本实用新型涉及汽车领域，具体涉及一种仪表板横梁总成及汽车。
背景技术：
汽车的仪表板横梁总成是仪表板系统的内部骨架，为仪表板系统中的部件以及座舱内的一些部件提供支撑和安装位置，同时，仪表板横梁总成还用作仪表板系统与白车身的连接支架。与白车身连接时，仪表板横梁总成的左右两端与车身侧围连接，前方则连接到车身前围，能够加强整个车身的强度，并在车辆发生碰撞时有效保护车内乘员。
当车辆受到碰撞时，尤其是受到正面碰撞时，为了减小车内乘员受到的撞击力，需要车身部件具有一定的缓冲吸能能力，现有汽车一般由前舱和前保险杠来完成缓冲吸能。但是如果碰撞力较大，前舱和前保险杠的变形尚不能吸收足够的能量，那么撞击力将通过仪表板横梁总成传递给车内人员，从而威胁到车内人员的安全。公告号为CN203581135U的专利申请公开了一种汽车前舱吸能支架，用于保护车内人员的安全。其中的吸能结构由两个长条形的薄片支架组成，包括圆弧形的主支架以及焊接于主支架的副支架。在发生碰撞时通过圆弧形的主支架发生弹性变形来吸收碰撞能量。但是该方案的缺点在于，吸能结构在变形时无法准确控制变形量与变形轨迹，可靠性不足。
另外，为了达到汽车的低碳化要求，汽车各结构件都越来越趋向于轻量化。镁、铝等合金材料的密度低，能有效降低零件重量，越来越受主机厂重视，已经作为轻量化材料广泛地运用到汽车底盘、发动机与车身结构件上。但是现有的仪表板横梁总成中，管柱安装支架为一个不可拆分的整体部件，不能用同一个模具挤出，由于其结构不对称，因此一般采用利用钢材通过铸造或冷压冲压工艺来制造，加工时需要借助专门的模具进行，而模具的费用高昂，开发验证周期长，限制了仪表板横梁总成的轻量化。
技术实现要素：
本实用新型提供一种改进的仪表板横梁总成，以解决上述至少一个技术问题。
为解决上述问题，本实用新型提供一种仪表板横梁总成，包括：主梁，以及连接于所述主梁的管柱安装支架、前围支架、端支架等；所述管柱安装支架包括各自独立成型的第一支架、第二支架，所述第一支架、第二支架分别连接于所述主梁在宽度方向的两侧、且分别为转向管柱提供安装点；所述第二支架沿所述主梁长度方向的两侧分别设有所述第一支架，所述第二支架与两侧所述第一支架的距离不相等。
可选的，所述第一支架、所述第二支架均为等截面挤出件。
可选的，所述管柱安装支架作为左舵管柱安装支架，或作为右舵管柱安装支架。
可选的，还包括：PAB安装支架和空调安装支架；所述PAB安装支架具有第一部分和第二部分，所述第一部分包含安装点，所述第二部分用于固定在所述主梁上；所述空调安装支架的结构与所述PAB安装支架的第一部分的结构相同。
可选的，所述PAB安装支架和空调安装支架为等截面挤出件。
可选的，所述主梁上设有线束安装槽；所述线束安装槽在所述主梁的长度方向贯穿所述主梁。
可选的，所述主梁为等截面挤出件。
可选的，还包括：前围支架，所述前围支架固定于所述主梁，且沿所述主梁的宽度方向伸出；所述前围支架为等截面挤出件。
可选的，所述前围支架具有碰撞变形区，所述碰撞变形区上设置有变形引导凹槽，所述变形引导凹槽通过等截面挤出成型。
可选的，所述变形引导凹槽具有间隔排布的若干个。
可选的，还包括端支架；所述主梁的横向两端分别连接有所述端支架，所述主梁两端的端支架具有相同的结构；所述端支架为等截面挤出件。
可选的，所述仪表板横梁总成中的各个等截面挤出件为铝合金件。
本实用新型还提供一种汽车，其包括上述任一项所述的仪表板横梁总成。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：
管柱安装支架包括各自独立成型的第一支架、第二支架，对于左舵和右舵的车型，只需要改变第一支架、第二支架的安装位置即可，因此管柱安装支架可以为左舵管柱安装支架，也可以为右舵管柱安装支架，以适用不同的车型，不用重新开模具，降低成本。
进一步，主梁上设有线束安装槽，可以有效改善仪表板线束的布置空间与安装固定方式。
进一步，仪表板横梁总成各部件均可以为等截面挤出件，采用挤出工艺制造，相比于现有的冷轧冲压工艺或铸造工艺，挤压工艺的开模成本更低、开发周期更短，有利于轻量化的推广。
