一种前机舱吸能框架的制作方法

本实用新型涉及汽车白车身技术领域，尤其涉及一种前机舱吸能框架。

背景技术：

汽车白车身通常可划分成前机舱、乘员舱以及行李舱。其中，前机舱作为车身承受正面碰撞时的主要结构，必须具有通过合理变形来充分吸收碰撞能量和有效分散、传递冲击载荷的功能，从而达到保护乘员舱的目的。

如中国发明专利(CN 106043184A)公开了一种车身碰撞吸能结构，包括前防撞梁总成和前纵梁总成，前防撞梁总成包括防撞梁本体和吸能盒。吸能盒采用铝型材制成且内部具有空腔，吸能盒的横截面为“8”字形。前纵梁总成包括沿纵向依次连接的前段封板、前纵梁前段、中段封板、前纵梁中段和前纵梁后段，且前纵梁前段和前纵梁中段处于与纵向相平行的同一直线上。前纵梁后段为朝向前纵梁中段的后侧下方倾斜延伸，并且，前纵梁后段的下端部与位于前纵梁中段后侧斜下方的地板前横梁固定连接。门槛梁为车身骨架底部沿纵向延伸的部件，地板前横梁为位于两个门槛梁之间沿横向延伸的部件。利于正面碰撞的冲击载荷向地板前横梁上传递。

虽然上述车身碰撞吸能结构通过采用横截面形状为“8”字形的吸能盒可提高车身碰撞的吸能效果，但是，在碰撞过程中，对于吸能盒未能吸收的碰撞能量几乎全部以纵向冲击载荷方式施加给前纵梁前段，并由前纵梁总成将部分冲击载荷继续向乘员舱传递。因此，这种车身碰撞吸能结构存在碰撞能量传递路径单一、不够充分、连续的问题，无法有效吸收和分散碰撞能量，因而对乘员舱的碰撞保护作用十分有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种有效吸收和分散碰撞能量的前机舱吸能框架，旨在减小乘员舱框架的变形，从而为车内乘员提供较优的碰撞安全保护。

为便于对前机舱吸能框架做出清楚的描述，先定义车辆的长度方向为纵向，并定义车辆的宽度方向为横向，其中，进一步定义车辆上车头所指方向定义为前方向。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种前机舱吸能框架，具有如下的特征：其包括一根防撞梁和两个规格相同且左右对齐的吸能单元，吸能单元设置在防撞梁的左、右端部。其中，吸能单元包括前纵梁和吸能盒，前纵梁由乘员舱框架的地板向前悬伸形成，吸能盒设置在防撞梁和相应的前纵梁之间。前纵梁的后段支承减震塔座，减震塔座向前伸出一根上连杆，并且，两根上连杆由平行于防撞梁的上横梁搭接。

此种结构的前机舱吸能框架中，防撞梁、吸能盒、前纵梁组合形成主吸能结构，上连杆和上横梁组合形成上辅助吸能结构。首先，当车身前端发生纵向碰撞时，相互搭接的主吸能结构和上辅助吸能结构能够在尽可能多吸收碰撞能量的前提下沿不同路径快速分散传递剩余的碰撞能量，并且，剩余的碰撞能量能够沿各传递路径进一步衰减。因此，纵向传递至乘员舱框架的碰撞能量被大幅减弱，尽可能减小乘员舱框架的变形，从而为乘员提供较优的碰撞安全保护。

其次，在车辆前端发生纵向碰撞的前期，前机舱吸能框架的充分吸能作用促使车身(由车身惯性产生)加速度在低于40G的范围内快速提高，使得车身加速度曲线与时间轴围成的图形更加趋近于矩形，因此，在车身发生碰撞后的极短反弹时间内吸收尽可能多的碰撞能量，从而防止过大的碰撞能量威胁到乘员舱框架。

再次，在此种前机舱吸能框架中，上下布置的主吸能结构和上辅助吸能结构能够在不影响防碰撞性能的前提下缩小前机舱的吸能空间，从而可适用于结构紧凑的微型或小型电动汽车。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：防撞梁和吸能单元均由铝合金材质制成。

此种结构的前机舱吸能框架充分利用铝合金质量轻、刚度高、易于成型的优点以实现车身轻量化，从而有利于提高电动汽车的续航里程。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：所述吸能单元还包括竖向支架，所述竖向支架搭接在前纵梁与吸能盒之间，使得所述竖向支架和所述前纵梁结合形成T形结构。

