本發(fā)明屬于汽車車身結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

汽車的機(jī)艙在發(fā)生碰撞時(shí)能夠高效的吸收能量和傳遞能量，從而保證駕駛室人員的安全性?，F(xiàn)有的汽車機(jī)艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是依靠吸能盒吸收碰撞能量，吸能盒安裝在防撞梁上，與汽車的前縱梁連接，汽車發(fā)生碰撞時(shí)，防撞梁將碰撞能量傳遞給吸能盒，吸能盒吸收一部分能量，并將剩余的能量經(jīng)前縱梁傳遞給車身，以達(dá)到防撞和吸能的目的。但是現(xiàn)在汽車機(jī)艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳遞能量的方式少、路徑單一，主要是依靠前縱梁將能量傳遞給車身，為了保證前縱梁的吸能效果，就需要采用具有較大截面或較厚結(jié)構(gòu)的前縱梁，但是并不能從根本上解決汽車機(jī)艙穩(wěn)定性的問(wèn)題。

汽車的撞擊安全性，隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步，通過(guò)宣傳和進(jìn)一步普及，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外汽車消費(fèi)者也已經(jīng)意識(shí)到“鋼板厚度”并不是判斷撞擊安全性高低的主要參考因素，起決定性作用的是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使發(fā)生碰撞的能量能夠有效的被吸收和傳遞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu),解決汽車機(jī)艙傳遞能量路徑少、能量吸收效率低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)，包括前圍板，所述前圍板側(cè)面上部固定連接有加強(qiáng)板，所述加強(qiáng)板的另一端與上橫梁連接，所述上橫梁、所述加強(qiáng)板及所述前圍板形成機(jī)艙的上層封閉結(jié)構(gòu)；所述前圍板側(cè)面中部固定連接有前縱梁，所述前縱梁的另一端與防撞梁固定連接，所述防撞梁、所述前縱梁及所述前圍板形成機(jī)艙的中層封閉結(jié)構(gòu)；所述前圍板的下部固定連接有前副車架，下橫梁通過(guò)前副縱梁與所述前副車架固定連接，所述下橫梁、所述前副縱梁、所述前副車架及所述前圍板形成機(jī)艙的下層封閉結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述前縱梁包括前縱梁本體和立柱加強(qiáng)板，所述前縱梁本體的一端設(shè)置有所述立柱加強(qiáng)板，所述立柱加強(qiáng)板與所述前副縱梁通過(guò)螺栓連接。

優(yōu)選的，所述前副縱梁包括前副縱梁本體、前副縱梁連接板和前副縱梁支撐板，所述前副縱梁連接板固定在所述前副縱梁本體的兩端，所述前副縱梁支撐板設(shè)置在所述前副縱梁連接板上，所述前副縱梁連接板的兩端分別與所述下橫梁和所述前副車架通過(guò)螺栓連接，所述前副縱梁支撐板與所述立柱加強(qiáng)板通過(guò)螺栓連接。

優(yōu)選的，所述前副車架上設(shè)置有支撐架，所述前副車架通過(guò)所述支撐架與所述前縱梁通過(guò)螺栓連接。

優(yōu)選的，所述上橫梁包括上橫梁本體、上橫梁支撐板和上橫梁連接板，所述上橫梁連接板位于所述上橫梁本體的兩端，所述上橫梁支撐板設(shè)置于所述上橫梁連接板的下方，所述上橫梁連接板與所述加強(qiáng)板的一端通過(guò)螺栓連接，所述上橫梁支撐板位于所述防撞梁的上方，所述上橫梁支撐板通過(guò)連接件固定連接在所述前縱梁上。