附图说明
图1从正面示出了本实用新型实施例的仪表板横梁总成的立体结构；
图2从背面示出了本实用新型实施例的仪表板横梁总成的立体结构；
图3示出了本实用新型实施例的仪表板横梁总成的前围支架的侧视结构；图3a为前围支架未受外力时的结构，图3b为前围支架在纵向外力作用下发生压溃变形的结构；
图4示出了本实用新型实施例的仪表板横梁总成的主梁沿后视方向的局部结构以及主梁的侧视结构；图4a为主梁面向前围支架一侧的视图，图4b 为主梁沿横向Y的视图；
图5示出了本实用新型实施例的仪表板横梁总成的端支架的立体结构以及剖面结构；图5a为立体结构图，图5b为沿图5a中A-A方向的剖面图；
图6示出了本实用新型实施例的仪表板横梁总成的PAB安装支架以及空调安装支架的侧视结构；图6a为PAB安装支架的侧视图，图6b为空调安装支架的侧视图；
图7示出了本实用新型实施例的变形例中右舵车型的仪表板横梁总成的立体结构。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
需要注意，本实施例中所称的“左”、“右”，分别以车辆的左、右方向相同。
本实用新型提供一种仪表板横梁总成，参照图1、图2所示，包括主梁 10，以及连接于主梁10前围支架20、端支架30、管柱安装支架40、PAB安装支架50和空调安装支架60等。
本实施例中，主梁10、前围支架20、端支架30、管柱安装支架40、PAB 安装支架50和空调安装支架60均可以为等截面挤出件，以在保证结构强度的同时，减轻仪表板横梁总成的重量，降低成本。
其中，前围支架20固定于所述主梁10，且沿所述主梁10的宽度方向(即车辆的纵向X)伸出。前围支架20在纵向X的两端分别固定于主梁10和车身前围。其中，主梁10的长度方向Y(即横向)与车宽方向一致，车辆的纵向X与主梁10的长度方向Y垂直，即与车长方向一致。图1中Z方向表示车辆的高度方向。
前围支架20一方面可以将仪表板横梁总成连接至车身前围，另一方面还可以为组合仪表部件提供安装点，实现一物多用，减少支架数量，从而降低仪表板横梁总成的重量和成本。
本实施例中，前围支架20为等截面挤出件，且沿所述主梁10的长度方向Y，所述前围支架20在任一位置的横截面均相同。
参照图3所示，前围支架20具有碰撞变形区S1，碰撞变形区S1具有形成为前围支架部分轮廓的外壁21，外壁21上设置有变形引导凹槽22，所述变形引导凹槽22通过等截面挤出成型。
其中，碰撞变形区S1的设置位置不限，可以位于前围支架20靠近主梁 10的一端，也可以位于前围支架20背向主梁10的一端，或者将整个前围支架20均设置为碰撞变形区。本实施例的碰撞变形区S1位于前围支架20的前端，即背向主梁10的一端。
变形引导凹槽22可以作为前围支架20的溃缩部位。在受到沿纵向X的外力时，前围支架20能够在变形引导凹槽22的部位发生压溃变形。当车辆发生正面碰撞时，通过前围支架20的压溃变形，可以吸收碰撞能量，从而减少车内转向管柱的位移量，使安全气囊能在正确位置及时弹出，以增强汽车的安全性能、减少对乘员的伤害。并且，变形引导凹槽22能够对前围支架20 的变形量以及变形轨迹进行引导，使其按照预定的轨迹进行变形，对其变形的控制更加精准。
本实施例中，沿朝向主梁10的方向，前围支架20分为碰撞变形区S1(图 2中虚线左边部分所示)、碰撞保持区S2(图3中虚线右边部分所示)，前围支架20与主梁10的连接位置处于碰撞保持区S2。碰撞变形区S1的强度低于碰撞保持区S2，更容易被压溃变形。当发生碰撞时，碰撞变形区S1将发生溃缩变形，碰撞保持区S2则相对而言更不容易发生变形，以满足对转向管柱的支撑要求。
其中，前围支架20具有内部空腔，为了加强前围支架20碰撞保持区S2 的强度，前围支架20的内部空腔在碰撞保持区S2中设有加强板23。优选的，碰撞变形区S1中不设置加强板23，以免影响该区域的变形吸能能力。
