一种汽车前壁板总成结构

摘要

本发明涉及一种汽车前壁板总成结构，包括设置在前壁板上的中间加强横梁、左侧连接加强梁、右侧连接加强梁、中间加强纵梁，所述中间加强横梁呈长条状，且其横截面呈“几”字形结构，与前壁板的前侧紧贴连接形成空腔。所述左侧连接加强梁呈“L”形，包括前地板左连接段、侧围左连接段和左直角区域，与前壁板后侧左边通过结构胶紧固连接；所述左侧连接加强梁的前地板左连接段的端部位于前壁板下部边缘与前地板总成连接，侧围左连接段的端部位于前壁板左侧边缘与侧围连接总成连接；所述中间加强纵梁位于前壁板后侧，且其横截面呈“M”形，与前壁板后侧下部通过结构胶固定连接。本发明集成度高、实现了轻量且满足汽车碰撞要求，制造成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车前壁板，具体涉及一种汽车前壁板总成结构。

背景技术

轻量化技术是实现汽车节能减排的重要技术手段，由于传统金属材料制成的前壁板总成中零件数量繁多，连接工序复杂，工装成本和制造能耗高。碳纤维复合材料强度高,密度小,减重效果明显，但现在汽车对碰撞要求日趋严格，而碳纤维材料塑性变形非常小，在碰撞过程中无法起到缓冲作用，需要对几何结构进行针对性地设计才能同时满足轻量化和碰撞的要求。设计一种结构简单、制造成本低、满足汽车碰撞要求的轻量化前壁板总成结构是研究人员亟待解决的问题。

CN210364078U公开的一种轻量化的降噪汽车前壁板包括：装饰层、吸音棉层、丁基橡胶层、聚氨酯发泡层、板体和安装孔，装饰层一侧依次通过吸音棉层、丁基橡胶层、聚氨酯发泡层和板体连接，板体上设有安装孔，安装孔依次与聚氨酯发泡层、丁基橡胶层、吸音棉层和装饰层贯穿连接；其中，丁基橡胶层包括：胶层本体、消音室、横筋、竖筋、凹槽和翻边。该申请在丁基橡胶层一侧设计消音室，多个消音室空腔结构不仅增加消音效果，同时，有助于实现整体的轻量化；在丁基橡胶层另一侧设计具有喇叭形状的横筋和竖筋，对噪音区实现分区隔断，进一步增加隔音效果；设计多个安装孔辅助对整体结构连接紧固，省去了传统用来紧固的金属紧固件，有助于实现整体的轻量化。毫无疑问上述公开的技术方案为本领域的一种有益尝试。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车前壁板总成，采用碳纤维复合材料和结构胶的连接方式，实现高集成度和轻量化，结构布置满足汽车的碰撞要求，解决现有前壁板总成零件多、连接工序复杂、制造成本高的问题。

本发明所述的一种汽车前壁板总成结构，包括设置在前壁板上的中间加强横梁、左侧连接加强梁、右侧连接加强梁、中间加强纵梁，所述中间加强横梁呈长条状，且其横截面呈“几”字形结构，所述中间加强横梁的“几”字形开口端与前壁板的前侧紧贴连接，连接处的前壁板与中间加强横梁形成空腔；

所述左侧连接加强梁呈“L”形，包括侧围左连接段、前地板左连接段和左直角区域，其横截面呈“几”字形状，其开口端与前壁板后侧左边通过结构胶紧固连接；所述左侧连接加强梁的侧围左连接段的端部位于前壁板左侧部缘与侧围总成连接；前地板左连接段的端部位于前壁板下部边缘与前地板总成连接，所述右侧连接加强梁与左侧连接加强梁对称设置；

所述中间加强纵梁位于前壁板后侧，且其横截面呈“M”形，开口端与前壁板后侧下部通过结构胶固定连接。

进一步地，所述前壁板、中间加强横梁、左侧连接加强梁、右侧连接加强梁和中间加强纵梁均由碳纤维复合材料制成。

进一步地，所述中间加强横梁的两端均设有一个沉台，所述沉台分别正对左侧连接加强梁和右侧连接加强梁的左直角区域和右直角区域。

进一步地，所述中间加强纵梁呈M形的横截面中部最低处为平直段。

本发明的有益效果：由于采用横截面呈几字形的中间加强横梁、左侧连接加强梁和右侧连接加强梁的横截面均为几字形，使其与前壁板之间形成空腔，起到吸收碰撞能量的作用；

所述左侧连接加强梁和右侧连接加强梁分别与前地板总成和侧围总成连接，使其发生碰撞时，将左侧连接加强梁和右侧连接加强梁上的碰撞载荷分解成两部分，分别传向前地板总成和侧围总成；

