一种汽车A柱结构及一种车辆和该A柱结构的制造方法

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车a柱结构。

本发明还涉及包括上述a柱结构的汽车。

本发明又涉及上述a柱结构的制造方法。

背景技术：

汽车a柱是指汽车前挡风玻璃左右两侧的支撑柱，该支撑柱下端连接车身下车体，上端延伸至与汽车b柱相连。作为乘员舱的重要支撑结构，其本身必须具有足够的刚度、强度性能来保障车身结构的整体性能。一旦汽车发生碰撞时，a柱会起到将碰撞冲击力传递至汽车后部的作用，因此其结构本身必须具有较强的抗冲击性能来保护乘员舱不会被破坏。

尽管a柱采用空腔式的结构，但a柱内部无支撑，存在刚度不足及冲击吸能不足的缺点，在碰撞过程中容易发生焊点开裂，从而造成钣金折弯，对乘员舱形成二次伤害。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种汽车a柱结构，其具有足够的刚度，能抵抗冲击，不易变形，碰撞过程中，避免焊点开裂，能够保障乘用车室内安全。

本发明的另一个目的是提供包括上述汽车a柱结构的车辆，其能够保障乘用车室内安全，其a柱具有更高的刚度。

针对本发明汽车a柱结构来说，其为一体挤压成型的空腔结构，空腔沿a柱本体轴向分布，并在空腔内设置管件，管件沿空腔轴向分布，a柱本体与管件为弯曲配合。

一体挤压成型能保障整体刚度，防止碰撞过程中，a柱碰散，管件布设在a柱本体空腔内，进一步提升刚度，a柱本体和管件弯曲配合，使管件和a柱本体连接更为紧密，不易滑脱，弯曲状态的a柱本体和管件，在承受碰撞时，拱形的结构抵抗冲击的能力更好。

作为本发明汽车a柱结构进一步的改进，汽车a柱结构在挤压成型时，形成了网络状的截面形式。

网络状的截面形式，能够形成a柱本体内部的网络状加强筋结构，有利于强化a柱本体内部。

作为本发明汽车a柱结构进一步的改进，管件与空腔为过盈配合。过盈配合使管件紧密连接在空腔中，结构更加紧凑，不易滑脱。

作为本发明汽车a柱结构进一步的改进，a柱本体具有至少3个与车身下车体连接的第一连接处；至少3个与汽车b柱进行连接的第二连接处。

第一连接处使a柱本体便于与车身下车体连接，连接更为紧密，有利于装配，第二连接处使a柱本体便于与b柱连接，有利于装配。

作为本发明汽车a柱结构进一步的改进，a柱本体具有至少一个与前挡风玻璃连接的第一连接面；至少一个与前门密封条连接的第二连接面；至少一个第三连接面和至少一个饰板安装孔与a柱饰板连接。

有利于安装其他车身部件，便于装配，加强连接。

作为本发明汽车a柱结构进一步的改进，a柱本体1由铝合金材料挤压成型。铝合金挤压成型，有利于形成轻量化的车身。

作为本发明汽车a柱结构进一步的改进，管件为高强钢管，其屈服强度在1000mpa以上。高强钢管便于提高a柱刚度，优选屈服强度在1000mpa以上，

针对本发明车辆来说，包括上述的汽车a柱结构。车辆使用汽车a柱结构针对本发明汽车a柱结构的制造方法来说，具体包括如下步骤：

s1：将挤压模具通过螺栓连接在挤压设备的端口上；

s2：将铝合金铸锭加热到360℃至380℃，并放入挤压设备的挤压筒中；

s3：挤压设备内的挤压装置以预定的挤压速度向挤压模具行进，对所述的铝合金铸锭进行挤压，将铝合金铸锭从所述的挤压模具的模孔中挤出，形成挤压件；

s4：通过牵引设备将形成的挤压件一端固定，伴随着挤压设备的工作完成牵引；

s5：挤压筒内部的铝合金铸锭被全部被转化成挤压件，通过切断设备对挤压件按照预设的尺寸进行切割。

s6：将管件嵌入a柱本体中再对整体结构进行拉弯或将管体和a柱本体分别进行拉弯再将管件嵌入a柱本体。

铝合金挤压成型，有利于提高a柱的整体性，受碰撞时，不易散，在其内嵌入管件，整体拉弯，或管件和a柱本体分别拉弯，再进行装配，拉弯后，管件和a柱成拱形，其抵抗变形的能力更强。

