车身前部传力结构及汽车的制作方法

1.本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种车身前部传力结构。同时，本实用新型还涉及一种设有该车身前部传力结构的汽车。


背景技术：

2.随着人们对汽车的需求越来越高，汽车的安全性成为消费者重点关注的指标。25％小重叠碰撞是美国公路安全保险协会(insurance institute for highway safety，简称iihs)重点的安全测试项。而机舱与前地板的衔接区域是25％小重叠碰撞的重要传力区域，该区域传力结构设计的优劣直接影响前围的侵入量，以及乘驾人员的生命安全。
3.现有技术中，在进行25％小重叠碰撞时，碰撞力通过机舱左边梁和左前纵梁两条传力通道进入前围和前地板区域，碰撞力传递至机舱与前地板衔接区域处的传力结构进行碰撞能量的吸收，然后经左门槛梁将力传递至车身后部。
4.但由于机舱与前地板衔接区域处传力结构的设计并不合理，碰撞力传递至前围区域后容易导致前围板的侵入量较大，并使得驾驶员脚部空间区域溃缩严重，严重威胁驾驶员的人身安全。另外，现有传力结构的刚度弱，使得整车扭转变形大，如此，路噪等外界激励源极易传递至驾驶室内，从而影响汽车的舒适度。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车身前部传力结构，以提高车身前部的刚度和传力效果，并具有较好的安全性。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种车身前部传力结构，包括机舱纵梁，连接在所述机舱纵梁尾端的机舱纵梁后段，以及形成在所述机舱纵梁后段一侧的第一传力环，和相对于所述第一传力环，形成在所述机舱纵梁后段另一侧的第二传力环；两侧的所述第一传力环和所述第二传力环共用所述机舱纵梁后段，且所述第一传力环与地板门槛梁相连，所述第二传力环与前地板中通道相连。
8.进一步的，所述车身前部传力结构包括前地板加强板，所述机舱纵梁后段与所述前地板加强板相连，且所述前地板加强板具有向所述地板门槛梁延伸的第一部分，以及向所述前地板中通道延伸的第二部分；所述第一部分构成所述第一传力环的一部分，所述第二部分构成所述第二传力环的一部分。
9.进一步的，所述第一传力环包括所述机舱纵梁后段、所述第一部分，与所述第一部分连接的地板门槛梁前段，以及连接在所述地板门槛梁前段和所述机舱纵梁后段之间的扭力盒；所述地板门槛梁前段与所述地板门槛梁相连。
10.进一步的，所述第二传力环包括所述机舱纵梁后段、所述第二部分，以及连接在所述第二部分和所述机舱纵梁后段之间的机舱纵梁后段连接板；所述第二部分和/或所述机舱纵梁后段连接板与所述前地板中通道相连。
11.进一步的，所述第二部分远离所述机舱纵梁后段的一端向所述机舱纵梁后段连接板一侧弯曲，所述机舱纵梁后段连接板与弯曲后的所述第二部分的端部相连。
12.进一步的，所述前地板加强板与前地板之间围构形成有前地板加强板腔体，所述机舱纵梁后段与所述前地板之间围构形成有机舱纵梁后段腔体；相对于所述机舱纵梁后段，在所述前地板的另一侧设有机舱纵梁上板，所述机舱纵梁上板与所述前地板之间围构形成有机舱纵梁上板腔体，且所述机舱纵梁上板腔体和所述机舱纵梁后段腔体对应设置在所述前地板的两侧。
13.进一步的，所述机舱纵梁后段上连接有机舱纵梁后段补强板；和/或，相对于所述前地板加强板，在所述前地板的另一侧设有前地板加强板上板，所述前地板加强板上板与所述前地板之间围构形成有前地板加强板上板腔体，且所述前地板加强板上板腔体和所述前地板加强板腔体对应设置在所述前地板的两侧。
14.进一步的，所述机舱纵梁后段的尾端连接有机舱纵梁后段延长板，所述机舱纵梁后段通过所述机舱纵梁后段延长板与所述前地板加强板相连。
15.进一步的，所述车身前部传力结构还包括机舱边梁，所述机舱边梁的前端与所述机舱纵梁相连，所述机舱边梁的后端与所述地板门槛梁相连。
16.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
17.本实用新型所述的车身前部传力结构，通过设置共用机舱纵梁后段的第一传力环和第二传力环，能够提高对碰撞力的分解效果，并通过第一传力环与地板门槛梁相连，第二传力环与前地板中通道相连，能够将分解后的碰撞力传递至地板门槛梁和前地板中通道，进而传递至车身后部，从而利于提高车身前部传力结构的刚度和承力能力，并能够减小碰撞时产生的溃缩量，而利于提升汽车的安全性。
