半副車架式轎車的強化支撐結構的製作方法
2023-06-06 21:02:51
專利名稱：半副車架式轎車的強化支撐結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有效提高半副車架式汽車前碰安全性能的強化支撐結構，特別涉 及一種半副車架式轎車的縱梁強化支撐結構背景技術目前轎車市場上副車架主要採用全副車架結構和半副車架結構。其中，全副車架在汽 車發生高速正面碰撞時，可以分流碰撞產生的力量，通過全副車架，將力傳遞至汽車車體 下部，由車體下部部件吸收部分能量。從而使得碰撞能量比較均勻分散於整個車體，而不 是集中於車體某一部位。缺點是全副車架質量大。為了降低汽車質量，達到整車輕量化目標，半副車架結構應運而生，如圖5所示。但 是半副車架結構在汽車發生正面碰撞時，能量主要依靠汽車前縱梁吸收，能量不易分散，汽車結構安全性能不佳。半副車架汽車雖然達到了輕量化效果，但是由於去除了副車架的 傳力路徑，正面碰撞時產生的撞擊力只能通過前縱梁、上縱梁傳到乘員艙，而副車架(可 承載能力強)受力很小，惡化了汽車前端部件的受力環境，很大程度上影響了前縱梁的吸 能模式，最終導致汽車前碰性能變差。特別是車體加速度以及前艙侵入量增大，降低整車 安全性能。由於縱梁成了碰撞時主要受力、吸能部件，且縱梁長度較長，容易發生變形失 穩。因輪胎包絡面、發動機布置等需求限制，縱梁存在幾何薄弱面，易產生應力集中，發 生塑性變形失效，不利於汽車自身的低速耐碰性能，增加了維修成本。目前研究人員主要 還集中在縱梁的幾何設計，或者在縱梁內部設計一些加強件來改善半副車架汽車的前碰性 能。由於汽車縱梁幾何設計有很多幾何尺寸限制，如輪胎包絡面等；同時受到加工工藝的 影響，材料的強度提高有限，輕量化趨勢又限制了縱梁厚度增加。因此單從縱梁本身幾何、 材料設計上，很難大幅度提高半副車架汽車的前碰安全性能。實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種質量小、前碰安全性高的半副車架式轎車的 強化支撐結構。為解決上述技術問題，本實用新型在半副車架和前縱梁之間設置一強化支撐結構。該強化支撐結構包括一強化支撐杆，強化支撐杆兩端分別固定設置一前端連接支架和一後端 連接支架。優選的是，前端連接支架包括一u型的支撐板和兩前端螺栓，支撐板的兩端邊緣分別向外延伸，兩前端螺栓設置在延伸的邊緣上。作為上述方案的優選方案，強化支撐杆設置在前端連接支架的u型凹槽內。 優選的是，後端連接支架包括一倒u型的支撐板和一後端螺栓。 作為上述方案的優選方案，強化支撐杆設置在後端連接支架的u型凹槽內，通過後端螺栓固定在後端連接支架上。優選的是，強化支撐杆為高強度鋼管。採用這樣的結構後，降低了整車的質量的同時，提高了汽車安全性能。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。 圖1是本實用新型連接半副車架的側視圖。圖2是本實用新型的立體圖。 圖3是本實用新型前端連接支架的結構示意圖。 圖4是本實用新型後端連接支架的結構示意圖 圖5是現有的半副車架結構示意圖。1、半副車架 2、強化支撐結構3、前縱梁 4、吸能塊5、保險槓 6、上縱梁7、上橫梁 21、強化支撐杆22、前端連接支架 23、後端連接支架24、前端螺栓 25、後端螺栓31、前縱梁安裝支架 8、乘員艙具體實施方式
根據本實用新型半副車架式轎車的強化支撐結構包括如下結構，下文將參照附圖對此 詳細描述。現有的全副車架汽車高速正面碰撞時前端構件的受力由上到下三條路線傳遞到車體 的中後部A、上縱梁路徑；B、前縱梁路徑；C、副車架。其中，由於汽車前端零部件本身的幾何結構設計的限制，上縱梁6受力吸能程度有 限。高速正撞時，碰撞力主要由前縱梁3、全副車架傳導。因全副車架剛度極高，與前縱梁3相比，極難產生大的塑性變形，因此，前縱梁3為前碰時主要的吸能部件，剩餘的能量通過副車架傳力作用，由其他汽車底盤部件吸收。針對半副車架汽車，力傳遞路徑為前述的上縱梁路徑和前縱梁路徑。前縱梁3是傳力、 吸能的主要承擔者。由於缺少副車架傳導一部分碰撞力，傳力、吸能主要由前縱梁3承擔。 由於碰撞總能量是不變的，而前縱梁3整體的吸能容量有P艮，未吸收的能量只能通過縱梁 傳至乘員艙8，乘員艙8結構發生塑性變形吸收剩餘的能量，因此破壞了乘員艙8結構的完整性，從而降低了汽車安全性能。為了既降低整車的質量，又提高汽車前碰的安全性能，在半副車架1上增加強化支撐結構2。通過增加強化支撐結構2，在保持汽車輕量化目標前提下，使得碰撞發生時，能 量可以分散開來，提高汽車前碰安全性能。本實用新型的結構如圖1和圖2所示，在前縱梁3和半副車架1之間增加了強化支撐 結構2，等效恢復了副車架的傳力路徑，對前縱梁3結構也具有強化作用。