参照图3，图3为前围支架沿横向Y的视图，其中图3a为前围支架20 未受外力时的结构，图3b为前围支架20在纵向外力作用下发生压溃变形的结构。本实施例中，变形引导凹槽22的凹面向外，则弯曲时碰撞变形区S1 朝向内部空腔变形。在其他实施例中，也可以将变形引导凹槽22的凹面朝向内部空腔，使得弯曲时碰撞变形区S1向外弯曲变形。
优选的，以图3为例，当碰撞变形区S1在变形引导凹槽22处发生压溃变形时，将在各个变形引导凹槽22处按照各自的弯折行程来弯折，且彼此的弯折行程相互独立不交叉、相互之间尽可能不发生干涉，以免影响整个前围支架20的变形吸能。
进一步地，参照图4，其中图4a为主梁10面向前围支架20一侧的视图，图4b为主梁10沿横向Y的视图。主梁10上设有贯穿主梁10的长度方向Y (即横向)两端的线束安装槽11。
如图4，线束安装槽11位于主梁10面向前围支架20的一侧表面、且凹设于所在表面，使得线束安装槽11的横截面呈现为一个具有缺口的圆形。安装时，线束12从线束安装槽11的缺口中压入，并通过过盈配合卡紧在线束安装槽11中，其中图4b的虚线圆圈部分表示线束12。
相比现有将线束通过卡扣直接固定在主梁10上并全部暴露在外的结构，本实施例将线束12隐藏在主梁10内，线束12更整齐，有效地改善了线束的布置情况，并且可以通过徒手安装，安装更加简易。
参照图1、图2并结合图5，主梁10的横向两端分别连接有端支架30，每个端支架30连接于主梁10的端部。并且，主梁10两端的端支架30具有相同的结构。也就是说，主梁10横向两端的端支架30可以通过同一模具来制造。
本实施例中，端支架30为等截面挤出件，通过挤出工艺来制造。
如图5b所示，端支架30包括横截面呈L形且相互叠置的第一板面31、第二板面32。第一板面31、第二板面32之间具有间隔，间隔内设有分别与第一板面31、第二板面32连接的加强筋33。加强筋33有多个且间隔设置，用于在各个部位加强端支架30的强度。
如图5a所示，端支架30具有用于插设主梁10的安装孔34，以及用于连接车身侧围的连接孔35。由于在安装孔34和连接孔35的部位，端支架30需要承受较大的力，强度要求要高于端支架30的其他区域，因此，本实施例设置：安装孔34和连接孔35具有在第一板面31、第二板面32之间的内壁，如图5b中标号e所示。也就是说，在安装孔34和连接孔35的内壁位置，第一板面31、第二板面32形成为一体结构，以支撑各个孔所在位置的强度。
另外，就端支架30的整体而言，在靠近L形折角区域的受力要大于边缘区域，因此本实施例中，第一板面31、第二板面32中，靠近L形折角区域的板厚大于其余部分的板厚。根据受力情况，在受力大的区域、材料设置得较厚，在受力较小的区域、材料设置得较薄，可以在保证端支架30的支撑能力的同时，减小材料，降低重量和材料成本。
如图5b，对于第一板面31、第二板面32而言，区域a位置的厚度要小于区域b位置的厚度，区域c位置的厚度则要小于区域d位置的厚度。需要注意的是，本实施例中，端支架30通过挤出工艺形成，因此在端支架30的挤出方向上，任意横截面的形状均相同。
继续参照图1、图2所示，管柱安装支架40包括第一支架41、第二支架 42，第一支架41、第二支架42各自独立成型，并分别连接于主梁10在宽度方向的两侧，且分别为转向管柱提供安装点。
其中，第二支架42沿所述主梁10长度方向的两侧分别设有所述第一支架41，所述第二支架42与两侧所述第一支架41的距离不相等。具体而言，由于转向管柱具有倾斜度，为了匹配转向管柱上的安装位置，第二支架42更靠近其中一个第一支架41。
本实施例中，第一支架41具有两个、且位于主梁10背向前围支架20的一侧，安装时，转向管柱位于两个第一支架41之间，两第一支架41为转向管柱提供第一安装点。第二支架42则位于主梁10面向前围支架20的一侧，为转向管柱提供第二安装点。沿车身的高度方向，第一安装点略高于第二安装点，并对转向管柱在不同高度的位置分别进行固定。
