一种汽车车身前纵梁结构及汽车的制作方法

本发明涉及汽车车身
技术领域：
，具体地说，涉及一种汽车车身的前纵梁结构，以及具有该车身前纵梁结构的汽车。
背景技术：
：随着汽车产业的迅猛发展，汽车销售市场竞争日益激烈。低成本、高质量、轻量化等特点越来越受到人们的重视和青睐。汽车车身前纵梁作为车身架构件，在结构性能中始终受到高关注。前纵梁沿着车辆纵向布置在发动机舱下部两侧。在车辆发生前部碰撞时，前纵梁是吸收和传递碰撞能量最主要的载体。目前的汽车车身前纵梁结构，通常为封闭腔结构，请参阅图10、11所示，其大体包括前纵梁外板1和前纵梁内板2。其中前纵梁外板101和前纵梁内板102在车辆前后方向以近似平行的形式向后延伸，经过折弯段103至前纵梁后梁段104。这种结构布局的明显缺点是，由于钣金工艺的限制，前段截面基本为矩形或者类似矩形，如图12所示。这样的截面结构，在轴向碰撞冲击中不易产生稳定的轴向溃缩，而是易于产生折弯，从而使得梁结构在变形中吸能效率较低。如此使得折弯段103区域受载过大，导致折弯失效，进而就会造成乘员舱侵入量过大，危害乘员生命安全。对此，业界做出的一种改进方式是，在折弯段103区域作增强，来补充性能的不足，但此种方式又会造成整体重量的显著提升。因此，确有必要研发一种新型的汽车车身前纵梁结构，来克服现有技术中的缺陷。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种新型的汽车车身前纵梁结构，其在不造成整体重量显著提升的前提下，优化碰撞能量分配，提高能量吸收效率，从而提高整车的碰撞性能。本发明的另一目的在于提供一种具有新型车身前纵梁结构的汽车。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种汽车车身前纵梁结构，其包括前纵梁主体，其中所述前纵梁主体包括铝材制作的前段部分和钢材制作的后段部分，所述前段部分包括由前至后依次固定连接的吸能盒段、连接件段、平直梁段和折弯段，并且所述折弯段与所述后段部分固定连接。依据本发明技术方案提供的一种汽车车身前纵梁结构，其中，所述前段部分采用铸铝材质。依据本发明技术方案提供的一种汽车车身前纵梁结构，其中，所述前段部分的所述吸能盒段具有“日”字构形或者“目”字构形的横截面。依据本发明技术方案提供的一种汽车车身前纵梁结构，其中，所述前段部分的所述平直梁段具有“日”字构形或者“目”字构形的横截面。需要说明的是，上述“日”字或“目”字构形仅为代表性或示例性构形，并非一个限定，其它构形例如“口”字形内增加结构的构形，也可适用于本发明，例如“田”字构形等，具体等同变换的实施例，可参阅说明书附图给出的示例。依据本发明技术方案提供的一种汽车车身前纵梁结构，其中，所述前段部分的所述吸能盒段、所述连接件段、所述平直梁段和所述折弯段之间采用二氧化碳保护焊技术进行连接。依据本发明技术方案提供的一种汽车车身前纵梁结构，其中，所述前纵梁主体内直接设置有纵梁隔离撑板。依据本发明技术方案提供的一种汽车车身前纵梁结构，其中，所述前纵梁主体上直接集成设置有多个安装点。依据本发明技术方案提供的一种汽车车身前纵梁结构，其中，所述前纵梁主体的所述前段部分与所述后段部分通过铆接连接。依据本发明技术方案提供的一种汽车车身前纵梁结构，其中，所述后段部分包括采用超高强钢材料制作的后梁段。本发明还提供了一种汽车，其包括有前述任一项技术方案中所述的车身前纵梁结构。相较于现有技术，本发明的有益效果是：本发明的车身前纵梁结构，其前段截面采用的“日”字构形或“目”字构形，保证了截面稳定轴向溃缩的能力。在轴向受载的情况下，比之于传统截面，本发明涉及的新型截面更易于出现稳定的压溃变形，而不易出现折弯变形，即保证了新截面的单位能量吸收效率高于现有传统截面，又使得对于折弯区域的作用力减小，从而减小乘员舱侵入量，减小乘员损伤。并且，本发明提供的钢铝混合的前纵梁结构，由于本身的材料属性优势，一方面可以显著地降低车身重量，带来燃油经济性等方面的优势，另一方面可以设计不同于传统钣金件的结构，优化碰撞能量分配，提高能量吸收效率，从而提高整车的碰撞性能。进一步的，将安装点和隔离支撑板直接集成设置在前纵梁主体结构上，使得其整体结构更为简单，集成度高。同时各结构间联系更为紧密，效率更高，避免了由于工艺限制而造成的结构设计的限制，使得设计空间进一步扩大，有利于前纵梁结构的精益化设计。附图说明图1是本发明一个实施方式涉及的一种汽车车身前纵梁结构的示意图。图2是图1所示的一种汽车车身前纵梁结构的分解图，其中未图示后段部分的后梁段。图3是图1所示的一种汽车车身前纵梁结构的侧视图。图4是图1所示的一种汽车车身前纵梁结构的俯视图。