一种汽车及其a柱下横梁的制作方法
【专利摘要】本发明提供公开了一种汽车及其A柱下横梁，其A柱下横梁包括：竖直支梁，所述竖直支梁沿车身的宽度方向延伸；和水平支梁，所述水平支梁沿车身的宽度方向延伸，所述水平支梁自所述竖直支梁的后侧面的底部、沿车身的长度方向朝向所述竖直支梁的后侧延伸。本发明的目的是提供一种A柱下横梁，该A柱下横梁采用横截面呈L型设置的竖直支梁与水平支梁的结构，既能够便捷安装地板、前围板，又能够有效传递前碰、侧碰产生的碰撞力，提升汽车的安全性能。
【专利说明】
一种汽车及其A柱下横梁
技术领域
[0001]本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车及其A柱下横梁。
【背景技术】
[0002]在汽车技术领域中，为了安装地板、前围板等零部件，通常在A柱区域中增设一根A柱下横梁，A柱下横梁为一根具有一定厚度的平板梁，其中其前侧面安装连接前下主梁、顶面安装连接前围板、后侧面安装连接地板。因此现行的A柱下横梁主要起到连接安装的作用。随着汽车行业的发展，对汽车安全性的要求越来越高，特别是，当汽车发生前碰、侧碰时，如何有效传递吸收由此产生的碰撞力，提升汽车的安全性能是本领域技术人员的重要研究方向之一。
[0003]有鉴于此，针对上述问题，对A柱下横梁进行优化设计，既便于地板、前围板安装的便捷性，又可有效传递吸收前碰、侧碰产生的碰撞力，提升汽车的安全性能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种A柱下横梁，通过对A柱下横梁结构的优化设计，使其既能够便捷安装地板、前围板，又能够有效传递前碰、侧碰产生的碰撞力，提升汽车的安全性會K。
[0005]本发明提供了一种A柱下横梁，包括:
[0006]竖直支梁，所述竖直支梁沿车身的宽度方向延伸;和
[0007]水平支梁，所述水平支梁沿车身的宽度方向延伸，所述水平支梁自所述竖直支梁的后侧面的底部、沿车身的长度方向朝向所述竖直支梁的后侧延伸。
[0008]可选地，所述竖直支梁的两端与汽车的门槛梁连接，所述竖直支梁的前侧面与汽车的前下主梁连接；
[0009]所述水平支梁的两端与所述门槛梁连接，所述水平支梁自汽车的地板下方支撑所述地板。
[0010]可选地，所述竖直支梁内具有沿车身的宽度方向延伸的第一空腔；
[0011 ]所述水平支梁内具有沿车身的宽度方向延伸的第二空腔。
[0012]可选地，进一步包括:
[0013]加强筋，所述加强筋沿竖直方向设置在所述第一空腔和所述第二空腔的连接处。
[0014]可选地，所述竖直支梁的两端进一步包括:定位凸台，各所述定位凸台搭接于对应端的门槛梁，以定位安装所述A柱下横梁。
[0015]可选地，所述定位凸台与所述门滥梁的搭接尺寸在3mm?6mm范围内。
[0016]可选地，所述水平支梁的前侧面与后侧面之间的距离大于驾驶员踩踏范围。
[0017]可选地，进一步包括:
[0018]铆接螺栓，所述铆接螺栓与所述竖直支梁一体成型，且由所述竖直支梁的内部伸出其上侧面，所述铆接螺栓依次穿过汽车的前围板、地板的安装孔，配合铆接螺母固定所述前围板、所述地板。
[0019]本发明的另一个目的是提供一种汽车，所述汽车包括以上所述的A柱下横梁。
【附图说明】
[0020]以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
[0021]图1为本发明的A柱下横梁的结构示意图。
[0022]图2为前围板、地板安装于图1中的A柱下横梁的结构示意图。
[0023]图3为本发明的A柱下横梁安装于汽车车身上的结构示意图。
[0024]图4为图3中B处放大的结构示意图。
[0025]标号说明:
[0026]1A柱下横梁；
[0027]11竖直支梁；
[0028]111 第一空腔；
[0029]112定位凸台；
[0030]112D搭接尺寸；
[0031]12水平支梁；
[0032]121 第二空腔；
[0033]13加强筋；
[0034]14铆接螺栓；
[0035]20门槛梁；
[0036]30前下主梁；
[0037]40前围板；
[0038]50 地板；
[0039]60A 柱。
【具体实施方式】
[0040]为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表不相同的部分。
[0041]在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
[0042]为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
[0043 ]为了解决现有技术中地板、前围板连接牢固性及前碰、侧碰中产生的碰撞力对汽车安全性影响的技术问题，本发明提供了一种A柱下横梁，其通过采用横截面呈L型设置的竖直支梁与水平支梁结构有效提供可靠连接和防撞性能，提升汽车安全性。
[0044]如图1、图2和图3所示，其中，图1为本发明的A柱下横梁的结构示意图。图2为前围板、地板安装于图1中的A柱下横梁的结构示意图。图3为本发明的A柱下横梁安装于汽车车身上的结构示意图。
