CN201071063Y - 汽车发动机前横梁及汽车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种汽车发动机前横梁,用于连接左右前纵梁。所述前横梁包括一体成型的第一部、第二部以及第三部;所述第一部与所述第三部位于同一平面内,所述第二部与所述第一部和所述第三部分别相邻且相对所述第一部和所述第三部向内凹陷。本实用新型公开一种应用该汽车发动机前横梁的汽车。本实用新型提供一种汽车发动机前横梁和应用该汽车发动机前横梁的汽车,既能增强汽车发动机前横梁的强度,又解决汽车发动机前横梁过重的问题。

Description

汽车发动机前横梁及汽车
技术领域
本实用新型涉及一种汽车领域,特别涉及一种汽车发动机前横梁和应用该汽车发动机前横梁的汽车。
背景技术
随着汽车作为一种耐用消费品而逐渐进入普通消费家庭,中国汽车保有量的迅猛增长,交通事故也节节攀升,汽车的安全性逐渐成为消费者关注的首要话题。随着国家强制性正面碰撞标准愈来愈严格,消费者的构车愈来愈理性的这种大环境下,汽车行业都十分重视提高汽车正面碰撞的安全性能。在当前严峻的节能、环保形势下,通过优化车身结构设计,以并适应新的碰撞法规,满足消费者的消费需求,提高车辆正面碰撞的被动安全性显得尤为重要。
由于汽车在正面碰撞后,必须要避免发动机被挤入成员舱而对成员造成伤害。因此,发动机前横梁在正面碰撞中所起着至关重要的作用。现有汽车制造商对发动机前横梁的安全认识不够充分,对发动机前横梁仅仅做结构设计,其结构简单但安全性差。参见图1,该图所示发动机前横梁1纵向方向结构简单,导致正面碰撞性能较差。
有的汽车制造商虽对发动机前横梁进行了加强设计,采用高强度钢板,但由于车身重量得不到有效控制,增加了油耗,提高了使用成本。有的汽车制造商在发动机前横梁上焊接加强件,但生产工艺复杂,零件报废率大,造成了高生产成本。
因此,如何解决上述背景技术中的问题,是本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种汽车发动机前横梁,既能增强汽车发动机前横梁的强度,又解决汽车发动机前横梁过重的问题。
本实用新型要解决的技术问题是提供一种汽车,既能增强汽车发动机前横梁的强度,又解决汽车发动机前横梁过重的问题。
具体地,本实用新型提供一种汽车发动机前横梁,用于连接左右前纵梁,所述前横梁包括一体成型的第一部、第二部以及第三部;所述第一部与所述第三部位于同一平面内,所述第二部与所述第一部和所述第三部分别相邻且相对所述第一部和所述第三部向内凹陷。
优选地,所述第一部和所述第三部的横截面均为类似的“几”字形;当所述前横梁安装于汽车的发动机舱中时,所述第一部和所述第三部均包括翻边和凸出所述翻边具有第一台阶的凸起部。
优选地,所述第二部包括所述翻边和凸出所述翻边具有第二台阶和第三台阶的凸起部。
优选地,所述第二台阶的宽度范围为所述第二部的凸起部宽度的1/6至1/2。
优选地,所述第二台阶和第三台阶之间距离为4.5mm至10mm。
优选地,所述前横梁进一步包括开设在所述第二部第三台阶上的冷凝器安装孔,所述第二部位于所述冷凝器安装孔的横截面具体为向上凸出所述翻边,具有第二台阶和第三台阶的凸起形状;所述冷凝器安装孔具有垂直于所述前横梁底面的侧壁,所述侧壁与所述第三台阶形成第四台阶。
优选地,所述第二部的中部位置纵向设置加强筋,所述加强筋具体为向下凸出所述加强筋相邻面的凸起部。
优选地,所述第二部的加强筋位置的凸起部的第二台阶和第三台阶之间具有平缓的横向过渡面。
优选地,所述前横梁进一步包括开设在所述第二部的翻边上的发动机护板安装孔,在所述第二部相对所述发动机护板安装孔的另一侧的翻边上开设前保险杠安装孔。
本实用新型还提供一种汽车,包括汽车发动机前横梁,所述汽车发动机前横梁,用于连接左右前纵梁,所述前横梁包括一体成型的第一部、第二部以及第三部;所述第一部与所述第三部位于同一平面内,所述第二部与所述第一部和所述第三部分别相邻且相对所述第一部和所述第三部向内凹陷。
