员舱框架，包括前围板前横梁，所述前围板前横梁的两侧分别与左前纵梁和右前纵梁相焊接，与所述前围板前横梁下方相对应处设有前围板纵梁，所述前围板纵梁的一端与所述前围板前横梁相焊接，所述前围板纵梁另一端的一侧支撑左A柱下加强板，所述前围板纵梁另一端的另一侧支撑右A柱下加强板，在正面碰撞和偏置碰撞工况中，热成型方案的管柱侵入量和门框变形量比传统高强钢方案更优，前围板侵入量整体下降；侧面碰撞比传统高强钢方案更优重量更轻。

Description

一种热成型乘员舱框架

技术领域

本实用新型涉及车身技术领域，尤其涉及一种热成型乘员舱框架。

背景技术

现在汽车越来越注重安全性和燃油经济性，车身结构为了达到更高的安全性要求，通常采用高强钢或者价格较贵的超高强钢材料，但这往往会导致汽车成本增加；为了控制整车成本，往往低配车用普通钢材，高配车使用超高强钢材料，汽车安全质量一致性无法满足，制造焊接系统需要兼容两种车身状态，车身防错困难；如果采用普通材料加厚来提高安全性能，虽然汽车成本增加较少，但往往会导致车身重量增重很多，引起汽车油耗加大，降低了燃油经济性。传统技术普遍存在难以兼顾安全性、低成本低重量的要求。传统技术还存在乘员舱框架较弱，加强板布置设计比较零散，结构布局、传力路径上的不合理，比如下图1所示，左、右A柱下加强板没有骨架连接，左、右前座椅前横梁没有与中通道连接，断开连接的区域往往依靠前围板本体、前地板本体连接，而前围板本体、前地板本体面积大，通常采用料厚是0.6～0.8mm的厚度，乘员舱框架强度差，难以满足越来越高的汽车客户安全性需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种热成型乘员舱框架，兼顾安全性、成本低、重量轻。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种热成型乘员舱框架，包括前围板前横梁，所述前围板前横梁的两侧分别与左前纵梁和右前纵梁相焊接，与所述前围板前横梁下方相对应处设有前围板纵梁，所述前围板纵梁的一端与所述前围板前横梁相焊接，所述前围板纵梁另一端的一侧支撑左A柱下加强板，所述前围板纵梁另一端的另一侧支撑右A柱下加强板。

进一步，所述支撑左A柱下加强板的上端和所述支撑右A柱下加强板的上端通过上安装板相连接，所述支撑左A柱下加强板的下端和所述支撑右A柱下加强板的下端通过所述前围板前横梁、前围板左支撑梁和前围板右支撑梁相连接。

进一步，所述前围板纵梁的截面为几字状，所述前围板纵梁与所述上安装板和前围板前横梁焊接形成日字状。

进一步，还包括中通道，所述中通道的前端分别与左前纵梁后段和右前纵梁后段相焊接，所述右前纵梁后段与前地板右纵梁相焊接，所述左前纵梁后段与前地板左纵梁相焊接。

进一步，所述左前纵梁后段和所述右前纵梁后段的前端与所述前围板纵梁和前围板前横梁的位置重叠。

进一步，前围板左支撑梁与所述前围板前横梁相离的一端与左门槛内板和左门槛外板相焊接，所述前围板右支撑梁与所述前围板前横梁相离的一端与右门槛内板和右门槛外板相焊接；

所述左门槛内板和左门槛外板并排设置，所述左门槛外板与所述中通道相离；所述左门槛内板和左门槛外板形成封闭的加强板腔体；

所述右门槛内板和右门槛外板并排设置，所述右门槛外板与所述中通道相离；所述右门槛内板和右门槛外板形成封闭的加强板腔体；

所述左门槛内板、左门槛外板、所述右门槛内板和右门槛外板贯通整个门槛区域。

进一步，所述左门槛内板和左门槛外板的中部与左B柱加强板的一端相焊接，所述右门槛内板和右门槛外板的中部与右B柱加强板的一端相焊接，所述左B柱加强板的另一端与所述右B柱加强板的另一端分别与全景天窗加强框两侧的中部相焊接。

进一步，所述全景天窗加强框与所述前围板前横梁相邻的两端分别与左A柱上加强板的一端和右A柱上加强板的一端相焊接；所述左A柱上加强板的另一端与左A柱下加强板相焊接；所述右A柱上加强板的另一端与右A柱下加强板相焊接；所述全景天窗加强框与所述前围板前横梁相邻的一侧通过顶盖前横梁相焊接。