作为本发明汽车a柱结构的制造方法进一步的改进，其中，挤压模具具有网络状的截面形式，使铝合金经挤压后形成位于a柱本体内部的网络状加强板。

网络状截面形式，有利于形成a柱本体内部的网络状加强板，提高整体刚度，能起到强化a柱的作用，且网络状加强板相邻于空腔布设，有利于支撑管件。

本发明汽车a柱结构，通过a柱本体以及固定在a柱本体的空腔内并沿a柱本体轴向布置的高强钢管，形成一个立体网络状的有效的传力通道，克服了现有技术中a柱刚度不足及冲击吸能不足的缺陷，从而最大化地起到了分散碰撞能量的作用，对保持结构完整性和安全性起到了非常好的效果；

本发明提供的汽车a柱结构，a柱本体使用spr(自冲铆)或fds(热熔自攻丝技术)加结构胶和车体连接，在轴向上的一端的端面上形成有多个用于与车身下车体进行spr或fds固定的第一连接处，且其在轴向上的另一端的端面上形成有多个用于与汽车b柱进行spr或fds固定的第二连接处，这样就可以避免现有技术中a柱在碰撞过程中出现焊点开裂及钣金折弯，导致乘员舱形成二次伤害的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一汽车a柱结构的局部立体结构示意图。

图2为图1中a点的放大截面示意图。

附图标记：1、a柱本体；2、管件；11、第一连接处；12、第二连接处；13、第一连接面；14、第二连接面；15、第三连接面；151、饰板安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

图1-2示出了本发明汽车a柱结构，其为一体挤压成型的空腔结构，空腔沿a柱本体1轴向分布，并在空腔内设置管件2，管件2沿空腔轴向分布，a柱本体1与管件2为弯曲配合。

一体挤压成型能保障整体刚度，防止碰撞过程中，a柱碰散，管件2布设在a柱本体1空腔内，进一步提升刚度，a柱本体1和管件2弯曲配合，使管件2和a柱本体1连接更为紧密，不易滑脱，弯曲状态的a柱本体1和管件2，在承受碰撞时，拱形的结构抵抗冲击的能力更好。

在本实施例中，汽车a柱结构在挤压成型时，形成了网络状的截面形式。

网络状的截面形式，能够形成a柱本体1内部的网络状加强筋结构，有利于强化a柱本体1内部。

在本实施例中，管件2与空腔为过盈配合。过盈配合使管件2紧密连接在空腔中，结构更加紧凑，不易滑脱。

在本实施例中，a柱本体1具有至少3个与车身下车体连接的第一连接处11；至少3个与汽车b柱进行连接的第二连接处12。

第一连接处11使a柱本体1便于与车身下车体连接，连接更为紧密，有利于装配，第二连接处12使a柱本体1便于与b柱连接，有利于装配。

在本实施例中，a柱本体1具有至少一个与前挡风玻璃连接的第一连接面13；至少一个与前门密封条连接的第二连接面14，至少一个第三连接面15和至少一个饰板安装孔151与a柱饰板连接。