与上述现有技术相比,由于本实用新型所述汽车发动机前横梁包括一体成型的第一部、第二部以及第三部;所述第一部与所述第三部位于同一平面内,所述第二部与所述第一部和所述第三部分别相邻且相对所述第一部和所述第三部向内凹陷。因此本实用新型所述汽车发动机前横梁在保证强度的前提下,相对现有技术中减小了前横梁厚度。因此本实用新型所述汽车发动机前横梁相对于现有采用很厚钢板的前横梁重量轻很多,相应减少了油耗,相应降低了消费者的使用成本。由于具有了向内凹陷的第三部,增强了前横梁的强度,而且本实用新型所述汽车发动机前横梁为一体成型结构,加工工艺简单,零件报废率低,降低了生产成本。
附图说明
图1为现有技术汽车发动机前横梁结构示意图;
图2为本实用新型所述发动机前横梁结构示意图;
图3为本实用新型所述发动机前横梁俯视图;
图4为本实用新型所述发动机前横梁主视图;
图5为图3所示发动机前横梁A-A面剖视图;
图6为图3所示发动机前横梁B-B面剖视图;
图7为图3所示发动机前横梁C-C面剖视图;
图8为图3所示发动机前横梁D-D面剖视图;
图9为图3所示发动机前横梁E-E面剖视图;
图10为图3所示发动机前横梁F-F面剖视图;
图11为图3所示发动机前横梁H-H面剖视图。
具体实施方式
本实用新型提供一种汽车发动机前横梁,既能增强汽车发动机前横梁的强度,又解决汽车发动机前横梁过重的问题。
申请人通过对发动机前横梁各种不同的设计结构和材料特性进行分析,优化后立足现有成熟工艺,提供一种能够满足各项安全碰撞法规,主要立足于正面碰撞法规的汽车发动机前横梁。而且本实用新型提供一种结构相对简单,有效降低生产和使用成本的汽车发动机前横梁。
为了清楚地说明本实用新型所述汽车发动机前横梁的结构,下面结合附图具体说明本实用新型所述汽车发动机前横梁的实施方式。
参见图2至图4和图11,图2为本实用新型所述发动机前横梁结构示意图;图3为本实用新型所述发动机前横梁俯视图;图4为本实用新型所述发动机前横梁主视图。图11为图3所示发动机前横梁H-H面剖视图。
本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11,用于连接左右前纵梁(图中未示出)。所述汽车发动机前横梁11包括一体成型的第一部111、第二部112以及第三部113。所述第一部111与所述第三部113位于同一平面内,所述第二部112与所述第一部111和所述第三部113分别相邻且相对所述第一部111和所述第三部113向内凹陷。从图4和图11中可以清楚看出,第一部111、第二部112以及第三部113的位置关系。
由于本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11包括一体成型的第一部111、第二部112以及第三部113。所述第一部111与所述第三部113位于同一平面内,所述第二部112与所述第一部111和所述第三部113分别相邻且相对所述第一部111和所述第三部113向内凹陷。因此本实用新型所述汽车发动机前横梁11在保证强度的前提下,相对现有技术减小了前横梁厚度。因此本实用新型所述汽车发动机前横梁11相对于现有采用很厚钢板的前横梁重量轻很多,相应减少了油耗,相应降低了消费者的使用成本。由于具有了向内凹陷的第三部113,增强了所述汽车发动机前横梁11的强度,而且本实用新型所述汽车发动机前横梁11为一体成型结构,加工工艺简单,零件报废率低,降低了生产成本。
为了防止发动机过热,一般在汽车的发动机舱内需要安装冷凝器。本实用新型所述前横梁11还可以包括开设在所述第二部112的冷凝器安装孔14。这样就可以将冷凝器固定安装在所述前横梁11上,使得拆卸维修更方便。
为了减少汽车的发动机舱内的安装支架,所述前横梁11的第二部112上还开设有前保险杠(也称副保险杠)安装孔13和发动机护板安装孔12。前保险杠安装孔13优选情况为4个,且均匀分布在所述第二部112一侧的翻边内。发动机护板安装孔12优选情况为3个,且均匀分布在第二部112的安装有所述保险杠安装孔13的另一侧的翻边内。
发动机护板和前保险杠的一种具体的安装方式:由固定电焊机在发动机护板安装孔12上凸焊的3个M8凸焊螺母,再在前保险杠安装孔13上凸焊的4个M6凸焊螺母。然后将所述前横梁11与发动机舱中的左前纵梁总成和右前纵梁总成焊接,形成承载式车身。
由于在所述前横梁11的第二部112上开设了前保险杠安装孔13和发动机护板安装孔12,减少了不必要的安装支架,简化了生产流程,保证了大批量生产的一致性,节约了生产成本。
