横梁结构、前地板总成及车辆的制作方法

本实用新型属于车身结构技术领域，特别是涉及一种横梁结构、前地板总成及车辆。

背景技术：

现有车辆的前地板总成均是由冲压钣金零件焊接而成，其结构形式分为整体式和分体式两种。如图1和图2所示，现有的分体式的车身前地板包括前地板面板1a、前连接板2a、左连接板3a、右连接板4a、前横梁5a、后横梁6a、前座椅连接板7a、后座椅连接板8a、左门槛内板9a、右门槛内板10a、左下纵梁11a、右下纵梁12a、左下纵梁连接板13a及右下纵梁连接板14a，左下纵梁11a和右下纵梁12a的内部分别焊接有下纵梁衬板，左下纵梁连接板13a的外侧与左门槛内板9a焊接，右下纵梁连接板14a的外侧与右门槛内板10a焊接。

在车身前地板成型时，一般先通过车身纵向的左下纵梁11a、右下纵梁12a、下纵梁衬板、车身横向的左下纵梁连接板13a及右下纵梁连接板14a，以及车身横向的前横梁5a及后横梁6a，构成横纵交错的井字形框架，再通过左连接板3a及右连接板4a分别和左门槛内板9a及右门槛内板10a拼接，最后通过左门槛内板9a及右门槛内板10a分别与左、右侧围总成形成搭接关系。

当车辆发生正面碰撞时，碰撞力通过前地板的左下纵梁11a及右下纵梁12a、左门槛内板9a及右门槛内板10a和地板面板1a向后传递。由于车身前地板中央处的通道(由前连接板2a和地板面板1a组成)结构较简单，缺少可以有效传递正面碰撞力的结构，使得车身前地板的中央在正面碰撞力的作用下迅速弯折，造成车身前地板整体扭曲，危及乘员安全。

当车辆发生侧面碰撞时，由于车身前地板具有横纵交错的井字形框架，使其对侧向的碰撞力传递形成阻隔。由于现行的车身前地板的面板结构中，前横梁5a和后横梁6a之间通常采用前后分体式结构，前横梁5a和后横梁6a之间相距350mm左右，当车辆发生侧面碰撞时，前横梁5a和后横梁6a之间无法相互传递侧向的碰撞力，也无法将侧向的碰撞力传递至地板或将侧向的碰撞力传递至车身另一侧，造成侧向的碰撞力无法及时充分分流，使车身一侧的碰撞力集中，最终将导致单侧乘员舱变形严重，严重威胁乘员安全。

此外，现有的车身前地板总成采用冲压钣金零件拼焊结构，出于总布置需求，前地板上需要为许多模块提供安装点，但由于钣金冲压工艺的限制，无法一体成型，只能采用将钣金零件拆分成冲压件小支架，小支架再与前地板焊接的方案。现行地板总成结构，一方面增加冲压模具、焊接夹具数量，导致成本大幅度增加，另一方面，焊接工序过多提高了焊接尺寸精度控制难度，降低了生产效率。与此同时，过多的钣金零件拼焊，导致前地板总成重量较大，集成化程度低，轻量化系数低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的横梁结构无法及时将侧向的碰撞力传递和分流及前地板总成轻量化系数低的技术问题，提供一种横梁结构、前地板总成及车辆。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供了一种横梁结构，所述横梁结构一体成型，所述横梁结构包括前横梁、后横梁以及连接在所述前横梁和后横梁之间的连接梁。

可选地，所述前横梁包括前横梁主体、连接在所述前横梁主体的左端的第一连接块及连接在所述前横梁主体的右端的第二连接块；

所述后横梁包括后横梁主体、连接在所述后横梁主体的左端的第三连接块及连接在所述后横梁主体的右端的第四连接块；

所述前横梁主体、后横梁主体及连接梁处于同一水平面；

所述前横梁主体上设有座椅前安装孔，所述后横梁主体上设有座椅后安装孔。

可选地，所述第一连接块包括第一竖直块和第一水平块，所述第一竖直块的下端连接在所述前横梁主体的左端，所述第一水平块连接在所述第一竖直块的上端，所述第一水平块上设有门槛内板左前安装孔；