[0045]在一种具体实施例中，如图1所示，本发明提供一种A柱下横梁10，包括竖直支梁11与水平支梁12。其中，竖直支梁11沿车身的宽度方向延伸，水平支梁12也沿车身的宽度方向延伸，水平支梁12自竖直支梁11的后侧面的底部、沿车身长度方向朝向竖直梁的后侧延伸。
[0046]也就是说，竖直支梁11与水平支梁12相互连接形成一体的A柱下横梁10，且沿车身长度方向的横截面呈L型，即形成端面为L型的A柱下横梁10，请参见图2所示。
[0047]该A柱下横梁10可采用挤压工艺一体成型，为了降低A柱下横梁10的重量采用铝合金制成该A柱下横梁10。具体地，通过铝锭形成铝棒达到T4状态，进而挤压形成单件达到T6状态，经过处理形成高模量系数的件，最后制成上述结构的A柱下横梁10。
[0048]可以理解的是，本实施例的A柱下横梁10安装在车身中，因此在本实施例中所称的前侧和后侧均是以车身的长度方向为基准的。即，前侧为朝向车头方向的一侧，后侧为朝向车尾方向的一侧。同样地，上侧和下侧均是以车身的高度方向为基准的，即，上侧为朝向车顶方向的一侧，下侧为朝向车底方向的一侧。
[0049]在安装前围板40和地板50时，前围板40通过其折弯部与竖直支梁11的后侧面、上侧面搭接，而地板50通过其折弯部与竖直支梁11的后侧面、上侧面搭接，并与水平支梁12的上侧面搭接。为了有效固定前围板40和地板50，可先将前围板40搭接于竖直支梁11的后侧面、上侧面，再将地板50搭接于前围板40的对应的侧面上。如此，可将三者预定安装，为进一步固定的稳定性提供保障。
[0050]并且，水平支梁12可自汽车的地板50下方支撑地板50，进一步为地板50的固定安装提供支撑，提升其连接的便捷性、稳固性。
[0051 ]竖直支梁11上侧面、前围板40、地板50三者搭接部位采用螺接的方式进一步固定。
[0052]该A柱下横梁10进一步包括铆接螺栓14，其铆接螺栓14由竖直支梁11的内部伸出其上侧面，并与竖直支梁11 一体成型，规避现有技术中单独安装铆接螺栓14的繁琐操作，只需使铆接螺栓14直接依次穿过汽车的前围板40、地板50的安装孔，再配合铆接螺母固定前围板40、地板50，简化安装固定过程，提高安装效率。
[0053]如图1所示，在本实施例中，A柱下横梁10具体设置了五个铆接螺栓14，对于铆接螺栓14的数量并不仅限于此，还可根据实际连接固定的需要设置，可设置少于五个，或者多于五个数量的螺栓均可。因此，铆接螺栓14的数量并不对本申请请求保护的范围构成限制。
[0054]在具体实施例中，结合图3所示，采用上述结构的A柱下横梁10，其竖直支梁11的两端与汽车的门槛梁20连接，竖直支梁11的前侧面与汽车的前下主梁30连接;水平支梁12的两端与门槛梁20连接。当汽车发生前碰时，前碰力经过前下主梁30传递至门槛梁20、该A柱下横梁10、和A柱60，其中，该A柱下横梁10的竖直支梁11的前侧面自前下主梁30接受前碰力，并传递至在其后侧与之连接的水平支梁12，从而使前碰力沿车身长度方向向水平支梁12上传递，因此，水平支梁12不仅在竖直支梁11的后侧为其提供强度支撑，而且在力的传导方向上提供了一条传导路径;另外，竖直支梁11的两端、水平支梁12的两端均与门槛梁20连接，其增大了与门槛梁20的连接面积，也就使得前碰力能够分散传递至门槛梁20，降低前碰力的集中对车身的损坏。通过该结构的A柱下横梁10能够吸收大量的前碰力，即阻挡前碰力，降低前碰力对车身其他构件的影响，提升汽车的安全性能，
[0055]当汽车发生侧碰时，沿车身宽度方向设置的A柱下横梁10与碰撞力的方向一致，其能够将侧碰力迅速地向车身中部传导，避免在外力作用下发生弯折、破损而导致乘员舱内人员收到伤害的情况。另外，L型的横截面能够分担更多的侧碰力，有效吸收侧碰力，降低侧碰力对车身的损坏。
[0056]对于车身构件的设计，不仅需要满足强度、碰撞性能的要求，还需要降低车身的重量，满足轻量化的要求。
[0057]结合图1和图2所示，竖直支梁11内具有沿车身的宽度方向延伸的第一空腔111;水平支梁12内具有沿车身宽度方向延伸的第二空腔121。也就是说，A柱下横梁10采用腔体结构，一方面，能够大大降低重量，并且结合上述L型横截面的A柱下横梁10，能够有效吸收碰撞力，特别是在抵御前碰的情况下，能够以空腔的结构实现较大的强度。
[0058]进一步地，该A柱下横梁10还包括加强筋13，该加强筋13沿竖直方向设置在第一空腔111和第二空腔121的连接处;如图2所示，在具体实施例中，该加强筋13与竖直支梁11的第一空腔111的后侧板在同一竖直平面内。一方面能够与竖直支梁11、水平支梁12加工形成一体的A柱下横梁10，降低加工成本;另一方面，加强筋13不仅能够更加充分的分担侧碰力，而且能够提高第一空腔111抵御前碰的强度。
[0059]在具体实施例中，优选A柱下横梁10的尺寸为:沿车身长度方向延伸的总尺寸为160_，沿车身高度方向延伸的总尺寸为60_，第一空腔111与第二空腔121的壁厚为2.5_，其中第一空腔111沿车身长度方向的腔体尺寸为15mm，第二空腔121沿车身高度方向的腔体尺寸为15mm。