进一步，所述全景天窗加强框与所述前围板前横梁相离的两端分别与左上边梁加强板和右上边梁加强板相焊接；

所述左上边梁加强板与左C柱加强板的一端相焊接，所述右上边梁加强板与右C柱加强板的一端相焊接；

所述左C柱加强板的另一端与左轮罩内板加强板的一端相焊接，所述左轮罩内板加强板的另一端与左减震器安装板的一端相焊接；所述左减震器安装板的另一端与左纵梁的一端相焊接，

所述右右C柱加强板的另一端与右轮罩内板加强板的一端相焊接，所述右轮罩内板加强板的另一端与右减震器安装板的一端相焊接；所述右减震器安装板的另一端与右纵梁的一端相焊接，

所述左纵梁的后端与所述右纵梁的后端通过第三后地板横梁相连接；

所述左纵梁和所述右纵梁之间还安装有第一后地板横梁和第二后地板横梁；所述第一后地板横梁和所述第二后地板横梁间隔设置。

进一步，还包括前座椅，所述前座椅的前端分别安装有前座椅左前横梁和前座椅右前横梁，所述前座椅的后端分别安装有前座椅左后横梁和前座椅右后横梁。

本实用新型的有益效果为：在正面碰撞和偏置碰撞工况中，热成型方案的管柱侵入量和门框变形量比传统高强钢方案更优，前围板侵入量整体下降；侧面碰撞比传统高强钢方案更优重量更轻。

热成型方案比传统高强钢方案减重约15kg，成本只增加约120元，减重效果和减重收益明显，燃油经济性更优；

下车体架构强度和安全性满足后期平台多个产品的性能要求，减少产品群的后期零件开发时间和成本；

高低配同一套车身，车间无需防错，无装错返修问题和焊接系统兼容问题，降低制造风险。

二十六个零件由五套模具完成生产，比传统生产方式减少冲压序数7序，提高生产节拍。

附图说明

图1为本实用新型一种热成型乘员舱框架的结构示意图；

图2为本实用新型一种热成型乘员舱框架的侧视结构示意图；

图3为本实用新型一种热成型乘员舱框架的俯视结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图3，一种热成型乘员舱框架，包括前围板前横梁1，所述前围板前横梁1的两侧分别与左前纵梁和右前纵梁相焊接，与所述前围板前横梁1下方相对应处设有前围板纵梁2，所述前围板纵梁2的一端与所述前围板前横梁1相焊接，所述前围板纵梁2另一端的一侧支撑左A柱下加强板23，所述前围板纵梁2另一端的另一侧支撑右A柱下加强板24。

所述支撑左A柱下加强板23的上端和所述支撑右A柱下加强板24的上端通过上安装板3相连接，所述支撑左A柱下加强板23的下端和所述支撑右A柱下加强板24的下端通过所述前围板前横梁1、前围板左支撑梁4和前围板右支撑梁5相连接。解决了A柱下加强板区域左右两侧连接性差的问题。

所述前围板纵梁2的截面为几字状，所述前围板纵梁2与所述上安装板3和前围板前横梁1焊接形成日字状。对车辆发生正面碰撞和偏置碰撞能更好的保护成员舱。

还包括中通道6，所述中通道6的前端分别与左前纵梁后段7和右前纵梁后段8相焊接，所述右前纵梁后段8与前地板右纵梁14相焊接，所述左前纵梁后段7与前地板左纵梁13相焊接。

所述左前纵梁后段7和所述右前纵梁后段8的前端与所述前围板纵梁2和前围板前横梁1的位置重叠。

前围板左支撑梁4与所述前围板前横梁1相离的一端与左门槛内板17和左门槛外板19相焊接，所述前围板右支撑梁5与所述前围板前横梁1相离的一端与右门槛内板18和右门槛外板20相焊接；

所述左门槛内板17和左门槛外板19并排设置，所述左门槛外板19与所述中通道相离；所述左门槛内板17和左门槛外板19形成封闭的加强板腔体；

所述右门槛内板18和右门槛外板20并排设置，所述右门槛外板20与所述中通道相离；所述右门槛内板18和右门槛外板20形成封闭的加强板腔体；

所述左门槛内板17、左门槛外板19、所述右门槛内板18和右门槛外板20贯通整个门槛区域。

具体的，传统结构的门槛区域结构偏弱，在A柱下加强板和B柱加强板之间缺少门槛的加强；本实用新型设有门槛外板，门槛外板前后完整贯通整个门槛区域，门槛外板和门槛内板构成封闭的加强板腔体，加强了侧面碰撞的力传递顺畅性，提高了侧面碰撞结构安全性。

所述左门槛内板17和左门槛外板19的中部与左B柱加强板21的一端相焊接，所述右门槛内板18和右门槛外板20的中部与右B柱加强板22的一端相焊接，所述左B柱加强板21的另一端与所述右B柱加强板22的另一端分别与全景天窗加强框16两侧的中部相焊接。

