前机舱总成结构及汽车的制作方法

[0001]
本实用新型涉及汽车车身技术领域，尤其涉及一种前机舱总成结构及汽车。


背景技术：

[0002]
前机舱总成结构作为车身承受正面碰撞的主要结构，必须保证其刚度合理，以充分吸收和分散碰撞能量，避免碰撞能量传递到乘员舱，给乘员舱的乘客造成较大伤害，降低整车碰撞安全性；而且，前机舱总成结构需提供给前副车架足够刚度的安装点，保证安装点的静刚度和动刚度达标，从而保证车辆行驶舒适性。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型实施例提供一种前机舱总成结构及汽车，以解决现有前机舱总成结构吸能效果不佳的问题。
[0004]
本实用新型提供一种前机舱总成结构，包括防撞梁、与防撞梁相连的吸能盒、与所述吸能盒相连的前纵梁、装配在所述前纵梁上的副车架安装盒、以及通过所述副车架安装盒与所述前纵梁相连的前副车架，所述吸能盒的横向截面面积小于所述前纵梁的横向截面面积。
[0005]
优选地，所述前纵梁靠近所述吸能盒的一端设有第一压溃槽。
[0006]
优选地，所述前副车架包括平行相对设置的两个轴向梁和设置在两个所述轴向梁之间的横向梁，所述轴向梁上设有第二压溃槽。
[0007]
优选地，所述前副车架还包括用于连接所述轴向梁和所述横向梁的车架连接件，所述车架连接件上设有连接加强筋。
[0008]
优选地，所述防撞梁、所述吸能盒和所述前纵梁为挤压铝合金结构，所述副车架安装盒为钢制结构。
[0009]
优选地，所述防撞梁的刚度高于所述吸能盒的刚度，所述吸能盒的刚度等于所述前纵梁的刚度。
[0010]
优选地，所述副车架安装盒包括安装盒本体和从所述安装盒本体延伸出的纵梁连接件，所述安装盒本体与所述前副车架的前端相连，所述纵梁连接件与所述前纵梁的前端通过流钻螺钉相连。
[0011]
优选地，所述前机舱总成结构还包括用于连接所述前纵梁的后端和所述前副车架的后端的连接加强结构，所述连接加强结构为压铸铝合金结构。
[0012]
优选地，所述防撞梁、所述吸能盒和所述前纵梁均为管状结构件，所述管状结构件内设有内置加强筋。
[0013]
本实用新型还提供一种汽车，包括上述的前机舱总成结构。
[0014]
本实用新型实施例提供的前机舱总成结构及汽车，吸能盒与前纵梁相连，且所述吸能盒的横向截面面积小于所述前纵梁的横向截面面积，使得在防撞梁受到正面碰撞时，位于前端的吸能盒先压溃吸能，可以有效保障前机舱总成结构的压溃吸能效果，减少传递
给前纵梁的碰撞能量；而且，前纵梁上装配有副车架安装盒，前副车架通过副车架安装盒与前纵梁相连，以使前纵梁、副车架安装盒和前副车架之间配合形成多个传力通道，可以有效分散吸能盒传递给前纵梁的碰撞能量，进而减少传递到乘员舱的碰撞能量，有助于提高整车碰撞安全性。
附图说明
[0015]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]
图1是本实用新型一实施例中前机舱总成结构的一示意图；
[0017]
图2是本实用新型一实施例中前机舱总成结构的另一示意图；
[0018]
图3是本实用新型一实施例中吸能盒和前纵梁的一示意图；
[0019]
图4是本实用新型一实施例中前纵梁的一示意图；
[0020]
图5是本实用新型一实施例中前副车架的一示意图；
[0021]
图6是本实用新型一实施例中前副车架的另一示意图；
[0022]
图7是本实用新型一实施例中副车架安装盒的一示意图。
[0023]
图中：
[0024]
10、防撞梁；20、吸能盒；30、前纵梁；31、第一压溃槽；32、管状结构件；33、内置加强筋；40、副车架安装盒；41、安装盒本体；42、纵梁连接件；421、坚向连接件；422、横向连接件；43、流钻螺钉；50、前副车架；51、轴向梁；52、横向梁；53、车架连接件；54、第二压溃槽；60、连接加强结构；70、装配连接板。
具体实施方式
[0025]