[0060]需要说明的是，上述A柱下横梁10的参数并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。
[0061]针对上述实施例，还可进一步对竖直支梁11进行优化设计，请一并结合图3和图4所示。
[0062]竖直支梁11的两端进一步包括定位凸台112，该定位凸台112由竖直支梁11两端的上侧面沿车身的宽度方向伸出，形成两个搭接的部位。当安装A柱下横梁10时，可先将两个定位凸台112搭接于对应端的门槛梁20上，预安装定位A柱下横梁10，为准确的焊接固定A柱下横梁10与门槛梁20提供保障，还可增大A柱下横梁10与门槛梁20的连接棉结，提高连接的牢固性。
[0063]为了确保的有效预安装，该定位凸台112与门槛梁20的搭接尺寸112D设置在3mm?6mm范围内。在具体实施例中，如图4所示，该定位凸台112的搭接尺寸112D约为3.7mm，当然，还可设置为4mm、4.3mm、5mm、5.5mm等具体数值，只需能够使其与门滥梁20相应位置可靠搭接预安装即可。因此，具体实施例中的数值仅是为了清楚说明技术方案，其具体数值并不对本申请请求保护的范围构成限制。
[0064]驾驶员经常上下汽车、踩踏双脚驾驶操作区域，为了解决此部分的强度问题，本实施例中的A柱下横梁10兼顾增强此处地板50的强度，一方面通过水平支梁12支托地板50，另一方面，又使水平支梁12的前侧面与后侧面之间的距离大于驾驶员踩踏范围，从而加固驾驶员踩踏范围，避免此处在长期驾驶操作后的损伤。
[0065]本发明还提供了一种汽车，该汽车包括了上述实施例中的A柱下横梁10，其A柱下横梁10与汽车车身之间的连接关系请一并参见上述具体实施例中的阐述。可以理解的是，由于上述A柱下横梁10具有以上技术效果，因此，应用该A柱下横梁10的汽车也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。
[0066]在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。
[0067]在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。
[0068]在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的如提等。
[0069]除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。
[0070]应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0071]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种A柱下横梁，其特征在于，包括: 竖直支梁(11 )，所述竖直支梁(11)沿车身的宽度方向延伸;和 水平支梁(12)，所述水平支梁(12)沿车身的宽度方向延伸，所述水平支梁(12)自所述竖直支梁(11)的后侧面的底部、沿车身的长度方向朝向所述竖直支梁(11)的后侧延伸。2.如权利要求1所述的A柱下横梁，其特征在于，所述竖直支梁(11)的两端与汽车的门槛梁(20)连接，所述竖直支梁(11)的前侧面与汽车的前下柱梁(30)连接； 所述水平支梁(12)的两端与所述门槛梁(20)连接，所述水平支梁(12)自汽车的地板(50)下方支撑所述地板(50)。3.如权利要求2所述的A柱下横梁，其特征在于，所述竖直支梁(II)内具有沿车身的宽度方向延伸的第一空腔(111); 所述水平支梁(12)内具有沿车身的宽度方向延伸的第二空腔(121)。4.如权利要求3所述的A柱下横梁，其特征在于，进一步包括: 加强筋(13)，所述加强筋(13)沿竖直方向设置在所述第一空腔(111)和所述第二空腔(121)的连接处。5.如权利要求1所述的A柱下横梁，其特征在于，所述竖直支梁(11)的两端进一步包括:定位凸台(112)，各所述定位凸台(112)搭接于对应端的门滥梁(20)，以定位安装所述A柱下横梁(10)。6.如权利要求5所述的A柱下横梁，其特征在于，所述定位凸台(112)与所述门槛梁(20)的搭接尺寸(112D)在3mm?6mm范围内。7.如权利要求1所述的A柱下横梁，其特征在于，所述水平支梁(12)的前侧面与后侧面之间的距离大于驾驶员踩踏范围。8.如权利要求1所述的A柱下横梁，其特征在于，进一步包括: 铆接螺栓(14)，所述铆接螺栓(14)与所述竖直支梁(11)一体成型，且由所述竖直支梁(II)的内部伸出其上侧面，所述铆接螺栓(I4)依次穿过汽车的前围板(40)、地板(50)的安装孔，配合铆接螺母固定所述前围板(40)、所述地板(50)。9.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的A柱下横梁(10)。
【文档编号】B62D25/04GK106080787SQ201610407021
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】陆群, 刘爽
【申请人】北京长城华冠汽车科技股份有限公司