CN114715288A - 一种车身前部结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车技术领域，公开了一种车身前部结构，包括前防撞梁、左前纵梁、右前纵梁、左上纵梁、右上纵梁、左A柱、右A柱、前围上横梁、前围下横梁、中通道左纵梁、中通道右纵梁、左抗扭外横梁、右抗扭外横梁、左抗扭内横梁和右抗扭内横梁；所述前防撞梁横向连接在所述左前纵梁和所述右前纵梁之间；所述左上纵梁的前端通过第一吸能结构与所述左前纵梁连接，所述右上纵梁的前端通过第二吸能结构与所述右前纵梁连接；所述左上纵梁的后端与所述左A柱的上端连接，所述右上纵梁的后端与所述右A柱的上端连接。本发明改善车身前部受碰撞时的传力特性，增加车身的稳定性，减小车身溃裂程度，从而增加车身受碰撞时的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种车身前部结构。
背景技术
随着碰撞法规的完善，不同国家或地区对整车的性能要求越来越高，汽车前部的骨架作为汽车碰撞的主要承载结构，应当具有合理变形来吸收碰撞能量和耗散碰撞力的功能，达到减轻乘员伤害的目的。目前对汽车前部骨架碰撞性能的加强主要是通过局部结构加强的方式，这种方式无法改善车身的传力特性及车身的稳定性，不能有效的减小车身的溃裂程度，从而不能很好的保护乘员的安全。
发明内容
本发明的目的是：提供一种车身前部结构，来改善车身前部受碰撞时的传力特性，增加车身的稳定性，减小车身溃裂程度，从而增加车身受碰撞时的安全性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种车身前部结构，包括前防撞梁、左前纵梁、右前纵梁、左上纵梁、右上纵梁、左A柱、右A柱、前围上横梁、前围下横梁、中通道左纵梁、中通道右纵梁、左抗扭外横梁、右抗扭外横梁、左抗扭内横梁和右抗扭内横梁；
所述左前纵梁的后端形成左鹅颈结构，所述右前纵梁的后端形成右鹅颈结构；所述左抗扭外横梁连接在所述左A柱与所述左鹅颈结构之间；所述右抗扭外横梁连接在所述右A柱与所述右鹅颈结构之间；所述左抗扭内横梁连接在所述左鹅颈结构与所述中通道左纵梁之间，所述右抗扭内横梁连接在所述右鹅颈结构与所述中通道右纵梁之间；
所述前围上横梁的左端与所述左A柱的上端连接，所述前围上横梁的右端与所述右A柱的上端连接；所述前围下横梁从左向右依次连接所述左A柱、所述左鹅颈结构、所述中通道左纵梁、所述中通道右纵梁、所述右鹅颈结构和所述右A柱；
所述前防撞梁横向连接在所述左前纵梁和所述右前纵梁之间；所述左上纵梁的前端通过第一吸能结构与所述左前纵梁连接，所述右上纵梁的前端通过第二吸能结构与所述右前纵梁连接；所述左上纵梁的后端与所述左A柱的上端连接，所述右上纵梁的后端与所述右A柱的上端连接。
上述方案提高了车身前碰时的性能，具体的，当车身受到正前方的碰撞时，前防撞梁将碰撞力从两端传递到分布在车身左右两侧的左前纵梁和右前纵梁上，左前纵梁和右前纵梁再将碰撞力分别通过位于他们后端的左鹅颈结构和右鹅颈结构传递到其他部位；因为左抗扭外横梁连接在所述左A柱与所述左鹅颈结构之间，右抗扭外横梁连接在所述右A柱与所述右鹅颈结构之间，左抗扭内横梁连接在所述左鹅颈结构与所述中通道左纵梁之间，右抗扭内横梁连接在所述右鹅颈结构与所述中通道右纵梁之间，故碰撞力通过两个鹅颈结构被传递到左A柱和右A柱、以及中通道左纵梁和中通道右纵梁上，并且左A柱、左鹅颈结构、中通道左纵梁、中通道右纵梁、右鹅颈结构和右A柱都与前围下横梁连接，前围下横梁及与两个鹅颈结构相连的其他零件将限制左前纵梁和右前纵梁向车身后部移动，向后部移动即向驾驶舱移动，会危害司机及副驾驶人员的安全；同时左前纵梁和右前纵梁在各自的鹅颈结构之前的部位折弯吸能，左上纵梁和右上纵梁通过第一吸能结构和第二吸能结构分担了左前纵梁和右前纵梁上的碰撞力，并且左上纵梁和右上纵梁通过变形吸能，并将力传递给两个A柱的上端；本方案将上纵梁和前纵梁通过吸能结构连接在一起统一规划，有效增加了碰撞性能。
