一种车辆前端框架及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆结构技术领域，尤其涉及一种车辆前端框架及车辆。


背景技术：

2.在汽车的车身结构中，前端框架通常由若干个钣金冲压件焊接而成，其一般包括上横梁、下横梁、左立柱和右立柱。其中，左立柱和右立柱用于连接车身，上横梁和下横梁用于固定前端冷却模块，同时上横梁还需要固定发动机罩锁。但此种金属结构的前端框架的重量一般较大，如果需要固定前大灯、前雾灯、喇叭、冷却管路、线束、发动机罩缓冲块、护板等其他零件，还需要相应增加钣金件的数量，会造成整体重量进一步提高，难以满足车辆的轻量化需求，不利于降低车辆能耗。
3.目前，采用增强塑料(多为玻璃纤维增强塑料)制造前端框架已成为实现车辆轻量化的有效手段。与钣金冲压件相比，增强塑料具有更轻的质量，尤其对于电动车，其能够在提升车辆续航方面提供较大的贡献。然而，对于电动车，其不仅需要轻量化来提高续航里程，由于其电机和电池的冷却要求较高，且前端外饰件的结构和功能更加复杂，所以还需要前端框架能够承载更大更重的冷却模块及更多的零件。但对于现有技术中的前端框架而言，其刚度一般较低，尺寸一般较小，通常都固定在车身左右纵梁之间或固定在前防撞梁上，即前端框架的宽度小于车身上左右纵梁整体的横向宽度，无法满足上述承载需求。
4.基于此，亟需一种车辆前端框架及车辆，用以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种车辆前端框架及车辆，车辆前端框架的整体刚度较高且尺寸较大，能够满足较大载荷和较多零件的承载需求。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明提供了一种车辆前端框架，包括依次连接成矩形框架的上横梁、左立柱、下横梁和右立柱，所述车辆前端框架还包括第一y形支架和第二y形支架；
8.所述第一y形支架设置在所述矩形框架内部的左侧，所述第一y形支架中的两个端部分别与所述上横梁的下侧抵接，所述第一y形支架中的另一个端部与所述左立柱的右侧抵接；
9.所述第二y形支架设置在所述矩形框架内部的右侧，所述第二y形支架中的两个端部分别与所述上横梁的下侧抵接，所述第二y形支架中的另一个端部与所述右立柱的左侧抵接；
10.所述上横梁、所述左立柱、所述下横梁、所述右立柱、所述第一y形支架和所述第二y形支架均为增强塑料件且一体成型。
11.可选地，所述上横梁的内部嵌设有第一金属加强板，且所述第一金属加强板沿所述上横梁的长度方向设置以形成上横梁加强段。
12.可选地，所述左立柱的内部嵌设有第二金属加强板，且所述第二金属加强板沿所
述左立柱的长度方向设置以形成左立柱加强段；
13.所述右立柱的内部嵌设有第三金属加强板，且所述第三金属加强板沿所述右立柱的长度方向设置以形成右立柱加强段。
14.可选地，所述车辆前端框架还包括发动机罩缓冲支撑件，所述发动机罩缓冲支撑件安装在所述上横梁的顶部。
15.可选地，所述左立柱上部的左侧连接有向左延伸的第一横梁，所述第一横梁上设置有左大灯固定孔；
16.所述右立柱上部的右侧连接有向右延伸的第二横梁，所述第二横梁上设置有右大灯固定孔。
17.可选地，所述车辆前端框架还包括第一加强梁和第二加强梁，所述第一加强梁和所述第二加强梁均由上到下倾斜设置；
18.所述第一加强梁的上端与所述第一横梁的下侧抵接，所述第一加强梁的下端与所述左立柱的左侧抵接；