此种结构的前机舱吸能框架能够对上辅助吸能结构的前端提供有效支撑作用。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：两根上连杆的前端逐渐靠拢，并且，上连杆与竖向支架相搭接。

此种结构的前机舱吸能框架能够充分考虑车身造型和车灯安装位置，并利用竖向支架分散上辅助吸能结构传递的碰撞能量。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：上连杆开设有若干导溃槽。

此种结构的前机舱吸能框架能够降低上辅助吸能结构的刚性，提高车辆的行人保护性能。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：吸能盒与前纵梁前后对齐，并且，上连杆和上横梁位于同一水平高度。

此种结构的前机舱吸能框架能够充分发挥吸能盒溃缩过程中发挥的吸能作用。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：还包括上边梁，上边梁的两端分别连接上连杆和乘员舱框架的A柱。

此种结构的前机舱吸能框架，上边梁可防止上连杆在车辆纵向碰撞过程中发生弯曲变形，并且，上边梁还可将上连杆向后传递的部分碰撞能量分散的传递至A柱。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：减震塔座的上端连接上边梁。

此种结构的前机舱吸能框架，上边梁能够给减震塔座的顶部提供可靠支撑并有效固定。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：所述上横梁位于所述防撞梁的后上方。

此种结构的前机舱吸能框架有利于车身的行人保护。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：竖向支架的下端与地板之间由副车架纵向连接，并且，每根竖向支架的下端分别向前伸出一根下连杆，两根下连杆由平行于防撞梁的下横梁搭接，下连杆、下横梁、副车架位于同一水平高度。

此种结构的前机舱吸能框架中，下连杆和下横梁组合形成前机舱吸能框架的下辅助吸能结构，可防止底盘部分的副车架或控制臂纵向碰撞时因受到冲击载荷而发生断裂。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：下连杆可替换成吸能盒。

此种结构的前机舱吸能框架，采用吸能盒替换下连杆可降低下辅助吸能结构的刚性，从而尽可能多地吸收碰撞能量以减小纵向传递的剩余碰撞能量。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：防撞梁和下横梁竖向对齐。

此种结构的前机舱吸能框架能在车辆纵向碰撞的前期同时发挥主吸能结构和下辅助吸能结构的吸能作用。

进一步的，上述的前机舱吸能框架中，还具有如下特征：上横梁和下横梁由同种铝合金型材制成。

此种结构的前机舱吸能框架采用同种型材制造上横梁和下横梁，可提高铝合金型材的通用性，降低模具设备成本。

附图说明

图1是一种白车身的立体图。

图2是一种前机舱吸能框架的侧视图。

图3是一种前机舱吸能框架的立体图。

图4是另一种前机舱吸能框架的侧视图。

图5是另一种前机舱吸能框架的立体图。

图6是又一种前机舱吸能框架的侧视图。

图7是又一种前机舱吸能框架的立体图。

附图中，粗箭头线表示碰撞能量的传递路径；100、前机舱吸能框架；200、乘员舱框架；201、地板；202、门槛梁；203a、A柱下段；203b、A柱上段；1、防撞梁；2、吸能单元；21、前纵梁；22、竖向支架；23、吸能盒；24、减震塔座；25、上连杆；251、导溃槽；26、上边梁；27、下连杆；3、上横梁；4、副车架；5、下横梁。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

<实施例一>

图1是一种白车身的立体图。如图1所示，本实施例提供了一种前机舱吸能框架100，该前机舱吸能框架100与乘员舱框架200共同形成如图1所示的白车身。

图2是一种前机舱吸能框架的侧视图。如图2所示，乘员舱框架200的地板201于横向两端分别沿纵向布置一根门槛梁202。

图3是一种前机舱吸能框架的立体图。如图2和图3所示，本实施例提供的前机舱吸能框架100包括一根防撞梁1和两个规格相同且左右对齐的吸能单元2，两个吸能单元2分别设置在防撞梁1的左、右端部。

其中，如图2所示，吸能单元2包括前纵梁21、竖向支架22和吸能盒23，前纵梁21由乘员舱框架200的地板201向前悬伸形成，吸能盒23设置在防撞梁1和相应的前纵梁21之间；即防撞梁1、吸能盒23以及前纵梁21组合形成主吸能结构。另外，竖向支架22搭接在前纵梁21与吸能盒23之间，使得竖向支架22和前纵梁21结合形成T形结构。

前纵梁21的后段支承减震塔座24，减震塔座24向前伸出一根上连杆25，并且，两根上连杆25由平行于防撞梁1的上横梁3搭接，上横梁3位于防撞梁1的后上方，即上连杆25和上横梁3组合形成上辅助吸能结构。