優(yōu)選的，所述防撞梁包括防撞梁本體和吸能盒，所述吸能盒設(shè)置在所述防撞梁本體的兩端，所述吸能盒與所述前縱梁的一端通過(guò)螺栓連接。

優(yōu)選的，所述下橫梁包括下橫梁本體和下橫梁支撐板，所述下橫梁支撐板位于所述下橫梁本體的兩端，所述下橫梁支撐板與所述防撞梁通過(guò)螺栓連接。

優(yōu)選的，所述上層封閉結(jié)構(gòu)、所述中層封閉結(jié)構(gòu)及所述下層封閉結(jié)構(gòu)通過(guò)所述立柱加強(qiáng)板、所述下橫梁支撐板、所述上橫梁支撐板及所述支撐架連接形成立體框架結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：上橫梁、加強(qiáng)板和前圍板形成機(jī)艙的上層封閉結(jié)構(gòu)，防撞梁、前縱梁和前圍板形成機(jī)艙的中層封閉結(jié)構(gòu)，下橫梁。前副縱梁、前副車架和前圍板形成機(jī)艙的下層封閉結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，可以同時(shí)通過(guò)三層不同路徑高效的完成碰撞能量的吸收和傳遞。通過(guò)立柱加強(qiáng)板、下橫梁支撐板、上橫梁支撐板和支撐架將機(jī)艙結(jié)構(gòu)的上層、中層和下層封閉結(jié)構(gòu)連接成立體框架結(jié)構(gòu)，該立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)撞擊能量的立體式多路徑傳遞，將撞擊能量分散到車身不同位置，實(shí)現(xiàn)撞擊能量的綜合吸收和傳遞。此外，立體式多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)除了可以使駕駛室更加牢固、保護(hù)自身乘員的安全外，還能很大程度上降低對(duì)方車輛的損傷。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的俯視示意圖；

圖3為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的側(cè)視示意圖；

圖4為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的防撞梁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的下橫梁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的前副縱梁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的前縱梁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的加強(qiáng)板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的上橫梁結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記

1、防撞梁；11、吸能盒；12、防撞梁本體；2、下橫梁；21、下橫梁本體；22、下橫梁支撐板；3、前副縱梁；31、前副縱梁本體；32、前副縱梁連接板；33、前副縱梁支撐板；4、前副車架；5、前縱梁；51、前縱梁本體；52、立柱加強(qiáng)板；6、前圍板；7、加強(qiáng)板；8、上橫梁；81、上橫梁本體；82、上橫梁連接板；83、上橫梁支撐板。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于本實(shí)施例。

圖1為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的側(cè)視示意圖。如圖1、圖3所示，一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)，包括前圍板6，前圍板6側(cè)面上部固定焊接有加強(qiáng)板7，加強(qiáng)板7的另一端與上橫梁8通過(guò)螺栓連接，上橫梁8、加強(qiáng)板7及前圍板6形成機(jī)艙的上層封閉結(jié)構(gòu)；前圍板6側(cè)面中部固定焊接有前縱梁5，前縱梁5的前端與防撞梁1固定連接，防撞梁1、前縱梁5及前圍板6形成機(jī)艙的中層封閉結(jié)構(gòu)；前圍板6的下部固定連接有前副車架4，下橫梁2通過(guò)前副縱梁3與前副車架4固定連接，下橫梁2、前副縱梁3、前副車架4及前圍板6形成機(jī)艙的下層封閉結(jié)構(gòu)。上、中、下層封閉結(jié)構(gòu)形成三層不同的吸收和傳遞撞擊能量的路徑，車輛發(fā)生撞擊時(shí)，經(jīng)三條路徑將撞擊能量分散到車身不同位置，綜合吸收并傳遞能量。

圖7為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的前縱梁結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，前縱梁5包括前縱梁本體51和立柱加強(qiáng)板52，前縱梁本體51的前端下部設(shè)置有立柱加強(qiáng)板52，立柱加強(qiáng)板52與前副縱梁3通過(guò)螺栓連接。前縱梁本體51的形狀為l形，其末端向外翹曲，并且末端為分叉結(jié)構(gòu)，上分叉與加強(qiáng)板7末端焊接連接，下分叉焊接在前圍板6的下部。

圖6為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的前副縱梁結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，前副縱梁3包括前副縱梁本體31、前副縱梁連接板32和前副縱梁支撐板33，所述前副縱梁連接板32固定在所述前副縱梁本體31的兩端，所述前副縱梁支撐板33設(shè)置在所述前副縱梁連接板32上。前副縱梁連接板32的前端通過(guò)螺栓固定連接在下橫梁2的下表面上，前副縱梁連接板32的末端與前副車架4通過(guò)螺栓連接。前副縱梁支撐板33與立柱加強(qiáng)板52通過(guò)螺栓連接，通過(guò)前副縱梁支撐板33和立柱加強(qiáng)板52將前副縱梁3和前縱梁5連接在一起。

