用于车辆的车身及具有其的车辆的制作方法_2

文档序号:9558314阅读:来源:国知局
横梁852之间的两个后纵梁820构造成第一闭环811 ;第二后部横梁852、第三后部横梁853与夹在第二后部横梁852和第三后部横梁853之间的两个后纵梁820构造成第二闭环812 ;第三后部横梁853、后防撞梁840与夹在第三后部横梁853和后防撞梁840之间的两个后纵梁820构造成第三闭环813。
[0091]由力的特性可知,力具有传递性,因此车辆在发生后面碰撞时产生的撞击力可以沿着相邻的第三闭环813、第二闭环812以及第一闭环811由后至前依次传递。由于在碰撞过程中车身1会发生形变,碰撞过程中产生的能量被车身吸收,车身1发生的形变量由后至前逐渐减小。
[0092]如图45所示,车辆在碰撞过程中,位于最后端的第三闭环813承受的撞击力最大,位于最前端的第一闭环811承受的撞击力最小。可以理解的是,第三闭环813所限定出的区域可以称为溃缩吸能区,即第三闭环813的形变量最大、吸收的能量最多;第二闭环812所限定出的区域可以称为可变形区,即第二闭环812可发生轻微变形,并将剩余的能量吸收掉。传递至第一闭环811的力更加微弱,第一闭环811所限定的区域相对于可变形区更加安全,为此将油箱(图未示出)等不耐撞的部件可以设置在第一闭环811所限定出的区域内,由此第一闭环811亦可称为“油箱区域”。
[0093]由此可知,沿前后方向排布的第一闭环811、第二闭环812和第三闭环813,可以有效地吸收车辆在撞击过程中产生的能量,保证了整车碰撞中“油箱区域”即第一闭环811的完整性,使整车可以满足高速碰撞以及乘用车后碰燃油系统安全性要求。
[0094]如图42-图50所示,C柱167的下端构造有C柱下端前连接部901和C柱下端后连接部902。C柱下端前连接部901与相应侧的后纵梁820和第二后部横梁852固定,C柱下端后连接部902与相应侧的后纵梁820和第三后部横梁853固定。
[0095]需要说明的是,上述的“相应侧”是指对应的一侧,例如车身的A部件与相应侧的B部件固定,可以表示位于左侧的A与位于左侧的B固定,位于右侧的A与位于右侧的B固定,以C柱下端前连接部901与相应侧的后纵梁820和第二后部横梁852固定为例,其可以理解为是左侧的C柱下端前连接部901与左侧的后纵梁820和第二后部横梁852固定,右侧的C柱下端前连接部901与右侧的后纵梁820和第二后部横梁852固定。在下面有关“相应侧”(或相应、或对应、或对应侧)的描述中,如果没有特殊说明,均作此理解。
[0096]进一步,如图42所示,顶盖后横梁860的两端分别与左侧和右侧的C柱167的上端固定。
[0097]结合图42和图47且结合图48所示,顶盖后横梁860、左侧C柱167、右侧C柱167’、第二后部横梁852和第三后部横梁853共同构造成两个封闭环。
[0098]例如,在如图42和图47且结合图48所示的示例中,顶盖后横梁860、第二后部横梁852、左侧C柱167和左侧C柱167的C柱下端前连接部901以及右侧C柱167’和右侧C柱167’的C柱下端前连接部共同构造成第四闭环814 ;顶盖后横梁860、第三后部横梁853、左侧C柱167C和左侧C柱167的C柱下端后连接部902以及右侧C柱167’和右侧C柱167’的C柱下端后连接部共同构造成第五闭环815。
[0099]第四闭环814和第五闭环815构成的“双闭环”结构在测试车身1的扭转刚度、抗压强度以及NVH性能时,可以提供两条传力通道,可以显著增强车身1的扭转刚度、以及车顶抗压强度,还可以改善整车的NVH性能,减小振动,降低噪声,提高乘坐的舒适性。