所述第二连接块包括第二竖直块和第二水平块，所述第二竖直块的下端连接在所述前横梁主体的右端，所述第二水平块连接在所述第二竖直块的上端，所述第二水平块上设有门槛内板右前安装孔；

所述第三连接块包括第三下竖直块、第三水平块及第三上竖直块，所述第三下竖直块的下端连接在所述后横梁主体的左端，所述第三水平块的右端连接在所述第三下竖直块的上端，所述第三上竖直块的下端连接在所述第三水平块的左端，所述第三水平块上设有门槛内板左后安装孔，所述第三上竖直块上设有B柱左安装孔；

所述第四连接块包括第四下竖直块、第四水平块及第四上竖直块，所述第四下竖直块的下端连接在所述后横梁主体的右端，所述第四水平块的左端连接在所述第四下竖直块的上端，所述第四上竖直块的下端连接在所述第四水平块的右端，所述第四水平块上设有门槛内板右后安装孔，所述第四上竖直块上设有B柱右安装孔；

所述第一水平块、第二水平块、第三水平块及第四水平块处于同一水平面。

可选地，所述连接梁包括呈X型交叉的第一连接梁和第二连接梁，所述第一连接梁的左端连接在所述前横梁主体上，所述第一连接梁的右端连接在所述后横梁主体上；所述第二连接梁的右端连接在所述前横梁主体上，所述第二连接梁的左端连接在所述后横梁主体上。

可选地，所述前横梁主体包括第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和第二横梁在同一直线上，所述第一连接块连接在所述第一横梁的左端，所述第二连接块连接在所述第二横梁的右端，所述第一连接梁的左端连接在所述第一横梁的右端，所述第二连接梁的右端连接在所述第二横梁的左端。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种前地板总成，包括左门槛内板、右门槛内板、前地板面板及横梁结构，所述横梁结构固定在所述前地板面板上，所述横梁结构一体成型，所述横梁结构包括前横梁、后横梁以及连接在所述前横梁和后横梁之间的连接梁，所述前横梁的左端固定在所述左门槛内板上，所述前横梁的右端固定在所述右门槛内板上，所述后横梁的左端固定在所述左门槛内板上，所述后横梁的右端固定在所述右门槛内板上。

可选地，所述左门槛内板的左侧连接在左侧B柱上，所述右门槛内板的右侧连接在右侧B柱上。

可选地，所述前横梁包括前横梁主体、连接在所述前横梁主体的左端的第一连接块及连接在所述前横梁主体的右端的第二连接块，所述第一连接块固定连接在所述左门槛内板上，所述第二连接块固定连接在所述右门槛内板上；

所述后横梁包括后横梁主体、连接在所述后横梁主体的左端的第三连接块及连接在所述后横梁主体的右端的第四连接块，所述第三连接块固定连接在所述左门槛内板和所述左侧B柱上，所述第四连接块连接在所述右门槛内板和所述右侧B柱上；

所述前横梁主体、后横梁主体及连接梁处于同一水平面；

所述前横梁主体上设有座椅前安装孔，所述后横梁主体上设有座椅后安装孔。

可选地，所述第一连接块包括第一竖直块和第一水平块，所述第一竖直块的下端连接在所述前横梁主体的左端，所述第一水平块连接在所述第一竖直块的上端，所述第一水平块上设有用于与所述左门槛内板螺栓连接的门槛内板左前安装孔；

所述第二连接块包括第二竖直块和第二水平块，所述第二竖直块的下端连接在所述前横梁主体的右端，所述第二水平块连接在所述第二竖直块的上端，所述第二水平块上设有用于与所述右门槛内板螺栓连接的门槛内板右前安装孔；

所述第三连接块包括第三下竖直块、第三水平块及第三上竖直块，所述第三下竖直块的下端连接在所述后横梁主体的左端，所述第三水平块的右端连接在所述第三下竖直块的上端，所述第三上竖直块的下端连接在所述第三水平块的左端，所述第三水平块上设有用于与所述左门槛内板螺栓连接的门槛内板左后安装孔，所述第三上竖直块上设有用于与所述左侧B柱螺栓连接的B柱左安装孔；