19.所述第二加强梁的上端与所述第二横梁的下侧抵接，所述第二加强梁的下端与所述右立柱的右侧抵接。
20.可选地，所述左立柱下部的左侧连接有向左延伸的第三横梁，所述第三横梁上设置有左雾灯固定孔；
21.所述右立柱下部的右侧连接有向右延伸的第四横梁，所述第四横梁上设置有右雾灯固定孔。
22.可选地，所述上横梁上设置有冷却模块上固定孔，以固定所述车辆前端框架所在车辆中冷却模块的上部；
23.所述下横梁上设置有冷却模块下固定孔，以固定所述冷却模块的下部。
24.可选地，所述左立柱下部的右侧设置有向左凹陷的第一避让槽，以避让所述冷却模块；
25.所述右立柱下部的左侧设置有向右凹陷的第二避让槽，以避让所述冷却模块。
26.本发明还提供了一种车辆，其包括如上所述的车辆前端框架。
27.本发明的有益效果：
28.本发明提供了一种车辆前端框架及车辆，组成该车辆前端框架的上横梁、左立柱、下横梁、右立柱、第一y形支架和第二y形支架均为增强塑料件且一体成型，从而可保证整体结构的质量较轻。在此基础上，当上横梁承载时，可以通过第一y形支架从两个不同位置将上横梁所承受的载荷传递到左立柱上，并通过第二y形支架从两个不同位置将上横梁所受的载荷有效传递到右立柱上，从而有效提高了上横梁的承载能力，提升了车辆前端框架的整体刚度，提升了车辆前端框架整体的抗弯和抗扭能力。
29.进一步地，由于该车辆前端框架的整体刚度较高，所以能够设计成更大尺寸的前端框架，车辆前端框架的整体宽度可以与车身前端左右侧纵梁整体的横向宽度一致，从而同时满足较大载荷和较多零件的承载需求。
附图说明
30.图1是本发明实施例提供的车辆前端框架的第一视角的整体结构示意图；
31.图2是本发明实施例提供的车辆前端框架的第一视角的分解结构示意图；
32.图3是本发明实施例提供的车辆前端框架的第二视角的整体结构示意图。
33.图中：
34.1、上横梁；11、冷却模块上固定孔；2、左立柱；21、第一避让槽；3、下横梁；31、冷却模块下固定孔；4、右立柱；41、第二避让槽；5、第一y形支架；6、第二y形支架；
35.7、第一金属加强板；8、第二金属加强板；9、第三金属加强板；10、发动机罩锁安装孔；12、左纵梁连接孔；13、右纵梁连接孔；14、发动机罩缓冲支撑件；
36.15、第一横梁；151、左大灯固定孔；152、左车身连接孔；16、第一加强梁；17、第二横梁；171、右大灯固定孔；172、右车身连接孔；18、第二加强梁；19、第三横梁；191、左雾灯固定孔；20、第四横梁；201、右雾灯固定孔。
具体实施方式
37.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
38.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
41.本实施例提供了一种车辆前段框架，如图1
‑
图3所示，该车辆前端框架包括上横梁1、左立柱2、下横梁3和右立柱4、第一y形支架5和第二y形支架6。需要说明的是，图1为车辆前端框架的第一视角的整体结构示意图，图3为车辆前端框架的第二视角的整体结构示意图。其中，第一视角指从车辆前方看向车辆后方的视角，第二视角指从车辆后方看向车辆前方的视角。此外，对于左立柱2和右立柱4，其均以第二视角(或者说是驾驶员的视角)为基准进行命名。
42.具体地，上横梁1、左立柱2、下横梁3和右立柱4依次连接形成矩形框架。第一y形支架5设置在矩形框架内部的左侧，第一y形支架5中的两个端部分别与上横梁1的下侧抵接，第一y形支架5中的另一个端部与左立柱2的右侧抵接。第二y形支架6设置在矩形框架内部的右侧，第二y形支架6中的两个端部分别与上横梁1的下侧抵接，第二y形支架6中的另一个