两根上连杆25的前端逐渐靠拢，并且，上连杆25与竖向支架22相搭接。另外，上连杆25开设有若干导溃槽251。若干导溃槽251可沿上连杆25的长度方向均布，也可以集中分布于上连杆25的若干个横截面处。

在各吸能单元2中，吸能盒23与前纵梁21前后对齐。即吸能盒23、竖向支架22以及前纵梁21形成十字架结构。相类似的，上连杆25和上横梁3位于同一水平高度。

上横梁3为铝合金挤压型材，并且，上横梁3的横向宽度小于防撞梁1的横向宽度。

如图3所示，当车身前端发生纵向碰撞时，主吸能结构的防撞梁1将碰撞能量分散给两边的吸能盒23，吸能盒23溃缩吸收部分碰撞能量后将剩余的碰撞能量直接纵向传递至前纵梁21的前端。

上辅助吸能结构的上横梁3将吸收后剩余的碰撞能量分散给两边的上连杆25，并且，上连杆25将一部分碰撞能量向后传递至减震塔座24，再由减震塔座24将碰撞能量向下传递至前纵梁21的后段；同时，上连杆25承受的另一部分碰撞能量由竖向支架22向下传递至前纵梁21的前端。

再由前纵梁21的后端将汇集的剩余碰撞能量后续传递给地板201，尤其是将剩余碰撞能量引导至高刚度的门槛梁202以尽可能减小乘员舱框架200的变形。

<实施例二>

在本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记并省略相同的文字说明。

图4是另一种前机舱吸能框架100的侧视图。如图4所示，相对于实施例一，在本实施例提供的前机舱吸能框架100中，还包括一根近似呈镰刀状的上边梁26，上边梁26的两端分别连接上连杆25和乘员舱框架200的A柱。另外，减震塔座24的上端连接上边梁26。

其中，A柱分为A柱下段203a和A柱上段203b，上边梁26的后端连接A柱下段203a，并且，A柱下段203a连接门槛梁202，A柱上段203b连接顶棚纵梁。

图5是另一种前机舱吸能框架100的立体图。如图5所示，相对于实施例一，本实施例提供的前机舱吸能框架100具有这样的优点：当车身前端发生碰撞时，上辅助吸能结构吸收部分碰撞能量后传递的剩余碰撞能量还增加了一条传递路径，即上连杆25承受的部分碰撞能量经上边梁26向后传递至A柱下段203a，从而使得上辅助吸能结构承受的碰撞能量分散成三条传递路径，减少了汇集给前纵梁21的碰撞能量,可有效防止前纵梁21弯曲变形导致内置于前机舱吸能框架100中的动力系统部分受损。另外，A柱下段203a将衰减的碰撞能量进一步分散传递至门槛梁202和A柱上段203b。进而使得乘员舱框架200的受力更为均匀合理，大幅度提高乘员舱框架200的安全性能。

<实施例三>

在本实施例中，与实施例一、实施例二相同的部分，给予相同的附图标记并省略相同的文字说明。

图6是还一种前机舱吸能框架100的侧视图。如图6所示，相对于实施例一和实施例二，本实施例提供的技术方案中，竖向支架22的下端与地板201之间由副车架4纵向连接，并且，每根竖向支架22的下端分别向前伸出一根下连杆27，两根下连杆27由平行于防撞梁1的下横梁5搭接，由下连杆27和下横梁5组合形成前机舱吸能框架100的下辅助吸能结构。

本实施例中，下连杆27、下横梁5以及副车架4位于同一水平高度，并且，防撞梁1和下横梁5竖向对齐，另外，上横梁3和下横梁5由同种铝合金型材制成。

值得说明的是，下连杆27可替换成吸能盒23。并且，连接下横梁5的吸能盒23和连接防撞梁1的吸能盒23规格相同。

图7是还一种前机舱吸能框架100的立体图。如图7所示,相对于实施例一和实施例二，本实施例提供的前机舱吸能框架100具有这样的优点：吸收部分碰撞能量后传递的冲击载荷分散成两条传递路径，其中一条传递路径中，部分冲击载荷由竖向支架22向上汇集到前纵梁21的前端，并由前纵梁21向后传递至地板201；另一条传递路径中，部分冲击载荷由副车架4直接传递至乘员舱框架200的地板201，以分散地板201前端所受的冲击载荷，进一步防止乘员舱框架200的变形。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本实用新型的保护范围。