碰撞载荷经传力路径分散到各个路径框架件上，避免局部区域结构变弱，导致的变形大，对乘客伤害大的问题。

所述全景天窗加强框16与所述前围板前横梁1相邻的两端分别与左A柱上加强板25的一端和右A柱上加强板26的一端相焊接；所述左A柱上加强板25的另一端与左A柱下加强板23相焊接；所述右A柱上加强板26的另一端与右A柱下加强板24相焊接；所述全景天窗加强框16与所述前围板前横梁1相邻的一侧通过顶盖前横梁15相焊接。

所述全景天窗加强框16与所述前围板前横梁1相离的两端分别与左上边梁加强板27和右上边梁加强板28相焊接；

传统成员舱结构在B柱区域有顶梁连接左右侧围，本实用新型结构在B柱不设计顶梁，设计有全景天窗加强框16，全景天窗加强框16中间区域挖空，加大乘客的视野和采光，全景天窗加强框16一圈的加强特征，保证车身强度和刚度。

所述左上边梁加强板27与左C柱加强板29的一端相焊接，所述右上边梁加强板28与右C柱加强板30的一端相焊接；

所述左C柱加强板29的另一端与左轮罩内板加强板41的一端相焊接，所述左轮罩内板加强板41的另一端与左减震器安装板31的一端相焊接；所述左减震器安装板31的另一端与左纵梁36的一端相焊接，

所述右右C柱加强板30的另一端与右轮罩内板加强板42的一端相焊接，所述右轮罩内板加强板42的另一端与右减震器安装板32的一端相焊接；所述右减震器安装板32的另一端与右纵梁37的一端相焊接，

所述左纵梁36的后端与所述右纵梁37的后端通过第三后地板横梁35相连接；

所述左纵梁36和所述右纵梁37之间还安装有第一后地板横梁38和第二后地板横梁39；所述第一后地板横梁38和所述第二后地板横梁39间隔设置。

还包括前座椅，所述前座椅的前端分别安装有前座椅左前横梁9和前座椅右前横梁10，所述前座椅的后端分别安装有前座椅左后横梁11和前座椅右后横梁12。

本实用新型地板下方设计有左右一起10个横梁延伸件，分别设计在前纵梁后段7、前座椅前横梁、前座椅后横梁、后地板横梁、后地板横梁，进一步完善了底板纵梁、横梁、门槛内板、门槛外板的连接，框架的刚度更强。在门槛的后端设计有横梁延伸件，构成门槛内板、后纵梁、后地板横梁的连接通道。

成员舱的后部由C柱环构成，顶部是全景天窗加强框16与周围的连接部件构成了C柱完整的环，也是乘员舱的尾环。

传统技术采用高强钢或者价格较贵的超高强钢材料往往会导致汽车成本增加；采用普通材料加厚来提高安全性能，虽然汽车成本增加较少，但往往会导致车身重量增重很多，引起汽车油耗加大，降低了燃油经济性。针对传统技术难以兼顾安全性、低成本低重量的问题，本专利采用乘员舱框架关键二十六个零件采用热成型工艺，通过合理设计乘员舱热成型零件大小和组合，采用新的一模多腔的新生产方式，即一个模具能同时产出多个零件，降低制造成本和零件成本。热成型工艺的原材料为冷轧或者热轧、未涂镀或者预涂镀、低碳可热处理硼钢，取决于板材厚度和镀层，在900℃至950℃的温度条件下奥氏体化4～10分钟，随后在模具柱完全成形并淬火，冷却速度至少要达到30K/s。普通高强钢的屈服强度280～780MPa，热成型材料屈服强度1300～2000MPa，性能远远超过普通高强钢，以A柱加强板为例，普通高强钢采用1.4mm厚度，热成型材料只需厚度1.0mm可实现相同的安全性能。传统技术是一套模具生产一个零件，冲压模具工序多，工序数量极大影响制造成本影响零件成本，

本实用新型乘员舱二十六个零件采用五套热成型模具完成生产，26个乘员舱框架零件采用热成型工艺生产，零件的高屈服强度特性在保证高安全性的同时降低零件厚度，而且实现乘员舱低重量低成本的情况下提高了安全性。针对传统技术低配车用普通钢材，高配车使用超高强钢材料，导致制造焊接系统需要兼容两种车身状态，车身防错困难的问题，

