一种汽车集气箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种汽车集气箱，包括上部结构和下部结构，所述上部结构设置在所述汽车的前挡风玻璃下方并固定所述前挡风玻璃，所述下部结构设置在所述上部结构下方且在所述下部结构设置排水单元或空调进气口，所述上部结构包括上板和下板，以及连接所述上板和所述下板的中板，所述上板、所述中板和所述下板的横截面呈Z字形结构。本实用新型可以在满足行人保护法规的同时，为前风挡玻璃提供有效支撑和固定，集成头部碰撞缓冲和为前风挡提供有效支撑于一体。结构简单，成本低廉，重量轻便。
【专利说明】
一种汽车集气箱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车相关【技术领域】，特别是一种汽车集气箱。
【背景技术】
[0002]集气箱I是汽车车身结构必不可少的一部分，一般情况下位于汽车防火墙上方，前风挡玻璃2下方(如图1所示)；分为上部结构和下部分结构，上部结构的主要功用即是为前风挡玻璃2提供支撑和固定，下部结构的主要功用即是排水以及为空调提供进气口。在整车进行成人头部碰撞试验过程中，当成人头部撞击在前风挡玻璃2下部区域时，碰撞载荷通过前风挡玻璃2传递给集气箱，随即集气箱上部结构压溃，起到缓冲作用。
[0003]现有的集气箱I的结构如图2所示，包括上部结构11和下部结构12。
[0004]在成人头部碰撞试验中，碰撞载荷F加载在上部结构11上,如截面图3所7]^。上部结构11吸收能量发生形变。但是通过计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)模拟，结果显示该截面变形量不足，不能有效吸收成人头部碰撞的冲击载荷，导致HIC (HeadInjury Criteria)值过高,使整车碰撞性能不满足行人保护的法规要求。
实用新型内容
[0005]基于此，有必要针对现有技术的集气箱的上部结构不能有效吸收成人头部碰撞的冲击载荷的技术问题，提供一种汽车集气箱。
[0006]一种汽车集气箱，包括上部结构和下部结构，所述上部结构设置在所述汽车的前挡风玻璃下方并固定所述前挡风玻璃，所述下部结构设置在所述上部结构下方且在所述下部结构设置排水单元或空调进气口，所述上部结构包括上板和下板，以及连接所述上板和所述下板的中板，所述上板、所述中板和所述下板的横截面呈Z字形结构。
[0007]进一步的，所述中板与所述下板的夹角为O度至60度之间。
[0008]进一步的，所述上板所在平面与所述下板所在平面的夹角在-20度至+20度之间。
[0009]进一步的，所述中板包括连接段，所述连接段向所述上板延伸折弯后形成上翻边，且所述上翻边紧贴所述上板的一侧，所述连接段向所述下板延伸折弯后形成下翻边，且所述下翻边紧贴所述下板的一侧。
[0010]更进一步的，所述上翻边与所述上板的一侧焊接、螺接或铆接，所述下翻边与所述下板的一侧焊接、螺接或铆接。
[0011]进一步的，所述上翻边与所述下翻边的垂直距离为69.1毫米至89.1毫米之间，所述上翻边与所述下翻边的水平距离为25.5毫米至45.5毫米之间。
[0012]进一步的，所述上板、所述中板和所述下板为满足GMW2标准、GMW3032标准的软钢。
[0013]进一步的，所述上板、所述中板和所述下板的厚度为0.6毫米至0.8毫米之间。
[0014]本实用新型的集气箱，其上部结构包括上板、中板和下板，通过将上板、中板和下板构成横截面为Z字型的结构，来取代现有的集气箱上部结构。该上部结构在整车进行成人头部碰撞的过程中，成人头部会撞击在前风挡玻璃下部区域，碰撞载荷通过前风挡玻璃传递给集气箱上板，整个上部结构迅速压溃。因此，本实用新型可以在满足行人保护法规的同时，为前风挡玻璃提供有效支撑和固定，集成头部碰撞缓冲和为前风挡提供有效支撑于一体。结构简单，成本低廉，重量轻便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为集气箱在整车中的位置示意图；
[0016]图2为现有的集气箱结构不意图；
[0017]图3为现有的集气箱结构的截面示意图；
[0018]图4为本实用新型的集气箱上部结构整体结构示意图；
[0019]图5为本实用新型的集气箱上部结构的爆炸示意图；
[0020]图6为本实用新型的集气箱上部结构的截面示意图；
[0021]图7为本实用新型撞击前的CAE模拟结果；
[0022]图8为本实用新型撞击10秒后的CAE模拟结果；
[0023]图9为本实用新型的集气箱上部结构的另一截面示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
[0025]本实用新型为一种汽车集气箱，包括上部结构和下部结构，所述上部结构设置在所述汽车的前挡风玻璃下方并固定所述前挡风玻璃，所述下部结构设置在所述上部结构下方且在所述下部结构设置排水单元或空调进气口，如图4和图5所示，其中所述上部结构11包括上板111和下板113，以及连接所述上板111和所述下板113的中板112，所述上板