在本实施例中，a柱本体1由铝合金材料挤压成型。铝合金挤压成型，有利于形成轻量化的车身。

在本实施例中，管件2为高强钢管，其屈服强度在1000mpa以上。高强钢管便于提高a柱刚度，优选屈服强度在1000mpa以上，

本发明公开了一种车辆，其包括上述的汽车a柱结构。车辆使用汽车a柱结构，有利于车身轻量化设计，受碰撞时，a柱的刚度更高，抵抗变形的能力更强，保护乘用车室内安全。

实施例2

本发明公开了汽车a柱结构的制造方法，具体包括如下步骤：

s1：将挤压模具通过螺栓连接在挤压设备的端口上；

s2：将铝合金铸锭加热到360℃至380℃，并放入挤压设备的挤压筒中；

s3：挤压设备内的挤压装置以预定的挤压速度向挤压模具行进，对所述的铝合金铸锭进行挤压，将铝合金铸锭从所述的挤压模具的模孔中挤出，形成挤压件；

s4：通过牵引设备将形成的挤压件一端固定，伴随着挤压设备的工作完成牵引；

s5：挤压筒内部的铝合金铸锭被全部被转化成挤压件，通过切断设备对挤压件按照预设的尺寸进行切割。

s6：将管件2嵌入a柱本体1中再对整体结构进行拉弯或将管体2和a柱本体1分别进行拉弯再将管件2嵌入a柱本体1。

铝合金挤压成型，有利于提高a柱的整体性，受碰撞时，不易散，在其内嵌入管件2，整体拉弯，或管件2和a柱本体1分别拉弯，再进行装配，拉弯后，管件2和a柱成拱形，其抵抗变形的能力更强。

在本实施例中，挤压模具具有网络状的截面形式，使铝合金经挤压后形成位于a柱本体1内部的网络状加强板。

网络状截面形式，有利于形成a柱本体1内部的网络状加强板，提高整体刚度，能起到强化a柱的作用，且网络状加强板相邻于空腔布设，有利于支撑管件2。

实施例3

本发明提供一种汽车a柱结构，包括a柱本体，该a柱本体内部应有空腔；其中，a柱本体的空腔内设有一根管件；实施本发明实施例，有利于车身安全性能提高，解决现有技术中a柱因存在刚度不足及冲击吸能不足而易在碰撞过程中出现焊点开裂及钣金折弯，导致乘员舱形成二次伤害的问题。

实施例4

一种汽车a柱结构，包括a柱本体1和管件2，a柱本体1内部有空腔，管件2位于空腔内。

在本实施例中，a柱本体1的空腔内的管件2的轴向与a柱本体1长度方向相一致，且长度应不小于a柱本体。

在本实施例中，a柱本体1的空腔内的管件2可采用过盈配合。

在本实施例中，管件2在a柱本体1的空腔内以结构胶连接或机械连接。

在本实施例中，a柱本体1在轴一端的端面上形成有多个用于与车身下车体的第一连接处11，且其在轴另一端的端面上形成有多个用于与汽车b柱的第二连接处12。

在本实施例中，用于与车身下车体连接的第一连接处11不少于三个，用于与汽车b柱进行连接的第二连接处12不少于三个。

在本实施例中，a柱本体1在径向上的外壁上。

在本实施例中，形成有至少一用于与前挡风玻璃连接的第一连接面13、一用于与前门密封条连接的第二连接面14

在本实施例中，a柱本体1采用铝合金材料制作。

实施例5

本发明提供一种汽车a柱结构及汽车，其能够解决现有技术中a柱因存在刚度不足及冲击吸能不足且易在碰撞过程中出现焊点开裂及钣金折弯，导致乘员舱形成二次伤害的问题。

本发明汽车a柱结构，包括a柱本体1和管件2，a柱本体内部形成有空腔，如图2所示；

在本实施例中，管件位于a柱本体的空腔内；

在本实施例中，管件的轴向与a柱本体长度方向相一致，长度不小于a柱本体，用于进一步和其他部件连接。

在本实施例中，管件与a柱本体可采用过盈配合。

在本实施例中，管件2在a柱本体1的空腔内以结构胶或机械连接。

在本实施例中，a柱本体1在长度方向上一端的端面上形成有多个用于与车身下车体进行连接的第一连接处11，且其另一端的端面上形成有多个用于与汽车b柱进行连接的第二连接处12。

在本实施例中，与车身下车体进行连接的连接处有不少于三个，用于与汽车b柱进行连接的连接处有不少于三个。

在本实施例中，a柱本体在径向上的外壁上形成有至少一用于与前挡风玻璃连接的第一连接平面和一用于与前门密封条连接的第二连接平面。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括前述的汽车a柱结构。

