一种扭转刚度加强的汽车白车身的制作方法

本发明涉及汽车的车身结构领域，具体涉及一种汽车白车身，尤其是一种扭转刚度加强的汽车白车身。

背景技术：

随着汽车工业的快速发展，汽车（主要指乘用车）已经成为我们生活中非常普遍的产品。车身骨架结构是整车的关键总成之一，同时车身骨架以承载式车身结构为主，是乘客和行李的载体。车身设计除了要保证其外观的造型设计外，还要保证其性能的要求，白车身的扭转刚度是整车性能要求的重要一环。从宏观上讲，白车身扭转刚度与碰撞、耐久、NVH、R&H性能有关；从微观上讲，白车身扭转刚度与车身变形导致的产品不良、噪声、车身开裂、灰尘雨水侵入等问题有关。因此，白车身骨架结构必须要有足够的扭转刚度，否则会影响到整车的耐久性能，NVH性能和操纵稳定性等问题。白车身扭转刚度不足，会导致车身在行驶过程中，车身局部发生严重变形，产生异响等噪声问题，同时也会导致车身钣金件的开裂等强度问题；白车身扭转刚度不足，在整车转弯行驶过程中，也会影响操稳和转向性能问题。因而要求白车身骨架结构必须具有足够的扭转刚度，避免上述耐久、NVH、操稳等问题的发生。

为了提升白车身骨架结构的扭转刚度性能，目前常用方法有：更改关键结构处相关零件的料厚，或者在对扭转刚度影响较大的结构处增加加强件。这些改进方法也有其不足之处：一方面增加了整车重量，不利于车身的轻量化；另一方面也会增加单车的制造成本。因此，如何提供一种能避免行驶过程中出现异响共振、开裂等NVH和耐久现象的、具有较强扭转刚度的汽车白车身是现有技术需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明基于上述现有技术问题，创新的提出一种全新的汽车白车身骨架结构，通过在现有汽车白车身的后背门框处形成一个闭环结构，并同时在车身后部由后底板横梁、侧围连接板以及后顶盖横梁相互连接成另一个闭环结构，从而在车身后部通过双闭环框架结构来增加车身后部的刚度，使得汽车白车身的扭转刚度大大加强，避免了车身在行驶过程中，车身局部发生严重变形，产生异响等噪声问题，也避免车身骨架关键连接处的钣金件开裂等强度问题，同时也避免在整车转弯行驶过程中，产生的操稳和转向性能问题，具有广阔的推广应用前景。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种扭转刚度加强的汽车白车身，包括后背门D环结构和框架结构，所述框架结构为闭合的环形结构，且所述框架结构设置于汽车白车身的后部，所述后背门D环结构设置于汽车白车身的尾部，所述框架结构和所述后背门D环结构相互连接在一起。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中所述框架结构包括后顶盖横梁1、D柱上接头6、D柱上接头连接板7、后轮罩内加强板8和后底板横梁9，由所述后顶盖横梁1、D柱上接头6、D柱上接头连接板7、后轮罩内加强板8和后底板横梁9连接成闭合的环形结构。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中所述后顶盖横梁1横向布置于汽车白车身的后顶部，所述D柱上接头6、D柱上接头连接板7和后轮罩内加强板8均包括有两个，所述后顶盖横梁1的两端通过所述D柱上接头6分别连接于所述D柱上接头连接板7的上部，所述D柱上接头连接板7的下部分别连接于所述后轮罩内加强板8的上部，所述后轮罩内加强板8的下部分别连接于所述后底板横梁9的两端。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中所述后背门D环结构的顶部连接于所述后顶盖横梁1，所述后背门D环结构2的底部通过后纵梁10连接于所述框架结构。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中所述后纵梁10在汽车白车身的同一侧同时连接于所述框架结构的后轮罩内加强板8和所述后背门D环结构2的底角部位，所述后顶盖横梁1和所述后底板横梁9平行设置。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中还包括有C柱上接头连接板3、C柱上接头5和后边梁加强板4，所述框架结构的D柱上接头连接板7的上部连接于所述C柱上接头连接板3的一端，所述C柱上接头连接板3的另一端通过所述C柱上接头5连接于所述后边梁加强板4。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中所述D柱上接头连接板7与所述C柱上接头连接板3之间采用点焊连接，所述C柱上接头连接板3与所述后边梁加强板4通过胶粘连接。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中所述D柱上接头连接板7的上端通过焊接连接于所述D柱上接头6和后顶盖横梁1，所述D柱上接头连接板7的下端通过焊接连接于所述后轮罩内加强板8的上端，所述后轮罩内加强板8的下端通过焊接连接于所述后底板横梁9。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中所述D柱上接头连接板7和C柱上接头连接板3上设置有减重孔11。

