CN104648483B - 用于车辆的机舱骨架及具有其的车身结构和车辆 - Google Patents

用于车辆的机舱骨架及具有其的车身结构和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于车辆的机舱骨架及具有其的车身结构和车辆。所述的用于车辆的机舱骨架包括左前纵梁、右前纵梁、前横梁、前围组件以及左前纵梁加强结构和右前纵梁加强结构，左前纵梁和右前纵梁沿车辆的横向间隔设置；前横梁分别与左前纵梁的前端和右前纵梁的前端固定连接；前围组件包括前围下横梁、前围板和前围上横梁，前围板固定在前围下横梁与前围上横梁之间，左前纵梁的后端和右前纵梁的后端分别固定至前围下横梁。左前纵梁加强结构的下端固定在前横梁上且上端固定在前围上横梁上，右前纵梁加强结构的下端固定在前横梁上且上端固定在前围上横梁上。本发明所述的用于车辆的机舱骨架重量轻、结构稳定、强度高。

Description

用于车辆的机舱骨架及具有其的车身结构和车辆
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种用于车辆的机舱骨架、具有该机舱骨架的车身结构及具有该车身结构的车辆。
背景技术
随着“节能环保”越来越成为了广泛关注的话题，轻量化也广泛应用到普通汽车领域，汽车车身约占汽车总重量的30％，空载情况下，约70％的油耗用在车身重量上。因此，车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益。但是以往开发的车型，未充分考虑到轻量化，机舱骨架重量大且没有碰撞力的传递路径，不利于碰撞力顺畅的通过机舱骨架传到地板释放碰撞力，存在改进空间。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于车辆的机舱骨架，以解决现有机舱骨架重量大且结构不稳定的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于车辆的机舱骨架，包括：左前纵梁、右前纵梁、前横梁、前围组件、左前纵梁加强结构和右前纵梁加强结构。所述左前纵梁和所述右前纵梁沿所述车辆的横向间隔设置，所述前横梁分别与所述左前纵梁的前端和所述右前纵梁的前端固定连接，所述前围组件包括前围下横梁、前围板和前围上横梁，所述前围板固定在所述前围下横梁与所述前围上横梁之间，所述左前纵梁的后端和所述右前纵梁的后端分别固定至所述前围下横梁；所述左前纵梁加强结构的下端固定在所述前横梁上且上端固定在所述前围上横梁上，所述右前纵梁加强结构的下端固定在所述前横梁上且上端固定在所述前围上横梁上。
进一步地，所述左前纵梁加强结构与所述右前纵梁加强结构在所述横向上间隔设置。
进一步地，所述左前纵梁加强结构与所述右前纵梁加强结构平行设置。
进一步地，所述左前纵梁加强结构与所述右前纵梁加强结构的横向距离大于所述左前纵梁与所述右前纵梁之间的横向距离。
进一步地，所述左前纵梁加强结构与所述右前纵梁加强结构分别位于所述左前纵梁和所述右前纵梁的外侧。
进一步地，所述左前纵梁加强结构与所述右前纵梁加强结构中的每一个均构造为中空的盒状结构。
进一步地，所述左前纵梁加强结构与所述右前纵梁加强结构中的每一个均形成为弧形。
进一步地，所述弧形朝向所述车辆的外部弯曲。
相对于现有技术，本发明所述的用于车辆的机舱骨架具有以下优势：
机舱骨架的结构简单，实现了机舱骨架的轻量化。左右前纵梁加强结构、前围板以及左右前纵梁在汽车左右两侧各形成了一个稳定的三角形结构，不仅提高了机舱骨架整体的刚度和强度，而且机舱所受载荷力和碰撞力可以通过机舱骨架三角形结构形成通顺的传递回路，实现了力与力之间的相互抵消，也就是将部分载荷进行了卸载。
本发明的另一目的在于提出一种车身结构，设置有上述的用于车辆的机舱骨架。
所述车身结构与上述的用于车辆的机舱骨架相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的又一个目的在于提出一种车辆，设置有上述的车身结构。
所述车辆与上述的车身结构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的用于车辆的机舱骨架的立体结构示意图；
图2为本发明实施例所述的用于车辆的机舱骨架的主视图；
图3为本发明实施例所述的用于车辆的机舱骨架的左视图；
图4为本发明实施例所述的用于车辆的机舱骨架的俯视图；
图5为本发明实施例所述的左前纵梁加强结构和右前纵梁加强结构的沿A-A线的截面图。
附图标记说明：
100-机舱骨架，11-左前纵梁，12-右前纵梁，21-左前纵梁加强结构，22-右前纵梁加强结构，减重孔-221，3-前围组件，31-前围下横梁，32-前围板，33-前围上横梁，4-前横梁、5-左右纵梁连接横梁，61-“U”型外板，62-加强板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。首先参照图1-图5详细描述根据本发明实施例的用于车辆的机舱骨架100。如图1-图4所示，用于车辆的机舱骨架100包括左前纵梁11、右前纵梁12、前横梁4、前围组件3以及左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22。
