车身前部结构及车辆的制作方法

1.本发明属于车辆领域，特别是涉及车身前部结构及车辆。


背景技术：

2.现有前纵梁的根部同时与地板纵梁和前围板横梁焊接，与其它周边件搭接少，整理横向传力效果差，不利于集中碰撞力分散传递到周边件；
3.正面碰撞(如全宽碰撞和40％重叠碰撞)中：前纵梁作为主要传力部件承担了大部分的碰撞力传力，并主要将力传递至地板纵梁，而前纵梁与地板纵梁之间存在较大竖向落差，容易导致鹅颈发生较大弯折，前纵梁的根部容易侵入乘员舱导致乘员脚部伤害风险加大，同时由于前纵梁集中力分散不均，前纵梁的根部不稳定，将影响前纵梁变形模式的稳定性，此外，地板纵梁相对门槛发生较大位移将导致地板撕裂，破坏乘员舱的完整性；
4.正面小偏置碰撞中：壁障与车体重叠率少，前纵梁传递较少的碰撞力，门槛成为主要传力部件，现有前纵梁的根部缺少从门槛或前门铰链板向前纵梁、前围板横梁或地板纵梁横向传力的部件，容易出现门槛折弯、撕裂现象，同时轮胎也容易旋转侵入乘员舱内部，造成乘员脚步挤压。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：针对现有方案不利于碰撞力分散的问题，提供一种车身前部结构及车辆。
6.为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车身前部结构，包括前围板、前纵梁、地板纵梁、前围板外横梁和前围板横梁，所述地板纵梁、所述前围板外横梁和所述前围板横梁均位于前围板的外侧；
7.所述地板纵梁的侧部固定在所述前围板上；
8.所述前围板外横梁的侧部固定在所述前围板上，且一端用于固定在前门铰链板；
9.所述前围板横梁的侧部固定在所述前围板上，且两端各自用于固定在一前纵梁上；
10.所述地板纵梁的前端、所述前围板外横梁的远离所述前门铰链板的一端、所述前围板横梁的一端和所述前纵梁的根部固定连接。
11.可选地，所述地板纵梁与所述前围板焊接，所述地板纵梁与所述前围板之间围合形成有纵向延伸的第一传力腔；
12.所述前围板外横梁与所述前围板焊接，所述前围板外横梁与所述前围板之间围合形成有横向延伸的第二传力腔；
13.所述前围板横梁与所述前围板焊接，所述前围板横梁与所述前围板之间围合形成有横向延伸的第三传力腔；所述第三传力腔的一端分别与所述第一传力腔的前端和所述第二传力腔的一端连通，所述第二传力腔的另一端贯通至前门铰链板。
14.可选地，还包括位于所述前围板的内侧的前围板内横梁；所述前围板内横梁的侧
部固定在所述前围板上，一端用于固定在前门铰链板，另一端的端面与所述前纵梁的根部相对，并与所述前围板的内侧固定连接。
15.可选地，所述前围板内横梁与所述前围板焊接，所述前围板内横梁与所述前围板之间围合形成有横向延伸的第四传力腔；所述第四传力腔的一末端位于所述前围板的与所述前纵梁的根部相对的部位的背面。
16.可选地，所述地板纵梁的前端、所述前围板外横梁的远离所述前门铰链板的一端、所述前围板横梁的一端焊接，所述地板纵梁的前端、所述前围板外横梁和所述前围板横梁的焊接端整体与所述前纵梁的根部焊接。
17.可选地，所述地板纵梁的前端与所述前围板外横梁的远离所述前门铰链板的一端焊接，所述前围板横梁的一端与所述前围板外横梁的远离所述前门铰链板的一端焊接。
18.可选地，还包括扭力盒；所述扭力盒的一端用于固定在门槛上，另一端固定在所述地板纵梁上。
19.可选地，还包括副车架后安装点支架；所述副车架后安装点支架的一端用于固定在中通道纵梁上，另一端固定在所述地板纵梁上。
20.可选地，所述扭力盒的远离所述门槛的一端与所述副车架后安装点支架的远离中通道纵梁的一端相对，并分别位于所述地板纵梁的相对的两侧。