进一步的根据本发明所述的汽车白车身，其中所述D柱上接头连接板7的厚度为0.7mm，所述C柱上接头连接板3的厚度为1.4mm。

本发明采用上述技术方案达到的效果至少包括：

1）本发明所提供的汽车白车身的扭转刚度大大加强，避免了车身在行驶过程中，车身局部发生严重变形，产生异响等噪声问题，避免了车身骨架关键连接处的钣金件开裂等强度问题，同时也避免在整车转弯行驶过程中，产生的操稳和转向性能问题。经CAE分析，本发明的汽车白车身的扭转刚度至少可提升约5%左右。

2）本发明所提供的汽车白车身增强了上车身与下车身之间的连接，优化了后弹簧座处的传力路径，避免了C柱上接头分担较大的载荷，可以有效减小该处的开裂风险。

3）本发明中，C柱上接头连接板3与后边梁加强板4之间采用胶粘连接，有效解决了焊接工艺导致的无法连接问题，便于制作工艺的实现。

4）本发明中，至少在D柱上接头连接板7和C柱上接头连接板3之间连接板上开了减重孔，可以有效的减轻白车身的重量，有利于实现汽车车身的轻量化。

附图说明

附图1为本发明所述扭转刚度加强的汽车白车身的整体结构示意图；

附图2为本发明所述汽车白车身中D柱上接头连接板的结构示意图；

附图3为本发明所述汽车白车身中C柱上接头连接板的结构示意图；

附图4为C柱上接头连接板沿A-A线的剖视结构图；

图中各附图标记的含义如下：

1-后顶盖横梁，2-后背门D环结构，3-C柱上接头连接板，4-后边梁加强板，5-C柱上接头，6-D柱上接头，7- D柱上接头连接板，8-后轮罩内加强板，9-后底板横梁，10-后纵梁，11-减重孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的技术方案，但并不因此限制本发明的保护范围。

汽车白车身是指完成焊接但未涂装之前的汽车车身，一般不包括四门两盖等运动件，在车身结构的前期开发过程中，需要保证白车身有足够的扭转刚度，满足目标值要求，避免因白车身的扭转刚度过低，影响到整车的耐久性能、NVH性能和操纵稳定性，同时若白车身扭转刚度不足，会导致车身在行驶过程中，车身局部发生严重变形，产生异响等噪声问题，同时也会导致钣金件的开裂等强度问题，在整车转弯行驶过程中，也会影响操稳和转向性能问题，因此汽车白车身的扭转刚度是整车性能的一个重要指标。

在描述本发明所述汽车白车身的结构之前，首先交代在本领域熟知的几个技术术语，在汽车白车身中，一般将汽车车身上的竖梁从前到后分别称为A柱、B柱、C柱等，A柱一般指在发动机舱和驾驶舱之间的竖梁，处于左右后视镜的上方；B柱一般指在驾驶舱前座和后座之间的竖梁，从车顶延伸到车底部，C柱一般指在后坐头枕两侧的竖梁。本发明在现有基础上创新设置D柱结构（不同于A柱、B柱、C柱）。

本发明创新提出的扭转刚度加强的汽车白车身包括纵向封闭的框架结构和后背门D环结构，纵向封闭的框架结构作为扭转刚度的加强结构，所述纵向封闭的框架结构设置于白车身的后部，所述后背门D环结构设置于白车身的尾部，且纵向封闭的框架结构和后背门D环结构相互连接在一起。具体的所述框架结构位于白车身后部的备胎槽处，所述框架结构内的各部件之间相互连接，形成一个闭环结构。如附图1所示，所述框架结构包括后顶盖横梁1、D柱上接头6、D柱上接头连接板7、后轮罩内加强板8和后底板横梁9，所述后顶盖横梁1横向布置在汽车白车身的后顶部，所述D柱上接头6、D柱上接头连接板7和后轮罩内加强板8均包括有两个，所述后顶盖横梁1的两端通过D柱上接头6分别连接于D柱上接头连接板7的上部，所述D柱上接头连接板7的下部分别连接于后轮罩内加强板8的上部，两个后轮罩内加强板8的下部分别连接于后底板横梁9的两端，由后顶盖横梁1、第一D柱上接头、第一D柱上接头连接板、第一后轮罩内加强板、后底板横梁9、第二后轮罩内加强板、第二D柱上接头连接板、第二D柱上接头和后顶盖横梁1点焊围成一个纵向封闭的框架结构，本发明的重要创新之处在于在白车身的后部设置该框架结构，从而增加白车身的整体扭转刚度。所述的后顶盖横梁1和后底板横梁9在Y向平行。所述的Y向为垂直于所述各个部件自身布置方向的垂直方向，如后顶盖横梁1基本为水平布置，Y向为垂直于水平方向的竖直方向等。