前副車架4為蝶形結(jié)構(gòu)，其前端與前副縱梁連接板32螺接，末端與前圍板6螺接，并通過(guò)前圍板6與汽車底盤結(jié)構(gòu)連接。前副車架4的上表面上設(shè)置有支撐架，支撐架通過(guò)螺栓固定連接在前縱梁本體51上，前副車架4通過(guò)支撐架與前縱梁5連接在一起。

圖9為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的上橫梁8結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，上橫梁8包括上橫梁本體81、上橫梁支撐板83和上橫梁連接板82，上橫梁連接板82位于上橫梁本體81的兩端，上橫梁支撐板83設(shè)置于上橫梁連接板82的下方，上橫梁連接板82與加強(qiáng)板7的前端通過(guò)螺栓連接，上橫梁支撐板83搭設(shè)在防撞梁1的上方，上橫梁支撐板83通過(guò)連接件固定連接在前縱梁本體51上。

圖4為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的防撞梁1結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，防撞梁1包括防撞梁本體12和吸能盒11，吸能盒11設(shè)置在防撞梁本體12的兩端。吸能盒11為棱臺(tái)形的中空結(jié)構(gòu)，吸能盒11與前縱梁5的前端通過(guò)螺栓連接。

圖5為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的下橫梁2結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，下橫梁2包括下橫梁本體21和下橫梁支撐板22，下橫梁支撐板22位于下橫梁本體21的兩端，下橫梁支撐板22通過(guò)螺栓與吸能盒11連接。

圖8為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的加強(qiáng)板7結(jié)構(gòu)示意圖。加強(qiáng)板7的末端焊接在前圍板6的上部，并通過(guò)前圍板6與汽車駕駛室的a柱連接。

通過(guò)下橫梁支撐板22、立柱加強(qiáng)板52和支撐架將機(jī)艙的下層封閉結(jié)構(gòu)和上層封閉結(jié)構(gòu)連接成一體結(jié)構(gòu)。前縱梁5在中層路徑撞擊能量的傳遞和吸收中起到主要的作用，也在整個(gè)機(jī)艙結(jié)構(gòu)撞擊能量的吸收和傳遞過(guò)程中起到重要的作用，前縱梁5的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，其強(qiáng)度難以得到保證，抗彎能力差，立柱加強(qiáng)板52和前副車架4上的支撐架對(duì)前縱梁5具有支撐作用，可以提高前縱梁5的抗彎強(qiáng)度。本發(fā)明設(shè)置有上橫梁8和下橫梁2，上橫梁8和下橫梁2比防撞梁1略靠近前圍板6，當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，上橫梁8和下橫梁2也可以直接接受碰撞，以減輕對(duì)防撞梁1的撞擊。上層封閉結(jié)構(gòu)通過(guò)上橫梁支撐板83和加強(qiáng)板7的末端與中層封閉結(jié)構(gòu)連接在一起，從而使整個(gè)機(jī)艙結(jié)構(gòu)形成一個(gè)立體多路徑的結(jié)構(gòu)。

此外，加強(qiáng)板7、前縱梁5、前圍板6焊接形成的一體機(jī)艙焊接分總成結(jié)構(gòu)，主要承受x軸方向的碰撞載荷；防撞梁1、上橫梁8、下橫梁2通過(guò)螺栓連接在機(jī)艙焊接分總成上形成機(jī)艙分總成結(jié)構(gòu)，主要承受y軸方向的碰撞載荷；前副縱梁3、前副車架4與機(jī)艙分總成結(jié)構(gòu)連接成機(jī)艙總成結(jié)構(gòu)，并將x軸、y軸方向載荷傳遞的路徑連接起來(lái)，同時(shí)建立起z軸方向載荷路徑結(jié)構(gòu)，形成封閉的可相互多路徑傳遞的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述的立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)所述的各部件均選用高強(qiáng)度鋼板材料，采用三層鈑金結(jié)構(gòu)焊接而成，具有較高的強(qiáng)度。