[0100]因此,根据本发明实施例的用于车辆的车身1,在车辆发生后面碰撞时,利用两个后纵梁820和第一后部横梁851、第二后部横梁852和第三后部横梁853将车身1尾部沿前后方向构造成第一闭环811、第二闭环812以及第三闭环813,可有效地吸收车辆在撞击过程中产生的能量,保证了整车碰撞中“油箱区域”即所述第一闭环811的完整性,使整车可以满足高速碰撞以及乘用车后碰燃油系统安全性要求。同时利用两个C柱167、顶盖后横梁860以及第二后部横梁852和第三后部横梁853将车身1尾部沿上下方向构造成第四闭环814和第五闭环815,可以为车身1扭转提供两条传力通道,由此可以显著增强车身1的扭转刚度、以及车顶抗压强度,还可以改善整车的NVH性能,减小振动,降低噪声,提高乘坐的舒适性。
[0101]通过上面的描述可知,根据本发明实施例的用于车辆的车身1,车身的前部构造两条纵向传力通道,且两条纵向传力通道之间具有连接关系,从而使车身的前部构造成一个整体的前部保护结构,在车辆发生正面碰撞时,碰撞力的传递分散且均匀。车身1的后部的贴近地板129的位置构造有从前向后依次相连的第一闭环811、第二闭环812以及第三闭环813三个闭环吸能传力结构,在车辆发生后面碰撞时,车身1尾部构造有沿上下方向延伸的第四闭环814和第五闭环815,由此在车身1的后部构造一个整体的后部保护结构,使车身1的后部的临近中部的区域在碰撞中更容易保持完整,且可显著增强车身1的扭转刚度、以及车顶抗压强度,还可以改善整车的NVH性能,减小振动,降低噪声,提高乘坐的舒适性。
[0102]简言之,根据本发明实施例的用于车辆的车身1,在车身1的前部和后部均形成了有效的碰撞安全保护结构,有效提升了车身1在正面碰撞以及后面碰撞中的安全性能,使车身1的碰撞安全等级进一步提高。
[0103]下面参照图1-图22详细描述根据本发明实施例的车身1的前部碰撞保护结构。
[0104]参照图1-图12所示,两个侧围外板521设在地板129的左侧和右侧。前围板522连接在两个侧围外板521之间。A柱连接板523可包括两个,两个A柱连接板523可左右对称地设在左右两个侧围外板521的内侧,左侧的A柱连接板523与左侧的侧围外板521固定,右侧的A柱连接板523与右侧的侧围外板521固定。
[0105]两个前纵梁501设在车辆的左右两侧,两个前纵梁501左右对称设置。每个前纵梁501的后端分别与地板129、前围板522以及位于车辆同一侧的A柱连接板523固定。每个前纵梁501的前端设置有前纵梁固定板505,具体地,前纵梁固定板505可通过焊点连接到前纵梁501上。
[0106]前端防撞梁502可沿车身1的横向延伸且前端防撞梁502固定在两个前纵梁501的前端。有利地,前端防撞梁502与前纵梁501之间可设有前端吸能盒503,以更好地吸收碰撞时的能量,减小车身1受到的碰撞力。
[0107]前端吸能盒503可包括两个,两个前端吸能盒503可分别设在两个前纵梁501的前端,两个前端吸能盒503可分别通过前纵梁连接板504与相应的前纵梁501相连。其中,前纵梁连接板504可包括两个,一个前纵梁连接板504与前纵梁501固定相连,另一个前纵梁连接板504与前端吸能盒503固定相连,两个前纵梁连接板504之间可拆卸地相连,以利于对前端吸能盒503与前纵梁501的分离,方便维修和更换。
[0108]两个前翼子板安装梁701可沿横向间隔开设置在车身1的左侧和右侧,两个前翼子板安装梁701可左右对称设置。位于左侧的前翼子板安装梁701的前端可向前延伸至左侧的前纵梁固定板505处并与前纵梁固定板505固定,位于左侧的前翼子板安装梁701的后端可向后延伸至左侧的侧围外板521处并与侧围外板521固定。位于右侧的前翼子板安装梁701的前端可向前延伸至右侧的前纵梁固定板505处并与前纵梁固定板505固定,位于右侧的前翼子板安装梁701的后端可向后延伸至右侧的侧围外板521处并与侧围外板521固定。
