CN105270482B - 一种汽车半封闭式前端结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种连接强度较高、轻量化的汽车半封闭式前端结构。本发明的汽车半封闭式前端结构由水箱上横梁、左立柱、右立柱、左纵梁、右纵梁构成，所述左立柱、右立柱分别固定于水箱上横梁的两端，所述左纵梁与左立柱固定连接，所述右纵梁与右立柱固定连接；关键在于所述水箱上横梁为仅有底部开口的盒式结构，所述左立柱、右立柱的顶端伸入到水箱上横梁两端的内部并通过螺栓连接固定。本发明的汽车半封闭式前端结构通过部件结构的改进和不同部件之间的连接结构的改进，在保证强度、刚度符合要求的前提下，减轻了整体重量，且生产和装配方便，具有很好的实用性。
Description
技术领域
本发明属于汽车车身钣金结构技术领域，特别涉及一种汽车半封闭式前端结构。
背景技术
目前，汽车技术发展迅速，新技术和新材料不断的应用到整车设计中，从而设计出更安全、更环保、更舒适、功能更丰富的汽车。作为车身结构设计，在满足成本目标的前提下，追求更高的车身性能和更轻的车身结构是车身结构设计的核心目标。
车身前端结构的功能主要有：为前舱盖锁提供符合要求的固定点、为前保提供一定精度要求的安装点、为散热器和冷凝器提供安装结构，所以要求前端结构需要具有一定的刚度和精度，以满足整车性能和车身匹配要求。
根据整车的设计特点，前端结构可以分为封闭式框架结构和半封闭式框架结构（水箱下横梁的功能被底盘件取代）。相对于封闭式框架结构，半封闭式结构结构稳定性相对较弱，故需要强化前端结构和纵梁的连接强度，以满足整车对前端结构模态、刚度、强度的综合要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种连接强度较高、轻量化的汽车半封闭式前端结构。
本发明的汽车半封闭式前端结构由水箱上横梁、左立柱、右立柱、左纵梁、右纵梁构成，所述左立柱、右立柱分别固定于水箱上横梁的两端，所述左纵梁与左立柱固定连接，所述右纵梁与右立柱固定连接；关键在于所述水箱上横梁为仅有底部开口的盒式结构，所述左立柱、右立柱的顶端伸入到水箱上横梁两端的内部并通过螺栓连接固定。
利用截面为三面封闭的水箱上横梁代替开口截面的水箱上横梁，可以在保证强度的前提下降低料厚，从而降低整体重量。而且，水箱上横梁两端的顶面、前侧面和后侧面均能够对所伸入的左立柱、右立柱的顶端进行限位，提高了左立柱、右立柱的稳定性。
进一步地，所述左立柱、右立柱的顶端的顶面、前侧面、后侧面均与水箱上横梁的对应面通过安装螺栓固定连接。通过三个面的连接固定，可以保证左立柱、右立柱在汽车前后方向上的稳定性。
进一步地，所述左立柱、右立柱的顶端的顶面、前侧面、后侧面上均至少设置了两个安装螺栓，所述安装螺栓沿汽车车宽方向排列。通过在每个面上设置两个或多个沿汽车车宽方向排列的螺栓，可以避免立柱以其顶端为圆心而向左右两侧转动，从而提高左立柱、右立柱在汽车车宽方向（即汽车左右方向）上的稳定性，改善抗扭转性能。
进一步地，所述左立柱、右立柱的底部均通过两个连接面与对应侧的纵梁焊接固定，以扩大左立柱、右立柱与对应纵梁的焊接面积，并在两个不同方向对立柱与纵梁形成立体结构的限位，保证连接稳定和连接强度符合要求。
进一步地，所述左立柱、右立柱均由内板和外板焊接而成，所述内板的底端低于外板的底端而形成内板连接面，所述外板的底端弯折而形成外板连接面，所述内板连接面与对应侧的纵梁的内侧面焊接固定，所述外板连接面与对应侧的纵梁的顶面或外侧面焊接固定。上述立柱由两块板焊接而成，便于形成不同方向的连接面，且两个连接面之间形成一定的角度而不是平行，因此可以提高立柱与纵梁的连接稳定性和强度。
进一步地，所述内板为底部及一侧开口的盒式结构，所述外板位于内板的开口一侧的侧部。采用盒式结构的内板，并使得内板与外板焊接后形成仅有底部开口的封闭截面的腔体结构，可以大大提高立柱的刚度和强度。