圖2為本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)實(shí)施例的俯視示意圖。如圖2所示，立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)的三層傳輸路徑不在同一豎直平面內(nèi)。下層左、右傳輸路徑之間的間距最小，位于最內(nèi)側(cè)；中間層傳輸路徑位于下層傳輸路徑和上層傳輸路徑的中間，上層傳輸路徑位于最外側(cè)?？梢杂行У膶⒛芰堪凑赵O(shè)計(jì)的傳遞路徑，按照不同比例通過(guò)上、中、下三層將能量傳遞開來(lái)。根據(jù)cae模擬分析以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以將能量有效的傳遞到車身強(qiáng)度較高的位置，實(shí)現(xiàn)能量的不同比例分配以及有效傳遞。在機(jī)艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，特別注重能量的不同傳遞比例設(shè)計(jì)，讓高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)傳遞高比例的能量，不是一味的追求所有位置都是高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，要綜合考慮車身制造成本。本發(fā)明所述的機(jī)艙結(jié)構(gòu)在滿足機(jī)艙強(qiáng)度要求的同時(shí)，還可以達(dá)到節(jié)省成本的目的。

本發(fā)明所述的多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)正面碰撞時(shí)的工作原理為：當(dāng)發(fā)生正面碰撞時(shí)，防撞梁1首先接觸碰撞，然后上橫梁8和下橫梁2接觸碰撞。防撞梁1將撞擊能量傳遞到吸能盒11，吸能盒11吸收一部分的能量，然后將能量傳遞給前縱梁5，在前縱梁5的末端將撞擊能量分別傳遞至a柱和汽車底盤結(jié)構(gòu)；防撞梁1上的撞擊能量還可以通過(guò)吸能盒11、下橫梁2支撐板22將一部分能量傳遞到下層路徑。上橫梁8上的撞擊能量通過(guò)加強(qiáng)板7傳遞至a柱；下橫梁2上的撞擊能量通過(guò)前副縱梁3、前副車架4將撞擊能量傳遞至汽車底盤結(jié)構(gòu)。

當(dāng)發(fā)生偏置碰撞時(shí)，防撞梁1單側(cè)首先接觸碰撞，然后上橫梁8單側(cè)和下橫梁2單側(cè)接觸碰撞。防撞梁1將撞擊能量傳遞到吸能盒11單側(cè)，吸能盒11單側(cè)吸收一部分的能量，然后將能量傳遞給前縱梁5單側(cè)，在前縱梁5單側(cè)的末端將撞擊能量分別傳遞至單側(cè)a柱和汽車底盤結(jié)構(gòu)；防撞梁1單側(cè)上的撞擊能量還可以通過(guò)吸能盒11、下橫梁2支撐板22將一部分能量傳遞到下層路徑。上橫梁8上的撞擊能量通過(guò)加強(qiáng)板7傳遞至a柱；下橫梁2上的撞擊能量通過(guò)前副縱梁3、前副車架4將撞擊能量傳遞至汽車底盤結(jié)構(gòu)。在偏置碰撞過(guò)程中，雖然單側(cè)碰撞受力，但是立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)中的中層和下層傳遞路徑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)有縱梁結(jié)構(gòu)立柱加強(qiáng)板52，同時(shí)下層傳遞路徑中設(shè)計(jì)有橫梁結(jié)構(gòu)前副縱梁本體31，可以有效的將單側(cè)碰撞能量傳遞到另一側(cè)，將撞擊能量分散到整個(gè)車身上。

本發(fā)明一種立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)的上橫梁、加強(qiáng)板和前圍板形成機(jī)艙的上層封閉結(jié)構(gòu)，防撞梁、前縱梁和前圍板形成機(jī)艙的中層封閉結(jié)構(gòu)，下橫梁。前副縱梁、前副車架和前圍板形成機(jī)艙的下層封閉結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，可以同時(shí)通過(guò)三層不同路徑高效的完成碰撞能量的吸收和傳遞。通過(guò)立柱加強(qiáng)板、下橫梁支撐板、上橫梁支撐板和支撐架將機(jī)艙結(jié)構(gòu)的上層、中層和下層封閉結(jié)構(gòu)連接成立體框架結(jié)構(gòu)，該立體多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)撞擊能量的立體式多路徑傳遞，將撞擊能量分散到車身不同位置，實(shí)現(xiàn)撞擊能量的綜合吸收和傳遞。此外，立體式多路徑承載式機(jī)艙結(jié)構(gòu)除了可以使駕駛室更加牢固、保護(hù)自身乘員的安全外，還能很大程度上降低對(duì)方車輛的損傷。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。