18.另外，本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，所述汽车的车身中设有如上所述的车身前部传力结构。
19.本实用新型所述的汽车，通过在车身中设置如上所述的车身前部传力结构，具有较好的传力效果，从而利于提高汽车在碰撞时的安全性。
附图说明
20.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1为本实用新型实施例所述的车身前部传力结构的仰视图；
22.图2为本实用新型实施例所述的部分车身前部传力结构中第一传力环和第二传力环的结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例所述的部分车身前部传力结构的结构示意图；
24.图4为图3中的车身前部传力结构在其一结构形式下的a-a方向剖视图；
25.图5为图3中的车身前部传力结构在另一结构形式下的a-a方向剖视图；
26.图6为碰撞力在图3中所述的车身前部传力结构上的传力路径示意图；
27.附图标记说明：
28.1、前地板；2、地板门槛梁；3、扭力盒；4、前轮罩板；5、机舱纵梁；6、机舱纵梁后段连
接板；7、前地板中通道；8、前围板下加强梁；9、前地板加强板；10、a柱下内板；11、机舱边梁；12、前围板；
29.101、机舱纵梁上板；102、前地板加强板上板；
30.201、地板门槛梁前段；
31.401、减震器安装座；402、减震器安装座加强板；
32.501、机舱纵梁后段；502、机舱纵梁后段延长板；503、边梁连接板；504、机舱纵梁后段补强板；
33.901、第一部分；902、第二部分；
34.100、前地板加强板腔体；200、机舱纵梁上板腔体；300、机舱纵梁后段腔体；400、前地板加强板上板腔体；500、第一传力环；600、第二传力环。
具体实施方式
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”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，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
39.本实施例涉及一种车身前部传力结构，整体构成上，该车身前部传力结构包括机舱纵梁5，连接在机舱纵梁5尾端的机舱纵梁后段501，以及形成在机舱纵梁后段501一侧的第一传力环500，和相对于第一传力环500，形成在机舱纵梁后段501另一侧的第二传力环600。其中，两侧的第一传力环500和第二传力环600共用机舱纵梁后段501，且第一传力环500与地板门槛梁2相连，第二传力环600与前地板中通道7相连。
40.本实施例所述的车身前部传力结构，通过设置共用机舱纵梁后段501的第一传力环500和第二传力环600，能够提高对碰撞力的分解效果，并通过第一传力环500与地板门槛梁2相连，第二传力环600与前地板中通道7相连，能够将分解后的碰撞力传递至地板门槛梁2和前地板中通道7，进而利于将碰撞力传递至车身后部，从而提高车身前部传力结构的刚度和承力能力，并能够减小碰撞时产生的溃缩量，而利于提升汽车的安全性。
41.基于如上整体介绍，本实施例中所述的车身前部传力结构的一种示例性结构如图1和图2中所示，而考虑到车身前部传力结构在前地板1上呈左右对称布置，为凸显车身前部传力的具体结构，图2中仅示出了位于左侧的地板门槛梁2和前地板中通道7之间的传力结构。
42.参照图1和图2中所示，前地板1布置在车身的前部，地板门槛梁2分设在前地板1宽度方向的两侧，且沿车身的长度方向延伸设置。前地板中通道7位于前地板1底部的中心位置，并沿车身的长度方向延伸设置。因前地板中通道7的设置，将前地板1的底部划分成左右两部分。另外，前地板1的前端与前围板12相连，且前围板12上连接有前围板下加强梁8。该前围板下加强梁8在前地板1的宽度方向上横跨整个前地板1设置，而使前围板下加强梁8的两端分别与地板门槛梁2相连。
43.机舱纵梁5和连接在机舱纵梁5尾端的机舱纵梁后段501分别布置在前地板中通道7的两侧。其中，机舱纵梁5的尾端连接在前地板1的底部，机舱纵梁后段501整体位于前地板1的底部，且机舱纵梁后段501和地板门槛梁2以及前地板中通道7之间均形成有间距，以为第一传力环500和第二传力环600留出布置空间。
