CN102358349A - 一种汽车车身前部骨架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车车身前部骨架结构，包括车身A柱、前保横梁、前机舱骨架总成和前地板骨架总成，前机舱骨架总成包括前机舱纵梁以及多根与前机舱纵梁连接的分散和传递碰撞能量的纵梁和横梁，前地板骨架总成包括前地板纵梁、下部门槛以及多根与前地板纵梁和下部门槛连接的分散和传递碰撞能量的纵梁和横梁。采用此技术方案，多根结构梁焊接组成一个闭合环式车身骨架结构，通过多根纵梁和横梁来吸收和传递碰撞冲击载荷，前部变形吸能充分，冲击能量传递通道较多，能量分散合理，对能量的吸收及时，前挡板侵入量小，地板和中通道变形较小，降低驾驶室的变形量，最终降低碰撞过程中对乘员的伤害值和车辆维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车身骨架，具体地说，本发明涉及一种汽车车身前部骨架结构。
背景技术
随着汽车的普及，人们对汽车的安全性的关注越来越高，不断提高的碰撞法规标准也对汽车车身提出越来越高的要求。如何提高汽车车身在碰撞过程中吸收的能量、降低驾驶室位移量和加速度值以及降低乘员伤害值，对整车在碰撞中的表现有着巨大的贡献。
目前常见的车身驾驶室结构形式为：车身纵向主要由前保横梁、前机舱纵梁、前地板纵梁、外侧的门槛和车身A柱来构成车身前部骨架结构。由于此结构中承受冲击载荷的纵向梁数量较少，同时前后纵梁没有采用贯通式连接结构，易导致在前部碰撞过程中，车身上存在冲击能量传递通道不足，能量分散不合理，前部变形吸能不够充分，前挡板侵入量大，地板和中通道变形比较大，最终对乘员造成较大的伤害；而且没有依据碰撞过程中的能量值的吸收和分散传递情况和重点区域不同的特点来布置车身骨架结构，极易造成车身骨架不必要的损害和乘员伤害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车车身前部骨架结构，其能更好的降低碰撞过程中乘员伤害值，同时降低车辆在碰撞事故后的维修成本。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽车车身前部骨架结构，包括车身A柱、前保横梁、前机舱骨架总成和前地板骨架总成，所述前机舱骨架总成包括前机舱纵梁，所述前地板骨架总成包括前地板纵梁和下部门槛，所述前机舱骨架总成还包括多根与所述前机舱纵梁连接的分散和传递碰撞能量的纵梁和横梁，所述前地板骨架总成还包括多根与所述前地板纵梁和下部门槛连接的分散和传递碰撞能量的纵梁和横梁。
所述前机舱骨架总成包括的多根纵梁和横梁形成前机舱骨架总成为双层结构，下层结构包括与所述前机舱纵梁连接的水箱下横梁和前舱后部横梁，上层结构包括设在所述前机舱纵梁上方的前舱上部纵梁和该前舱上部纵梁连接的前风挡下横梁，所述前舱上部纵梁与所述车身A柱连接。
所述前地板骨架总成还包括的纵梁和横梁为纵向的中通道以及横向的座椅横梁，所述中通道与所述前舱后部横梁连接，所述座椅横梁包括座椅前横梁和座椅后横梁。
所述中通道设在所述前地板骨架总成的中间位置，所述前地板纵梁对称设在所述中通道的两侧。
所述座椅前横梁和座椅后横梁穿过所述中通道两端连接在所述下部门槛上。
在所述中通道和前地板纵梁连接有斜向的前舱后部小纵梁。
在所述中通道的外部沿纵向设有与其连成一体的前地板小纵梁。
在所述中通道与所述座椅后横梁连接处设有中通道加强件。
所述下部门槛包括车身外侧的侧围下部门槛和内侧的内门槛，该内门槛通过门槛连接板与所述前地板纵梁连接。
在所述前保横梁的吸能盒上和所述前机舱纵梁上设有多个变形诱导槽。
本发明采用上述技术方案，采用一种能量多通道传递和吸收方式，多根结构梁焊接组成一个闭合环式车身骨架结构，通过多根纵梁和横梁来吸收和传递碰撞冲击载荷，前部变形吸能充分，冲击能量传递通道较多，能量分散合理，对能量的吸收及时，前挡板侵入量小，地板和中通道变形较小，降低驾驶室的变形量，最终降低碰撞过程中对乘员的伤害值和车辆维修成本。
附图说明
图1为本发明车身前部骨架的结构示意图；
图2为本发明车身驾驶室下部骨架结构示意图，图中箭头所示为碰撞后冲击能量传递途径；
图3为前保横梁和前机舱纵梁的连接结构示意图；
图4为图3中前机舱纵梁的A-A截面示意图；