[0109]两个前纵梁加强梁507可沿横向间隔开设置在车身1的左侧和右侧,位于左侧的前纵梁加强梁507可与左侧的前纵梁固定板505和前纵梁501固定相连,从而使左侧的前纵梁加强梁507、左侧的前纵梁501与左侧的前纵梁固定板505之间可形成三角结构。
[0110]同样地,位于右侧的前纵梁加强梁507可与右侧的前纵梁固定板505和前纵梁501固定相连,使右侧的前纵梁加强梁507、右侧的前纵梁501与右侧的前纵梁固定板505之间可形成三角结构。由此,车身1的左侧和右侧可分别形成一个三角形结构,结构稳固性高,传力性能好。
[0111]车身1通过在两个前纵梁501的前端分别设置前纵梁固定板505,并将两个前翼子板安装梁701分别向前延伸与两个前纵梁固定板505相连且向后延伸连接至侧围外板521处,两个前翼子板安装梁701的长度相对变长,并且分别可以形成一个完整的传力通道,在车身1与壁障碰撞过程中可作为有效的传力路径,更好的吸收碰撞中的能量,实现车身1在碰撞变形中的稳定性。
[0112]同时,两个前纵梁加强梁507分别与对应的前纵梁固定板505和前纵梁501固定形成三角结构,该三角型的框架结构能够将前纵梁501传力通道和前翼子板安装梁701传力通道连接起来,实现两条传力路径的融合,同时也不会影响低速碰撞中前端吸能盒503的变形情况。
[0113]研究发现,在高速和极端碰撞情况下,为了避免因车体单传力通道向后传力而超出传力通道的承载能力,传力的通道越多越好,越完整越好,多条传力通道的融合性越高越好,由此,可以保证各通道的结构稳定,提高整车的安全性能。
[0114]但是在相关技术中,前翼子板安装梁的前端与前纵梁的中部相连,前翼子板安装梁这条传力通道比较短,并不能有效地传递碰撞力。尤其在小重叠碰撞中,几乎没有完整的传力吸能通道,不利于乘车人员的保护。同时,前翼子板安装梁传力通道与前纵梁传力通道的连接比较薄弱,不能有效的传递碰撞力,也不能实现两条传力通道的融合。
[0115]而根据本发明实施例的用于车辆的车身1,通过局部改善车身1的结构,使前翼子板安装梁701传力通道成为一条有效传力通道,传力路径增加,并且前翼子板安装梁701传力通道与前纵梁501通过前纵梁固定板505牢固相连,可实现在碰撞过程中多条传力通道的相互融合以及传力吸能效率的最大化,保证了各传力通道的结构稳定,提高了整车的安全性能。
[0116]具体来说,正面碰撞基本包括三种工况:100%正面碰撞一整车以50km/h或56km/h的速度撞击固定的刚性壁障;40%偏置碰撞一整车以64km/h或56km/h的速度40%的重叠率撞击可变形壁障;小重叠碰撞一整车以64km/h的速度25%的重叠率撞击1.5m高的刚性壁障。
[0117]图4是100%正面碰撞中车身1的受力示意图,图5是40%偏置碰撞中车身1的受力示意图。其中,箭头所示为方向为受力及传力方向。在该车身1中,除了前纵梁501可作为主要传力通道外,前翼子板安装梁701也可以作为一条主要的传力通道,并且前纵梁传力通道和前翼子板安装梁传力通道相连在一起,可以更加稳定地向后传力,进而提高了整车变形稳定性,降低车内乘车人员受到的伤害。
[0118]图6示出了小重叠工况下车身1的受力示意图。在小重叠工况下,壁障基本避开前端防撞梁502和前纵梁501,而是首先撞击前纵梁固定板505。此时,一部分能量沿着前翼子板安装梁701传递,并且继续向后传递到A柱连接板523 ;—部分能量可以通过“三角形框架结构”中的前纵梁加强梁507传递到前纵梁501,此时前纵梁501这条传力路径可以继续发挥作用,并将能量通过前纵梁501分别传递到门槛梁120、A柱连接板523以及地板纵梁。