21.本发明实施例还提供了一种车辆，包括前述车身前部结构。
22.本发明实施例提供的车身前部结构及车辆，地板纵梁的前端、前围板外横梁的远离前门铰链板的一端、前围板横梁的一端和前纵梁的根部固定连接，在前纵梁的根部形成多叉形结构，以此将前纵梁、地板纵梁、前围板外横梁、前围板横梁、前围板、前门铰链板连接为有机整体，具有更好的横向传力效果，有利于碰撞力的均匀分布，前纵梁的根部更为稳固；正面碰撞中，前纵梁受到的集中载荷能够通过多叉形结构稳健分散至地板纵梁、前门铰链板及前围板，避免前纵梁的根部侵入量过大导致前围板搁脚区域变形过大，降低脚部伤害风险；正面碰撞中，前纵梁的碰撞力部分通过前围板外横梁和前围板横梁分散，减小地板纵梁传力，减小地板纵梁相对门槛的位移，降低地板撕裂风险；正面碰撞中，由于前纵梁的根部相对稳固，有利于前纵梁按照预期变形模式变形，有利于提高前纵梁变形模式的稳定性，有利于加速度波形的稳定；正面小偏置碰撞中，门槛受到的集中载荷向前门铰链板传递，前门铰链板通过前围板外横梁分散碰撞力至前围板和地板纵梁，减少门槛变形程度，降低前围板撕裂风险。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的车身前部结构及其周边结构的装配示意图；
24.图2为图1所示车身前部结构的局部结构的示意图；
25.图3为图1在另一视角下的结构示意图；
26.图4为图1在正面碰撞中的传力示意图；
27.图5为图1在正面小偏置碰撞中的传力示意图；
28.说明书中的附图标记如下：
29.1、前围板；2、前纵梁；3、地板纵梁；4、前围板外横梁；5、前围板横梁；6、前围板内横梁；7、扭力盒；8、副车架后安装点支架；9、前门铰链板；10、门槛；11、中通道纵梁。
具体实施方式
30.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种车身前部结构，包括前围板1、前纵梁2、地板纵梁3、前围板外横梁4和前围板横梁5；
32.地板纵梁3、前围板外横梁4和前围板横梁5均位于前围板1的外侧；
33.地板纵梁3的侧部固定在前围板1上；
34.前围板外横梁4的侧部固定在前围板1上，且一端用于固定在前门铰链板9；
35.前围板横梁5的侧部固定在前围板1上，且两端各自用于固定在一前纵梁2上；
36.地板纵梁3的前端、前围板外横梁4的远离前门铰链板9的一端、前围板横梁5的一端和前纵梁2的根部固定连接。
37.本发明实施例提供的车身前部结构，与现有技术相比，地板纵梁3的前端、前围板外横梁4的远离前门铰链板9的一端、前围板横梁5的一端和前纵梁2的根部固定连接，在前纵梁2的根部形成多叉形结构，以此将前纵梁2、地板纵梁3、前围板外横梁4、前围板横梁5、前围板1、前门铰链板9连接为有机整体，具有更好的横向传力效果，有利于碰撞力的均匀分布，前纵梁2的根部更为稳固；正面碰撞中，前纵梁2受到的集中载荷能够通过多叉形结构稳健分散至地板纵梁3、前门铰链板9及前围板1，避免前纵梁2的根部侵入量过大导致前围板1搁脚区域变形过大，降低脚部伤害风险；如图4所示(图4中的箭头指示传力方向)，正面碰撞中，前纵梁2的碰撞力部分通过前围板外横梁4和前围板横梁5分散，减小地板纵梁3传力，减小地板纵梁3相对门槛10的位移，降低地板撕裂风险；正面碰撞中，由于前纵梁2的根部相对稳固，有利于前纵梁2按照预期变形模式变形，有利于提高前纵梁2变形模式的稳定性，有利于加速度波形的稳定；如图5所示(图5中的箭头指示传力方向)，正面小偏置碰撞中，门槛10受到的集中载荷向前门铰链板9传递，前门铰链板9通过前围板外横梁4分散碰撞力至前围板1和地板纵梁3，减少门槛10变形程度，降低前围板1撕裂风险。