端部与右立柱4的左侧抵接。
43.同时，上横梁1、左立柱2、下横梁3、右立柱4、第一y形支架5和第二y形支架6均为增强塑料件且一体成型。
44.按以上设置，由于组成车辆前端框架的上横梁1和左立柱2等主要结构件均为增强塑料件且一体成型，所以可保证整体质量较轻。在此基础上，当上横梁1承载时，可以通过第一y形支架5将上横梁1所承受的载荷传递到左立柱2上，并通过第二y形支架6将上横梁1所受的载荷有效传递到右立柱4上，进而通过左立柱2和右立柱4将载荷传递到车身上，从而有效提高了上横梁1的承载能力，提升了车辆前端框架的整体刚度，提升了车辆前端框架整体的抗弯和抗扭能力。进一步地，由于该车辆前端框架的整体刚度较高，所以能够设计成更大尺寸的前端框架，车辆前端框架的整体宽度可以与车身前端左右侧纵梁整体的横向宽度一致，同时满足较大载荷和较多零件的承载需求。
45.此外，需说明的是，由于第一y形支架5的两个端部均与上横梁1连接，所以可以从两个不同位置将上横梁1所承受的载荷传递给左立柱2，同理通过第二y形支架6可以从两个不同位置将上横梁1所承受的载荷传递给右立柱4，从而可使上横梁1受力更加均匀。本实施例中，沿左右方向，上述两个y形支架与上横梁1的四个连接点基本均匀分布在左立柱2和上横梁1的连接处与右立柱4和上横梁1的连接处之间。
46.进一步地，在该车辆前端框架的局部还设置有金属加强板，以增加结构刚度。
47.在此，结合图1和图2，对金属加强板的设置进行介绍。可选地，在上横梁1的内部嵌设有第一金属加强板7，且第一金属加强板7沿上横梁1的长度方向设置以形成上横梁加强段，从而有效提高了上横梁1的刚度。
48.本实施例中，在上横梁加强段上设置有发动机罩锁安装孔10，用以安装固定发动机罩锁。进一步地，发动机罩锁安装孔10共设置有两个，两个发动机罩锁安装孔10均朝向车辆前端框架的设置。具体结构上，在发动机罩锁安装孔10处焊接有螺母(直接焊接在第一金属加强板7上)以固定发动机罩锁。
49.进一步地，由图2可见，第一金属加强板7为具有u形横截面的钣金件。对于上横梁1，由于其为注塑件，所以结合图3可以看到上横梁1具有中空腔。在车辆前端框架注塑前，将第一金属加强板7的三边分别预埋到上横梁1中空腔的上表面、前表面和下表面设置，再使第一金属加强板7与上横梁1一起通过包塑工艺成型，即可完成制造，整体结构十分稳固可靠。由于钣金冲压工艺的表面尺寸精度要高于注塑工艺的表面尺寸精度，所以采用这种结构设置还能够有效提高发动机罩锁的装配精度。进一步地，由于第一金属加强板7采用薄板冲压而成，所以可进一步降低空间占用，提高空间利用率。
50.可选地，在左立柱2的内部嵌设有第二金属加强板8，且第二金属加强板8沿左立柱2的长度方向设置以形成左立柱加强段，从而能够有效提高左立柱2的刚度。类似地，在右立柱4的内部嵌设有第三金属加强板9，且第三金属加强板9沿右立柱4的长度方向设置以形成右立柱加强段，从而能够有效提高右立柱4的刚度。
51.本实施例中，在左立柱加强段上设置有左纵梁连接孔12用以连接车辆前端的左纵梁，在右立柱加强段上设置有右纵梁连接孔13用以连接车辆前端的右纵梁。按此设置，可有效解决左立柱2或右立柱4与车身直连可能导致的塑料脆性断裂问题。
52.如图2所示，第二金属加强板8和第三金属加强板9也均为具有u形横截面的钣金