本实施例中，由于管柱安装支架40中的第一支架41、第二支架42分别制造安装，彼此之间相互独立、没有连接关系，那么，对于左舵车型来说，即当方向盘位于驾驶舱的左侧时，只要将管柱支架40安装于主梁10的左侧，并调整第二支架42的位置以适应转向管柱的安装位置；对于右舵车型来说，即当方向盘位于驾驶舱的右侧时，只要将管柱支架40安装于主梁10的右侧，并调整第二支架42的位置以适应转向管柱的安装位置即可。
由此可见，管柱安装支架40可以为左舵管柱安装支架，也可以为右舵管柱安装支架。对于不同的车型，可以使用同一套管柱安装支架40，只需要调整第二支架42的相对位置即可，不用重新开模具，降低成本。
本实施例中，第一支架、第二支架均为等截面挤出件。
参照图1、图2并结合图6所示，PAB安装支架50用于支撑乘员侧安全气囊模块总成，空调安装支架60(结合参考图6b)则用于支撑汽车空调。PAB 安装支架50和空调安装支架60均位于主梁10背向前围支架20的一侧(结合参考图6a和图6b)。其中，PAB指的是乘员侧安全气囊模块总成(Passenger side Airbag)。
如图1，主梁10的中部设有两中央通道支架70，用于安装导航显示屏等。空调安装支架60位于两中央通道支架70支架之间。沿主梁10的横向Y，管柱安装支架40位于中央通道70的一侧，PAB安装支架50则位于中央通道支架70的另一侧。也就是说，空调安装支架60位于PAB安装支架50和管柱安装支架40之间。
对于左舵车型来说，由于方向盘在驾驶室的左侧，则管柱安装支架40位于主梁10的左侧，相应地，PAB安装支架50位于主梁10的右侧。对于右舵车型来说，由于方向盘在驾驶室的右侧，则管柱安装支架40、PAB安装支架 50的位置互换。
如图6，PAB安装支架50具有第一部分和第二部分，第一部分如图6a中虚线框出部分P所示、其中包含安装点51，用于安装PAB，第二部分则为虚线框出部分P之外的部分。空调安装支架60与第一部分的结构相同，其中的安装点用于安装空调。由此，在制造时，PAB安装支架50和空调安装支架 60可以共用一套模具，实现共模。
共模的方法有两种，第一种是：针对PAB安装支架50开发一套模具，模具的模腔形状与PAB安装支架50一致，在制造空调安装支架60时，只需要利用该模具与第一部分对应的模腔即可；第二种是：针对空调安装支架60开发一套模具、该模具的模腔形状与空调安装支架60一致，然后只针对PAB安装支架50的第二部分开发一套模具、该模具的模腔形状与第二部分一致，在制造PAB安装支架50时，只需要将两套模具进行组合即可形成PAB安装支架50的模具，避免重复开发，从而降低模具成本。
当适用于左舵车型时，如图1，前围支架20、管柱安装支架40安装于主梁10的作侧，PAB安装支架50安装于主梁10的右侧。当适用于右舵车型时，如图7所示，只需要将前围支架20、管柱安装支架40移至主梁10的右侧，将PAB安装支架50移至主梁10的左侧即可。可见，通过调整相关支架的左右相对位置，就可以做到同平台右舵车全部沿用左舵部件，降低开发成本。
需要注意的是，本实施例中，如前所述，由于管柱安装支架40中的第一支架41、第二支架42可以分别制造，然后再将第一支架41、第二支架42分别连接至主梁10、以形成满足安装条件的不对称结构，那么，对于第一支架 41、第二支架42而言，也可以采用铝合金、并分别通过挤出工艺来制造。相比于现有的冷轧冲压工艺或铸造工艺，挤压工艺的开模成本更低、开发周期更短，有利于轻量化。
由此，本实施例的仪表板横梁总成各个等截面挤出件的材质均为铝合金，即均为铝合金等截面挤出。在其他实施例中，各个等截面挤出件也可以采用其他满足轻量化要求的材料来挤出成型。
另外，主梁10的横截面形状不作限定，可以是圆管、方形管或异型管等，其可以是单件或通过多个不同截面的组件的组合而成，并且主梁10各部分的壁厚可以设置为均匀的、或根据受力情况设置为不均匀的。其余各部件与主梁10之间的固定方式可以是焊接、铆接或螺接、卡接等。
本实用新型还提供一种汽车，其包括上述仪表板横梁总成。
虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。