CN223355519U - 前纵梁腔体结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种前纵梁腔体结构及车辆。前纵梁腔体结构包括前纵梁外板、前纵梁内板、纵梁加强板以及发动机悬置前支撑板。前纵梁外板及前纵梁内板共同形成主腔体，纵梁加强板以及发动机悬置前支撑板均位于主腔体内。发动机悬置前支撑板与前纵梁外板形成第一子腔。纵梁加强板与前纵梁外板形成第二子腔。可有效分散及承受正面碰撞受力，提升疲劳耐久寿命。

Description

前纵梁腔体结构及车辆

技术领域

本申请涉及车辆领域，尤其涉及前纵梁腔体结构及车辆。

背景技术

随着人们生活水平的提高，消费者对汽车品质的要求越来越高，前机舱连接结构作为与驾驶员和乘客间接接触的部分，其安全性及安静程度越来越受到消费者的关注。同时，前机舱连接结构作为整体架构车身最重要的组成部分，其高效优良结构不仅能提供高的刚度，提升耐久、NVH、VD及碰撞安全性能，还能提升车身的弯扭刚度、模态、NTF/VTF(Noise Transfer Function/Vibration Transfer Function，噪音传递函数/振动传递函数)等。

传统方案的前纵梁腔体结构由前纵梁内板、前纵梁外板及前纵梁加强板组成的口字型结构，无稳定的传力通道，前纵梁内板和前纵梁外板连接不够稳固，影响整车扭转性能。前纵梁总成内部结构搭接复杂，小零件数量较多。

目前，前纵梁腔体结构主要存在以下问题：一、前纵梁腔体结构较弱无法有效将碰撞受力传递至车身的后纵梁，无法有效保证驾驶舱人员的人身安全。二、车辆在行驶过程中左、右车轮受到不同方向的载荷时，车身会由于扭转而产生扭转变形。当扭转刚度不足时，车身在外力作用下将发生较大的扭转变形，反复加载后局部薄弱点就可能疲劳破坏，导致整车各部件之间发生摩擦异响，影响车辆NTF性能。三、为满足整车扭转刚度，目前车型前纵梁总成处接头设计复杂，成本较高，效果不佳。

因此，有必要提供一种改进的前纵梁腔体结构及车辆，以解决上述问题。

实用新型内容

本申请提供一种可有效分散及承受正面碰撞受力的前纵梁腔体结构及车辆。

本申请提供一种前纵梁腔体结构，包括前纵梁外板、前纵梁内板、纵梁加强板以及发动机悬置前支撑板；所述前纵梁外板及前纵梁内板共同形成主腔体，所述纵梁加强板以及所述发动机悬置前支撑板均位于所述主腔体内；所述发动机悬置前支撑板与前纵梁外板形成第一子腔；所述纵梁加强板与所述前纵梁外板形成第二子腔。

进一步地，所述发动机悬置前支撑板位于所述纵梁加强板的上方；所述发动机悬置前支撑板包括第一槽体及分别位于所述第一槽体上下两侧的上翻边及下翻边；所述第一槽体的开口朝向所述前纵梁外板，所述上翻边及部分所述下翻边分别与所述前纵梁外板连接；所述第一槽体的底壁与所述前纵梁内板相连接。

进一步地，所述纵梁加强板包括第二槽体及分别位于所述第二槽体上下两侧的上翻边及下翻边；所述第二槽体的开口朝向所述前纵梁外板，部分所述上翻边及所述下翻边分别与所述前纵梁外板连接；所述第二槽体的底壁与所述前纵梁内板相连接。

进一步地，所述纵梁加强板的部分所述上翻边与所述发动机悬置前支撑板的部分所述下翻边相连接，所述纵梁加强板、所述发动机悬置前支撑板与所述前纵梁内板共同形成第三子腔；所述第一子腔位于所述第二子腔的上方；所述第三子腔位于所述第一子腔与所述第二子腔之间。

进一步地，所述纵梁加强板的所述上翻边与所述发动机悬置前支撑板的所述下翻边的连接处位于所述主腔体的中部；所述第三子腔的宽度小于所述第一子腔与所述第二子腔。

进一步地，所述发动机悬置前支撑板与所述前纵梁外板及所述前纵梁内板共同形成第四子腔，所述第四子腔位于所述第一子腔的上方；所述纵梁加强板与所述前纵梁外板及所述前纵梁内板共同形成第五子腔，所述第五子腔位于所述第二子腔的下方。

进一步地，所述前纵梁外板包括第一腔体及分别位于所述第一腔体上下两侧的上翻边及下翻边；所述前纵梁内板包括第二腔体及分别位于所述第二腔体上下两侧的上翻边及下翻边；所述第一腔体与所述第二腔体共同形成所述主腔体；所述前纵梁外板的上翻边及下翻边分别与所述前纵梁内板的上翻边及下翻边连接。

