车身前部结构和汽车的制作方法

1.本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车身前部结构和汽车。


背景技术：

2.随着碰撞法规的完善，不同国家和地区对整车的性能要求越来越高，车身前部结构作为汽车碰撞的主要承载结构，应当具有合理变形来吸收碰撞能量和耗散碰撞力，达到减轻乘员伤害的目的。例如，mpdb(moving progressive deformable barrier，移动渐进可变形壁障)、ffb(full frontal barrier，全宽正面碰撞)，sorb(small overlap rigid barrier，小重叠刚性壁障)等高速碰撞工况对车身前部结构的变形均做出相关规定。
3.如图1所示，现有车身前部结构包括主纵梁、a柱门槛结构、前围横梁和扭力盒，扭力盒与a柱门槛结构相连，前围横梁设置在主纵梁和a柱门槛结构之间，扭力盒与主纵梁之间存在间隙，且扭力盒和前围横梁之间存在间隙。在sorb碰撞时，碰撞壁障主要位于a柱门槛结构的正前方，碰撞壁障挤压前轮胎，使得a柱门槛结构在碰撞力作用下压缩，再通过前围横梁传递至主纵梁。由于扭力盒与主纵梁之间存在间隙，且扭力盒和前围横梁之间存在间隙，使得a柱门槛结构向主纵梁传递碰撞力的传力路径面积较小，容易出现传力中断，增大a柱和前围板的碰撞撕裂风险，影响车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种车身前部结构和汽车，以解决当前a柱门槛结构向主纵梁传递碰撞力时容易出现传力中断的问题。
5.本实用新型实施例提供一种车身前部结构，包括主纵梁、a柱门槛结构、前围横梁和扭力盒，所述扭力盒与所述a柱门槛结构相连，所述前围横梁设置在所述主纵梁和所述a柱门槛结构之间，还包括轮胎护板，所述轮胎护板设置在所述扭力盒的后方，与所述扭力盒相连，所述轮胎护板与所述a柱门槛结构、所述前围横梁和所述主纵梁相连，形成连贯传力路径。
6.可选地，所述a柱门槛结构包括a柱和与所述a柱相连的门槛；
7.所述前围横梁包括与所述a柱上部相连的前围上横梁和与所述a柱中部相连的前围中横梁；
8.所述轮胎护板与所述前围中横梁相连，或者，所述轮胎护板与所述前围中横梁和所述前围上横梁相连。
9.可选地，所述车身前部结构还包括前围板；
10.所述前围板与所述前围上横梁的全部、所述前围中横梁的局部和所述主纵梁的局部相连；所述轮胎护板与所述前围中横梁的局部和所述主纵梁的局部相连；
11.或者，所述前围板与所述前围上横梁的局部、所述前围中横梁的局部和所述主纵梁的局部相连；所述轮胎护板与所述前围中横梁的局部、所述前围上横梁的局部和所述主纵梁的局部相连。
12.可选地，所述前围横梁上设有加强凸筋。
13.可选地，所述前围横梁包括横梁本体部、从所述横梁本体部两侧向同一方向凸出的第一凸起部和第二凸起部、从所述第一凸起部向上延伸的第一边缘部和从所述第二凸起部向下延伸的第二边缘部。
14.可选地，所述前围板与所述前围中横梁的第一边缘部和横梁本体部相连，所述轮胎护板与所述前围中横梁的横梁本体部和第二边缘部相连；
15.或者，所述轮胎护板与所述前围上横梁的横梁本体部、第一边缘部和第二边缘部相连，并与前围中横梁的横梁本体部、第一边缘部和第二边缘部相连。
16.可选地，所述轮胎护板的厚度为1.5mm-2.0mm。
17.可选地，所述扭力盒的截面呈u型。
18.本实用新型实施例提供一种汽车，包括上述车身前部结构。
19.本实用新型实施例提供车身前部结构和汽车，车身前部结构的扭力盒设置在汽车的前轮胎和轮胎护板之间，轮胎护板与a柱门槛结构、前围横梁和主纵梁相连，形成连贯传力路径。在sorb碰撞时，碰撞壁障主要位于a柱门槛结构的正前方，碰撞壁障挤压汽车的前轮胎，使得a柱门槛结构在碰撞力作用下压缩，可通过轮胎护板与a柱门槛结构、前围横梁和主纵梁配合形成的连贯传力路径传递至主纵梁，由于连贯传力路径的面积较大且结构连贯，可将碰撞力更有效传递至主纵梁，可有效降低a柱和前围板的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是现有技术中车身前部结构的一示意图；
22.图2是本实用新型一实施例中车身前部结构的一示意图；
23.图3是本实用新型一实施例中轮胎护板的一示意图；
24.图4是本实用新型一实施例中前围板的一示意图；
25.图5是本实用新型一实施例中车身前部结构的另一示意图；
26.图6是本实用新型一实施例中车身前部结构的另一示意图。
27.图中：
28.1、主纵梁；
29.2、a柱门槛结构；21、a柱；22、门槛；
30.3、前围横梁；31、前围中横梁；32、前围上横梁；33、横梁本体部；34、第一凸起部；35、第二凸起部；36、第一边缘部；37、第二边缘部；