44.本实施例中的车身前部传力结构包括前地板加强板9。继续参照图1中所示，位于前地板中通道7两侧的机舱纵梁后段501的尾端均连接有前地板加强板9。机舱纵梁后段501与前地板加强板9相连，且前地板加强板9具有向地板门槛梁2延伸的第一部分901，以及向前地板中通道7延伸的第二部分902。其中，第一部分901构成第一传力环500的一部分，第二部分902构成第二传力环600的一部分。具体实施时，机舱纵梁后段501与前地板加强板9的中部相连。第一部分901和第二部分902两者可以一体固连而形成前地板加强板9，或者，两者也可以采用分体式结构，而分别固连在机舱纵梁后段501的两侧，通过第一部分901和第二部分902组成前地板加强板9。
45.此处，通过机舱纵梁后段501连接在前地板加强板9的中部，利于机舱纵梁后段501将碰撞力经由前地板加强板9的第一部分901传递至地板门槛梁2，并经由前地板加强板9的第二部分902传递至前地板中通道7，而利于提高传力结构的刚度和耐碰撞性能。
46.仍参照图1和图2中所示，本实施例中的第一传力环500包括机舱纵梁后段501、第一部分901，与第一部分901连接的地板门槛梁前段201，以及连接在地板门槛梁前段201和机舱纵梁后段501之间的扭力盒3。其中，地板门槛梁前段201与地板门槛梁2相连，并对应于第一部分901的端部布置在地板门槛梁2的前端。该地板门槛梁前段201与a柱下内板10相连，利于提高对碰撞力的分解和传递效果。而本实施例中扭力盒3的后侧与前地板1相连，扭力盒3的前侧与前围板下加强梁8相连。
47.为进一步提高第一传力环500的传力效果，机舱纵梁后段501的尾端连接有机舱纵梁后段延长板502，机舱纵梁后段501通过机舱纵梁后段延长板502与前地板加强板9相连。参照图1和图2中所示，该机舱纵梁后段延长板502呈“t”字形，其结构简单，便于布置，且对于机舱纵梁后段501与第一部分901和第二部分902之间的连接强度和传力效果提高效果较好。
48.结合图2中所示，本实施例中的第一传力环500整体呈直角梯形结构，其中，机舱纵梁后段501和机舱纵梁后段延长板502构成该直角梯形的下底，第一部分901构成与下底垂直设置的直角腰，而与下底相对设置的一侧构成直角梯形的上底，与直角腰相对设置的一侧，也即扭力盒3构成直角梯形的斜角腰。该第一传力环500的结构简单并形成闭环，且直角梯形具有较好的使用稳定性。
49.为进一步提高第一传力环500的使用效果，扭力盒3与前围板下加强梁8、前地板1、机舱纵梁后段501、地板门槛梁前段201、舱纵梁加强板以及前地板中通道7之间限定出扭力
盒3加强腔体。
50.本实施例中的第二传力环600包括机舱纵梁后段501、第二部分902，以及连接在第二部分902和机舱纵梁后段501之间的机舱纵梁后段连接板6。其中，第二部分902和机舱纵梁后段连接板6均与前地板中通道7相连。当然，具体实施时，仅第二部分902或机舱纵梁后段连接板6与前地板中通道7相连的方案也是可行的。
51.仍结合图2中所示，本实施例中的第二传力环600整体也呈直角梯形结构，其中，机舱纵梁后段501和机舱纵梁后段延长板502构成该直角梯形的下底，第二部分902的沿车身宽度方向延伸设置的部分构成与下底垂直设置的直角腰，而与下底相对设置的一侧，也即地板门槛梁前段201构成直角梯形的上底，与直角边相对设置的一侧，也即机舱纵梁后段连接板6构成直角梯形的斜角腰。该第二传力环600的结构通过设置成直角梯形而具有较好的使用稳定性。
52.需要特别注意的是，第一传力环500和第二传力环600中分别构成两个直角梯形中斜腰的扭力盒3和机舱纵梁后段连接板6分别对称且倾斜的连接在机舱纵梁后段501的两侧，能够利于机舱纵梁5上的碰撞力在三者的连接处进行顺势分解，从而利于提高传力结构的刚度和传力效果。
53.为提高第二部分902与机舱纵梁后段连接板6的连接和传力效果，本实施例中，远离机舱纵梁后段501的一端向机舱纵梁后段连接板6一侧弯曲，机舱纵梁后段连接板6与弯曲后的第二部分902的端部相连。此处，第二部分902上弯曲的设置，利于形成第二传力环600，且便于布置实施。
54.此外，为进一步提高第二传力环600的使用效果，机舱纵梁后段连接板6的前侧与前围板12相连，机舱纵梁后段连接板6的后侧与第二部分902相连。且机舱纵梁后段连接板6与前围板12、第二部分902、前地板1以及前地板中通道7之间限定出机舱纵梁后段连接板6加强腔体。
55.如图3和图4中所示，前地板加强板9与前地板1之间围构形成有前地板加强板腔体100，也即第一部分901和第二部分902均与前地板1之间形成有前地板加强板腔体100。其中，图4中仅示意出了位于第二部分902弯曲部分和前地板1之间形成的前地板加强板腔体100。机舱纵梁后段501与前地板1之间围构形成有机舱纵梁后段腔体300。