所述第四连接块包括第四下竖直块、第四水平块及第四上竖直块，所述第四下竖直块的下端连接在所述后横梁主体的右端，所述第四水平块的左端连接在所述第四下竖直块的上端，所述第四上竖直块的下端连接在所述第四水平块的右端，所述第四水平块上设有用于与所述右门槛内板螺栓连接的门槛内板右后安装孔，所述第四上竖直块上设有用于与所述右侧B柱螺栓连接的B柱右安装孔；

所述第一水平块、第二水平块、第三水平块及第四水平块处于同一水平面。

再一方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，其包括上述的前地板总成。

根据本实用新型实施例的横梁结构、前地板总成及车辆，横梁结构一体成型，横梁结构包括前横梁、后横梁以及连接在前横梁和后横梁之间的连接梁。这样，在车辆发生侧面碰撞时，该横梁结构作为一个整体传递侧向碰撞力，前横梁和后横梁通过连接梁相互传递侧向碰撞力，能够将侧向的碰撞力传递至地板及传递至车身另一侧，侧向的碰撞力能够及时且充分的分流，避免车身一侧的碰撞力集中，降低单侧乘员舱变形量，保证乘员安全。此外，由于横梁结构一体成型，无需采用通过额外的小支架与前地板焊接的方案，仅通过螺栓即可将其固定在前地板面板及前地板总成的其他部件上，一方面，减少了冲压小支架的冲压模具的使用以及焊接所需要的夹具数量，有效降低成本，另一方面，一体成型的横梁结构具有结构简单、可靠性高、集成度高及减重效果明显等优势。

附图说明

图1是现有技术中前地板总成的上部示意图；

图2是现有技术中前地板总成的下部示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的横梁结构的示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的前地板总成的示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的前地板总成的爆炸图；

图6是本实用新型的横梁结构受到侧向碰撞力时的传力路径示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、横梁结构；101、前横梁主体；1011、第一横梁；1012、第二横梁；102、第一连接块；1021、第一竖直块；1022、第一水平块；103、第二连接块；1031、第二竖直块；1032、第二水平块；104、座椅前安装孔；105、后横梁主体；106、第三连接块；1061、第三下竖直块；1062、第三水平块；1063、第三上竖直块；107、第四连接块；1071、第四下竖直块；1072、第四水平块；1073、第四上竖直块；108、座椅后安装孔；109、连接梁；1091、第一连接梁；1092、第二连接梁；

2、左门槛内板；

3、右门槛内板；

4、前地板面板；

5、左连接板；

6、右连接板；

7、左侧B柱；

8、右侧B柱；

9、左门槛加强板；

10、右门槛加强板。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3至图5所示，本实用新型实施例提供的前地板总成，包括左门槛内板2、右门槛内板3、前地板面板4及横梁结构1，所述横梁结构1固定在所述前地板面板4上，所述横梁结构1一体成型，所述横梁结构1包括前横梁、后横梁以及连接在所述前横梁和后横梁之间的连接梁109，所述前横梁的左端固定在所述左门槛内板2上，所述前横梁的右端固定在所述右门槛内板3上，所述后横梁的左端固定在所述左门槛内板2上，所述后横梁的右端固定在所述右门槛内板3上。

所述前横梁、后横梁以及连接梁109一体成型，所述连接梁109连接在所述前横梁和后横梁之间。这样，在车辆发生侧面碰撞时，该横梁结构1作为一个整体传递侧向碰撞力，所述前横梁和后横梁通过所述连接梁109相互传递侧向碰撞力，能够将侧向的碰撞力传递至地板及传递至车身另一侧且传递至车身另一侧的不同部位，侧向的碰撞力能够及时且充分的分流。

优选地，所述横梁结构1为一体成型的铸造件，例如，所述横梁结构1通过铝合金铸造、镁合金铸造等方式一体成型，从而大幅度提升车身的刚度及模态，无需采用通过额外的小支架与前地板焊接的方案，仅通过螺栓即可将其固定在前地板总成的前地板面板及前地板总成的其他部件上。减少了冲压小支架的冲压模具的使用以及焊接所需要的夹具数量，有效降低成本。