31.4、扭力盒；5、轮胎护板；6、前围板。
具体实施方式
32.为了使本实用新型所解决的技术问题、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，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.本实用新型实施例提供一种车身前部结构，如图2-图5所示，车身前部结构包括主纵梁1、a柱门槛结构2、前围横梁3和扭力盒4，扭力盒4与a柱门槛结构2相连，前围横梁3设置在主纵梁1和a柱门槛结构2之间，还包括轮胎护板5，轮胎护板5设置在扭力盒4的后方，与扭力盒4相连，轮胎护板5与a柱门槛结构2、前围横梁3和主纵梁1相连，形成连贯传力路径。
36.其中，a柱门槛结构2包括a柱21和与a柱21相连的门槛22。前围横梁3是用于装配和支撑前围板6的横梁。轮胎护板5是设置在轮胎后方的板状件，具体是指设置在汽车的前轮胎后方的元件。本示例中，前围横梁3、扭力盒4和轮胎护板5均与a柱21相连。
37.本实施例中，车身前部结构还包括轮胎护板5，轮胎护板5设置在扭力盒4的后方并与扭力盒4相连，即扭力盒4设置在汽车的前轮胎和轮胎护板5之间，轮胎护板5与a柱门槛结构2、前围横梁3和主纵梁1相连，形成连贯传力路径。如图5所示，在sorb碰撞时，碰撞壁障主要位于a柱门槛结构2的正前方，碰撞壁障挤压汽车的前轮胎，使得a柱门槛结构2在碰撞力作用下压缩，可通过轮胎护板5与a柱门槛结构2、前围横梁3和主纵梁1配合形成的连贯传力路径将碰撞力传递至主纵梁1，由于连贯传力路径的面积较大且结构连贯，可将碰撞力更有效传递至主纵梁1，有效降低a柱21和前围板6的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
38.在一实施例中，a柱门槛结构2包括a柱21和与a柱21相连的门槛22；
39.前围横梁3包括与a柱21上部相连的前围上横梁32和与a柱21中部相连的前围中横梁31；
40.轮胎护板5与前围中横梁31相连，或者，轮胎护板5与前围中横梁31和前围上横梁32相连。
41.其中，前围上横梁32是与a柱21上部相连的用于装配和支撑前围板6的横梁。前围中横梁31是与a柱21中部相连的用于装配和支撑前围板6的横梁。本示例中，前围横梁3包括间隔设置的前围上横梁32和前围中横梁31，前围上横梁32与a柱21上部相连，前围中横梁31与a柱21中部相连。
42.作为一示例，轮胎护板5可以只与前围中横梁31相连，使得轮胎护板5与a柱门槛结构2、前围中横梁31和主纵梁1配合形成的连贯传力路径，可将a柱门槛结构2受到的碰撞力
有效传递至主纵梁1，进而降低a柱21和前围板6的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
43.作为另一示例，轮胎护板5也可以与前围中横梁31和前围上横梁32都相连，使得轮胎护板5与a柱门槛结构2、前围中横梁31、前围上横梁32和主纵梁1配合形成连贯传力路径，其连贯传力路径的面积更大，可将a柱门槛结构2受到的碰撞力更有效传递至主纵梁1，进而降低a柱21和前围板6的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
44.在一实施例中，车身前部结构还包括前围板6，前围板6与前围上横梁32的全部、前围中横梁31的局部和主纵梁1的局部相连；轮胎护板5与前围中横梁31的局部和主纵梁1的局部相连。
45.作为一示例，车身前部结构还包括前围板6，在轮胎护板5只与前围中横梁31相连而不与前围上横梁32相连时，前围板6与前围上横梁32的全部、前围中横梁31的局部和主纵梁1的局部相连，轮胎护板5与前围中横梁31的局部和主纵梁1的局部相连，前围板6的局部边缘和轮胎护板5的局部边缘形状相匹配，使得前围板6和轮胎护板5之间形成较小缝隙。例如，车身前部结构包括左右两个轮胎护板5，两个轮胎护板5分别设置在左前轮胎和右前轮胎的后方，前围板6与前围上横梁32的全部、前围中横梁31的上部和主纵梁1的左部或右部相连；左侧的轮胎护板5与前围中横梁31的下部和主纵梁1的右部相连，相应地，右侧的轮胎护板5与前围中横梁31的下部和主纵梁1的左部相连，前围板6的局部边缘和轮胎护板5的局部边缘形状相匹配，使得前围板6和轮胎护板5之间形成较小缝隙，两者形成一整体。
46.本示例中，由于轮胎护板5与a柱21、前围中横梁31和主纵梁1相连，使其所形成的连贯传力路径面积较大，可有效降低a柱21和前围板6的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