上述图中的标记均为：1、前保横梁；2、前机舱纵梁；3、水箱下横梁；4、前舱上部纵梁；5、车身A柱；6、前舱后部横梁；7、门槛连接板；8、前舱后部小纵梁；9、侧围下部门槛；10、内门槛；11、前地板纵梁；12、前地板小纵梁；13、中通道；14、前风挡下横梁；15、座椅前横梁；16、座椅后横梁；17、中通道加强件。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种汽车车身前部骨架结构，通过多通道连接的车身梁来构建一个车身骨架结构，实现降低车身在碰撞过程中对乘员伤害值和车辆本身的维修成本，此车身骨架主要由车身A柱5、前保横梁1、前机舱骨架总成和前地板骨架总成组成，前机舱骨架总成包括前机舱纵梁2以及与前保横梁1连接的用于分散和传递碰撞能量的多根纵梁和横梁，前地板骨架总成包括前地板纵梁11、下部门槛以及多根与前地板纵梁11和下部门槛相连接的分散和传递碰撞能量的纵梁和横梁。下部门槛包括车身外侧的侧围下部门槛9和内侧的内门槛10。前机舱骨架总成包括前机舱纵梁2、水箱下横梁3、前舱后部横梁6、前舱上部纵梁4和前风挡下横梁14，这些纵梁和横梁相互连接形成前机舱骨架总成为双层结构，下层结构包括与前保横梁1连接的前机舱纵梁2、与前机舱纵梁2连接的水箱下横梁3和前舱后部横梁6，前保横梁1、水箱下横梁3和前舱后部横梁6为从前至后依次排列，上层结构包括设在前机舱纵梁2上方的前舱上部纵梁4和与该前舱上部纵梁4连接的前风挡下横梁14，前舱上部纵梁4和前风挡下横梁14并与车身A柱5连接。前机舱骨架总成的上层结构和下层结构并通过竖直的支撑梁支撑连接。
如图1所示，前地板骨架总成包括前地板纵梁11、内门槛10、中通道13、座椅前横梁15、座椅后横梁16、前地板小纵梁12和前舱后部小纵梁8。中通道13纵向贯穿驾驶室设置在前地板骨架总成的中间位置，其一端连接在前舱后部纵梁上，另一端连接在车身中部横梁上，两根前地板纵梁11对称设在中通道13的两侧。为了加强中通道13的连接强度以及利于碰撞能量的传递和分散，在中通道13和其两侧的前地板纵梁11之间连接有斜向的前舱后部小纵梁8，从前机舱纵梁2传递来的冲击能量直接经前舱后部小纵梁8传递至中通道13上。而且在中通道13的外部沿纵向设有与其连成一体的前地板小纵梁12，并一直延伸至前舱后部横梁6处，以加强中通道13的强度，承受和吸收更多的冲击能量，防止地板和中通道13变形较大。下部门槛包括车身外侧的侧围下部门槛9和内侧的内门槛10，内门槛10通过门槛连接板7与前地板纵梁11连接。座椅前横梁15和座椅后横梁16横向穿过中通道13两端连接在两侧的内门槛10上，并和中通道13连接，驾驶室座椅安装在座椅前横梁15和座椅后横梁16上。在中通道13与座椅后横梁16连接处设有中通道加强件17，以加强中通道13和座椅后横梁16之间的连接强度，以承受和吸收更多的冲击能量。前机舱骨架总成和前地板骨架总成的各种结构梁通过点焊或CO2焊接成所需要的各分总成，再通过点焊或CO2焊方式将上述各分总成焊接组成一个闭合环式车身骨架结构。同时此车身骨架的纵梁和横梁在构建完成后，通过CAE模拟碰撞分析的手段，来分析计算各结构梁吸收和承受的冲击能量，并对各梁的形式和位置做进一步优化和布局调整，达到更好的吸收和分散冲击载荷的目的。
采用本结构设计后，车身在发生前部碰撞过程中，若冲击载荷较小，可以凭借安装式前保横梁1来承受冲击载荷，通过前保横梁1和固定在其上的吸能附件来吸收冲击载荷，后期通过更换安装式前保横梁1，来完成对车身前部结构的维修，降低车身的维修成本；当前部碰撞能量较大时，首先利用前保横梁1和前机舱纵梁2的压溃变形来吸收一部分冲击能量，再将多余的能量一部分通过前舱上部纵梁4传递到车身上部A柱上，另外一部分通过前机舱纵梁2传递到前地板骨架总成上，前机舱骨架总成的下层结构和前地板骨架总成组成车身下部结构，此部分承受大部分的冲击能量，从前机舱骨架总成传递过来的冲击能量主要经前舱后部横梁6、中通道13、前地板纵梁11、门槛连接板7、前舱后部小纵梁8、侧围下部门槛9、内门槛10、前地板小纵梁12传递分散，此部分能量传递途径如图2所示，通过设置在驾驶室的多个梁结构对冲击能量进行传递和分散，冲击能量传递通道较多，能量分散合理，降低了驾驶室的变形量，降低了碰撞过程中对乘员的伤害值。