56.相对于机舱纵梁后段501，在前地板1的另一侧设有机舱纵梁上板101，机舱纵梁上板101与前地板1之间围构形成有机舱纵梁上板腔体200，且机舱纵梁上板腔体200和机舱纵梁后段腔体300对应设置在前地板1的两侧。仍参照图4中所示，机舱纵梁上板腔体200和机舱纵梁后段腔体300在车身的高度方向上层叠布置，如此利于提高两者层叠处的结构刚度和承力效果。需要注意的是，机舱纵梁上板腔体200的高度受限于安装空间，使得其高度低于机舱纵梁后段腔体300的高度。
57.此外，机舱纵梁后段501上连接有机舱纵梁后段补强板504，以进一步加强机舱纵梁后段501。如图4中所示，该机舱纵梁后段补强板504设置在机舱纵梁后段腔体300内，并贴设在机舱纵梁后段501的内侧。该的布置方式简单，且加强效果好。
58.作为本实施例中的另一种优选的实施方式，参照图5中所示，相对于前地板加强板9，在前地板1的另一侧设有前地板加强板上板102。前地板加强板上板102与前地板1之间围构形成有前地板加强板上板腔体400，且前地板加强板上板腔体400和前地板加强板腔体
100对应设置在前地板1的两侧。此处，通过机舱纵梁后段补强板504设置前地板加强板上板102，也可形成在车身高度方向上与前地板加强板腔体100层叠布置的前地板加强板上板腔体400，进而利于提高前地板加强板9的结构强度。
59.可以理解的是，本实施例中的前地板加强板上板102和机舱纵梁后段补强板504可以根据使用需求进行选择性的布置。例如对于强度要求更高的车身结构上，优选对前地板加强板上板102和机舱纵梁后段补强板504均进行布置。而对于强度要求不高的车身结构上，可以仅布置前地板加强板上板102和机舱纵梁后段补强板504两者其一，或者两者均不进行布置的方案都是可行的。
60.为进一步提高车身前部传力结构的使用效果，本实施例中的车身前部传力结构还包括机舱边梁11，机舱边梁11的前端与机舱纵梁5相连，机舱边梁11的后端与地板门槛梁2相连。具体结构上，参照图1和图2中所示，机舱边梁11沿前地板1的长度方向布置在机舱纵梁5的外侧，机舱边梁11的前端经由设于机舱边梁11和机舱纵梁5之间的前轮罩板4相连。
61.该前轮罩板4的中部具有用于安装前减震器的减震器安装座401，并在减震器安装座401上设有用于加强自身强度的减震器安装座加强板402。另外，在减震器安装座401和机舱纵梁5、前围板下加强梁8以及机舱边梁11之间还连接有边梁连接板503，以提高机舱边梁11和机舱纵梁5之间的连接和传力效果。
62.本实施例所述的车身前部传力结构能够提高汽车的耐碰撞性能，尤其是对于机舱与前地板1衔接区域，也即驾驶员脚部区域的刚度和耐撞性的提高效果明显，利于降低碰撞时前围板12的侵入量，从而提高汽车的安全性，并利于降低汽车因碰撞损伤而产生的维修成本。此外，该车身前部传力结构通过提升自身的刚度，还能够减少路噪等外界激励源传递至驾驶室内，从而提高乘驾的舒适性。
63.该车身前部传力结构主要应用在纯电动的汽车上，当然，针对燃油等其他动力形式的车身上，该车身前部传力结构在满足布置需求的前提下也可进行选择性的布置。
64.本实施例中，在车身前部发生侧面碰撞时，碰撞力在车身前部传力结构上的传力路径参照图6中所示。机舱纵梁5上的一部分的碰撞力先后通过前轮罩板4和机舱边梁11，而将碰撞力传递至地板门槛梁2，最后通过地板门槛梁2向车身后部传递。由机舱纵梁5输入的一部分碰撞力还能够通过机舱纵梁后段501和机舱纵梁后段连接板6而分别将碰撞力传递至第一传力环500和第二传力环600，并借助第一传力环500和第二传力环600分别对碰撞力进行分解。第一传力环500将分解后的碰撞力传递至地板门槛梁2，同时第二传力环600将分解后的碰撞力传递至前地板中通道7，最后，地板门槛梁2和前地板中通道7将碰撞力分别向车辆后部传递。
65.此外，本实施例还涉及一种汽车，该汽车的车身中设有如上所述的车身前部传力结构。
66.该汽车通过在车身上设置如上所述的车身前部传力结构，利于提高车身前部的强度和刚度，而具有较好的传力效果，能够在车身前部发生侧面碰撞时，将碰撞力进行分散，并传递至车身后部，从而利于提高汽车在碰撞时的安全性。
67.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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。