参照图1所示，左前纵梁11和右前纵梁12沿车辆的横向间隔设置，所述车辆的横向也就是车辆的宽度方向，即图1、图2和图4中的左右方向。
前横梁4可以分别与左前纵梁11的前端和右前纵梁12的前端固定连接，如图1所示，前横梁4可以沿车辆的横向延伸，前横梁4的左端可以与左前纵梁11的前端相连，且前横梁4的右端可以与左前纵梁11的前端相连。
前围组件3包括前围下横梁31、前围板32和前围上横梁33，前围板32固定在前围下横梁31与前围上横梁33之间，如图1所示，前围板32的上端固定在前围上横梁33上，前围板32的下端固定在前围下横梁31上，上下方向如图1-图3所示。
左前纵梁11的后端和右前纵梁12的后端分别固定至前围下横梁31，前后方向如图1、图3和图4所示，其中左前纵梁11的后端固定至前围下横梁31的左端，右前纵梁11的后端固定至前围下横梁31的右端。其中，前围下横梁31与前围板32的下端固定，所以，如图1所示，左前纵梁11的后端以及前围板32的下端可以通过前围下横梁31固定在一起。左前纵梁加强结构21的下端固定在前横梁4上，且左前纵梁加强结构21的上端固定在前围上横梁33上，右前纵梁加强结构22的下端固定在前横梁4上，且右前纵梁加强结构22的上端固定在前围上横梁33上。
如图1所示，左前纵梁加强结构21的下端固定在前横梁4上，同时前横梁4也与左前纵梁11的前端连接，也就是说左前纵梁加强结构21的下端、左前纵梁11的前端通过前横梁4连接在一起，且连接的方法可以选焊接。
左前纵梁加强结构21的上端与前围上横梁33连接，前围上横梁33与前围板32连接，连接的方法可以选焊接。右前纵梁加强结构22两端的连接方式可以与左前纵梁加强结构21两端的连接方式相同。
如图1-图4所示，机舱骨架100的结构简单，实现了机舱骨架100的轻量化。如图1和图3所示，左前纵梁加强结构21、前围板32以及左前纵梁11在车辆左侧形成了一个稳定的三角形结构，右前纵梁加强结构22、前围板32以及右前纵梁12在车辆右侧也形成了一个稳定的三角形结构，不仅提高了机舱骨架100整体的刚度和强度，而且机舱所受载荷力和碰撞力可以通过机舱骨架100的三角形结构形成通顺的传递回路，实现了力与力之间的相互抵消，也就是将部分载荷进行了卸载。
具有上述机舱骨架100的车身结构，重量轻，且由于机舱骨架100形成了两个稳定的三角结构，从而提升了车身结构的强度和刚度。
具有上述车身结构的车辆，同样具有重量轻、结构稳定、强度好且刚度好的特点。
作为机舱骨架100的一种优选的实施例，如图1-图4所示，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22在车身的横向上可以是彼此间隔开且平行设置的。其中，如图1所示，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22的横向距离可以大于左前纵梁11与右前纵梁12之间的横向距离。
进一步地，如图1所示，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22可以分别位于左前纵梁11和右前纵梁12的外侧，左前纵梁加强结构21可以位于左前纵梁11的左侧，右前纵梁加强结构22可以位于右前纵梁12的右侧。并且，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22可以对称设置。
考虑到车身的美观以及受力的均衡，左前纵梁加强结构21和右前纵梁加强结构22沿横向间隔开且平行设置有利于同时加强车身左右两侧的强度，而加大左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22之间的横向间距，特别是将左右两个前纵梁加强结构分别设置在左右两个前纵梁的外侧，扩大了力的传递回路，相当于增强了整个机舱骨架100的强度。
进一步地，如图1所示，左前纵梁11和右前纵梁12之间可以用左右纵梁连接横梁5连接，进而提升碰撞力传递的效果，其中左右纵梁连接横梁5可以与前横梁4平行设置且沿车辆的前后方向间隔开。
优选地，如图5所示，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22中的每一个均可以构造为中空的盒状结构，且可以由“U”型外板61和加强板62焊接而成，例如点焊，还也可以由两个“U”型外板61相对设置且焊接而成。盒状结构可以提高载荷力和碰撞力传递的平顺性，同时提高了自身的扭转刚度。并且，中空的盒状结构进一步降低了左前纵梁加强结构21和右前纵梁加强结构22的重量，实现了轻量化。进一步地，为了减轻机舱骨架100的重量，可以在左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22上打减重孔221。