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0027]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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实用新型中的具体含义。
[0028]
本实用新型实施例提供一种前机舱总成结构，如图1和图2所示，该前机舱总成结
构包括防撞梁10、与防撞梁10相连的吸能盒20、与吸能盒20相连的前纵梁30、装配在前纵梁30上的副车架安装盒40、以及通过副车架安装盒40与前纵梁30相连的前副车架50，吸能盒20的横向截面面积小于前纵梁30的横向截面面积。
[0029]
其中，防撞梁10设置在汽车前方，为汽车正面碰撞的主要受力部件。吸能盒20是与防撞梁10相连的用于吸收碰撞能量的部件。本示例中，防撞梁10与吸能盒20通过mig烧焊连接形成防撞梁总成，即在防撞梁10左右两端各焊接一个吸能盒20，吸能盒20的轴向方向与整车车身的轴向方向平行，即吸能盒20沿汽车前后方向设置，可以在防撞梁10受到碰撞时，吸收碰撞能量，并向与吸能盒20相连的前纵梁30传递碰撞能量。
[0030]
本示例中，前纵梁30与吸能盒20通过装配连接板70相连，具体地，可采用螺栓将吸能盒20固定在装配连接板70上，并采用螺栓将前纵梁30固定在装配连接板70上，以使吸能盒20与前纵梁30相连。可以理解地，吸能盒20和前纵梁30的轴向方向均与整车车身的轴向方向平行，以保障防撞梁10在受到正面碰撞时的吸能效果。
[0031]
其中，副车架安装盒40是装配在前纵梁30上的用于安装前副车架50的部件。本示例中，副车架安装盒40装配在前纵梁30上，前副车架50与副车架安装盒40和前纵梁30相连，以使防撞梁10在受到正面碰撞时，在吸能盒20吸收碰撞能量之后，多余的碰撞能量可以通过前纵梁30和副车架安装盒40分散传递，以实现分散碰撞能量的目的。
[0032]
本示例中，在前机舱总成结构设计时，遵循由前到后，由弱到强的截面刚度设计原则，即吸能盒20的横向截面面积小于前纵梁30的横向截面面积，使得在防撞梁10受到正面碰撞时，位于前机舱总成结构前端的吸能盒20先压溃吸能，可以有效保障前机舱总成结构的压溃吸能效果，减少传递给前纵梁30的碰撞能量，进而减少传递到乘员舱的碰撞能量，有助于提高整车碰撞安全性。
[0033]
本实施例所提供的前机舱总成结构，吸能盒20与前纵梁30相连，且吸能盒20的横向截面面积小于前纵梁30的横向截面面积，使得在防撞梁10受到正面碰撞时，位于前端的吸能盒20先压溃吸能，可以有效保障前机舱总成结构的压溃吸能效果，减少传递给前纵梁30的碰撞能量；而且，前纵梁30上装配有副车架安装盒40，前副车架50与副车架安装盒40和前纵梁30相连，以使前纵梁30、副车架安装盒40和前副车架50之间配合形成多个传力通道，可以有效分散吸能盒20传递给前纵梁30的碰撞能量，进而减少传递到乘员舱的碰撞能量，有助于提高整车碰撞安全性。
[0034]
在一实施例中，如图2和图3所示，前纵梁30靠近吸能盒20的一端设有第一压溃槽31。第一压溃槽31是设置在前纵梁30上的用于诱导压溃的结构，具体是在前纵梁30上设置的开孔槽。本示例中，第一压溃槽31设置在前纵梁30与吸能盒20相连的一端，即前纵梁30前端上，可以诱导前纵梁30前端在吸能盒20压溃变形之后优先开始压溃吸能，减少传递到前纵梁30后端的碰撞能量，进而减少传递到乘员舱的碰撞能量，有助于提高整车碰撞安全性。
[0035]
作为一示例，为了保证吸能盒20和前纵梁30的压溃稳定吸能，可采用挤压铝合金作为压溃吸能的主材料，即吸能盒20和前纵梁30为挤压铝合金结构。具体地，吸能盒20和前纵梁30可以采用性价比较高，折弯性能较好的6系挤压铝合金结构，以提高吸能盒20和前纵梁30的吸能效果，有助于降低前机舱总成结构的整体重量，实现车身轻量化设计；而且，前机舱总成结构的整体重量降低时，可以有效降低碰撞过程中的加速度，有助于提高整车碰撞安全性。
[0036]