111、所述中板112和所述下板113的横截面呈Z字形结构。
[0026]如截面图6所示，本实用新型的横截面呈Z字形。在整车进行成人头部碰撞的过程中，成人头部会撞击在前风挡玻璃下部区域，碰撞载荷F通过前风挡玻璃传递给上板111 ；使上板111围绕Z字型结构的上拐点114向下旋转；把载荷传递给中板112，使中板112围绕Z字结构的下拐点115向下旋转；最终整个截面压溃。参见图7和图8，通过CAE模拟成人头部碰撞，也可看到在成人头部模拟装置3向前挡风玻璃2施加碰撞载荷后10毫秒，集气箱上部结构11的变形过程，可以明显看出上板111和中板112贴合，将载荷传递给中板
112。
[0027]材料镀层不做特殊要求，厚度可选0.6?0.8毫米。本设计结构简单，成本低廉，
重量轻便。
[0028]在其中一个实施例中，所述中板112与所述下板113的夹角A为O度至60度之间。
[0029]计算与实验表明，当A的角度越小，压溃效果越显著。
[0030]在其中一个实施例中，所述上板111所在平面与所述下板113所在平面的夹角在-20度至+20度之间。
[0031]下板113与水平面平行，而上板111应尽量与水平面平行，允许有+/-20度的倾斜，以便于更好的传递载荷。
[0032]在其中一个实施例中，所述中板112包括连接段1122，所述连接段1122向所述上板111延伸折弯后形成上翻边1121，且所述上翻边1121紧贴所述上板111的一侧，所述连接段1122向所述下板113延伸折弯后形成下翻边1123，且所述下翻边1123紧贴所述下板113的一侧。
[0033]在其中一个实施例中，所述上翻边与所述上板的一侧焊接、螺接或铆接，所述下翻边与所述下板的一侧焊接、螺接或铆接。
[0034]如图9所示，在其中一个实施例中，所述上翻边1121与所述下翻边1123的垂直距离B为69.1毫米至89.1毫米之间，所述上翻边1121与所述下翻边1123的水平距离C为25.5晕米至45.5晕米之间。
[0035]本实施例使得压溃效果更加显著。
[0036]在其中一个实施例中，所述上板111、所述中板112和所述下板113为满足6丽2标准、GMW3032标准的软钢。
[0037]GMW2和GMW3032均为通用的低碳钢材标准。本设计的材料一般选用低强度软钢，即满足 GMW2 标准，材料牌号为 GMW2M-ST-S-CR1，GMW2M-ST-S-CR2，GMW2M-ST-S-CR3，GMW2M-ST-S-CR4, GMW2M-ST-S-CR5的钢板。也可选用满足GMW3032标准，材料牌号为GMW3032M-ST-S-CR180 (B2)，或者 GMW3032M-ST-S-CR210 的钢板。
[0038]在其中一个实施例中，所述上板111、所述中板112和所述下板113的厚度为0.6毫米至0.8毫米之间。
[0039]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种汽车集气箱，包括上部结构和下部结构，所述上部结构设置在所述汽车的前挡风玻璃下方并固定所述前挡风玻璃，所述下部结构设置在所述上部结构下方且在所述下部结构设置排水单元或空调进气口，其特征在于，所述上部结构包括上板和下板，以及连接所述上板和所述下板的中板，所述上板、所述中板和所述下板的横截面呈Z字形结构。
2.根据权利要求1所述的汽车集气箱，其特征在于，所述中板与所述下板的夹角为O度至60度之间。
3.根据权利要求1所述的汽车集气箱，其特征在于，所述上板所在平面与所述下板所在平面的夹角在-20度至+20度之间。
4.根据权利要求1所述的汽车集气箱，其特征在于，所述中板包括连接段，所述连接段向所述上板延伸折弯后形成上翻边，且所述上翻边紧贴所述上板的一侧，所述连接段向所述下板延伸折弯后形成下翻边，且所述下翻边紧贴所述下板的一侧。
5.根据权利要求4所述的汽车集气箱，其特征在于，所述上翻边与所述上板的一侧焊接、螺接或铆接，所述下翻边与所述下板的一侧焊接、螺接或铆接。
6.根据权利要求4所述的汽车集气箱，其特征在于，所述上翻边与所述下翻边的垂直距离为69.1毫米至89.1毫米之间，所述上翻边与所述下翻边的水平距离为25.5毫米至45.5毫米之间。
7.根据权利要求1所述的汽车集气箱，其特征在于，所述上板、所述中板和所述下板为满足GMW2标准、GMW3032标准的软钢。
8.根据权利要求1所述的汽车集气箱，其特征在于，所述上板、所述中板和所述下板的厚度为0.6毫米至0.8毫米之间。
【文档编号】B60R21/34GK204161483SQ201420444525
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】王娇, 郑林艳, 吴纯明, 郑德兵, 杨国培 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司