汽车前部骨架及汽车的制作方法

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车前部骨架及一种包括该汽车前部骨架的汽车。

背景技术：

汽车前部骨架主要用于承载汽车的动力系统、散热系统、照明系统、空调系统及外壳等。汽车前部骨架包括左前纵梁、与左前纵梁平行间隔开的右前纵梁、与左前纵梁的前端连接的左竖梁、与右前纵梁的前端连接的右竖梁、与左竖梁的下端和右竖梁的下端相连的下横梁和与左竖梁的上端和右竖梁的上端相连的上横梁，以及与上横梁的左端相连且位于左前纵梁上方的左上纵梁和与上横梁的右端相连且位于右前纵梁上方的右上纵梁。

然而，由于现有技术的左上纵梁、右上纵梁和上横梁都为质量偏重的钢钣金件，且需要通过焊接或螺栓连接将三者连接在一起，由此导致汽车前部骨架存在如下缺陷：第一，质量偏重，不利于提高汽车的动力；第二，连接结构太多，增加装配难度。

此外，发明人在实施本发明的过程中发现，以往的左右竖梁没有根据汽车碰撞历史数据进行优化，导致该竖梁仍采用一体式结构，但是当该竖梁的局部、尤其是其下端被撞坏时，也需要更换整体，导致该竖梁在损坏后的维修时间和维修费用增加。

技术实现要素：

为了解决上述全部或部分问题，本发明的目的是提供一种汽车前部骨架及包括该汽车前部骨架的汽车，该汽车前部骨架通过质量轻、结构简单的u形铝梁替换质量重、结构复杂且由左上纵梁、右上纵梁和上横梁组成的组件，这不仅可以降低汽车前部骨架的质量并帮助汽车提升动力，还可以降低汽车前部骨架的装配难度，提高生产效率。

根据本发明的第一方面，提供了一种汽车前部骨架，该汽车前部骨架包括：左前纵梁和右前纵梁，所述左前纵梁的后端和右前纵梁的后端均用于连接汽车中部骨架；左竖梁和右竖梁，所述左竖梁和右竖梁分别连接所述左前纵梁的前端和右前纵梁的前端；下横梁，其两端分别与左竖梁的下端和右竖梁的下端相连；设置在所述左前纵梁和右前纵梁二者上方的u形铝梁，其是由两个腿部和一个弧部组成的铝合金挤出件，其中两个所述腿部全部用于连接汽车中部骨架，而所述弧部与所述左竖梁的上端和所述右竖梁的上端相连。

进一步地，所述u形铝梁的腿部嵌入于所述汽车中部骨架内并通过紧固件连接在所述汽车中部骨架上。

进一步地，所述紧固件为螺栓或铆钉。

进一步地，所述u形铝梁的截面为口字形、日字形或目字形。

进一步地，所述汽车前部骨架还包括下横梁，其两端分别与左竖梁的下端和右竖梁的下端相连，所述左竖梁和右竖梁均包括与上梁体和下梁体，所述上梁体的下端与所述下梁体的上端可拆卸连接，所述上梁体的上端与所述u形铝梁相连，所述下梁体的下端与所述下横梁相连，所述左前纵梁连接在所述左竖梁的上梁体的中部，所述右前纵梁连接在所述右竖梁的上梁体的中部。

进一步地，所述上梁体与下梁体之间的可拆卸连接为螺栓连接。

进一步地，在所述上梁体和下梁体上均设有加强筋和/或减材孔。

进一步地，所述下横梁为塑料件，所述上梁体和下梁体皆为铝合金压铸件，所述左前纵梁和右前纵梁皆为铝合金挤出件。

进一步地，所述汽车前部骨架还包括与所述左竖梁、右竖梁、左前纵梁和右前纵梁相连的防撞梁。

根据本发明的第二方面，提供了一种汽车，其包括根据本发明的第一方面所述的汽车前部骨架。

根据本发明的第一方面和第二方面，其所涉及的汽车前部骨架相当于取消了现有技术中的左上纵梁(钢钣金件)、右上纵梁(钢钣金件)和上横梁(钢钣金件)，并使用质量轻、结构简单的u形铝梁替换由左上纵梁、右上纵梁和上横梁组成的组件，由此不仅可以有效降低汽车前部骨架的整体质量，帮助汽车提升动力，而且可以降低汽车前部骨架的装配难度，提高汽车前部骨架的生产效率。此外，该u形铝梁的耐腐性、耐撞性和降噪效果也好于前述组件，所以其更适合应用于汽车，尤其是电动汽车。

另外，根据汽车碰撞历史数据的分析得知，汽车与低于防撞梁的物体(例如相对于路面凸起的路肩)相撞的事故占比较重，使得左竖梁和右竖梁低于前纵梁(通常与防撞梁的大致齐平)的部位比剩余部位更容易被撞坏，所以该汽车前部骨架所用的左竖梁和右竖梁选择为主要由上梁体和下梁体组成的分体式结构，当低于前纵梁的下梁体被撞坏时只需更换该下梁体，无需对用来连接防撞梁、前纵梁等重载部件的上梁体进行更换，由此可以有效地降低左竖梁和右竖梁在损坏后的维修时间和维修费用。

此外，该汽车前部骨架的结构简单、制造方便，使用安全可靠，便于实施推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本发明实施例的汽车前部骨架的安装示意图；

图2显示了根据本发明实施例的汽车前部骨架的u形铝梁；

图3显示了根据本发明实施例的汽车前部骨架的左竖梁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1为根据本发明实施例的汽车前部骨架的安装示意图。如图1所示，该汽车前部骨架100是汽车车身的前部结构，该汽车车身除其外还包括汽车中部骨架200(仅显示局部)和汽车后部骨架(未显示)，其中该汽车中部骨架200大致是汽车车身中位于前桥和后桥之间的架体结构。该汽车前部骨架100包括左前纵梁2和右前纵梁3。左前纵梁2的后端和右前纵梁3的后端均用于连接汽车中部骨架200，使得它们共同朝向汽车中部骨架200的前方延伸。左前纵梁2和右前纵梁3通常用于承载前桥、动力系统、空调系统等。