在一实施例中，如图5和图6所示，前副车架50包括平行相对设置的两个轴向梁51和设置在两个轴向梁51之间的横向梁52，轴向梁51上设有第二压溃槽54。
[0037]
其中，第二压溃槽54是设置在轴向梁51上的用于诱导压溃的结构，具体是在轴向梁51上设置的开孔槽。本示例中，前副车架50包括两个平行相对设置的轴向梁51，该轴向梁51与前纵梁30平行，每个轴向梁51上均设有第二压溃槽54，用于在碰撞能量传到到轴向梁51时优先开始压溃吸能，有效减少传到轴向梁51的碰撞能量，进而减少传递到乘员舱的碰撞能量，有助于提高整车碰撞安全性。
[0038]
本示例中，前副车架50还包括设置在两个轴向梁51之间的横向梁52，横向梁52的两端分别与两个轴向梁51相连，且横向梁52的数量为至少两个，使得横向梁52与轴向梁51配合形成多个传力通道，可以有效分散吸能盒20传递给前纵梁30的碰撞能量，进而减少传递到乘员舱的碰撞能量，有助于提高整车碰撞安全性。可以理解地，设置在两个轴向梁51之间的至少两个横向梁52之间可以相互平行，也可以不平行。
[0039]
作为一示例，轴向梁51和横向梁52可以采用性价比较高，折弯性能较好的6系挤压铝合金结构，以提高其吸能效果，并有助于降低前机舱总成结构的整体重量，实现车身轻量化设计。
[0040]
在一实施例中，如图5所示，前副车架50还包括用于连接轴向梁51和横向梁52的车架连接件53，车架连接件53上设有连接加强筋。车架连接件53是设置在轴向梁51与横向梁52之间的连接件。连接加强筋是设置在车架连接件53上的加强筋，有助于提高车架连接件53的刚度。本示例中，车架连接件53上设有连接加强筋，可以有效提高轴向梁51与横向梁52连接点的刚度，有助于保障汽车整体刚度。
[0041]
作为一示例，为了保障前副车架50的碰撞刚度，可以使车架连接件53的材料刚度比轴向梁51和横向梁52的材料刚度高，例如，车架连接件53可以采用压铸铝合金结构，而轴向梁51和横向梁52采用挤压铝合金结构，可以有效降低前副车架50的重量，并保障轴向梁51与横向梁52连接点的刚度。
[0042]
现有防撞梁10、吸能盒20、前纵梁30、副车架安装盒40和前副车架50均为钢制结构的前机舱总成结构，在正面碰撞时，吸能盒20和前纵梁30容易发生弯折，不利于碰撞能量的吸收，且两者连接点刚度需求加强，存在整车重量大，无法实现轻量化设计，且容易导致碰撞过程中加速度较大，加重对乘员舱内乘员的伤害风险。现有防撞梁10、吸能盒20、前纵梁30、副车架安装盒40和前副车架50均为挤压铝合金结构的前机舱总成结构，前副车架50与前纵梁30需采用较多的安装点，才可以满足安装刚度需求，导致前机舱总成结构连接较复杂。
[0043]
在一实施例中，防撞梁10、吸能盒20和前纵梁30为挤压铝合金结构，副车架安装盒40为钢制结构。
[0044]
作为一示例，防撞梁10、吸能盒20和前纵梁30为挤压铝合金结构，前副车架50既可以为挤压铝合金结构，也可以为挤压铝合金结构与压铸铝合金结构相结合(即轴向梁51和横向梁52为挤压铝合金结构，而车架连接件53为压铸铝合金结构)，副车架安装盒40为钢制结构的前机舱总成结构，吸能效果较好，整体重量较轻，有助于提高整车碰撞安全性，且安装刚度好，连接较简单。相比于所有部件均为钢制结构的前机舱总成结构，挤压铝合金结构的吸能盒20和前纵梁30折弯性良好，可以有效吸收碰撞能量，有助于降低前机舱总成结构
的整体重量，以实现车身轻量化设计；而且，前机舱总成结构的整体重量降低时，可以有效降低碰撞过程中的加速度，有助于提高整车碰撞安全性。相比于所有部件均为挤压铝合金结构的前机舱总成结构，采用钢制结构的副车架安装盒40，使用较少的安装点，即可满足安装刚度需求，使得前机舱总成结构连接结构较简单。
[0045]