38.在一实施例中，地板纵梁3与前围板1焊接，地板纵梁3与前围板1之间围合形成有纵向延伸的第一传力腔；
39.前围板外横梁4与前围板1焊接，前围板外横梁4与前围板1之间围合形成有横向延伸的第二传力腔；
40.前围板横梁5与前围板1焊接，前围板横梁5与前围板1之间围合形成有横向延伸的第三传力腔；第三传力腔的一端分别与第一传力腔的前端和第二传力腔的一端连通，第二传力腔的另一端贯通至前门铰链板9。
41.通过第一传力腔、第二传力腔和第三传力腔的围壁传力，前纵梁2受到碰撞时，碰撞力易于分散到地板纵梁3、前围板外横梁4和前围板横梁5，进而更好地将碰撞力分散到前围板1、前门框架和地板，门槛10受到碰撞时，地板纵梁3易于将其传递的碰撞力分散到前围板1、前围板外横梁4和前围板横梁5，进而更好地将碰撞力分散到前围板1和地板，提高传力效果，从而更好地在前围板1、前门框架和地板之间分散前纵梁2和门槛10受到的集中载荷，减少车身局部变形和撕裂风险。
42.具体可根据车型具体需要，调整前围板外横梁4的型面以改变第二传力腔的大小
和调整前围板外横梁4的角度，以提高传力效果。
43.在一实施例中，如图2和图3所示，车身前部结构还包括位于前围板1的内侧的前围板内横梁6；前围板内横梁6的侧部固定在前围板1上，一端用于固定在前门铰链板9，另一端的端面与前纵梁2的根部相对，并与前围板1的内侧固定连接。
44.通过前围板内横梁6增加传力路径，具有更好的横向传力效果，前纵梁2、地板纵梁3、前围板外横梁4、前围板内横梁6和前围板横梁5在空间上形成多叉形结构，有利于碰撞力的均匀分散；正面碰撞中，前纵梁2受到的碰撞力可传递至前围板内横梁6，前围板内横梁6将碰撞力分散到前围板1和前门铰链板9，实现更好地分散前纵梁2集中载荷，降低前纵梁2变形风险；正面小偏置碰撞中，门槛10受到的碰撞力传递到前门铰链板9，进而分散到前围板内横梁6、前围板外横梁4和前围板1，实现更好地分散门槛10集中载荷，降低前门框架变形风险，降低地板和前围板1撕裂风险。
45.前围板内横梁6位于前围板1的内侧，结构相对独立，设置与否不影响其周边件自身搭接关系，因此可作为平台中差异化构件，根据需要选装。具体可根据不同车型，选择是否设置前围板内横梁6来进一步提高前纵梁2的根部的强度，如较轻的车型，不设置前围板内横梁6已经满足传力需求，可不设置前围板内横梁6以实现减重降本，如较重的车型，前纵梁2的根部的强度不足则需设置前围板内横梁6，前围板内横梁6的厚度可以根据需要调整。从而，通过选装前围板内横梁6，在解决正面多个工况下碰撞需求的情况下，考虑车型不同重量差异化需求，有利于平台化拓展，降低整体研发及制造成本。
46.在一实施例中，前围板内横梁6与前围板1焊接，前围板内横梁6与前围板1之间围合形成有横向延伸的第四传力腔；第四传力腔的一末端位于前围板1的与前纵梁2的根部相对的部位的背面。能够将前纵梁2传递至前围板内横梁6的碰撞力更好地分散至前围板1和前门铰链板9，更好地将门槛10传递至前门铰链板9传递的碰撞力分散至前围板1和地板纵梁3。
47.具体可根据车型具体需要，调整前围板内横梁6的型面以改变第四传力腔的大小和调整前围板内横梁6的角度，以提高传力效果。
48.在一实施例中，地板纵梁3的前端、前围板外横梁4的远离前门铰链板9的一端、前围板横梁5的一端焊接，地板纵梁3的前端、前围板外横梁4和前围板横梁5的焊接端整体与前纵梁2的根部焊接，地板纵梁3的前端、前围板外横梁4和前围板横梁5之间相互固定，再整体与前纵梁2固定，使得地板纵梁3的前端、前围板外横梁4的远离前门铰链板9的一端、前围板横梁5的一端和前纵梁2的根部之间的连接更为紧密，提高传力效果。