所述框架结构和后背门D环结构之间相互连接在一起，具体的所述后背门D环结构2具有封闭的环形结构，后背门D环结构2的顶部连接于所述后顶盖横梁1，所述后背门D环结构2的底部通过后纵梁10与所述框架结构连接在一起，具体的所述后纵梁10在白车身同一侧同时连接于所述框架结构的后轮罩内加强板8和所述后背门D环结构2的底角部位，从而具有闭环结构的所述框架结构和后背门D环结构通过后顶盖横梁1和后纵梁10固定连接在一起，这种连接方式优选的为焊接，在汽车白车身的后部同时设置有两个闭环结构，相对于仅在汽车白车身后背门框处形成一个闭环结构的现有技术，本发明创新的引入上述封闭的框架结构，并与白车身后背门框组成相互连接的双闭环结构，从而在车身后部通过双闭环结构大大提高了白车身后部的扭转刚度，解决了发明的技术问题。

进一步优选的，本发明的纵向封闭的所述框架结构还包括有C柱上接头连接板3、C柱上接头5和后边梁加强板4，所述C柱上接头连接板3、C柱上接头5和后边梁加强板4均包括有两个。所述框架结构每侧的D柱上接头连接板7的上端均连接于所述C柱上接头连接板3的一端，所述C柱上接头连接板3沿车身方向向前延伸，且C柱上接头连接板3的另一端通过所述C柱上接头5连接于所述后边梁加强板4。从而本发明创新引入的框架结构相当于是在汽车白车身的C柱和后背门D环结构之间形成的D柱结构，相对于现有汽车白车身仅有A、B、C三个竖梁柱的情况，本发明创新引入的D柱，使得汽车白车身的整体刚度大大提高。

进一步优选的，所述D柱上接头连接板7作为上车身的一部分，安装于D柱上接头6和后轮罩内加强板8之间，并与后顶横梁结构1、C柱上接头连接板3之间采用点焊连接，所述D柱上接头连接板7的料厚为0.7mm，便于实现轻量化。所述D柱上接头连接板7与后轮罩内加强板8一起连接着下车身，且D柱上接头连接板7与后轮罩内加强板8之间采用点焊连接，这样既能保证焊接工序的正确性，也能保证个件之间的连接，方便实现上车身与下车身的焊接。

进一步优选的，所述C柱上接头连接板3属于上车身的部分，所述C柱上接头连接板3的料厚定义为1.4mm，所述C柱上接头连接板3和D柱上接头连接板7之间采用焊点连接，待C柱上接头连接板3与D柱上接头连接板7焊接完成后，C柱上接头连接板3与后边梁加强板4采用胶粘连接，以避免焊点工序的问题，导致两者之间无法连接。最后C柱上接头连接板3与侧围之间采用点焊连接。图4示出C柱上接头连接板3的Y向截面示意图，本发明在C柱上接头5和D柱上接头6之间增加所述C柱上接头连接板3，能够使得C柱上接头5和D柱上接头6之间的Y向截面形成闭合的截面，从而增强C柱上接头的截面刚度，同时也能增强D柱上接头处的截面刚度，提升车身的扭转刚度性能，可见在侧围外板和侧围内板之间增加所述C柱上接头连接板3，也能够额外增加白车身扭转刚度性能。

进一步优选的，在D柱上接头连接板7和C柱上接头连接板3上巧妙的增设一些减重孔11，如附图2和附图3所示，通过巧妙的增设这些减重孔，可以去除冗余的质量，在提升白车身扭转刚度的同时，有效地减轻白车身重量，有利于车身的轻量化。

本发明通过在汽车白车身的后顶盖横梁1和后底板横梁9之间增加D柱上接头连接板7和后轮罩内加强板8，使车身后部在后背门框处的后背门D环结构2和C柱闭环结构之间还形成另外一个闭合的环路结构，该闭合的环路结构为后底板横梁、左后轮罩内加强板、左D柱上接头连接板、后顶盖横梁、右D柱上接头连接板和右后轮罩内加强板围成的封闭框架结构，从而使得上车身和下车身之间形成更有效的连接，该框架结构优化了传力路径，使得后弹簧座的载荷可以通过C柱传递至上部车身，同时也可以通过该框架结构传递至上部车身，有效增加了上车身与下车身之间的连接，可以有效的增强车身骨架的扭转刚度，提高整车的扭转刚度性能。同时本发明所述汽车白车身通过在D柱上接头6和C柱上接头处5处各增加一个连接板，通过C柱上接头连接板连接C柱和D柱，大大增强了上车身C柱和D柱之间的连接，同时也增强了C柱处的闭环结构刚度。通过CAE分析验证，白车身结构采用本发明中的创新结构设计后，白车身扭转刚度由原来的15650Nm/deg提高至16583Nm/deg，提升了约6%。同时C柱上门框处的钣金开裂也有一定程度的降低，后期优化该处的焊点，该风险也得到有效解决。可见与已有的结构设计相比，本发明所述白车身的扭转刚度提升非常明显，该结构在车身设计阶段，能够有效提升白车身骨架结构的扭转刚度，通过提升白车身的扭转刚度，大大降低了车身在行驶过程中，车身局部发生严重变形、产生异响等问题，同时也避免了车身骨架关键连接处的钣金件开裂以及整车转弯行驶过程中的操稳和转向性能等问题，具有广阔的推广应用前景。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。