在一实施例中，防撞梁10的刚度高于吸能盒20的刚度，吸能盒20的刚度等于前纵梁30的刚度。为了保证防撞梁10两侧的传力通道都能均匀受力，可采用更高强度的防撞梁10，即使得防撞梁10的刚度高于吸能盒20和前纵梁30的刚度。本示例中，为了保证轻量化需求和刚度需求，可使吸能盒20和前纵梁30采用性价比较高，折弯性能较好的6系挤压铝合金结构，此时，吸能盒20的刚度等于前纵梁30的刚度，可保障吸能盒20和前纵梁30的吸能效果；防撞梁10采用刚度更好的7系挤压铝合金结构，此时，防撞梁10的刚度高于吸能盒20的刚度。
[0046]
在一实施例中，如图2和图7所示，副车架安装盒40包括安装盒本体41和从安装盒本体41延伸出的纵梁连接件42，安装盒本体41与前副车架50相连，纵梁连接件42与前纵梁30通过流钻螺钉43相连。
[0047]
其中，安装盒本体41是用于连接前副车架50的部位。纵梁连接件42是用于连接前纵梁30的部位。流钻螺钉43是采用fds工艺在两个连接件之间形成的连接结构，包括旋转加热、穿透、通孔、拧螺纹和紧固等工序形成的连接结构，而fds工艺是一种单面连接工艺。
[0048]
作为一示例，副车架安装盒40的安装盒本体41可以呈长方体或者正方体形状，该安装盒本体41的侧面上设有用于装配前副车架50的安装孔。本示例中，纵梁连接件42包括从安装盒本体41向竖直方向延伸的平行相对设置的两个坚向连接件421和从安装盒本体41沿水平方向向外延伸的两个横向连接件422，以使两个坚向连接件421和两个横向连接件422配合形成用于装配前纵梁30的空间，两个坚向连接件421和两个横向连接件422均通过流钻螺钉43与前纵梁30相连，以保证副车架安装盒40与前纵梁30的连接刚度，实现在满足安装刚度需求的情况下，无需采用较多的安装点，以使前机舱总成结构连接结构较简单。
[0049]
在一实施例中，如图1和图2所示，前机舱总成结构还包括用于连接前纵梁30和前副车架50的连接加强结构60，连接加强结构60为压铸铝合金结构。
[0050]
其中，连接加强结构60是用于连接前纵梁30和前副车架50的部件，该连接加强结构60还用于连接白车身的结构。
[0051]
为了配合前纵梁30在碰撞过程中的稳定压溃吸能，在前纵梁30后端和前副车架50后端设计连接加强结构60，以通过连接加强结构60连接前纵梁30、前副车架50和白车身，提高整车连接刚度。本示例中，在前纵梁30为挤压铝合金结构，前副车架50为挤压铝合金结构，或为挤压铝合金结构与压铸铝合金结构相结合时，连接加强结构60为压铸铝合金结构，由于压铸铝合金结构的材料刚度高于挤压铝合金的材料刚度，因此，可以有效提高前纵梁30和前副车架50的连接刚度，以保证在满足安装刚度需求的情况下，无需采用较多的安装点，以使前机舱总成结构连接结构较简单。
[0052]
在一实施例中，如图4所示，防撞梁10、吸能盒20和前纵梁30均为管状结构件32，管状结构件32内设有内置加强筋33。本示例中，防撞梁10、吸能盒20和前纵梁30均为管状结构件32，可以有效降低防撞梁10、吸能盒20和前纵梁30所形成的前机舱总成结构的重量，以实现车身轻量化设计；管状结构件32内设有内置加强筋33，可以有效提高管状结构件32的刚
度，以保障前机舱总结结构的刚度，提高碰撞吸能效果。
[0053]
本发明实施例还提供一种汽车，该汽车包括上述实施例中的前机舱总成结构。由于前机舱总成结构中吸能盒20与前纵梁30相连，且吸能盒20的横向截面面积小于前纵梁30的横向截面面积，使得在防撞梁10受到正面碰撞时，位于前端位置的吸能盒20先压溃吸能，可以有效保障前机舱总成结构的压溃吸能效果，减少传递给前纵梁30的碰撞能量；而且，前纵梁30上装配有副车架安装盒40，且前副车架50与副车架安装盒40和前纵梁30相连，以使前纵梁30、副车架安装盒40和前副车架50之间配合形成多个传力通道，可以有效分散吸能盒20传递给前纵梁30的碰撞能量，进而减少传递到乘员舱的碰撞能量，有助于提高整车碰撞安全性。
[0054]
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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