另外，在车身前部偏置碰撞时，碰撞力的传递路径与上述正前方的碰撞相同，但是碰撞力还会从车身的一侧向另一侧传递；具体为，偏向车身某一侧的碰撞力，会通过前围上横梁、前围下横梁及其中一侧的抗扭外横梁和抗扭内横梁传递到车身的另一侧，使尽可能多的零件分摊到碰撞力，以减小车身的溃裂程度。
进一步的，所述第一吸能结构为第一吸能盒，所述第二吸能结构为第二吸能盒；所述前防撞梁的左端与所述第一吸能盒连接，所述前防撞梁的右端与所述第二吸能盒连接。
进一步的，所述第一吸能结构和所述第二吸能结构均为悬置横梁；
所述前防撞梁的左端与所述左前纵梁的前端之间、以及所述前防撞梁的右端与所述右前纵梁的前端之间分别通过第三吸能盒连接。
进一步的，车身前部结构还包括左塔座、右塔座和塔座横梁，所述左塔座固定在所述左上纵梁上，所述右塔座固定在所述右上纵梁上，所述左塔座和所述右塔座之间通过所述塔座横梁连接。
进一步的，车身前部结构还包括空气室支架，所述空气室支架的一端与所述前围上横梁连接，所述空气室支架的另一端与所述塔座横梁连接。
进一步的，车身前部结构还包括防火墙内骨架，所述防火墙内骨架的上端与所述前围上横梁连接，所述防火墙内骨架的下端与所述前围下横梁连接。
进一步的，车身前部结构还包括左门槛梁、右门槛梁、左前地板纵梁和右前地板纵梁，所述左门槛梁的前端与所述左A柱的下端连接，所述右门槛梁的前端与所述右A柱的下端连接，所述左前地板纵梁的前端与所述左鹅颈结构的后端连接，所述右前地板纵梁的前端与所述右鹅颈结构的后端连接。
进一步的，车身前部结构还包括左抗扭增强横梁和右抗扭增强横梁，所述左抗扭增强横梁连接在所述左门槛梁和所述左前地板纵梁之间，所述右抗扭增强横梁连接在所述右门槛梁和所述右前地板纵梁之间。
进一步的，所述左A柱从前向后的竖直横截面的高度逐渐增大，所述右A柱从前向后的竖直横截面的高度逐渐增大，所述左A柱和所述右A柱上分别设有变形引导部。
进一步的，所述变形引导部包括凹陷部。
进一步的，所述前围下横梁连接在所述左A柱和所述左鹅颈结构之间的部分、以及所述前围下横梁连接在所述右A柱和所述右鹅颈结构之间的部分分别设有横向的加强筋。
本发明实施例一种车身前部结构与现有技术相比，其有益效果在于：通过纵向设置的前纵梁、上纵梁和中通道纵梁，横向设置的前防撞梁、前围上横梁、前围下横梁和抗扭横梁，以及位于车身两侧的左、右A柱，连接形成类似网状结构，优化车身前部对碰撞力的传递性能，增加车身的强度，减小车身溃裂程度，从而增加车身受碰撞时的安全性；另外，通过将上纵梁和前纵梁连接，使得上纵梁在碰撞时做出有效的贡献，吸收一定的碰撞力。
附图说明
图1是本发明一种实施例中车身前部结构的结构示意图；
图2是图1所示的车身前部结构的俯视视角的结构示意图；
图3是本发明另一种实施例中车身前部结构的结构示意图；
图4是本发明另一种实施例中车身前部结构的结构示意图；
图5是图1中左A柱的结构示意图；
其中，1－前防撞梁、2－左前纵梁、3－右前纵梁、4－左上纵梁、5－右上纵梁、6－左A柱、7－右A柱、8－前围上横梁、9－前围下横梁、10－中通道左纵梁、11－中通道右纵梁、12－左抗扭外横梁、13－右抗扭外横梁、14－左抗扭内横梁、15－右抗扭内横梁、16－悬置横梁、17－第三吸能盒、18－第一吸能盒、19－第二吸能盒、20－左塔座、21－右塔座、22－塔座横梁、23－空气室支架、24－防火墙内骨架、25－左门槛梁、26－右门槛梁、27－左前地板纵梁、28－右前地板纵梁、29－左抗扭增强横梁、30－右抗扭增强横梁、31－左鹅颈结构、32－右鹅颈结构、61－凹陷部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中部”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前端”、“后端”、“左端”、“右端”、等指示方位或位置的关系为基于附图所表示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；前后方向是指附图中表示车身前后的方向，左右方向是指附图中表示车身左右的方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明一种实施例的车身前部结构，包括前防撞梁1、左前纵梁2、右前纵梁3、左上纵梁4、