件。其中，在车辆前端框架注塑前，将第二金属加强板8的三边分别预埋到左立柱2中空腔的左表面、前表面和右表面设置，将第三金属加强板9的三边分别预埋到右立柱4中空腔的左表面、前表面和右表面设置，再使第二金属加强板8与左立柱2一起通过包塑工艺成型，使第三金属加强板9与右立柱4一起通过包塑工艺成型，即可完成制造。
53.进一步地，结合图1和图2可以看到：第一y形支架5的上端抵接在了上横梁加强段的下侧，第一y形支架5的下端抵接在了左立柱加强段的右侧；第二y形支架6的上端抵接在了上横梁加强段的下侧，第二y形支架6的下端抵接在了右立柱加强段的左侧。按此设置，可以更加充分地发挥第一金属加强板7、第二金属加强板8和第三金属加强板9的加强作用。
54.第一金属加强板7、第二金属加强板8和第三金属加强板9的具体长度均可根据实际需要进行设置，在此不再赘述。此外，在其它实施例中，也可在下横梁3的内部嵌设金属加强板，以提高下横梁3的局部刚度。
55.下面，对该车辆前端框架的其它重要设置进行介绍。
56.如图1所示，车辆前端框架还包括发动机罩缓冲支撑件14，发动机罩缓冲支撑件14安装在上横梁1的顶部。在发动机罩关闭时，通过发动机罩缓冲支撑件14可以对发动机罩进行有效缓冲和支撑，避免上横梁1直接受到冲击，起到保护上横梁1的作用。本实施例中，发动机罩缓冲支撑件14共设置有两个，均为块状的增强塑料件。其中，一个发动机罩缓冲支撑件14安装在第一金属加强板7的左侧，另一个发动机罩缓冲支撑件14安装在第一金属加强板7的右侧。
57.可选地，考虑到车辆前端框架所在车辆中冷却模块的安装，在上横梁1上设置有冷却模块上固定孔11以安装固定冷却模块的上部，同时在下横梁3上设置有冷却模块下固定孔31以安装固定冷却模块的下部，最终能够满足较大尺寸冷却模块的安装固定。本实施例中，在上横梁1上设置有四个冷却模块上固定孔11，其中两个冷却模块上固定孔11位于第一金属加强板7的左侧，另外两个冷却模块上固定孔11位于第一金属加强板7的右侧。在下横梁3上设置有两个冷却模块下固定孔31，两个冷却模块下固定孔31分别位于下横梁3的左端和右端。
58.进一步地，如图1所示，在左立柱2下部的右侧设置有向左凹陷的第一避让槽21，在右立柱4下部的左侧设置有向右凹陷的第二避让槽41，通过第一避让槽21和第二避让槽41能够避让冷却模块中的进水管路等结构。
59.可选地，在左立柱2上部的左侧连接有向左延伸的第一横梁15，第一横梁15上设置有左大灯固定孔151以安装固定车辆左侧的大灯，同时在右立柱4上部的右侧连接有向右延伸的第二横梁17，第二横梁17上设置有右大灯固定孔171以安装固定车辆右侧的大灯。本实施例中，左大灯固定孔151和右大灯固定孔171各设置有3个。
60.进一步地，在第一横梁15上还设置有左车身连接孔152以连接车辆的左侧车身，在第二横梁17上设置有右车身连接孔172以连接车辆的右侧车身。本实施例中，左车身连接孔152和右车身连接孔172各设置有1个。
61.可选地，为提高第一横梁15和第二横梁17处的结构刚度，如图1所示，在车辆前端框架中还设置有第一加强梁16和第二加强梁18，第一加强梁16和第二加强梁18均由上到下倾斜设置。其中，第一加强梁16的上端与第一横梁15的下侧抵接，第一加强梁16的下端与左立柱2的左侧抵接；第二加强梁18的上端与第二横梁17的下侧抵接，第二加强梁18的下端与
右立柱4的右侧抵接。