优选地，如图1和图3所示，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22都构造为弧形，也就是说，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22都可以构造为弧形梁。如图1和图3所示，该弧形可以向车辆的外部弯曲，这样，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22还能很好地支撑车头部位的钣金件。
如图3所示，通过机舱骨架100的受力分析图可以看出，弧形梁可以将其负载力F分解为Z向的分力Fz和X向的分力Fx，显然Z向分力Fz小于原来的负载力F，所以左前纵梁加强结构21和右前纵梁加强结构22构造为弧形提高了左前纵梁11和右前纵梁12的Z向强度。
综上所述，本发明实施例的机舱骨架100的构造简单，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22与其他部件之间相互连接的程序也极为容易，左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22彼此间隔开且平行地分别设置在左前纵梁11和右前纵梁12的外侧，左前纵梁加强结构21、左前纵梁11和前围板32这三个部件在车身左侧，右前纵梁加强结构22、右前纵梁12和前围板32这三个部件在车身右侧各形成一个稳定的闭合的三角形结构，形成了通顺的力传递回路，有利于碰撞力的释放与相互抵消；将左前纵梁加强结构21与右前纵梁结构22做成中空的盒状结构，同时在中空的盒状结构中打上减重孔221，很大程度上减轻了整个机舱骨架100的重量，提高载荷力和碰撞力传递的平顺性，还能提升左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22的扭转刚度；左前纵梁加强结构21与右前纵梁加强结构22形成向外的弧形构造还能减轻Z向载荷力，该结构的机舱骨架100具有轻量化、刚度好、强度好等多种优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于车辆的机舱骨架(100)，其特征在于，包括：
左前纵梁(11)和右前纵梁(12)，所述左前纵梁(11)和所述右前纵梁(12)沿所述车辆的横向间隔设置；
前横梁(4)，所述前横梁(4)分别与所述左前纵梁(11)的前端和所述右前纵梁(12)的前端固定连接；
前围组件(3)，所述前围组件(3)包括：前围下横梁(31)、前围板(32)和前围上横梁(33)，所述前围板(32)固定在所述前围下横梁(31)与所述前围上横梁(33)之间，所述左前纵梁(11)的后端和所述右前纵梁(12)的后端分别固定至所述前围下横梁(31)；以及
左前纵梁加强结构(21)和右前纵梁加强结构(22)，所述左前纵梁加强结构(21)的下端固定在所述前横梁(4)上且上端固定在所述前围上横梁(33)上，所述右前纵梁加强结构(22)的下端固定在所述前横梁(4)上且上端固定在所述前围上横梁(33)上。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的机舱骨架(100)，其特征在于，所述左前纵梁加强结构(21)与所述右前纵梁加强结构(22)在所述横向上间隔设置。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的机舱骨架(100)，其特征在于，所述左前纵梁加强结构(21)与所述右前纵梁加强结构(22)平行设置。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的机舱骨架(100)，其特征在于，所述左前纵梁加强结构(21)与所述右前纵梁加强结构(22)的横向距离大于所述左前纵梁(11)与所述右前纵梁(12)之间的横向距离。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的机舱骨架(100)，其特征在于，所述左前纵梁加强结构(21)与所述右前纵梁加强结构(22)分别位于所述左前纵梁(11)和所述右前纵梁(12)的外侧。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的机舱骨架(100)，其特征在于，所述左前纵梁加强结构(21)与所述右前纵梁加强结构(22)中的每一个均构造为中空的盒状结构。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于车辆的机舱骨架(100)，其特征在于，所述左前纵梁加强结构(21)与所述右前纵梁加强结构(22)中的每一个均形成为弧形。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的机舱骨架(100)，其特征在于，所述弧形朝向所述车辆的外部弯曲。
9.一种车身结构，其特征在于，设置有根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆的机舱骨架(100)。
10.一种车辆，其特征在于，设置有根据权利要求9所述的车身结构。
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