專利名稱：半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，特別涉 及一種半副車架式轎車的縱梁強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)背景技術(shù)目前轎車市場上副車架主要采用全副車架結(jié)構(gòu)和半副車架結(jié)構(gòu)。其中，全副車架在汽 車發(fā)生高速正面碰撞時(shí)，可以分流碰撞產(chǎn)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于整個(gè)車體，而不 是集中于車體某一部位。缺點(diǎn)是全副車架質(zhì)量大。為了降低汽車質(zhì)量，達(dá)到整車輕量化目標(biāo)，半副車架結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，如圖5所示。但 是半副車架結(jié)構(gòu)在汽車發(fā)生正面碰撞時(shí)，能量主要依靠汽車前縱梁吸收，能量不易分散，汽車結(jié)構(gòu)安全性能不佳。半副車架汽車雖然達(dá)到了輕量化效果，但是由于去除了副車架的 傳力路徑，正面碰撞時(shí)產(chǎn)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(qiáng))受力很小，惡化了汽車前端部件的受力環(huán)境，很大程度上影響了前縱梁的吸 能模式，最終導(dǎo)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。由于縱梁成了碰撞時(shí)主要受力、吸能部件，且縱梁長度較長，容易發(fā)生變形失 穩(wěn)。因輪胎包絡(luò)面、發(fā)動(dòng)機(jī)布置等需求限制，縱梁存在幾何薄弱面，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，發(fā) 生塑性變形失效，不利于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(shè)計(jì)，或者在縱梁內(nèi)部設(shè)計(jì)一些加強(qiáng)件來改善半副車架汽車的前碰性 能。由于汽車縱梁幾何設(shè)計(jì)有很多幾何尺寸限制，如輪胎包絡(luò)面等；同時(shí)受到加工工藝的 影響，材料的強(qiáng)度提高有限，輕量化趨勢(shì)又限制了縱梁厚度增加。因此單從縱梁本身幾何、 材料設(shè)計(jì)上，很難大幅度提高半副車架汽車的前碰安全性能。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種質(zhì)量小、前碰安全性高的半副車架式轎車的 強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型在半副車架和前縱梁之間設(shè)置一強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)。該強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)包括一強(qiáng)化支撐桿，強(qiáng)化支撐桿兩端分別固定設(shè)置一前端連接支架和一后端 連接支架。優(yōu)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(shè)置在延伸的邊緣上。作為上述方案的優(yōu)選方案，強(qiáng)化支撐桿設(shè)置在前端連接支架的u型凹槽內(nèi)。 優(yōu)選的是，后端連接支架包括一倒u型的支撐板和一后端螺栓。 作為上述方案的優(yōu)選方案，強(qiáng)化支撐桿設(shè)置在后端連接支架的u型凹槽內(nèi)，通過后端螺栓固定在后端連接支架上。優(yōu)選的是，強(qiáng)化支撐桿為高強(qiáng)度鋼管。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，降低了整車的質(zhì)量的同時(shí)，提高了汽車安全性能。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1是本實(shí)用新型連接半副車架的側(cè)視圖。圖2是本實(shí)用新型的立體圖。 圖3是本實(shí)用新型前端連接支架的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型后端連接支架的結(jié)構(gòu)示意圖 圖5是現(xiàn)有的半副車架結(jié)構(gòu)示意圖。1、半副車架 2、強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)3、前縱梁 4、吸能塊5、保險(xiǎn)杠 6、上縱梁7、上橫梁 21、強(qiáng)化支撐桿22、前端連接支架 23、后端連接支架24、前端螺栓 25、后端螺栓31、前縱梁安裝支架 8、乘員艙具體實(shí)施方式
根據(jù)本實(shí)用新型半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)包括如下結(jié)構(gòu)，下文將參照附圖對(duì)此 詳細(xì)描述?，F(xiàn)有的全副車架汽車高速正面碰撞時(shí)前端構(gòu)件的受力由上到下三條路線傳遞到車體 的中后部A、上縱梁路徑；B、前縱梁路徑；C、副車架。其中，由于汽車前端零部件本身的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制，上縱梁6受力吸能程度有 限。高速正撞時(shí)，碰撞力主要由前縱梁3、全副車架傳導(dǎo)。因全副車架剛度極高，與前縱梁3相比，極難產(chǎn)生大的塑性變形，因此，前縱梁3為前碰時(shí)主要的吸能部件，剩余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(duì)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(dān)者。由于缺少副車架傳導(dǎo)一部分碰撞力，傳力、吸能主要由前縱梁3承擔(dān)。 由于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(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形吸收剩余的能量，因此破壞了乘員艙8結(jié)構(gòu)的完整性，從而降低了汽車安全性能。為了既降低整車的質(zhì)量，又提高汽車前碰的安全性能，在半副車架1上增加強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)2。通過增加強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)2，在保持汽車輕量化目標(biāo)前提下，使得碰撞發(fā)生時(shí)，能 量可以分散開來，提高汽車前碰安全性能。