49.具体地，地板纵梁3的前端与前围板外横梁4的远离前门铰链板9的一端焊接，前围板横梁5的一端与前围板外横梁4的远离前门铰链板9的一端焊接，从而实现地板纵梁3、前围板外横梁4和前围板横梁5之间的整体焊接，再整体与前纵梁2的根部焊接，能避免地板纵梁3、前围板外横梁4、前围板横梁5和前纵梁2之间形成超过三层的焊接而影响连接可靠性。
50.在一实施例中，如图1和图2所示，车身前部结构还包括扭力盒7；扭力盒7的一端用于固定在门槛10上，另一端固定在地板纵梁3上。
51.通过扭力盒7增加传力路径；正面碰撞时，前纵梁2受到的碰撞力分散到前围板外横梁4、前围板横梁5和地板纵梁3，前围板外横梁4传递的碰撞力分散到前门铰链板9和前围板1，前围板横梁5传递的碰撞力分散到中通道纵梁11和前围板1，地板纵梁3传递的碰撞力
的一部分经扭力盒7传递到门槛10，以此实现前纵梁2受到的碰撞力的层层分解；正面小偏置碰撞时，门槛10承受集中的碰撞力分散到前门铰链板9和扭力盒7，经扭力盒7传递到地板纵梁3和前围板1，有利于分解门槛10的集中受力，更好地避免前门框架发生较大变形；从而能够更好地防止车身局部变形及撕裂的产生。具体可根据车型具体需要，调整扭力盒7的型面以改变其大小，从而提高其传力效果。
52.优选，同时设置前围板外横梁4、前围板内横梁6和扭力盒7，通过前围板外横梁4、前围板内横梁6和扭力盒7将侧围(包括门槛10和前门铰链板9)与前纵梁2和地板纵梁3紧密连接，防止侧围与前纵梁2和地板纵梁3发生大的相对位移，更好地避免车身撕裂。
53.在一实施例中，如图1和图2所示，车身前部结构还包括副车架后安装点支架8；副车架后安装点支架8的一端用于固定在中通道纵梁11上，另一端固定在地板纵梁3上。
54.通过副车架后安装点支架8增加传力路径，前纵梁2、地板纵梁3、前围板外横梁4、前围板内横梁6(若设置)、前围板横梁5、扭力盒7和副车架后安装点支架8形成多叉形树状结构，可有效层层分解载荷，使碰撞力均匀分散；如图4所示，正面碰撞时，前纵梁2受到的碰撞力分散到前围板外横梁4、前围板内横梁6(若设置)、前围板横梁5和地板纵梁3，前围板外横梁4和前围板内横梁6(若设置)传递的碰撞力分散到前门铰链板9和前围板1，前围板横梁5传递的碰撞力分散到中通道纵梁11和前围板1，地板纵梁3传递的碰撞力的一部分经扭力盒7传递到门槛10，一部分经副车架后安装点支架8传递到中通道纵梁11，以此实现前纵梁2受到的碰撞力的状层层分解；如图5所示，正面小偏置碰撞时，门槛10承受集中的碰撞力分散到前门铰链板9和扭力盒7，经扭力盒7传递到地板纵梁3，地板纵梁3传递的碰撞力分散到前围板1和副车架后安装点支架8，副车架后安装点支架8传递的碰撞力分散到前围板1和中通道纵梁11，前门铰链板9传递的碰撞力分散到前围板1、前围板外横梁4和前围板内横梁6(若设置)，有利于分解门槛10的集中受力，防止车轮侵入挤压脚部。
55.优选地，扭力盒7的远离门槛10的一端与副车架后安装点支架8的远离中通道纵梁11的一端相对，并分别位于地板纵梁3的相对的两侧。降低地板纵梁3与扭力盒7连接的部位以及地板纵梁3与副车架后安装点支架8连接的部位变形的风险，地板纵梁3传递的碰撞力能够沿横向两侧分散到扭力盒7和副车架后安装点支架8，扭力盒7传递的碰撞力能够分散到地板纵梁3及沿横向分散到副车架后安装点支架8，能够更好地防止车身局部变形及撕裂的产生。
56.本发明实施例还提供了一种车辆，包括前述车身前部结构。
57.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。