在一实施例中，如图3至图5所示，前地板总成所述左门槛内板2的左侧连接在左侧B柱7上，所述右门槛内板3的右侧连接在右侧B柱8上。

所述前横梁包括前横梁主体101、连接在所述前横梁主体101的左端的第一连接块102及连接在所述前横梁主体101的右端的第二连接块103，所述第一连接块102固定连接在所述左门槛内板2上，所述第二连接块103固定连接在所述右门槛内板3上。

所述后横梁包括后横梁主体105、连接在所述后横梁主体105左端的第三连接块106及连接在所述后横梁主体105右端的第四连接块107，所述第三连接块106固定连接在所述左门槛内板2和所述左侧B柱7上，所述第四连接块107连接在所述右门槛内板3和所述右侧B柱8上。

所述前横梁主体101、后横梁主体105及连接梁109处于同一水平面。

所述前横梁主体101上设有座椅前安装孔104，所述后横梁主体105上设有座椅后安装孔108。汽车座椅通过所述座椅前安装孔104和座椅后安装孔108安装在所述横梁结构1上。

所述左侧B柱7通过所述后横梁的第三连接块106固定连接在所述横梁结构1上，所述右侧B柱8通过所述后横梁的第四连接块107固定连接在所述横梁结构1上，所述左侧B柱7与所述右侧B柱8一般采用弧形结构。

当汽车左侧受到碰撞时，所述左侧B柱7的弧形结构就会将外部冲击力向上下两端引导，因为所述左侧B柱7的上端与汽车的顶盖相连，所述左侧B柱7的下端与前地板总成的横梁结构1相连，所以所述左侧B柱7受到的碰撞力将部分传递至顶盖和所述横梁结构1。具体的，到达顶盖处的碰撞力分别向顶盖的前、后和向里侧引导，到达所述横梁结构1处的碰撞力由所述横梁结构1分流引导至汽车右侧，从而减小所述左侧B柱7因受到冲击而向车内凹陷的距离，使车内人员在汽车左侧受到碰撞时有更大的活动空间，同时也保护了车内人员的生命和财产安全。

当汽车右侧受到碰撞时，所述右侧B柱8的弧形结构就会将外部冲击力向上下两端引导，因为所述右侧B柱8的上端与汽车的顶盖相连，所述右侧B柱8的下端与前地板总成的横梁结构1相连，所以所述右侧B柱8受到的碰撞力将部分传递至顶盖和所述横梁结构1。具体的，到达顶盖处的碰撞力分别向顶盖的前、后和向里侧引导，到达所述横梁结构1处的碰撞力由所述横梁结构1分流引导至汽车左侧，从而减小所述右侧B柱8因受到冲击而向车内凹陷的距离，使车内人员在汽车右侧受到碰撞有更大的活动空间，同时也保护了车内人员的生命和财产安全。

在一优选实施例中，如图3所示，所述第一连接块102包括第一竖直块1021和第一水平块1022，所述第一竖直块1021的下端连接在所述前横梁主体101的左端，所述第一水平块1022连接在所述第一竖直块1021的上端，所述第一水平块1022上设有用于与所述左门槛内板2螺栓连接的门槛内板左前安装孔。

所述第二连接块103包括第二竖直块1031和第二水平块1032，所述第二竖直块1031的下端连接在所述前横梁主体101的右端，所述第二水平块1032连接在所述第二竖直块1031的上端，所述第二水平块1032上设有用于与所述右门槛内板3螺栓连接的门槛内板右前安装孔。

所述第三连接块106包括第三下竖直块1061、第三水平块1062及第三上竖直块1063，所述第三下竖直块1061的下端连接在所述后横梁主体105的左端，所述第三水平块1062的右端连接在所述第三下竖直块1061的上端，所述第三上竖直块1063的下端连接在所述第三水平块1062的左端，所述第三水平块1062上设有用于与所述左门槛内板2螺栓连接的门槛内板左后安装孔，所述第三上竖直块1063上设有用于与所述左侧B柱7螺栓连接的B柱左安装孔。

