专利名称：车身前围板加强结构和车身前围板总成的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车身前围板加强结构。本实用新型还涉及一种采用 该加强结构的车身前围板总成。
背景技术：
安全与否已经是现代和未来汽车设计的关键。如何在发生事故时最大限 度地保护乘员，减少汽车的损坏成为各汽车厂家努力的方向，也是现代汽车 研究的主要课题之一。从汽车问世到现在，在碰撞事故中，由于车身前围板 加强结构的强度不够，使得前围板变形严重，导致人员伤亡的现象已经司空 见惯。为了在汽车碰撞事故中最大限度的保护乘员，必须要提高汽车车身前 围板的强度。
车身前围板受到的载荷分为下面几类静载荷，是指汽车静止的时候， 由于重力产生的载荷；垂直动载荷，当汽车在平坦的道路上以较高的速度行 驶而产生的，其大小与其垂直振动的加速度有关，与作用在前围板内部框架 结构上的静载荷及其分布也有关系。非垂直动载荷，是汽车在崎岖不平的道 路上行驶产生的，此时汽车的四个轮子可能不在同一平面上，使得车身有所 倾斜，其大小与道路不平的程度以及前围板本身的强度有关。动载荷会使前 围板发生扭曲变形。在汽车正常行驶时，前围板受到的动载荷相对较小，但 是如果汽车发生碰撞，这些动载荷就会瞬间变大，这要求汽车车身前围板具 有较高的强度。
传统汽车前围板加强结构存在的问题是，车身前围板加强结构设计不合 理，常常为保证强度而随意加设加强梁或加强板，但是这些随意加设的加强 梁或加强板并不能保证足够的强度，当汽车受到前方和侧方向的冲击力时，
5由于这些加强结构不符合力学原理，往往并不能有效地减小自身结构的损 坏，减小自身变形，从而减小仪表板的变形以保护车内乘员，并且这些传统 的加强结构还会加重汽车的重量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构合理、能够显著增强抗 冲击能力的车身前围板加强结构。
此外，本实用新型还要提供一种采用上述加强结构的车身前围板总成。
为解决上述技术问题，本实用新型的车身前围板加强结构采用如下技术 方案所述车身前围板加强结构包括多个加强件，该多个加强件固定在前围 板上，所述多个加强件连接为至少一个H形。
作为本实用新型的进一步改进方案，该加强结构还包括左侧围板和右侧 围板，以及左连接板和右连接板，其中，所述左侧围板和右侧围板各自连接 在所述前围板两侧中的相应一侧，所述左连接板连接在左侧围板与加强件之 间，所述右连接板连接在右侧围板与加强件之间。
在本实用新型具体优选方案中，所述多个加强件包括加强横梁，该加 强横梁横向固定在所述前围板上；真空助力器安装加强板，该真空助力器安 装加强板固定在所述加强横梁左侧的上部；左加强板，该左加强板固定在所 述加强横梁左侧的下部，与所述真空助力器安装加强板大致位于同一直线； 右纵梁，该右纵梁固定在所述加强横梁右侧的上部；右加强板，该右加强板 固定在所述加强横梁右侧的下部，与所述右纵梁大致位于同一直线；中纵梁， 该中纵梁固定在所述加强横梁的上部，位于所述真空助力器安装加强板和右 纵梁之间；中加强板，该中加强板固定在所述加强横梁的下部，位于所述左 加强板和右加强板之间，并与所述中纵梁大致位于同一直线；其中，所述左 连接板的一端固定在所述加强横梁的左端，另一端固定在所述左侧围板上，所述右连接板的一端固定在所述加强横梁的右端，另一端固定在所述右侧围 板上；其中，所述左侧围板、左连接板、真空助力器安装加强板、左加强板 形成为第一个H形，所述真空助力器安装加强板、左加强板、加强横梁、中 纵梁、中加强板形成为第二个H形，所述中纵梁、中加强板、加强横梁、右 纵梁、右加强板形成为第三个H形，所述右纵梁、右加强板、右连接板、右
侧围板形成为第四个H形；其中，所述左侧为汽车主驾驶位置所在的加强横 梁的一侧，所述右侧为加强横梁的另一侧。