进一步地，所述主腔体呈矩形，所述前纵梁外板与所述前纵梁内板的上、下连接处均靠近所述主腔体Y向的中部。

进一步地，还包括副车架固定支架、副车架前安装板及副车架前内支撑板；所述副车架固定支架的上边缘与所述前纵梁内板连接，所述副车架前内支撑板的上边缘与所述前纵梁外板连接，所述副车架前安装板的上边缘与所述前纵梁外板与所述前纵梁内板的下连接处连接；所述副车架固定支架、所述副车架前安装板及所述副车架前内支撑板的下边缘相连接。

进一步地，所述副车架固定支架、所述副车架前内支撑板、所述前纵梁外板与所述前纵梁内板共同形成下腔体；所述副车架前安装板将所述下腔体分隔为并列设置的内腔及外腔；所述下腔体位于所述主腔体的下方。

本申请还提供一种车辆，包括上述的前纵梁腔体结构。

本申请的主腔体，包括第一子腔及第二子腔，可有效分散及承受正面碰撞受力，提升疲劳耐久寿命。

附图说明

图1是本申请示例性实施方式的前纵梁腔体结构的立体图。

图2是图1所示的前纵梁腔体结构的另一视角的立体图。

图3是图1所示的前纵梁腔体结构未设置前纵梁内板的立体图。

图4是图1所示的前纵梁腔体结构的又一视角的立体图。

图5是图4所示的前纵梁腔体结构的截面图。

图6是前纵梁腔体结构与发动机悬置组装后的截面图。

图7是图4所示的前纵梁腔体结构的剖视图。

附图标号说明：

10、前纵梁外板；11、第一腔体；12、上翻边；13、下翻边；20、前纵梁内板；201、焊点；202、悬置安装孔；21、第二腔体；22、上翻边；23、下翻边；30、纵梁加强板；31、第二槽体；311、底壁；32、上翻边；33、下翻边；40、发动机悬置前支撑板；41、第一槽体；411、底壁；42、上翻边；43、下翻边；50、主腔体；51、第一子腔；52、第二子腔；53、第三子腔；54、第四子腔；55、第五子腔；60、副车架固定支架；70、副车架前安装板；80、副车架前内支撑板；90、下腔体；91、内腔；92、外腔。

具体实施方式

这里将结合附图，对本申请实施例(或称“实施方式”)中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

若本申请实施例中有涉及方向性指示或者位置关系的术语(例如上、下、左、右、前、后、内、外、顶、底、中心、竖直、水平、纵向、横向、长度、宽度、逆时针、顺时针、轴向、径向、周向等)，则此类术语仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等；如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示或者位置关系也相应地随之改变。另外，本申请实施例中涉及“第一”、“第二”等术语，仅用于描述方便之目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1至图4所示，本申请提供一种前纵梁腔体结构，包括前纵梁外板10、前纵梁内板20、纵梁加强板30以及发动机悬置前支撑板40。前纵梁外板10及前纵梁内板20共同形成主腔体50，纵梁加强板30以及发动机悬置前支撑板40均位于主腔体50内，发动机悬置前支撑板40位于纵梁加强板30的上方。

前纵梁外板10包括第一腔体11及分别位于第一腔体11上下两侧的上翻边12及下翻边13。前纵梁内板20包括第二腔体21及分别位于第二腔体21上下两侧的上翻边22及下翻边23。第一腔体11与第二腔体21共同形成主腔体50。前纵梁外板10的上翻边12及下翻边13分别与前纵梁内板20的上翻边22及下翻边23连接。

前纵梁外板10与前纵梁内板20的上、下连接处即上翻边12与上翻边22及下翻边13与下翻边23的连接处均靠近主腔体50Y向的中部。前纵梁外板10及前纵梁内板20的主体部无明显折弯及错位，传力路径清晰明了且搭接合理，可较好的分散受力及传力。

第一腔体11、第二腔体21及主腔体50均呈矩形，前纵梁外板10的上翻边12及下翻边13分别与前纵梁内板20的上翻边22及下翻边23焊接固定，结构简单且轻量化效果较好，模具开发成本低。

根据本申请的不同实施方式，上翻边12与上翻边22之间、下翻边13与下翻边23之间也可采用螺栓螺接、铆钉铆接或卡扣扣合等方式进行固定。

前纵梁内板20上设有悬置安装孔202，通过悬置螺栓将前纵梁外板10与前纵梁内板20螺接固定。

纵梁加强板30包括第二槽体31及分别位于第二槽体31上下两侧的上翻边32及下翻边33。纵梁加强板30沿车长方向呈多段式设置，第二槽体31、上翻边32及下翻边33也为多段式结构，即各区域具体结构会相应有所不同。第二槽体31的横截面呈“U”型，第二槽体31的开口朝向前纵梁外板10，部分上翻边32及下翻边33分别与前纵梁外板10连接。第二槽体31的底壁311与前纵梁内板20相连接。