所述第四连接块107包括第四下竖直块1071、第四水平块1072及第四上竖直块1073，所述第四下竖直块1071的下端连接在所述后横梁主体105的右端，所述第四水平块1072的左端连接在所述第四下竖直块1071的上端，所述第四上竖直块1073的下端连接在所述第四水平块1072的右端，所述第四水平块1072上设有用于与所述右门槛内板3螺栓连接的门槛内板右后安装孔，所述第四上竖直块1073上设有用于与所述右侧B柱8螺栓连接的B柱右安装孔。

可以理解的是，所述左门槛内板2可通过所述前横梁的第一连接块102和所述后横梁的第三连接块106与所述横梁结构1固定连接，以使所述横梁结构1传递所述左门槛内板2受到的碰撞力，或将汽车其他部件受到的碰撞力经所述横梁结构1传递至所述左门槛内板2，提高车身在受到侧向碰撞力时抵抗变形的能力。所述右门槛内板3可通过所述前横梁的第二连接块103和所述后横梁的第四连接块107与所述横梁结构1固定连接，以使所述横梁结构1传递所述右门槛内板3受到的碰撞力，或将汽车其他部件受到的碰撞力经所述横梁结构1传递至所述右门槛内板3，提高车身在受到侧向碰撞力时抵抗变形的能力。

所述第一水平块1022、第二水平块1032、第三水平块1062及第四水平块1072处于同一水平面，以使所述横梁结构1的左端更加平稳的安装在所述左门槛内板2和左侧B柱7上，并使所述横梁结构1的右端更加平稳的安装在所述右门槛内板3和右侧B柱8上。

所述横梁结构1可通过螺栓与前地板面板及前地板总成的其他部件固定连接，结构简单，可大幅简化工序，减少焊接夹具等工装的使用数量，有效提升生产效率及尺寸精度。

在一实施例中，如图3所示，所述连接梁109包括呈X型交叉的第一连接梁1091和第二连接梁1092，所述第一连接梁1091的左端连接在所述前横梁主体101上，所述第一连接梁1091的右端连接在所述后横梁主体105上。所述第二连接梁1092的右端连接在所述前横梁主体101上，所述第二连接梁1092的左端连接在所述后横梁主体105上。

将连接梁109设置为X型结构，可使侧向碰撞力更好的由其中一横梁经所述连接梁109传递至另一横梁上，同时可使其中一横梁受到的侧向碰撞力分流至两横梁上，以更好地实现所述横梁结构1对侧向碰撞力的传递和分流。

在一优选实施例中，如图3所示，所述前横梁主体101包括第一横梁1011和第二横梁1012，所述第一横梁1011和第二横梁1012在同一直线上，所述第一连接块102连接在所述第一横梁1011的左端，所述第二连接块103连接在所述第二横梁1012的右端，所述第一连接梁1091的左端连接在所述第一横梁1011的右端，所述第二连接梁1092的右端连接在所述第二横梁1012的左端。

如图3和图6所示，当车辆发生左侧碰撞时，左侧的碰撞力将由车身的左侧传入所述横梁结构1，经所述前横梁主体101的第一横梁1011和所述后横梁主体105的左端传入所述横梁结构1内部。

在所述连接梁109的分流作用下，所述第一横梁1011受到的碰撞力的一部分力经所述连接梁109的第一连接梁1091传递至所述后横梁主体105的右端，进而传递至与所述后横梁主体105的右端相连的所述第四连接块107及与所述第四连接块107相连的所述右门槛内板3和右侧B柱8。

第一横梁1011受到的碰撞力的另一部分力经所述第一连接梁1091的左端及第二连接梁1092的右端传递至所述第二横梁1012。进而传递至与所述第二横梁1012相连的所述第二连接块103及与所述第二连接块103相连的所述右门槛内板3。

与此同时，所述后横梁主体105的左端受到的碰撞力的一部分力直接传递到所述后横梁主体105的右端，所述后横梁主体105的左端受到的碰撞力的另一部分力经所述第二连接梁1092的左端及第一连接梁1091的右端传递至所述后横梁主体105的右端，进而传递至所述第四连接块107及与所述第四连接块107相连的所述右门槛内板3和右侧B柱8。