作为本实用新型进一步优选方案，所述真空助力器安装加强板与左加强 板在所述加强横梁上的固定位置对应于汽车驾驶位置。
作为本实用新型另一优选方案，所述右纵梁与右加强板在在所述加强横 梁上的固定位置对应于汽车副驾驶位置。
作为本实用新型的又一优选方案，所述左、右连接板采用塑性材料制成， 其在受到撞击时能够产生塑性变形，吸收能量。
此外，所述真空助力器安装加强板、左加强板、中纵梁、中加强板、右 纵梁、右加强板通过焊接固定于所述加强横梁；所述加强横梁、真空助力器 安装加强板、左加强板、中纵梁、中加强板、右纵梁、右加强板可以通过点 焊固定于所述车身前围板的内表面上；所述左、右连接板通过螺栓连接固定 在所述加强横梁和车身左、右侧围板上。并且，所述加强横梁和所述车身前 围板之间可以设置防撞胶。所述车身前围板的内表面可以设有绝热衬垫。
本实用新型的车身前围板总成，包括前围板，该车身前围板总成采用上 述车身前围板加强结构。
本实用新型的车身前围板加强结构呈多个"H"形结构，由于"H"形结构符 合力学原理，可以形成相互支撑、传递载荷的稳定结构，具有良好的塑性变 形效果和吸收冲击的能力，因而使得采用该加强结构的车身前围板总成结构 稳定，强度增强，而且能够较好地抵抗扭曲变形，从而更大程度地满足安全要求，在汽车发生事故时，能够有效地降低前围板的变形，保护车内人员。
此外，在优选方式下，本实用新型车身前围板的加强结构，前围板与侧 围板不仅按照常规方式通过点焊连接，而且还通过左、右连接板与侧围板以 螺栓方式连接，双重连接使得结构强度明显提高，并且在此情形下，车身前
围板加强结构呈4个"H"形结构，当汽车受到坐、右撞击时，4个"H"形结构 可以递进衰减承受的撞击载荷，当汽车受到正前方撞击时，4个"H"形结构 在前围板内表面形成能够相互传递载荷的防护面，有效减小前围板变形。左、 右连接板经过优化并采用塑性材料制作，在车身前围板受到前方或侧方向的 撞击时，能够发生塑性变形，吸收能量，起到一定的缓冲作用。在本前围板 加强结构的左侧对应于汽车驾驶位置具有真空助力器安装加强板和左加强 板，当车身受到前部的冲击力时，此结构能够有效地降低驾驶员的腿部和胸 部受到的伤害。在本加强结构的右侧对应于汽车副驾驶位置具有右纵梁和右 加强板，此结构能够有效地降低副驾驶位置的乘员腿部和胸部受到的伤害。 同时，同时，所述加强横梁和所述车身前围板之间可以设置有防撞胶，并且 所述车身前围板的内表面设有绝热衬垫，在进一步增强了前围板抵抗外部冲 击能力的同时，也具有防止外部温度传导及减少振动噪声传递的作用。
图1为本实用新型车身前围板加强结构的平面示意图； 图2为具有图1所示加强结构的车身前围板总成在安装状态下的实体参 考图。
附图标记说明
1:左连接板 2:真空助力器安装加强板
3:中纵梁 4:加强横梁
5:右纵梁 6:右连接板7:右加强板 9:左加强板 20:左侧围板
8:中加强板 10:前围板 30:右侧围板
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的优选实施方式。
如图1所示，加强横梁4横向固定在车身前围板10的1/2左右高度处
的内表面上，通过点焊进行固定。真空助力器安装加强板2焊接于加强横梁 4左侧的上部，左加强板9焊接于加强横梁4左侧的下部，真空助力器安装 加强板2与左加强板9的焊接位置相互对应，大致位于同一直线。中纵梁3 焊接于加强横梁4的1/2左右长度处的上部，中加强板8焊接于加强横梁4 的1/2左右长度处的下部，中纵梁3与中加强板8的焊接位置相互对应，大 致位于同一直线。右纵梁5焊接于加强横梁4右侧的上部，右加强板7焊接 于加强横梁4右侧的下部，右纵梁5与右加强板7的焊接位置相互对应，大 致位于同一直线。其中，所述左侧为主驾驶位置所处的加强横梁4的一侧， 所述右侧为加强横梁4的另一侧。