图5是图3沿A-A方向的剖视图。图6是图3沿B-B方向的剖视图。图7是图5所示结构的多种变形替换结构的示意图。图8是图6所示结构的多种变形替换结构的示意图。图9是图4沿C-C方向的剖视图。图10是现有技术中汽车车身前纵梁结构的示意图。图11是图10所示的车身前纵梁结构的侧视图。图12是图11沿D-D方向的剖视图。图1~9中的附图标记说明如下。吸能盒段10连接件段12平直梁段14折弯段16后梁段18隔离支撑板13图10~12中的附图标记说明如下。前纵梁外板101前纵梁内板102折弯段103后梁段104具体实施方式以下将结合附图和实施例，对本发明涉及的一种汽车车身前纵梁结构的技术方案作进一步的详细描述。请参阅图1、图2、图3及图4所示，本发明的一个实施方式提供了一种汽车车身前纵梁结构，其包括前纵梁主体，所述前纵梁主体包括铝材制作的前段部分和钢材制作的后段部分。其中，所述前段部分包括由前至后依次连接的吸能盒段10、连接件段12、平直梁段14和折弯段16。所述后段部分包括后梁段18。请参阅图5和图6所示，所述前段部分的吸能盒段10和平直梁段14，其横截面分别采用“日”字和/或“目”构形，不同于传统的矩形截面构形，这种截面形式能够保证截面稳定轴向溃缩的能力。在轴向受载的情况下，比之于传统截面（请参考图12所示），本发明涉及的这种新型截面构形，更易于出现稳定的压溃变形，而不易出现折弯变形，即保证了本截面的单位能量吸收效率高于传统截面，又能使得对于折弯区域的作用力减小，从而减小乘员舱侵入量，减小乘员损伤。进一步的，所述吸能盒段10和平直梁段14的截面构形，还可以根据本发明的技术构思做进一步的变化和替换，即在矩形截面内添加结构。具体变化构形示例，可参看图7、图8所示的构形，这些揭示的构形只是作为示例，并不限定本发明的范围，任何根据本发明技术构思做出的等同变换，都将涵盖在本发明的保护范围内。所述前段部分采用四段结构形式并以铸铝材料制作，各段之间可以采用二氧化碳保护焊技术进行连接。如此结构可以显著减少了零件数量，降低了工艺复杂性，提高了生产效率。并且采用铝材，由于制造工艺不同，可以使得：1、前段部分截面形式采用更易于稳定轴向溃缩的形式。前段部分几何上平直，在车辆前碰工况下主要作用为充分变形以吸收车辆动能，从而减小对乘员的伤害。稳定的轴向溃缩的性能有利于提高吸能效率，提升前纵梁碰撞性能；2、采用整体铸造成型，即不需要用点焊连接，有利于提升前纵梁在碰撞中的变形稳定性，同样可提高吸能效率。而后段部分采用超高强钢材料制作，主要针对折弯区的强化，超高强钢可以提供较强的抗折弯性能，保证前纵梁在折弯区保持不折断，从而保护舱内人员的安全。这样，前段部分的平直梁段14的吸能效率和后梁段18的抗弯能力得到充分发挥，使碰撞能量传递路径更加优化，从而提高车辆的前端碰撞性能。进一步的，请参阅图9所示，纵梁隔离撑板13直接与前纵梁主体合为一体，不再是通过焊接或胶接加装，使得纵梁结构更为简单，各结构之间联系更为紧密，效率更高。同时避免了由于工艺限制而造成的结构设计的限制，使得设计空间进一步扩大，有利于前纵梁结构的精益化设计。并且，纵梁上各安装点也都是直接集成在所述前纵梁主体上，通过铸造工艺，将包括安装点和安装面等特征直接做在纵梁本体上。这样使得纵梁的集成度更高，节省了模具数量，降低了工艺复杂性，提高了生产效率，降低了生产成本。本发明的车身前纵梁结构，其材质采用钢铝混合，即，其前段部分，包括吸能盒段10、连接件段12、平直梁段14和折弯段16采用铸铝材料代替钢材，后段部分则采用超高强钢材料，两者通过铆接连接。这样能够实现纵梁材料的合理分配，使得前段部分能在碰撞下充分变形，高效吸能；而后段部分则抗弯能力足够，侵入量小。同时实现了整体结构的轻量化。具体来说，由于前段采用铝材构件，因为工艺不同，可以使得纵梁前段截面构形，更易于稳定轴向溃缩。并且，纵梁前段几何上的平直，在车辆前碰工况下，能充分变形来吸收车辆动能，从而减小对乘员的伤害。而稳定的轴向溃缩的性能，有利于提高吸能效率，提升前纵梁碰撞性能。而在后半部使用超高强钢，针对折弯区进行强化。其中超高强钢材料可以提供较强的抗折弯性能，保证前纵梁在折弯区保持不折断，侵入量小，从而保护舱内人员的安全。因此，本发明提供的钢铝混合的前纵梁结构，一方面可以显著地降低车身重量，带来燃油经济性等方面的优势，另一方面通过设计不同于传统钣金件的结构，优化碰撞能量分配，提高能量吸收效率，从而提高整车的碰撞性能。另外，采用整体铸造成型，即不需要用点焊连接，有利于提升梁在碰撞中的变形稳定性，同样可提高吸能效率。本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。当前第1页1 2 3