本专利通过这种二十六个乘员舱框架五套热成型模具生产的方式降低制造成本和零件成本，实现了高、低配完全采用热成型的方式，制造焊接系统不再存在难兼容、难防错问题。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种热成型乘员舱框架，其特征在于：包括前围板前横梁(1)，所述前围板前横梁(1)的两侧分别与左前纵梁和右前纵梁相焊接，与所述前围板前横梁(1)下方相对应处设有前围板纵梁(2)，所述前围板纵梁(2)的一端与所述前围板前横梁(1)相焊接，所述前围板纵梁(2)另一端的一侧支撑左A柱下加强板(23)，所述前围板纵梁(2)另一端的另一侧支撑右A柱下加强板(24)。

2.根据权利要求1所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：所述支撑左A柱下加强板(23)的上端和所述支撑右A柱下加强板(24)的上端通过上安装板(3)相连接，所述支撑左A柱下加强板(23)的下端和所述支撑右A柱下加强板(24)的下端通过所述前围板前横梁(1)、前围板左支撑梁(4)和前围板右支撑梁(5)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：所述前围板纵梁(2)的截面为几字状，所述前围板纵梁(2)与所述上安装板(3)和前围板前横梁(1)焊接形成日字状。

4.根据权利要求3所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：还包括中通道(6)，所述中通道(6)的前端分别与左前纵梁后段(7)和右前纵梁后段(8)相焊接，所述右前纵梁后段(8)与前地板右纵梁(14)相焊接，所述左前纵梁后段(7)与前地板左纵梁(13)相焊接。

5.根据权利要求4所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：所述左前纵梁后段(7)和所述右前纵梁后段(8)的前端与所述前围板纵梁(2)和前围板前横梁(1)的位置重叠。

6.根据权利要求5所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：前围板左支撑梁(4)与所述前围板前横梁(1)相离的一端与左门槛内板(17)和左门槛外板(19)相焊接，所述前围板右支撑梁(5)与所述前围板前横梁(1)相离的一端与右门槛内板(18)和右门槛外板(20)相焊接；

所述左门槛内板(17)和左门槛外板(19)并排设置，所述左门槛外板(19)与所述中通道相离；所述左门槛内板(17)和左门槛外板(19)形成封闭的加强板腔体；

所述右门槛内板(18)和右门槛外板(20)并排设置，所述右门槛外板(20)与所述中通道相离；所述右门槛内板(18)和右门槛外板(20)形成封闭的加强板腔体；

所述左门槛内板(17)、左门槛外板(19)、所述右门槛内板(18)和右门槛外板(20)贯通整个门槛区域。

7.根据权利要求6所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：所述左门槛内板(17)和左门槛外板(19)的中部与左B柱加强板(21)的一端相焊接，所述右门槛内板(18)和右门槛外板(20)的中部与右B柱加强板(22)的一端相焊接，所述左B柱加强板(21)的另一端与所述右B柱加强板(22)的另一端分别与全景天窗加强框(16)两侧的中部相焊接。

8.根据权利要求7所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：所述全景天窗加强框(16)与所述前围板前横梁(1)相邻的两端分别与左A柱上加强板(25)的一端和右A柱上加强板(26)的一端相焊接；所述左A柱上加强板(25)的另一端与左A柱下加强板(23)相焊接；所述右A柱上加强板(26)的另一端与右A柱下加强板(24)相焊接；所述全景天窗加强框(16)与所述前围板前横梁(1)相邻的一侧通过顶盖前横梁(15)相焊接。

9.根据权利要求8所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：所述全景天窗加强框(16)与所述前围板前横梁(1)相离的两端分别与左上边梁加强板(27)和右上边梁加强板(28)相焊接；

所述左上边梁加强板(27)与左C柱加强板(29)的一端相焊接，所述右上边梁加强板(28)与右C柱加强板(30)的一端相焊接；

所述左C柱加强板(29)的另一端与左轮罩内板加强板(41)的一端相焊接，所述左轮罩内板加强板(41)的另一端与左减震器安装板(31)的一端相焊接；所述左减震器安装板(31)的另一端与左纵梁(36)的一端相焊接，

所述右右C柱加强板(30)的另一端与右轮罩内板加强板(42)的一端相焊接，所述右轮罩内板加强板(42)的另一端与右减震器安装板(32)的一端相焊接；所述右减震器安装板(32)的另一端与右纵梁(37)的一端相焊接，

所述左纵梁(36)的后端与所述右纵梁(37)的后端通过第三后地板横梁(35)相连接；

所述左纵梁(36)和所述右纵梁(37)之间还安装有第一后地板横梁(38)和第二后地板横梁(39)；所述第一后地板横梁(38)和所述第二后地板横梁(39)间隔设置。

10.根据权利要求9所述的一种热成型乘员舱框架，其特征在于：还包括前座椅，所述前座椅的前端分别安装有前座椅左前横梁(9)和前座椅右前横梁(10)，所述前座椅的后端分别安装有前座椅左后横梁(11)和前座椅右后横梁(12)。

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