在图1中，所述车身前围板加强结构还包括左连接板1和右连接板6， 通过螺栓连接，左连接板l的一端固定于加强横梁4的左端，另一端固定在 车身左侧围板20上，右连接板6的一端固定于加强横梁4的右端，另一端 固定在车身右侧围板30上。
按照上述方式连接后，如图1所示，在安装状态下，所述车身前围板加 强结构在前围板10的正投影面上呈现为4个"H"形结构，其中车身左侧围板 20、左连接板l、真空助力器安装加强板2、左加强板9形成第一个"H"形结 构，所述真空助力器安装加强板2、左加强板9、加强横梁4、中纵梁3、中 加强板8形成第二个"H"形结构，所述中纵梁3、中加强板8、加强横梁4、右纵梁5、右加强板7形成第三个"H"形结构，所述右纵梁5、右加强板7、 加强横梁4、右连接板6、车身右侧围板30形成第四个"H"形结构。
由于形成了 4个"H"形结构，当汽车受到前左、前右侧的撞击时，4个"H" 形结构形成四层衰减撞击载荷的防护结构，使得前围板10能够减小变形， 当汽车受到正前方的撞击时，4个"H"形结构在前围板10的内表面形成防护 面，各个加强件之间相互传递载荷，能够有效的减小前围板10的变形。
为使发生事故时，能够对驾驶员形成保护，真空助力器安装加强板2与 左加强板9在加强横梁4上的焊接位置对应于汽车驾驶位置，右纵梁5与右 加强板7在加强横梁4上的焊接位置对应于汽车副驾驶位置。
其中，左、右连接板1， 6采用塑性材料制成，如采用IO号钢、铜、铝、 或塑钢等制成，其在受到撞击时能够产生塑性变形，吸收能量，更好的保护 乘员的安全。真空助力器安装加强板2、左加强板9、中纵梁3、中加强板8、 右纵梁5、右加强板7在适当的位置通过点焊焊接于车身前围板10的内表面 上，使得加强结构与车身前围板IO形成固定连接，有效增强车身前围板IO 的抗冲击强度。
另外，加强横梁4和车身前围板IO之间设置防撞胶(如图2中所示， 加强横梁4附近的不规则线条即为防撞胶)，车身前围板10的内表面上设有 绝热衬垫(未图示)，这可以进一步增强了前围板抵抗外部冲击能力，并且 同时具有防止外部温度传导及减少振动噪声传递的作用。
图2是采用图l所示加强结构的车身前围板总成在安装状态下的实体参 考图。该车身前围板总成，由于具有4个"H"形加强结构，因而能够有效的 抵抗四周方向的冲击，特别能够有效的抵抗扭曲变形。在车身受到前部冲击 力时，该车身前围板总成能够有效地降低前围板的变形，将仪表板板损坏程 度降到最低，更好地保护车内前部乘员。
经过受力实验和受力分析，具有本实用新型加强结构的车身前围板总成，相对于普通的车身前围板，在受到相同大小的前部冲击力时，平均能够
减小的变形量可达30%-50%，在受到相同大小和相同方向的侧向冲击力，平 均能够减小变形量可达50%-60%，并且该车身前围板10不容易扭曲变形， 在提高强度的同时，也以精简的结构降低了车身的重量。
本实用新型并不限于上述具体实施方式
，特别是不限于附图中具体的零 部件的形状，例如真空助力器安装加强板2与左加强板9可以先形成为一体 结构，再焊接到加强横梁4上，中纵梁3与中加强板8、右纵梁5与右加强 板7同样可以制成一体的结构等等。各个加强件之间的固定连接，亦不限于 采用焊接，可以采用公知的各种连接方法，例如铆接、螺栓连接等，这些明 显的变型方式，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1. 一种车身前围板加强结构，该加强结构包括多个加强件，该多个加强件固定在前围板(10)上，其特征在于，该多个加强件连接为至少一个H形。
2. 根据权利要求1所述的车身前围板加强结构，其特征在于，该加强 结构还包括左侧围板(20)和右侧围板(30)、以及左连接板(1)和右连 接板(6)，其中，所述左侧围板(20)和右侧围板(30)各自连接在所述 前围板(10)两侧中的相应一侧，所述左连接板(1)连接在左侧围板(20) 与加强件之间，所述右连接板(6)连接在右侧围板(30)与加强件之间。