本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11的具有良好的正面碰撞防护性能。本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11经过CAE计算机仿真分析,并进过多轮正面碰撞试验,表现出具有良好的正面碰撞防护性能。证明了本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11优异的结构设计。
计算机仿真分析结论:在正面碰撞中,本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11与车身左前纵梁和右前纵梁形成框架结构,加强车身刚性和强度,防止发动机侵入成员舱。因此,在正面碰撞过程中,发动机前横梁是不能有较大变形的,即发动机前横梁是不应有较大吸能的。计算机仿真实验表明本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11在发生正面碰撞时吸能是很有限的,仅占0.5%左右。这说明了本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11在正面碰撞中很少发生变形,具有足够的刚性,起到了非常好的加强作用。
通过多次的实车碰撞状态与计算机仿真分析结论基本一致:发动机没有明显位移,发动机前横梁变形小,证实了本实用新型实施例所述汽车发动机前横梁11结构安全可靠。
为了清楚地说明本实用新型所述汽车发动机前横梁11的横截面结构,请参见图5至图10。图5为图3所示发动机前横梁A-A面剖视图;图6为图3所示发动机前横梁B-B面剖视图;图7为图3所示发动机前横梁C-C面剖视图;图8为图3所示发动机前横梁D-D面剖视图;图9为图3所示发动机前横梁E-E面剖视图;图10为图3所示发动机前横梁F-F面剖视图。
A-A面剖视图为所述第一部111的横截面剖视图。所述第一部111的横截面为类似的“几”字形。当所述前横梁11安装于汽车的发动机舱中时,所述第一部111包括翻边16和凸出所述翻边16具有第一台阶17的凸起部。
由图1可知,所述第三部113的横截面也为类似的“几”字形。所述第三部113也包括翻边16和凸出所述翻边16具有第一台阶17的凸起部。
B-B面剖视图、C-C面剖视图、D-D面剖视图和E-E面剖视图都是第二部112的横截面剖视图。
B-B面为第二部112与第一部111过渡部分的横向剖面,所述前横梁11在B-B面位置还可开设冷凝管过孔20。C-C面为前保险杠安装孔13和发动机护板安装孔12的阶梯剖面。D-D面为冷凝器安装孔14的剖面。
所述第二部112的中部位置在纵向方向上还可以设置纵向加强筋15,所述纵向加强筋15具体为向下凸出所述纵向加强筋15相邻面的加强筋凸起部22。E-E面为纵向加强筋15的横向剖面。F-F面为纵向加强筋15的纵向剖面。所述纵向加强筋15的加强筋凸起部22向下凸出所述纵向加强筋15相邻面的距离为3至5mm。所述纵向加强筋15的加强筋凸起部22为所述前横梁11整体长度的1/12至1/10。
所述第二部包括翻边16和凸出所述翻边具有第二台阶18和第三台阶19的凸起部。所述前横梁11在B-B面位置,第二台阶18的宽度略大于第三台阶19的宽度。第二台阶18的宽度约为整个凸起部的1/2。第二台阶18与第三台阶19的高度差为6至8mm。
所述前横梁11在C-C面位置,第二台阶18的宽度小于第三台阶19的宽度。第二台阶18的宽度约为整个凸起部的1/3。第二台阶18与第三台阶19的高度差为4.5至7mm。
所述前横梁11在D-D面位置,第二台阶18的宽度小于第三台阶19的宽度。第二台阶18的宽度约为整个凸起部的1/6至1/5。第二台阶18与第三台阶19的高度差为4.5至7mm。所述冷凝器安装孔14具有垂直于所述前横梁底面的侧壁14a,所述侧壁14a与所述第三台阶19形成第四台阶21。
所述前横梁11在E-E面位置,第二台阶18的宽度小于第三台阶19的宽度。第二台阶18的宽度约为整个凸起部的1/6至1/5。第二台阶18与第三台阶19的高度差为7至10mm。所述第二部112的纵向加强筋15位置的凸起部的第二台阶18和第三台阶19之间具有平缓的横向过渡面。此过渡面为整个凸起部的1/4至1/3。
所述第二台阶18和第三台阶19之间距离为5mm至10mm。所述第二台阶18的宽度范围为所述第二部112的凸起部宽度的1/6至1/2。