右上纵梁5、左A柱6、右A柱7、前围上横梁8、前围下横梁9、中通道左纵梁10、中通道右纵梁11、左抗扭外横梁12、右抗扭外横梁13、左抗扭内横梁14和右抗扭内横梁15；左前纵梁2的后端形成左鹅颈结构31，所述右前纵梁3的后端形成右鹅颈结构32；所述左抗扭外横梁12连接在所述左A柱6与所述左鹅颈结构31之间；所述右抗扭外横梁13连接在所述右A柱7与所述右鹅颈结构32之间；所述左抗扭内横梁14连接在所述左鹅颈结构31与所述中通道左纵梁10之间，所述右抗扭内横梁15连接在所述右鹅颈结构32与所述中通道右纵梁11之间；前围上横梁8的左端与所述左A柱6的上端连接，所述前围上横梁8的右端与所述右A柱7的上端连接；所述前围下横梁从左向右依次连接所述左A柱6、所述左鹅颈结构31、所述中通道左纵梁10、所述中通道右纵梁11、所述右鹅颈结构32和所述右A柱7。
其中左鹅颈结构31和右鹅颈结构32、以及与他们连接的两个抗扭外横梁、两个抗扭内横梁、前围下横梁9在发生碰撞时允许有轻微的变形，但是他们主要起传力的作用；前围下横梁9及与两个鹅颈结构相连的其他零件将限制左前纵梁2和右前纵梁3向车身后部移动，向后部移动即向驾驶舱移动，会危害司机及副驾驶人员的安全。
请继续参阅图1，所述前防撞1横向连接在所述左前纵梁2和所述右前纵梁3之间；所述左上纵梁4的前端通过第一吸能结构与所述左前纵梁2连接，所述右上纵梁5的前端通过第二吸能结构与所述右前纵梁3连接；所述左上纵梁4的后端与所述左A柱6的上端连接，所述右上纵梁5的后端与所述右A柱7的上端连接。将两个上纵梁分别和对应的前纵梁通过吸能结构连接在一起可以，增加了力传递的路径，可以使前部的强度提高，并提高碰撞性能。
其中，如图2所示，上述第一吸能结构和第二吸能结构均为悬置横梁16，悬置横梁16可设有与前轮罩弧度相一致的形状，并且角度随轮胎包络，这样可以最大化的利用空间，悬置横梁16与车身左右横向的方向具有一定的角度，可以保证在受到碰撞时悬置横梁16受压变形吸能，并且在上纵梁和前纵梁之间传递力；所述前防撞梁1的左端与所述左前纵梁2的前端之间、以及所述前防撞梁1的右端与所述右前纵梁3的前端之间分别通过第三吸能盒17连接。
具体的，当上述实施例的车身前部结构发生100％前碰时，第三吸能盒17压溃吸能，两个前纵梁在各自鹅颈结构之前的部位在Y向折弯吸能，两个上纵梁在前端折弯、在后端压溃吸能，两个鹅颈结构及与其连接的零件允许轻微变形但主要起传力的作用；当上述实施例的车身前部结构发生50％前偏置碰时，各部位零件作用与100％前碰时相似，但是碰撞力会通过前防撞梁1、前围上横梁8、前围下横梁9、左抗扭外横梁12、右抗扭外横梁13、左抗扭内横梁14和右抗扭内横梁15这些横梁结构从车身的一侧传递到另一侧，分散碰撞力，减小车身的溃裂程度；当上述实施例的车身前部结构发生25％前偏置碰时，前防撞梁1和第三吸能盒17在Y向需尽量长而增加与壁障有效重叠量，通过前防撞梁1可有效保证上纵梁与主纵梁及另一侧梁架的连接，起到力传递的作用，并且悬置横梁16设计一定角度，保证其主要受到压力，防止直接受拉失效。
需要说明的是，上述实施例在前碰的三种工况下都在一定程度上改善了车身的碰撞性能，增加了车身的安全性；另外，此实施例取消了前风档下横梁，可以提高行保得分，以适应越来越高的行保性能要求。
在上述实施例的基础上，如图3所示，本发明另一种实施例提供的车身前部结构，其与上述实施例的区别在于：所述第一吸能结构为第一吸能盒18，所述第二吸能结构为第二吸能盒19；所述前防撞梁1的左端与所述第一吸能盒18的前端连接，所述前防撞梁1的右端与所述第二吸能盒19的前端连接，左上纵梁4的前端和左前纵梁2的前端分别连接在第一吸能盒18的后端，右上纵梁5的前端和右前纵梁3的前端分别连接在第二吸能盒19的后端。本实施例是用一种宽吸能盒(第一、第二吸能盒)替换了上述实施例中的第三吸能盒17和悬置横梁16，在碰撞时，第一、第二吸能盒压溃吸能，这样设置可以增加防撞梁1的长度，在发生偏置碰撞时，前防撞梁1在Y向增长而增可以增加壁障有效重叠量，另外，第一吸能盒18、第二吸能盒19相对于上述实施例中的第三吸能盒17更宽，可以吸收更多的能量。需要理解的是，设置第一吸能盒18和第二吸能盒19会提高碰撞的性能，但是同时会增大车身前部的体积，故本实施例对于较大车型比较适用；而上述实施例适用于较小车型，小车型对车头大小具有更多的限制。