3. 根据权利要求2所述的车身前围板加强结构，其特征在于，所述多 个加强件包括加强横梁(4)，该加强横梁(4)横向固定在所述前围板(10)上；真空助力器安装加强板(2)，该真空助力器安装加强板(2)固定在所 述加强横梁(4)左侧的上部；左加强板(9)，该左加强板(9)固定在所述加强横梁(4)左侧的下部， 与所述真空助力器安装加强板(2)大致位于同一直线；右纵梁(5)，该右纵梁(5)固定在所述加强横梁(4)右侧的上部；右加强板(7)，该右加强板(7)固定在所述加强横梁(4)右侧的下部， 与所述右纵梁(5)大致位于同一直线；中纵梁(3)，该中纵梁(3)固定在所述加强横梁(4)的上部，位于所 述真空助力器安装加强板(2)和右纵梁(5)之间；中加强板(8)，该中加强板(8)固定在所述加强横梁(4)的下部，位 于所述左加强板(9)和右加强板(7)之间，并与所述中纵梁(3)大致位 于同一直线；其中，所述左连接板(1)的一端固定在所述加强横梁(4)的左端，另 一端固定在所述左侧围板(20)上，所述右连接板(6)的一端固定在所述 加强横梁(4)的右端，另一端固定在所述右侧围板(30)上；所述左侧围板(20)、左连接板(1)、真空助力器安装加强板(2)、左 加强板(9)形成为第一个H形，所述真空助力器安装加强板(2)、左加强 板(9)、加强横梁(4)、中纵梁(3)、中加强板(8)形成为第二个H形， 所述中纵梁(3)、中加强板(8)、加强横梁(4)、右纵梁(5)、右加强板(7) 形成为第三个H形，所述右纵梁(5)、右加强板(7)、右连接板(6)、右侧 围板(30)形成为第四个H形；其中，所述左侧为汽车主驾驶位置所在的加强横梁(4)的一侧，所述 右侧为加强横梁(4)的另一侧。
4. 根据权利要求3所述的车身前围板加强结构，其特征在于，所述真 空助力器安装加强板(2)和左加强板(9)在所述加强横梁(4)上的固定 位置对应于汽车主驾驶位置。
5. 根据权利要求4所述的车身前围板加强结构，其特征在于，所述右 纵梁(5)和右加强板(7)在所述加强横梁(4)上的固定位置对应于汽车 副驾驶位置。
6. 根据权利要求3-5任一项所述的车身前围板加强结构，其特征在于， 所述真空助力器安装加强板(2)、左加强板(9)、中纵梁(3)、中加强板(8)、 右纵梁(5)、右加强板(7)通过焊接固定于所述加强横梁(4);所述加强 横梁(4)、真空助力器安装加强板(2)、左加强板(9)、中纵梁(3)、中加 强板(8)、右纵梁(5)、右加强板(7)通过点焊固定于所述前围板(10)的内表面。
7. 根据权利要求6所述的车身前围板加强结构，其特征在于，所述左、 右连接板(1， 6)采用塑性材料制成，其在受到撞击时能够产生塑性变形， 吸收能量。
8. 根据权利要求7所述的车身前围板加强结构，其特征在于，所述左、 右连接板(1， 6)通过螺栓连接固定在所述加强横梁(4)和左、右侧围板(20， 30)上。
9. 根据权利要求8所述的车身前围板加强结构，其特征在于，所述加 强横梁(4)和所述前围板(10)之间设置防撞胶；所述前围板(10)的内 表面设有绝热衬垫。
10. —种车身前围板总成，该车身前围板总成包括前围板(10)，其特 征在于，该车身前围板总成采用权利要求l-9任一项所述的车身前围板加强 结构。
专利摘要本实用新型提供一种车身前围板加强结构，该车身前围板加强结构包括多个加强件，该多个加强件固定在前围板(10)上，并连接为至少一个H形。该加强结构可较好地承受车身前部和侧部因撞击而产生的冲击力，减小车身前围板变形，防止车身前围板受到撞击时造成过度损坏，更好地保护乘客，提高整车的安全性。此外，本实用新型还涉及一种采用该加强结构的车身前围板总成。
文档编号B62D25/14GK201296297SQ20082017632
公开日2009年8月26日 申请日期2008年10月21日 优先权日2008年10月21日
发明者邵春祥 申请人:比亚迪股份有限公司