[0119]由于“三角型框架结构”的存在,在小重叠碰撞工况中,可以有效连接前纵梁501传力通道以及前翼子板安装梁701传力通道,实现两条传力通道的融合以及碰撞传力吸能的最大化,提高了车体变形的稳定性,降低了车内乘车人员受到的伤害。
[0120]同时,当前端防撞梁502与前纵梁501之间设有前端吸能盒503时,“三角型框架结构”位于前端吸能盒503的后端,并且分别连接前纵梁固定板505和前纵梁501,因此不会影响在低速碰撞中前端吸能盒503的变形情况,进而不会影响低速碰撞的保险等级。
[0121]综上所述,根据本发明实施例的用于车辆的车身1的前部,增加了新的传力吸能通道,可以显著提高车身1的安全性能,能够满足国标、欧标以及美标对车体结构的要求,为整车进军欧美市场提供技术支持。同时,该车身1还具有结构简单、易于工程化批量生产和造价低廉等优点。
[0122]在本发明的一些示例中,两个前纵梁固定板505可分别固定在前纵梁501的外侧面上,左侧的前纵梁固定板505可水平设置并且向左延伸,右侧的前纵梁固定板505可水平设置并且向右延伸。
[0123]左侧的前纵梁加强梁507位于左侧的前纵梁501的左侧,右侧的前纵梁加强梁507位于右侧的前纵梁501的右侧。两个前纵梁加强梁507分别倾斜设置,前纵梁加强梁507的前端与前纵梁固定板505焊接固定,前纵梁加强梁507的后端与前纵梁501焊接固定,从而在前纵梁501、前纵梁固定板505以及前纵梁加强梁507之间可形成三角形的框架结构。
[0124]前纵梁加强梁507可形成为由前纵梁加强梁外板508和前纵梁加强梁内板509形成的中空结构,该中空结构可承受较大的撞击力并且可以尽量降低车身1的重量。
[0125]由此,前纵梁加强梁外板508、前纵梁加强梁内板509、前纵梁固定板505以及前纵梁501可形成为“三角型框架结构”。前纵梁加强梁外板508通过焊点连接到前纵梁加强梁内板509上,前纵梁加强梁外板508和前纵梁加强梁内板509通过点焊连接到前纵梁固定板505以及前纵梁501上。
[0126]如图3所示,前纵梁固定板505的自由端可构造有向上敞开的容纳槽506。换言之,左侧的前纵梁固定板505的左端形成有向上敞开的容纳槽506,右侧的前纵梁固定板505的右端形成有向上敞开的容纳槽506。两个前翼子板安装梁701的前端分别伸入到两个容纳槽506内并与两个容纳槽506的内壁面焊接固定。该连接方式连接可靠且传力性能好。
[0127]容纳槽506可形成多种形状,可选地,容纳槽506可形成为“U”形,前翼子板安装梁701可与“U”形容纳槽506的前侧内壁面和后侧内壁面焊接固定。其中,容纳槽506的底壁可形成为平面,以利于前翼子板安装梁701的端面可紧密的贴合在容纳槽506的底壁上,提高前翼子板安装梁701与前纵梁固定板505的连接牢固性。
[0128]前翼子板安装梁701可形成为由前翼子板安装梁外板702和前翼子板安装梁内板703扣合形成的中空结构,以保证前翼子板安装梁701具有一定强度的同时尽量降低车身1的重量,但不限于此。前纵梁501与前纵梁连接板504可通过螺栓连接,前翼子板安装梁外板702可通过焊点与前翼子板安装梁内板703连接,前翼子板安装梁内板703、前翼子板安装梁外板702分别可通过焊点与前纵梁固定板505连接。
[0129]有利地,前翼子板安装梁701可整体形成为向上弯曲的弧形。弧形的前翼子板安装梁701传力性能好,更易于将碰撞力向后传递。进一步地,前翼子板安装梁701的宽度可按照从前向后的方向逐渐变宽。由此,前翼子板安装梁701的传力面积由前到后可逐渐增大,碰撞力在前翼子板安装梁701上从前向后传递的过程中可逐渐分散开来,从而降低了碰撞力对车身1及驾乘人员的冲击。