本发明关键在于车身下部骨架的构建，车身最前部结构通过若干个螺栓将前保横梁1固定在前机舱纵梁2上，结合CAE模拟分析手段，确定前纵梁的截面大小和结构形式，具体见图4；同时在前保横梁1上的吸能盒部位和前机舱纵梁2前部都设置一定数量的变形诱导槽，进行诱导此部分压溃变形吸能，具体如图3所示；车身驾驶室下部骨架，由前机舱纵梁2的后部、前舱后部横梁6、门槛连接板7、前舱后部小纵梁8、侧围下部门槛9、内门槛10、前地板下纵梁、前地板小纵梁12、中通道13构建而成，通过CAE模拟碰撞分析的手段，来分析计算各结构梁吸收和承受的冲击能量，并对各个梁的截面大小和位置做进一步优化和布局，利用多条梁结构对冲击能量进行多通道吸收、分散和传递，降低驾驶室的变形量，为乘员留出宝贵的生存空间。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车车身前部骨架结构，包括车身A柱、前保横梁、前机舱骨架总成和前地板骨架总成，所述前机舱骨架总成包括前机舱纵梁，所述前地板骨架总成包括前地板纵梁和下部门槛，其特征在于：所述前机舱骨架总成还包括多根与所述前机舱纵梁连接的分散和传递碰撞能量的纵梁和横梁，所述前地板骨架总成还包括多根与所述前地板纵梁和下部门槛连接的分散和传递碰撞能量的纵梁和横梁。
2.根据权利要求1所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：所述前机舱骨架总成包括的多根纵梁和横梁形成前机舱骨架总成为双层结构，下层结构包括与所述前机舱纵梁连接的水箱下横梁和前舱后部横梁，上层结构包括设在所述前机舱纵梁上方的前舱上部纵梁和该前舱上部纵梁连接的前风挡下横梁，所述前舱上部纵梁与所述车身A柱连接。
3.根据权利要求2所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：所述前地板骨架总成还包括的纵梁和横梁为纵向的中通道以及横向的座椅横梁，所述中通道与所述前舱后部横梁连接，所述座椅横梁包括座椅前横梁和座椅后横梁。
4.根据权利要求3所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：所述中通道设在所述前地板骨架总成的中间位置，所述前地板纵梁对称设在所述中通道的两侧。
5.根据权利要求4所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：所述座椅前横梁和座椅后横梁穿过所述中通道两端连接在所述下部门槛上。
6.根据权利要求5所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：在所述中通道和前地板纵梁连接有斜向的前舱后部小纵梁。
7.根据权利要求6所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：在所述中通道的外部沿纵向设有与其连成一体的前地板小纵梁。
8.根据权利要求7所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：在所述中通道与所述座椅后横梁连接处设有中通道加强件。
9.根据权利要求8所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：所述下部门槛包括车身外侧的侧围下部门槛和内侧的内门槛，该内门槛通过门槛连接板与所述前地板纵梁连接。
10.根据权利要求1至9任一所述的汽车车身前部骨架结构，其特征在于：在所述前保横梁的吸能盒上和所述前机舱纵梁上设有多个变形诱导槽。
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Application publication date: 20120222 Assignee: Wuhu Kai wing Automobile Co., Ltd. Assignor: Saic Chery Automobile Co., Ltd. Contract record no.: 2017990000478 Denomination of invention: Front body framework structure of automobile Granted publication date: 20130612 License type: Common License Record date: 20171208 |