本实用新型所述前横梁11的材料可以选用汽车专用冷轧钢板1.5/DC04等材料。采用普通冲压工艺即可保证生产一致性,满足汽车工业大批量生产的要求。在焊接过程中,仅采用了固定点焊机和移动电焊机,焊接设备通用,焊接工艺简单。
本实用新型所述前横梁11通过计算机仿真分析和多次实车碰撞试验得出,本实用新型所述前横梁11在汽车正面碰撞的过程中,主要是起纯刚性的加强作用,不能有较大变形的。而不是先前汽车业内所认为的,在汽车正面碰撞的过程中,发动机前横梁是需要压溃变形而吸能的。
本实用新型所述前横梁11的变截面设计形式,在保证了车身具有良好的正面碰撞防护能力的基础上,其零件本身具有良好的冲压成型特性。而且其冲压工艺和焊接工艺简单,尤其是其仅需通过下料,成型,冲孔,修边冲孔四序即可成型。特别是当前汽车冲压零件材料利用率仅35-50%的情况下,本实用新型所述前横梁11的材料利用率超过了70%,极大的节约了生产成本。
本实用新型还提供一种汽车,包括汽车发动机前横梁11。所述汽车发动机前横梁11,用于连接左右前纵梁,所述前横梁11包括一体成型的第一部111、第二部112以及第三部113。所述第一部111与所述第三部113位于同一平面内,所述第二部112与所述第一部111和所述第三部113分别相邻且相对所述第一部111和所述第三部113向内凹陷。
本实用新型所述汽车,可以具有上述任何一种汽车发动机前横梁11。
以上所述仅是本实用新型的最佳方案之一,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进,都应属于本实用新型保护的范围。例如,只要掌握了发动机前横梁在正面碰撞中的设计理念(刚性不可变形),就可以适当改变本实用新型中该零件的形状,或者采用其他各种不同厂商不同牌号的冷轧钢板,适当调整该零件厚度,截面形状等诸多特征来充分满足发动机前横梁在正面碰撞中的防护作用。

Claims (10)

1.一种汽车发动机前横梁,用于连接左右前纵梁,其特征在于,所述前横梁包括一体成型的第一部、第二部以及第三部;所述第一部与所述第三部位于同一平面内,所述第二部与所述第一部和所述第三部分别相邻且相对所述第一部和所述第三部向内凹陷。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机前横梁,其特征在于,所述第一部和所述第三部的横截面均为类似的“几”字形;当所述前横梁安装于汽车的发动机舱中时,所述第一部和所述第三部均包括翻边和凸出所述翻边具有第一台阶的凸起部。
3.根据权利要求2所述的汽车发动机前横梁,其特征在于,所述第二部包括所述翻边和凸出所述翻边具有第二台阶和第三台阶的凸起部。
4.根据权利要求3所述的汽车发动机前横梁,其特征在于,所述第二台阶的宽度范围为所述第二部的凸起部宽度的1/6至1/2。
5.根据权利要求3所述的汽车发动机前横梁,其特征在于,所述第二台阶和第三台阶之间距离为4.5mm至10mm。
6.根据权利要求3所述的汽车发动机前横梁,其特征在于,所述前横梁进一步包括开设在所述第二部第三台阶上的冷凝器安装孔,所述第二部位于所述冷凝器安装孔的横截面具体为向上凸出所述翻边,具有第二台阶和第三台阶的凸起形状;所述冷凝器安装孔具有垂直于所述前横梁底面的侧壁,所述侧壁与所述第三台阶形成第四台阶。
7.根据权利要求3所述的汽车发动机前横梁,其特征在于,所述第二部的中部位置纵向设置加强筋,所述加强筋具体为向下凸出所述加强筋相邻面的凸起部。
8.根据权利要求7所述的汽车发动机前横梁,其特征在于,所述第二部的加强筋位置的凸起部的第二台阶和第三台阶之间具有平缓的横向过渡面。
9.根据权利要求1至8任一所述的汽车发动机前横梁,其特征在于,所述前横梁进一步包括开设在所述第二部的翻边上的发动机护板安装孔,在所述第二部相对所述发动机护板安装孔的另一侧的翻边上开设前保险杠安装孔。
10.一种汽车,包括汽车发动机前横梁,其特征在于,所述汽车发动机前横梁,用于连接左右前纵梁,所述前横梁包括一体成型的第一部、第二部以及第三部;所述第一部与所述第三部位于同一平面内,所述第二部与所述第一部和所述第三部分别相邻且相对所述第一部和所述第三部向内凹陷。
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