所述后横梁主体105的左端受到的碰撞力的再一部分力经所述连接梁109的第二连接梁1092传递至所述第二横梁1012，进而传递至所述第二连接块103及与所述第二连接块103相连的所述右门槛内板3。

可以理解的是，当车辆发生右侧碰撞时，右侧的碰撞力将由车身的右侧传入所述横梁结构1，经所述前横梁主体101的第二横梁1012和所述后横梁主体105的右端传入所述横梁结构1内部。

在所述连接梁109的分流作用下，所述第二横梁1012受到的碰撞力的一部分力经所述第二连接梁1092传递至所述后横梁主体105的左端，进而传递至与所述后横梁主体105的左端相连的所述第三连接块106及与所述第三连接块106相连的所述左门槛内板2和左侧B柱7，从而将所述第二横梁1012受到的部分碰撞力分散至所述左门槛内板2和左侧B柱7，以实现所述第二横梁1012的右侧的部分碰撞力的分散，减小车辆受到右侧碰撞力时向车内的变形量。所述第二横梁1012受到的碰撞力的另一部分力经所述第二连接梁1092的右端及第一连接梁1091的左端传递至所述第一横梁1011，进而传递至与所述第一横梁1011相连的第一连接块102及与所述第一连接块102相连的所述左门槛内板2，从而将所述第二横梁1012受到的其余撞击力分散至所述左门槛内板2，以实现所述第二横梁1012的右侧的其余碰撞力的分散，减小车辆受到右侧碰撞力时向车内的变形量。

与此同时，所述后横梁主体105的右端受到的碰撞力的一部分力直接传递到所述后横梁主体105的左端，所述后横梁主体105的右端受到的碰撞力的另一部分力经所述第一连接梁1091的右端及第二连接梁1092的左端传递至所述后横梁主体105的左端，进而传递至与所述后横梁主体105的左端相连的所述第三连接块106及与所述第三连接块106相连的所述左门槛内板2和左侧B柱7，从而将所述后横梁主体105的右端受到的部分碰撞力分散至所述左门槛内板2和左侧B柱7，以实现所述后横梁主体105的右侧的部分碰撞力的分散，减小车辆受到右侧碰撞力时向车内的变形量。

所述后横梁主体105的右端受到的碰撞力的再一部分力经所述第一连接梁1091传递至所述第一横梁1011，进而传递至与所述第一横梁1011相连的第一连接块102及与所述第一连接块102相连的所述左门槛内板2，从而将所述后横梁主体105的右端受到的其余撞击力分散至所述左门槛内板2，以实现所述后横梁主体105的右端的其余碰撞力的分散，减小车辆受到右侧碰撞力时向车内的变形量。

在一实施例中，如图4和图5所示，前地板总成还包括左连接板5和右连接板6，所述左门槛内板2通过所述左连接板5连接在所述前地板面板4的左侧，所述右门槛内板3通过所述右连接板6连接在所述前地板面板4的右侧。

在一实施例中，如图4和图5所示，前地板总成还包括左门槛加强板9和右门槛加强板10，所述左门槛加强板9固定连接在所述左门槛内板2的左侧，所述左侧B柱7固定连接在所述左门槛加强板9的左侧，所述右门槛加强板10固定连接在所述右门槛内板3的右侧，所述右侧B柱8固定连接在所述右门槛加强板10的右侧。

本实用新型的横梁结构及前地板总成在车辆发生侧面碰撞时，该横梁结构作为一个整体传递侧向碰撞力，所述前横梁和后横梁通过所述连接梁相互传递侧向碰撞力，能够将侧向的碰撞力传递至地板及传递至车身另一侧，侧向的碰撞力能够及时且充分的分流，避免车身一侧的碰撞力集中，降低单侧乘员舱变形量，保证乘员安全。此外，一体成型的所述横梁结构具有结构简单、可靠性高、集成度高及减重效果明显等优势。

本实用新型实施例提供的车辆，包括上述的前地板总成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。