纵梁加强板30相较于传统的贴合于内板或外板上的结构，纵梁加强板30围成的腔体呈矩形，有利于提高碰撞传力效果。

发动机悬置前支撑板40包括第一槽体41及分别位于第一槽体41上下两侧的上翻边42及下翻边43。发动机悬置前支撑板40沿车长方向呈多段式设置，第一槽体41、上翻边42及下翻边43相应也为多段式结构，即各区域具体结构会相应有所不同。第一槽体41的横截面呈“U”型，第一槽体41的开口朝向前纵梁外板10，上翻边42及部分的下翻边43分别与前纵梁外板10连接。第一槽体41的底壁411与前纵梁内板20相连接。

纵梁加强板30的上翻边32及下翻边33分别与前纵梁外板10焊接，底壁311与前纵梁内板20焊接，发动机悬置前支撑板40的上翻边42及下翻边43分别与前纵梁外板10焊接，底壁411与前纵梁内板20焊接，均为焊接结构，实现工艺简单，只需进行焊接固定，不需要增加工位及工时来解决NVH路噪问题，成本较低。

在一些实施方式中，上翻边32及下翻边33与前纵梁外板10之间、底壁311与前纵梁内板20之间、上翻边42及下翻边43与前纵梁外板10之间、底壁411与前纵梁内板20之间也可同时采用螺栓螺接、铆钉铆接或卡扣扣合等方式进行固定。

参见图5至图7所示，纵梁加强板30的上翻边32与发动机悬置前支撑板40的下翻边43相连接，纵梁加强板30的上翻边32与发动机悬置前支撑板40的下翻边43的连接处位于主腔体50的中部。在纵梁加强板30与与发动机悬置前支撑板40的连接处设置多个焊点201，多重固定可有效避免车辆在X向碰撞后，前纵梁内板20与前纵梁外板10沿Y向开裂的问题。

在部分区域，纵梁加强板30与发动机悬置前支撑板40固定，以形成S型板，该S型板与前纵梁外板10及前纵梁内板20焊接固定，将主腔体50分隔呈多个子腔体，且上翻边32与下翻边43的连接处位于主腔体50的中部。

如图5所示，发动机悬置前支撑板40与前纵梁外板10形成第一子腔51。纵梁加强板30与前纵梁外板10形成第二子腔52，第一子腔51位于第二子腔52的上方。纵梁加强板30、发动机悬置前支撑板40与前纵梁内板20共同形成第三子腔53。在竖直方向下，第三子腔53位于第一子腔51与第二子腔52之间。

第三子腔53的宽度小于第一子腔51与第二子腔52。

发动机悬置前支撑板40与前纵梁外板10及前纵梁内板20共同形成第四子腔54，第四子腔54位于第一子腔51的上方。纵梁加强板30与前纵梁外板10及前纵梁内板20共同形成第五子腔55，第五子腔55位于第二子腔52的下方。

第四子腔54、第一子腔51、第三子腔53、第二子腔52及第五子腔55沿主腔体50的竖向方向依次分布，形成主腔体套子腔体的格局，腔体面积越大，传力路径越有效，对NVH的路噪及震动抑制贡献越大，提升了安全性能及耐久性能。

参见图5至图7所示，前纵梁腔体结构还包括副车架固定支架60、副车架前安装板70及副车架前内支撑板80。副车架固定支架60的上边缘与前纵梁内板20连接，副车架前内支撑板80的上边缘与前纵梁外板10连接，副车架前安装板70的上边缘与前纵梁外板10与前纵梁内板20的下连接处连接。副车架固定支架60、副车架前安装板70及副车架前内支撑板80的下边缘相连接。

副车架固定支架60、副车架前内支撑板80、前纵梁外板10与前纵梁内板20共同形成下腔体90。副车架前安装板70将下腔体90分隔为并列设置的内腔91及外腔92，下腔体90位于主腔体50的下方。

前纵梁外板10与前纵梁内板20连接形成主腔体50，有效提升了车辆的正面受力效率，另纵梁加强板30、发动机悬置前支撑板40与前纵梁外板10及前纵梁内板20连接，将整个前纵梁总成设计为一体式结构，可有效分散各方向传力，提升了车身整体的扭转刚度。