该汽车前部骨架100还包括左竖梁11、右竖梁12和下横梁13。左竖梁11和右竖梁12分别连接左前纵梁2的前端和右前纵梁3的前端，而下横梁13的左端和右端分别与左竖梁11的下端和右竖梁12的下端相连。其中，左竖梁11和右竖梁12能够承载左右车灯。

如图1和图2所示，该汽车前部骨架100还包括设置在左前纵梁2和右前纵梁3二者上方的u形铝梁5。u形铝梁5是由两个腿部51和一个弧部52组成的铝合金挤出件，其中两个腿部51都用于连接汽车中部骨架200，而弧部52与左竖梁11的上端和右竖梁12的上端相连。u形铝梁5的弧部52能够承载机盖和机盖支杆，也能与左竖梁11、右竖梁12和下横梁13一起共同承载散热器等。

根据本发明的实施例，该汽车前部骨架100相当于取消了现有技术中的左上纵梁(钢钣金件)、右上纵梁(钢钣金件)和上横梁(钢钣金件)，并通过质量轻、结构简单的u形铝梁5替换质量重、结构复杂且由左上纵梁、右上纵梁和上横梁组成的组件，由此不仅可以有效降低汽车前部骨架100的整体质量，帮助汽车提升动力，而且可以降低汽车前部骨架100的装配难度，提高汽车前部骨架100的生产效率。此外，u形铝梁5的耐腐性、耐撞性和降噪效果好于前述组件，所以其更适合应用于汽车，尤其是电动汽车。另外，u形铝梁5和汽车中部骨架200能够共同形成一个环形结构，该环形结构有助于提高u形铝梁5的抗变形能力和降噪效果。

在本实施例中，u形铝梁5的腿部51嵌入于汽车中部骨架200内并通过紧固件连接在汽车中部骨架200上，由此提高u形铝梁5的抗扭刚度和抗弯刚度。其中，紧固件选为螺栓、铆钉等，但建议优选为螺栓，以便维修人员对损坏的u形铝梁5进行更换。除此之外，u形铝梁5的腿部51也可通过其他方式连接在汽车中部骨架200上，比如焊接。

u形铝梁5的截面(与u形铝梁5的延伸方向相垂直的截面)为口字形、日字形或目字形，这样既可以方便挤出机对该u形铝梁5进行加工，又保证其具有较佳的机械性能，比如具有较高的抗弯、抗拉、抗压强度等。

左竖梁11和右竖梁12既可以选为一体式结构，也可以选为分体式结构。在图1和图3所示的优选实施例中，左竖梁11和右竖梁12均选为分体式结构，并包括上梁体11a和下梁体11b。其中，上梁体11a的下端与下梁体11b的上端可拆卸连接，该可拆卸连接优选为螺栓连接。左竖梁11的上梁体11a的上端与u形铝梁5的弧部52相连；右竖梁12的上梁体11a的上端也与u形铝梁5的弧部52相连。左竖梁11的下梁体11b的下端与下横梁13的左端相连，右竖梁12的下梁体11b的下端与下横梁13的右端相连。左前纵梁5连接在左竖梁11的上梁体11a的中部(位于该梁体的上端和下端之间)，右前纵梁3连接在右竖梁12的上梁体11a的中部(位于该梁体的上端和下端之间)。根据汽车碰撞历史数据的分析得知，汽车与低于防撞梁的物体(例如路肩)相撞的事故占比较重，使得左竖梁11和右竖梁12低于对应前纵梁的部位比其余部位更容易被撞坏，所以本实施将左竖梁11和右竖梁12均构造为主要由上梁体11a和下梁体11b组成的分体式结构，当低于前纵梁的下梁体11b被撞坏时无需对用来连接防撞梁、对应前纵梁等重载部件的上梁体11a进行更换，由此可以有效地降低左竖梁11和右竖梁12的维修时间和维修费用。

在一个实施例中，上梁体11a的与竖向垂直的最小横截面面积大于下梁体11b的与竖向垂直的最小横截面面积，使得下梁体11b在前后方向上的抗弯强度不如上梁体11a在前后方向上的抗弯强度，以便在汽车与路肩碰撞时使下梁体11b比上梁体11a更容易产生变形和损坏，对下梁体11b的结构和构造实施保护。

在本实施例中，在上梁体11a和下梁体11b上均设有加强筋11c和/或减材孔11d。其中，加强筋11c用于增强其所在梁体的结构强度，而减材孔11d用于降低其所在梁体的用材。

为了进一步降低汽车前部骨架100的质量并保证其具有理想的机械性能，下横梁13为塑料件，上梁体11a和下梁体11b皆为铝合金压铸件，左前纵梁2和右前纵梁3皆为铝合金挤出件。

在本实施例中，汽车前部骨架100还包括与左竖梁11、右竖梁12、左前纵梁2和右前纵梁3相连的防撞梁(未示出)。具体地，防撞梁具有防撞横梁和两个吸能盒，防撞横梁的左端通过左侧的吸能盒连接左竖梁11和左前纵梁2，而防撞横梁的右端通过右侧的吸能盒连接右竖梁12和右前纵梁3。防撞梁能够在汽车发生碰撞时吸收碰撞能量，减轻碰撞对人和车造成的损伤。

在一个未示出的实施例中涉及一种汽车，该汽车包括上述任一个实施例所述的汽车前部骨架100。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。