采用呈M形的中间加强纵梁，与前壁板有三个接触点，且中间形成两个空腔，使其与前壁板的连接更加可靠，同时也增加了碰撞吸能作用。

本发明以碳纤维复合材料为主体，配合结构胶的连接方式，实现高集成度和轻量化，且前壁板上设置中间加强横梁、左侧连接加强梁、右侧连接加强梁和中间加强纵梁等多条传递路径分解碰撞载荷，减小机舱纵梁对前壁板总成的侵入量，使其前壁板达到车辆的碰撞要求。本发明集成度高、轻量化且满足汽车碰撞要求，制造成本低。

附图说明

图1为前壁板的前侧结构示意图。

图2为前壁板的后侧结构示意图。

图3为中间加强横梁的结构示意图。

图4为左侧连接加强梁的结构示意图。

图5为中间加强纵梁的结构示意图。

图6为图1中的A-A剖视图。

图7为图2中的B-B剖视图。

图8为图2中的C-C剖视图。

图中：1—前壁板；

2—中间加强横梁，21—沉台；

3—左侧连接加强梁，31—侧围左连接段、32—前地板左连接段，33—左直角区域；

4—右侧连接加强梁，5—中间加强纵梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的描述:

参见图1-8，一种汽车前壁板总成结构，包括设置在前壁板1上的中间加强横梁2、左侧连接加强梁3、右侧连接加强梁4、中间加强纵梁5，所述中间加强横梁2呈长条状，且其横截面呈“几”字形结构，所述中间加强横梁2的“几”字形开口端与前壁板1的前侧紧贴连接，紧贴处采用结构胶固定连接，连接处的前壁板1与中间加强横梁2形成空腔；空腔起到吸收碰撞能量的作用。

所述左侧连接加强梁3呈“L”形，包括侧围左连接段31、前地板左连接段32和左直角区域33，其横截面呈“几”字形状，其开口端与前壁板1后侧左边通过结构胶紧固连接；所述左侧连接加强梁3的侧围左连接段31的端部位于前壁板1左侧部缘与侧围总成连接；前地板左连接段31的端部位于前壁板1下部边缘与前地板总成连接，所述右侧连接加强梁4与左侧连接加强梁3对称设置；所述右侧连接加强梁2包括前地板右连接段、侧围右连接段和右直角区域，其横截面呈“几”字形状，其开口端与前壁板1后侧右边通过结构胶紧固连接；所述右侧连接加强梁4的侧围右连接段的端部位于前壁板1右侧边缘与侧围总成连接，前地板右连接段的端部位于前壁板1下部边缘与前地板总成连接，使其发生碰撞时，将左侧连接加强梁3和右侧连接加强梁4上的碰撞载荷分解成两部分，分别传向前地板总成和侧围总成，减小前壁板1的碰撞荷载。

所述中间加强纵梁5位于前壁板1后侧，且其横截面呈“M”形，开口端与前壁板1后侧下部通过结构胶固定连接。采用呈M形的中间加强纵梁5，与前壁板1有三个接触点，且中间形成两个空腔，使其与前壁板1的连接更加可靠，同时也增加了碰撞吸能作用。

且在连接时，各加强梁与前壁板1的连接处为正对或者重合，这样使其发生碰撞时，各加强梁均能分担一部分碰撞荷载。

进一步地，所述前壁板1、中间加强横梁2、左侧连接加强梁3、右侧连接加强梁4和中间加强纵梁5均由碳纤维复合材料制成。碳纤维复合材料强度高,密度小,减重效果明显，且前壁板总成位于乘员舱前端，需要起到隔绝机舱动力系统的振动噪声作用，而碳纤维复合材料具有优秀的阻尼性能，有助于提升车内NVH品质。

进一步地，所述中间加强横梁2的两端均设有一个沉台21，所述沉台21分别正对左侧连接加强梁3和右侧连接加强梁4的左直角区域33和右直角区域。左侧连接强梁3和右侧连接强梁4与前壁板1的连接区域以及中间加强横梁2与前壁板1的连接区域，两个区域正对位于同一水平位置能有较好的载荷传递效果。

进一步地，所述中间加强纵梁5呈M形的横截面中部最低处为平直段。中部的平直段使其加强纵梁5与前壁板的接触面积增大，即结构胶的粘连面积更大，使其中间加强纵梁5与前壁板1的连接更加稳固。