[0130]前翼子板安装梁701可与前纵梁501平行设置。具体地,前翼子板安装梁701与前纵梁501分别沿前后方向延伸,前翼子板安装梁701可与前纵梁501沿上下方向或者左右方向平行设置。
[0131]由此,车身1上可形成有两条平行设置的传力通道,碰撞力更易于均匀且稳定地向后传递。需要说明的是,上述前翼子板安装梁701可与前纵梁501平行设置中的“平行”在此可作广义理解,即具有几何学上所指的平行的含义,也可指大致平行。
[0132]如图4所示,前端横向连接梁514与前围板522固定,并且前端横向连接梁514还与两个前纵梁501的后端固定。由此,两个前纵梁501与前围板522可通过前端横向连接梁514相连成为一体的结构,使传力通道增多,传力结构更加稳固。碰撞力可通过两个前纵梁501传递至前端横向连接梁514以及前围板522,如图4和6所示,传力途径增多,碰撞力更分散,有效了削弱了碰撞力对乘驾人员以及车身1的冲击,安全性能提高。
[0133]综上,车身1在正面碰撞中,“前翼子板安装梁701”可以作为一条有效的传力路径,而在小重叠碰撞工况中可以作为一条主要的传力路径,可以吸收较多的碰撞力,提高车身1变形的稳定性。同时,“三角型框架结构”可以实现前纵梁501传力通道和前翼子板安装梁701梁传力通道的融合,实现碰撞能量吸收和碰撞力传递的最大化,同时也不会影响低速碰撞中前吸能盒的变形情况。
[0134]如图1、图7、图19至图20所示,车身1还可包括门槛梁加强梁510。门槛梁加强梁510可包括两个,两个门槛梁加强梁510可沿横向间隔开设在车身1的左侧和右侧。位于左侧的门槛梁加强梁510与左侧的前纵梁501和左侧的A柱连接板523固定相连,位于右侧的门槛梁加强梁510与右侧的前纵梁501和右侧的A柱连接板523固定相连。
[0135]通过设置门槛梁加强梁510与A柱连接板523,并使门槛梁加强梁510的两端分别与对应的前纵梁501和A柱连接板523固定,门槛梁加强梁510可位于轮胎的后侧,在车身1正面碰撞过程中,门槛梁加强梁510可作为门槛梁120之前的传力吸能部件,可以吸收轮胎传递的碰撞力,有效抵抗轮胎以及碰撞壁障对门槛梁120的挤压,减小乘车人员舱的变形,降低对乘车人员的伤害。
[0136]在相关技术中,车身的轮胎与门槛梁之间没有设置其他的吸能部件。车身在与壁障发生正面碰撞时,壁障会撞击轮胎,导致轮胎变形或后移而直接挤压门槛梁和前围板,造成门槛梁变形、A柱变形以及前围板向驾驶舱内侵入,从而对乘车人员造成较大伤害。
[0137]而根据本发明实施例的车身1,通过设置门槛梁加强梁510与A柱连接板523并使门槛梁加强梁510的两端分别与对应的前纵梁501和A柱连接板523固定,A柱连接板523与A柱160固定,使得每个轮胎与相应的门槛梁120和A柱160之间形成有传力吸能部件。如图7所示,在车身1碰撞的过程中,轮胎或壁障会首先撞击传力吸能部件——门槛梁加强梁510。由于门槛梁加强梁510具有较强的溃缩吸能性能,可以吸收轮胎或壁障传递的大部分碰撞力,进而减小了轮胎对门槛梁120、A柱160以及前围板522的侵入,起到很好的保护乘车人员的作用。
[0138]每个A柱连接板523与对应的A柱160和侧围外板521可通过焊接方式固定在一起。每个门槛梁加强梁510的两端可分别与对应的前纵梁501和A柱连接板523可通过焊接方式固定在一起。该种连
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