实施本发明实施例，具有以下有益效果：

实施例6

本发明实施例提供的汽车a柱结构，通过a柱本体以及固定在a柱本体的空腔内并沿a柱本体轴向布置的管件，加强了a柱整体的刚度和强度，克服了现有技术中a柱刚度不足及冲击吸能不足的缺陷，从而最大化地起到了分散碰撞能量的作用，对保持结构完整性和安全性起到了非常好的效果；克服了现有技术中a柱在碰撞过程中出现焊点开裂及钣金折弯，导致乘员舱形成二次伤害的问题，有利于车身安全性能提高。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种汽车a柱结构，分别设置在前挡风玻璃左右两侧，为叙述简便，以下以一侧的汽车a柱结构为例进行说明。本发明实施例一的汽车a柱结构，包括a柱本体1，该a柱本体1采用铝合金材料(或其它重量轻的合金材料)制作，并经挤压拉弯一体成型，且其内部形成有空腔；其中，铝合金a柱本体1的挤压成型过程包括以下步骤：

步骤一、将挤压模具通过螺栓连接在挤压设备的端口上；

步骤二、将铝合金铸锭加热到360℃至380℃，并放入挤压设备的挤压筒中；

步骤三、挤压设备内的挤压装置以一定的挤压速度向挤压模具行进，对所述的铝合金铸锭进行挤压，将铝合金铸锭从所述的挤压模具的模孔中挤出，形成挤压件；

步骤四、通过牵引设备将形成的挤压件一端固定，伴随着挤压设备的工作完成牵引；

步骤五、挤压筒内部的铝合金铸锭被全部被转化成挤压件，通过切断设备对挤压件按照预设的尺寸进行切割。

步骤六、可将高强钢管嵌入a柱本体1中再对整体结构进行拉弯，也可以将钢管和a柱本体1分别进行拉弯再将钢管嵌入a柱本体1。

a柱本体1的空腔内设有一根管件2；其中，管件2可使用高强钢管，管件2在a柱本体1的空腔内沿a柱本体1轴向布置，使得a柱本体1内部得到支撑，克服了现有技术中a柱刚度不足的缺陷，而挤压产生的截面形状也可以起到加强筋的作用从而最大化地起到了分散碰撞能量的作用，改善冲击吸能不足的缺陷，对保持结构完整性和安全性起到了非常好的效果。

在本实施例中，采用截面形状如图2，使得a柱具有很好的刚度性能及吸能效果。当然，也可以采用其他类似的截面形状。

在本实施例中，a柱本体1使用spr或fds加结构胶和车体连接，在轴向上的一端的端面上形成有多个用于与车身下车体进行spr或fds固定的第一连接处11，且其在轴向上的另一端的端面上形成有多个用于与汽车b柱进行spr或fds固定的第二连接处12，这样就可以避免现有技术中a柱在碰撞过程中出现焊点开裂及钣金折弯，导致乘员舱形成二次伤害的问题。第一连接处11和第二连接处12可以设计为平面，从而具有很好的铆接连接性，且连接面的数量和形状可以根据实际做出相应调整。在一个例子中，第一连接处11有4个，第二连接处12有4个。

相应于本发明汽车a柱结构，本发明还涉及包括上述前纵梁的汽车。

包括本发明汽车a柱结构，并与本发明汽车a柱结构具有相同的结构及连接关系。

实施本发明实施例，具有以下有益效果：

本发明汽车a柱结构，通过a柱本体以及固定在a柱本体的空腔内并沿a柱本体轴向布置的高强钢管，形成一个立体网络状的有效的传力通道，克服了现有技术中a柱刚度不足及冲击吸能不足的缺陷，从而最大化地起到了分散碰撞能量的作用，对保持结构完整性和安全性起到了非常好的效果；

本发明提供的汽车a柱结构，a柱本体1使用spr或fds加结构胶和车体连接，在轴向上的一端的端面上形成有多个用于与车身下车体进行spr或fds固定的第一连接处11，且其在轴向上的另一端的端面上形成有多个用于与汽车b柱进行spr或fds固定的第二连接处12，这样就可以避免现有技术中a柱在碰撞过程中出现焊点开裂及钣金折弯，导致乘员舱形成二次伤害的问题。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。