在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，车身前部结构还包括左塔座20、右塔座21和塔座横梁22，所述左塔座20固定在所述左上纵梁上4，所述右塔座21固定在所述右上纵梁5上，所述左塔座20和所述右塔座21之间通过所述塔座横梁22连接。两个塔座和塔座横梁22用来传递和吸收碰撞力，当发生碰撞时，左塔座20和右塔座21可以压溃吸能，并且可以通过塔座横梁22将一侧上纵梁上的力传递到另一侧上纵梁上；另外，设置左塔座20、右塔座21和塔座横梁22可以优化整车操纵的稳定性。
在本发明的一些实施例中，如图2所示，车身前部结构还包括空气室支架23，所述空气室支架23的一端与所述前围上横梁8连接，所述空气室支架23的另一端与所述塔座横梁22连接。空气室支架23纵向支撑在前围上横梁8和塔座横梁22之间，可以传递碰撞力，还可以提升NVH水平。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，车身前部结构还包括防火墙内骨架24，所述防火墙内骨架24的上端与所述前围上横梁8连接，所述防火墙内骨架24的下端与所述前围下横梁9连接。防火墙内骨架24可以在前围上横梁8和前围下横梁9之间传递碰撞力，还可以提升NVH水平。
在上述实施例的基础上，如图4所示，本发明另一种实施例提供的车身前部结构，其还包括左门槛梁25、右门槛梁26、左前地板纵梁27和右前地板纵梁28，所述左门槛梁25的前端与所述左A柱6的下端连接，所述右门槛梁26的前端与所述右A柱7的下端连接，所述左前地板纵梁27的前端与所述左鹅颈结构31的后端连接，所述右前地板纵梁28的前端与所述右鹅颈结构32的后端连接。本实施例的车身前部结构具有上述实施例的前部碰撞性能，可以更好的保护乘员的安全。
在本发明的一些实施例中，如图4所示，车身前部结构还包括左抗扭增强横梁29和右抗扭增强横梁30，所述左抗扭增强横梁29连接在所述左门槛梁25和所述左前地板纵梁27之间，所述右抗扭增强横梁30连接在所述右门槛梁26和所述右前地板纵梁28之间。左、右抗扭增强横梁增强车身的强度和弯扭刚度，并且，在发生25％前偏置碰撞时，抗扭增强横梁可以阻止鹅颈结构向车身后方移动，并且可以增强门槛梁和A柱的横向(车身左右方向)稳定性，防止碰撞过程中门槛和A柱内倾而伤害乘员，并在鹅颈结构和门槛梁之间传递力，以提高安全性。
在本发明的一些实施例中，如图5所示，所述左A柱6从前向后的竖直横截面的高度逐渐增大，即图纸中从右向左的方向，左A柱6在竖直方向的轮廓宽度逐渐增大，所述A柱上设有变形引导部61。这样设置，使左A柱6在靠近车头的一侧腔体小，远离车头的一侧腔体逐渐增大，并且在左A柱6上设有变形引导部61，当发生碰撞时，左A柱6前部可碰撞变形，后部不可碰撞变形，从而更好的保护乘员。因右A柱7与左A柱6对称设置在车身的左右两侧，故右A柱7是左A柱6的镜像零件，这里不再详细描述。
其中，所述变形引导部61包括凹陷部，凹陷的形状利于引导变形的方向，变形引导部61也可以根据实况和仿真模拟设计，能够达到引导变形即可。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述前围下横梁9连接在所述左A柱6和所述左鹅颈结构31之间的部分、以及所述前围下横梁9连接在所述右A柱7和所述右鹅颈结构32之间的部分分别设有横向的加强筋。加强筋的结构在前围下横梁9的两侧形成了腔体的结构，本实施例在前围下横梁9两侧分别设有两个横向的凹腔，形成了多截面结构，具有三排焊点，提高了前围下横梁9的连接强度和稳定性。