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)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(qiáng)化支撐 結(jié)構(gòu)2，等效恢復(fù)了副車架的傳力路徑，對(duì)前縱梁3結(jié)構(gòu)也具有強(qiáng)化作用。碰撞時(shí)，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(jīng)前縱梁3自身傳遞，另一路經(jīng)由 強(qiáng)化支撐桿21傳遞到半副車架1，最后傳遞至車身底部。有效改善了半副車架1汽車前 縱梁3的受力環(huán)境，從而保證了乘員艙8結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)包括左右兩個(gè)上縱梁6，兩上縱梁6的前 端連接一個(gè)位于發(fā)動(dòng)機(jī)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(xiǎn)杠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(shí)用新型強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)2。如圖1所示，強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)2包括一強(qiáng)化支撐桿21，強(qiáng)化支撐桿21兩端分別設(shè)置一 前端連接支架22和一后端連接支架23。前端連接支架22與前縱梁3相連。后端連接支 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(shè)置在延伸的邊緣上。強(qiáng)化支撐桿21設(shè)置在 所述前端連接支架22的U型凹槽內(nèi)。如圖4所示，后端連接支架23包括一倒U型的支撐板和一后端螺栓25。強(qiáng)化支撐桿521設(shè)置在所述后端連接支架23的U型凹槽內(nèi)，通過所述后端螺栓25固定在所述后端連 接支架23上。前縱梁3前端和半副車架1之間添加的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)2采用高強(qiáng)度鋼管制作，強(qiáng)化支 撐桿21前端的前端連接支架22連在前縱梁安裝支架31上，后端連接支架23連在半副車 架1前端。為了保證該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化效果最佳化，前縱梁安裝支架31均采用高強(qiáng)度鋼制作， 強(qiáng)化支撐桿21及其前端連接支架22和后端連接支架23之間采用一體焊接方式。后端連 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采用螺栓連接，這樣在 制造工藝以及維修方面有利。通過添加強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)2，汽車高速前碰時(shí)， 一部分力通過該結(jié)構(gòu)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(shí)，因?yàn)閺?qiáng)化支撐桿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(shì)，提高了汽車的低速抗碰性能。因該結(jié)構(gòu)裝置安裝簡單，對(duì)于用戶來 說，降低維修費(fèi)用。同時(shí)，與全副車架相比，達(dá)到了輕量化效果，而沒有犧牲整車安全性 能。因?yàn)檎囐|(zhì)量的減輕，降低了整車制造的原材料成本，提高了經(jīng)濟(jì)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(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)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(dǎo)致汽車乘員安全保護(hù)性能下降。通過在縱梁和副車架之間添加強(qiáng) 化支撐結(jié)構(gòu)2，強(qiáng)化縱梁，分流前碰撞擊力，提高、穩(wěn)定前端吸能塊4 (Crash can)吸能 效果，低速碰撞時(shí)，保證縱梁的穩(wěn)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(shí)不犧牲半副車架式汽車的輕量化效果。上述設(shè)計(jì)實(shí)例僅用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以想到的其他實(shí)質(zhì)等同手段，均在本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一強(qiáng)化支撐桿(21)，所述強(qiáng)化支撐桿(21)兩端分別固定設(shè)置一前端連接支架(22)和一后端連接支架(23)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述前端連接 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(shè)置在延伸的邊緣上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述強(qiáng)化支撐 桿(21)設(shè)置在所述前端連接支架(22)的U型凹槽內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述后端連接 支架(23)包括一倒U型的支撐板和一后端螺栓(25)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述強(qiáng)化支撐 桿(21)設(shè)置在所述后端連接支架(23)的U型凹槽內(nèi)，通過所述后端螺栓(25)固 定在所述后端連接支架(23)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述強(qiáng)化支撐 桿(21)為高強(qiáng)度鋼管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種半副車架式轎車的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)，包括一強(qiáng)化支撐桿(21)，所述強(qiáng)化支撐桿(21)兩端分別固定設(shè)置一前端連接支架(22)和一后端連接支架(23)。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，降低了整車的質(zhì)量的同時(shí)，提高了汽車安全性能。
文檔編號(hào)B62D21/00GK201325484SQ200820152168
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者平 葉, 楊志剛, 湯曉東, 王大志, 馬美林 申請(qǐng)人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司