62.此时，通过第一横梁15、第一加强梁16和左立柱2可形成一个封闭的三角形结构，有效提高第一横梁15处的结构刚度，保证左大灯安装及与左侧车身连接的稳固性。通过第二横梁17、第二加强梁18和右立柱4也可形成一个封闭的三角形结构，有效提高第二横梁17处的结构刚度，保证右大灯安装及与右侧车身连接的稳固性。
63.本实施例中，第一加强梁16的下端抵接在左立柱加强段的左侧，第二加强梁18抵接在右立柱加强段的右侧。
64.可选地，在左立柱2下部的左侧连接有向左延伸的第三横梁19，第三横梁19上设置有左雾灯固定孔191以安装固定车辆左侧的雾灯。在右立柱4下部的右侧连接有向右延伸的第四横梁20，第四横梁20上设置有右雾灯固定孔201以安装固定车辆右侧的雾灯。本实施例中，第三横梁19连接在左立柱加强段的左侧，第四横梁20连接在右立柱加强段的右侧。
65.此外，就整体而言，本实施例中的车辆前端框架基本呈左右对称设置。
66.综上，本实施例提供了一种车辆前端框架，其主要具有以下优点：
67.(1)通过在上横梁1、左立柱2、下横梁3和右立柱4围设形成的矩形框架内设置y形支架(包括第一y形支架5和第二y形支架6)，有效提高了车辆前端框架的刚度，提高了整体抗弯和抗扭能力，能够满足较大载荷和较多零件的承载需求；同时，通过设置第一加强梁16和第二加强梁18可分别在第一横梁15和第二横梁17处形成三角形结构，也提高了整体结构的刚度；
68.(2)通过在上横梁1、左立柱2和右立柱4内部嵌设金属加强板(包括第一金属加强板7、第二金属加强板8和第三金属加强板9)，有效弥补了塑料本身刚度弱的问题，提高了车辆前端框架的局部刚度，且不会额外占用安装空间；同时，由于金属加强板均为薄板冲压件，所以仍可使整体结构保持较轻的质量；
69.(3)通过使第一y形支架5的两端分别与上横梁加强段和左立柱加强段抵接，使第二y形支架6的两端分别与上横梁加强段和右立柱加强段抵接，使第一加强梁16与左立柱加强段抵接，使第二加强梁18与右立柱加强段抵接，使第三横梁19与左立柱加强段连接，使第四横梁20与右立柱加强段连接，可以充分地发挥金属加强板的加强作用；
70.(4)由于该车辆前端框架整体刚度较高，所以该车辆前端框架的尺寸可设计的较大，其整体宽度能够与车身前端左右侧纵梁整体的横向宽度一致，从而能够以较轻的质量承载更大尺寸、更大重量的冷却模块等零部件。
71.整体来看，该车辆前端框架通过增强型塑料一体注塑成型，减少了零件数量，集成度很高。同时，通过采用内嵌金属加强板的设置提高了车辆前端框架的局部刚度，且不会占用更多空间，能够最大化地满足车辆前端框架周边环境零部件的固定需求和承载需求。
72.本实施例还提供了一种车辆，其包括如上所述的车辆前端框架。进一步地，该车辆还包括车身、纵梁、发动机罩锁、冷却模块、大灯和雾灯等零部件。
73.其中，左侧的车身通过左车身连接孔152与车辆前端框架连接，右侧的车身通过右车身连接孔172与车辆前端框架连接。车辆前端的左纵梁通过左纵梁连接孔12与车辆前端框架连接，车辆前端的右纵梁通过右纵梁连接孔13与车辆前端框架连接。发动机罩锁通过发动机罩锁安装孔10与车辆前端框架连接。
74.冷却模块通过冷却模块上固定孔11和冷却模块下固定孔31与车辆前端框架连接。
左侧的大灯通过左大灯固定孔151与车辆前端框架连接，右侧的大灯通过右大灯固定孔171与车辆前端框架连接。左侧的雾灯通过左雾灯固定孔191与车辆前端框架连接，右侧的雾灯通过右雾灯固定孔201与车辆前端框架连接。
75.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。