碰撞時，碰撞 力在前縱梁3端部分解，除了上縱梁分流路徑外， 一路經前縱梁3自身傳遞，另一路經由 強化支撐杆21傳遞到半副車架1，最後傳遞至車身底部。有效改善了半副車架1汽車前 縱梁3的受力環境，從而保證了乘員艙8結構的完整性，提高了乘員安全性。具體地，如圖1和圖2所示，轎車前艙結構包括左右兩個上縱梁6，兩上縱梁6的前 端連接一個位於發動機前部的上橫梁7;還包括左右兩前縱梁3，兩前縱梁3前端各連接 一吸能塊4，兩吸能塊4又分別連接在保險槓5的兩端；還包括一半副車架l，半副車架 1的前端連接本實用新型強化支撐結構2。如圖1所示，強化支撐結構2包括一強化支撐杆21，強化支撐杆21兩端分別設置一 前端連接支架22和一後端連接支架23。前端連接支架22與前縱梁3相連。後端連接支 架23與半副車架1相連。前端連接支架22與前縱梁安裝支架31相連。如圖3所述，前端連接支架22包括一U型的支撐板和兩前端螺栓24，所述支撐板的 兩端邊緣分別向外延伸，兩所述前端螺栓24設置在延伸的邊緣上。強化支撐杆21設置在 所述前端連接支架22的U型凹槽內。如圖4所示，後端連接支架23包括一倒U型的支撐板和一後端螺栓25。強化支撐杆521設置在所述後端連接支架23的U型凹槽內，通過所述後端螺栓25固定在所述後端連 接支架23上。前縱梁3前端和半副車架1之間添加的強化支撐結構2採用高強度鋼管制作，強化支 撐杆21前端的前端連接支架22連在前縱梁安裝支架31上，後端連接支架23連在半副車 架1前端。為了保證該結構的強化效果最佳化，前縱梁安裝支架31均採用高強度鋼製作， 強化支撐杆21及其前端連接支架22和後端連接支架23之間採用一體焊接方式。後端連 接支架23與半副車架1、前端連接支架22與前縱梁安裝支架31採用螺栓連接，這樣在 製造工藝以及維修方面有利。通過添加強化支撐結構2，汽車高速前碰時， 一部分力通過該結構傳遞到半副車架1 上，使得前縱梁3的受力狀況得以改善，降低了車體加速度和前艙的侵入量，提高乘員安 全性能。在汽車低速碰撞時，因為強化支撐杆21參與，前端受力集中狀況改善，大幅減 小了縱梁的失效趨勢，提高了汽車的低速抗碰性能。因該結構裝置安裝簡單，對於用戶來 說，降低維修費用。同時，與全副車架相比，達到了輕量化效果，而沒有犧牲整車安全性 能。因為整車質量的減輕，降低了整車製造的原材料成本，提高了經濟效益。本專利涉及有效提高半副車架汽車前碰安全性能的縱梁強化支撐結構2。半副車架式 轎車在前碰過程中，碰撞力的傳遞以及碰撞能量的吸收、傳遞主要集中在縱梁，底盤沒有 直接承受碰撞力。容易導致汽車乘員安全保護性能下降。通過在縱梁和副車架之間添加強 化支撐結構2，強化縱梁，分流前碰撞擊力，提高、穩定前端吸能塊4 (Crash can)吸能 效果，低速碰撞時，保證縱梁的穩定性，高速碰撞中，有效保證了乘員艙8的完整性，顯 著提高了汽車前碰性能，同時不犧牲半副車架式汽車的輕量化效果。上述設計實例僅用於對本實用新型進行說明，並不構成對權利要求範圍的限制，本領 域技術人員可以想到的其他實質等同手段，均在本實用新型權利要求範圍內。
權利要求1.一種半副車架式轎車的強化支撐結構，其特徵在於包括一強化支撐杆(21)，所述強化支撐杆(21)兩端分別固定設置一前端連接支架(22)和一後端連接支架(23)。
2. 根據權利要求l所述的半副車架式轎車的強化支撐結構，其特徵在於所述前端連接 支架(22)包括一U型的支撐板和兩前端螺栓(24)，所述支撐板的兩端邊緣分別向外 延伸，兩所述前端螺栓(24)設置在延伸的邊緣上。
3. 根據權利要求2所述的半副車架式轎車的強化支撐結構，其特徵在於所述強化支撐 杆(21)設置在所述前端連接支架(22)的U型凹槽內。
4. 根據權利要求l所述的半副車架式轎車的強化支撐結構，其特徵在於所述後端連接 支架(23)包括一倒U型的支撐板和一後端螺栓(25)。
5. 根據權利要求4所述的半副車架式轎車的強化支撐結構，其特徵在於所述強化支撐 杆(21)設置在所述後端連接支架(23)的U型凹槽內，通過所述後端螺栓(25)固 定在所述後端連接支架(23)上。
6. 根據權利要求l所述的半副車架式轎車的強化支撐結構，其特徵在於所述強化支撐 杆(21)為高強度鋼管。
專利摘要本實用新型公開了一種半副車架式轎車的強化支撐結構，包括一強化支撐杆(21)，所述強化支撐杆(21)兩端分別固定設置一前端連接支架(22)和一後端連接支架(23)。採用這樣的結構後，降低了整車的質量的同時，提高了汽車安全性能。
文檔編號B62D21/00GK201325484SQ200820152168
公開日2009年10月14日 申請日期2008年8月19日 優先權日2008年8月19日
發明者平 葉, 楊志剛, 湯曉東, 王大志, 馬美林 申請人:上海汽車集團股份有限公司