综上，本发明实施例提供一种车身前部结构，其通过纵向设置的前纵梁、上纵梁和中通道纵梁，横向设置的前防撞梁、前围上横梁、前围下横梁和抗扭横梁，以及位于车身两侧的左、右A柱，连接形成类似网状结构，优化车身前部对碰撞力的传递性能，增加车身的强度，减小车身溃裂程度，从而增加车身受碰撞时的安全性；另外，通过将上纵梁和前纵梁连接，使得上纵梁在碰撞时做出有效的贡献，吸收一定的碰撞力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种车身前部结构，其特征在于，包括前防撞梁、左前纵梁、右前纵梁、左上纵梁、右上纵梁、左A柱、右A柱、前围上横梁、前围下横梁、中通道左纵梁、中通道右纵梁、左抗扭外横梁、右抗扭外横梁、左抗扭内横梁和右抗扭内横梁；
所述左前纵梁的后端形成左鹅颈结构，所述右前纵梁的后端形成右鹅颈结构；所述左抗扭外横梁连接在所述左A柱与所述左鹅颈结构之间；所述右抗扭外横梁连接在所述右A柱与所述右鹅颈结构之间；所述左抗扭内横梁连接在所述左鹅颈结构与所述中通道左纵梁之间，所述右抗扭内横梁连接在所述右鹅颈结构与所述中通道右纵梁之间；
所述前围上横梁的左端与所述左A柱的上端连接，所述前围上横梁的右端与所述右A柱的上端连接；所述前围下横梁从左向右依次连接所述左A柱、所述左鹅颈结构、所述中通道左纵梁、所述中通道右纵梁、所述右鹅颈结构和所述右A柱；
所述前防撞梁横向连接在所述左前纵梁和所述右前纵梁之间；所述左上纵梁的前端通过第一吸能结构与所述左前纵梁连接，所述右上纵梁的前端通过第二吸能结构与所述右前纵梁连接；所述左上纵梁的后端与所述左A柱的上端连接，所述右上纵梁的后端与所述右A柱的上端连接。
2.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，所述第一吸能结构为第一吸能盒，所述第二吸能结构为第二吸能盒；所述前防撞梁的左端与所述第一吸能盒连接，所述前防撞梁的右端与所述第二吸能盒连接。
3.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，所述第一吸能结构和所述第二吸能结构均为悬置横梁；
所述前防撞梁的左端与所述左前纵梁的前端之间、以及所述前防撞梁的右端与所述右前纵梁的前端之间分别通过第三吸能盒连接。
4.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，还包括左塔座、右塔座和塔座横梁，所述左塔座固定在所述左上纵梁上，所述右塔座固定在所述右上纵梁上，所述左塔座和所述右塔座之间通过所述塔座横梁连接。
5.根据权利要求4所述的车身前部结构，其特征在于，还包括空气室支架，所述空气室支架的一端与所述前围上横梁连接，所述空气室支架的另一端与所述塔座横梁连接。
6.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，还包括防火墙内骨架，所述防火墙内骨架的上端与所述前围上横梁连接，所述防火墙内骨架的下端与所述前围下横梁连接。
7.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，还包括左门槛梁、右门槛梁、左前地板纵梁和右前地板纵梁，所述左门槛梁的前端与所述左A柱的下端连接，所述右门槛梁的前端与所述右A柱的下端连接，所述左前地板纵梁的前端与所述左鹅颈结构的后端连接，所述右前地板纵梁的前端与所述右鹅颈结构的后端连接。
8.根据权利要求7所述的车身前部结构，其特征在于，还包括左抗扭增强横梁和右抗扭增强横梁，所述左抗扭增强横梁连接在所述左门槛梁和所述左前地板纵梁之间，所述右抗扭增强横梁连接在所述右门槛梁和所述右前地板纵梁之间。
9.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，所述左A柱从前向后的竖直横截面的高度逐渐增大，所述右A柱从前向后的竖直横截面的高度逐渐增大，所述左A柱和所述右A柱上分别设有变形引导部。
10.根据权利要求9所述的车身前部结构，其特征在于，所述变形引导部包括凹陷部。
11.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，所述前围下横梁连接在所述左A柱和所述左鹅颈结构之间的部分、以及所述前围下横梁连接在所述右A柱和所述右鹅颈结构之间的部分分别设有横向的加强筋。
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