主腔体50及子腔的设计不但可以有效提高车身扭转刚度，通过腔体分隔结构进行X向能量吸收，保证了性能的稳定性。主腔体50位于关键传力路径上，其截面大小与受力大小及传力效率相关，可以通过多目标拓扑优化获得关键尺寸和面积，该尺寸增加则效率无太大改变，该尺寸变小则成线性缩小。如此前纵梁腔体结构不仅满足了性能要求，同时兼顾了轻量化及成本要求。

前纵梁外板10及前纵梁内板20上无需额外打补丁、增加料厚及结构胶来解决结构耐久问题。前纵梁腔体结构框架结构合理，后轮罩整体模态较好，无共振问题，且对车辆的扭转刚度贡献较大，满足整车的扭转刚度目标。前纵梁腔体结构整体刚度较好，在极端工况下无因扭转刚度问题而引起异响及焊点、钣金疲劳开裂等问题。且前纵梁腔体结构不仅兼顾了性能需求，还节省了大量的布置空间以满足发动机悬置和轮胎等布置要求。

本申请还提供一种车辆，包括前述的前纵梁腔体结构。

需要说明的是，以上实施例中所描述的技术方案或技术特征，在不产生冲突的情况下，可以相互组合或补充。本申请保护的范围并不局限于以上实施例所描述的以及在附图中所示出的精确结构；凡在本申请的精神和原则之内，所做的修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种前纵梁腔体结构，其特征在于，包括前纵梁外板、前纵梁内板、纵梁加强板以及发动机悬置前支撑板；所述前纵梁外板及前纵梁内板共同形成主腔体，所述纵梁加强板以及所述发动机悬置前支撑板均位于所述主腔体内；所述发动机悬置前支撑板与前纵梁外板形成第一子腔；所述纵梁加强板与所述前纵梁外板形成第二子腔。

2.根据权利要求1所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，所述发动机悬置前支撑板位于所述纵梁加强板的上方；所述发动机悬置前支撑板包括第一槽体及分别位于所述第一槽体上下两侧的上翻边及下翻边；所述第一槽体的开口朝向所述前纵梁外板，所述上翻边及部分所述下翻边分别与所述前纵梁外板连接；所述第一槽体的底壁与所述前纵梁内板相连接。

3.根据权利要求2所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，所述纵梁加强板包括第二槽体及分别位于所述第二槽体上下两侧的上翻边及下翻边；所述第二槽体的开口朝向所述前纵梁外板，部分所述上翻边及所述下翻边分别与所述前纵梁外板连接；所述第二槽体的底壁与所述前纵梁内板相连接。

4.根据权利要求3所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，所述纵梁加强板的部分所述上翻边与所述发动机悬置前支撑板的部分所述下翻边相连接，所述纵梁加强板、所述发动机悬置前支撑板与所述前纵梁内板共同形成第三子腔；所述第一子腔位于所述第二子腔的上方；所述第三子腔位于所述第一子腔与所述第二子腔之间。

5.根据权利要求4所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，所述纵梁加强板的所述上翻边与所述发动机悬置前支撑板的所述下翻边的连接处位于所述主腔体的中部；所述第三子腔的宽度小于所述第一子腔与所述第二子腔。

6.根据权利要求3所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，所述发动机悬置前支撑板与所述前纵梁外板及所述前纵梁内板共同形成第四子腔，所述第四子腔位于所述第一子腔的上方；所述纵梁加强板与所述前纵梁外板及所述前纵梁内板共同形成第五子腔，所述第五子腔位于所述第二子腔的下方。

7.根据权利要求1所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，所述前纵梁外板包括第一腔体及分别位于所述第一腔体上下两侧的上翻边及下翻边；所述前纵梁内板包括第二腔体及分别位于所述第二腔体上下两侧的上翻边及下翻边；所述第一腔体与所述第二腔体共同形成所述主腔体；所述前纵梁外板的上翻边及下翻边分别与所述前纵梁内板的上翻边及下翻边连接。

8.根据权利要求1所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，所述主腔体呈矩形，所述前纵梁外板与所述前纵梁内板的上、下连接处均靠近所述主腔体Y向的中部。

9.根据权利要求1所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，还包括副车架固定支架、副车架前安装板及副车架前内支撑板；所述副车架固定支架的上边缘与所述前纵梁内板连接，所述副车架前内支撑板的上边缘与所述前纵梁外板连接，所述副车架前安装板的上边缘与所述前纵梁外板与所述前纵梁内板的下连接处连接；所述副车架固定支架、所述副车架前安装板及所述副车架前内支撑板的下边缘相连接。

10.根据权利要求9所述的前纵梁腔体结构，其特征在于，所述副车架固定支架、所述副车架前内支撑板、所述前纵梁外板与所述前纵梁内板共同形成下腔体；所述副车架前安装板将所述下腔体分隔为并列设置的内腔及外腔；所述下腔体位于所述主腔体的下方。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的前纵梁腔体结构。