进一步地，所述内板连接面通过CO2气体保护焊与对应侧的纵梁的内侧面焊接固定，所述外板连接面通过CO2气体保护焊与对应侧的纵梁的顶面或外侧面焊接固定。
本发明的汽车半封闭式前端结构通过部件结构的改进和不同部件之间的连接结构的改进，在保证强度、刚度符合要求的前提下，减轻了整体重量，且生产和装配方便，具有很好的实用性。
附图说明
图1为水箱上横梁的结构示意图。
图2为立柱的整体结构示意图。
图3为立柱的分体结构示意图。
图4为水箱上横梁与立柱的连接结构示意图。
图5为本发明的汽车半封闭式前端结构的整体示意图。
附图标示：1、水箱上横梁；2、左立柱；3、右立柱；4、左纵梁；5、右纵梁；6、安装螺栓；7、内板；71、内板连接面；8、外板；81、外板连接面。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图所示，本实施例的汽车半封闭式前端结构由水箱上横梁1、左立柱2、右立柱3、左纵梁4、右纵梁5构成，其中水箱上横梁1为仅有底部开口的盒式结构，所述左立柱2、右立柱3的顶端伸入到水箱上横梁1两端的内部，左立柱2、右立柱3的顶端的顶面、前侧面、后侧面均与水箱上横梁1端部的对应面通过两个安装螺栓6固定连接，且每个面上的两个安装螺栓6均沿汽车车宽方向排列。
左立柱2、右立柱3均由内板7和外板8焊接而成，其中内板7为底部及一侧开口的盒式结构，所述外板8位于内板7的开口一侧的侧部；所述内板7的底端低于外板8的底端而形成内板连接面71，所述外板8的底端弯折而形成外板连接面81，所述内板连接面71通过CO2气体保护焊与对应侧的纵梁的内侧面焊接固定，所述外板连接面81通过CO2气体保护焊与对应侧的纵梁的顶面焊接固定，在焊接过程中，焊接配合面要保留适当间隙以吸收焊接误差。
本实施例中，水箱上横梁1设计为可拆装结构，与立柱的连接方式为三面螺栓紧固连接，这种连接方式提高了水箱上横梁1的刚度，满足发盖锁、冷却单元和前保的使用性能要求。为保证前端结构整体稳定性，立柱的内板7、外板8分别和纵梁内侧和纵梁顶部焊接，从而增大了配合焊接区域，形成立体结构，保证了结构连接强度。为了保证前端结构焊接精度，立柱和纵梁焊接面之间最好留有设计间隙，保证前端焊接时具有一定的调整量。
与现有技术相比，本发明简化了前端结构零件数量，取消了常用的水箱横梁中支撑板结构。通过优化结构设计提高了水箱上横梁1的刚度和连接强度。通过增强水箱立柱和纵梁的焊接结构，提高了前端结构的连接强度。
Claims (4)
1.一种汽车半封闭式前端结构，由水箱上横梁、左立柱、右立柱、左纵梁、右纵梁构成，所述左立柱、右立柱分别固定于水箱上横梁的两端，所述左纵梁与左立柱固定连接，所述右纵梁与右立柱固定连接；所述水箱上横梁为仅有底部开口的盒式结构，所述左立柱、右立柱的顶端伸入到水箱上横梁两端的内部并通过螺栓连接固定；其特征在于所述左立柱、右立柱的底部均通过两个连接面与对应侧的纵梁焊接固定；所述左立柱、右立柱均由内板和外板焊接而成，所述内板的底端低于外板的底端而形成内板连接面，所述外板的底端弯折而形成外板连接面，所述内板连接面与对应侧的纵梁的内侧面焊接固定，所述外板连接面与对应侧的纵梁的顶面或外侧面焊接固定；所述内板为底部及一侧开口的盒式结构，所述外板位于内板的开口一侧的侧部。
2.根据权利要求1所述的汽车半封闭式前端结构，其特征在于所述左立柱、右立柱的顶端的顶面、前侧面、后侧面均与水箱上横梁的对应面通过安装螺栓固定连接。
3.根据权利要求2所述的汽车半封闭式前端结构，其特征在于所述左立柱、右立柱的顶端的顶面、前侧面、后侧面上均至少设置了两个安装螺栓，所述安装螺栓沿汽车车宽方向排列。
4.根据权利要求1所述的汽车半封闭式前端结构，其特征在于所述内板连接面通过CO2气体保护焊与对应侧的纵梁的内侧面焊接固定，所述外板连接面通过CO2气体保护焊与对应侧的纵梁的顶面或外侧面焊接固定。
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