47.在一实施例中，车身前部结构还包括前围板6，前围板6与前围上横梁32的局部、前围中横梁31的局部和主纵梁1的局部相连；轮胎护板5与前围中横梁31的局部、前围上横梁32的局部和主纵梁1的局部相连。
48.作为一示例，车身前部结构还包括前围板6，在轮胎护板5与前围中横梁31和前围上横梁32相连时，即轮胎护板5延伸到前围上横梁32时，前围板6与前围上横梁32的局部、前围中横梁31的局部和主纵梁1的局部相连；轮胎护板5与前围中横梁31的局部、前围上横梁32的局部和主纵梁1的局部相连，前围板6的局部边缘和轮胎护板5的局部边缘形状相匹配，使得前围板6和轮胎护板5之间形成较小缝隙。例如，车身前部结构包括两个轮胎护板5，两个轮胎护板5分别设置在左前轮胎和右前轮胎的后方，前围板6与前围上横梁32的局部(具体为前围上横梁32的中部相连，以避让出前围上横梁32的左部和右部，使其分别与两个轮胎护板5相连)、前围中横梁31的局部(具体为前围中横梁31的中部相连，以避让出前围中横梁31的左部和右部，使其分别与两个轮胎护板5相连)和主纵梁1的左部或右部相连；左侧的轮胎护板5与前围中横梁31的左部、前围上横梁32的左部和主纵梁1的右部相连，相应地，右侧的轮胎护板5与前围中横梁31的右部、前围上横梁32的右部和主纵梁1的左部相连，前围板6的局部边缘和轮胎护板5的局部边缘形状相匹配，使得前围板6和轮胎护板5之间形成较小缝隙，两者形成一整体。
49.本示例中，由于轮胎护板5与a柱21、前围中横梁31、前围上横梁32和主纵梁1相连，使其所形成的连贯传力路径面积较大，可有效降低a柱21和前围板6的碰撞撕裂风险，提高
车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
50.在一实施例中，前围板6为普通钢板。
51.其中，普通钢板是采用钢水浇注、冷却后压制而成的钢板，这种钢板强度低、重量轻且成本低。本实施例中，由于轮胎护板5与a柱门槛结构2、前围横梁3和主纵梁1相连所形成的连贯传力路径，可使前围板6这一薄板件的碰撞撕裂风险降低，使得前围板6可采用普通钢板替换高强钢板，以达到节省成本和降低重量的目的。
52.在一实施例中，前围横梁3上设有加强凸筋。
53.本示例中，前围横梁3上设有加强凸筋，可加强前围横梁3的刚度，使得a柱门槛结构2受到的碰撞力可通过前围横梁3和轮胎护板5有效传递至主纵梁1，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
54.在一实施例中，前围横梁3包括横梁本体部33、从横梁本体部33两侧向同一方向凸出的第一凸起部34和第二凸起部35、从第一凸起部34向上延伸的第一边缘部36和从第二凸起部35向下延伸的第二边缘部37。
55.本示例中，前围横梁3为一体成型的结构件，具体包括横梁本体部33、从横梁本体部33的上下两侧向同一方向凸出的第一凸起部34和第二凸起部35、从第一凸起部34的边缘向上延伸的第一边缘部36和从第二凸起部35的边缘向下延伸的第二边缘部37，使得前围横梁3形成局部截面为w型横梁，提升截面系数能力，改善碰撞力的传递效果。此处的第一凸起部34和第二凸起部35为前围横梁3的加强凸筋，可加强前围横梁3的刚度，使得a柱门槛结构2受到的碰撞力可通过前围横梁3和轮胎护板5有效传递至主纵梁1，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
56.在一实施例中，前围板6与前围中横梁31的第一边缘部36和横梁本体部33相连，轮胎护板5与前围中横梁31的横梁本体部33和第二边缘部37相连；
57.或者，轮胎护板5与前围上横梁32的横梁本体部33、第一边缘部36和第二边缘部37相连，并与前围中横梁31的横梁本体部33、第一边缘部36和第二边缘部37相连。
58.作为一示例，在轮胎护板5只与前围中横梁31相连时，具体可将前围板6与前围上横梁32、前围中横梁31的第一边缘部36和横梁本体部33、以及主纵梁1的局部相连，相应地，将轮胎护板5与a柱21、前围中横梁31的横梁本体部33和第二边缘部37、以及主纵梁1的局部相连，以使轮胎护板5与a柱21、前围中横梁31、主纵梁1围合形成连贯传力路径，可有效降低a柱21和前围板6的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
59.作为另一示例，在轮胎护板5与前围中横梁31和前围上横梁32相连，前围板6与前围上横梁32和前围中横梁31相连时，形成部分避让空间，使得轮胎护板5既与前围上横梁32的横梁本体部33、第一边缘部36和第二边缘部37相连，又与前围中横梁31的横梁本体部33、第一边缘部36和第二边缘部37相连，以使轮胎护板5与a柱21、前围上横梁32、前围中横梁31和主纵梁1之间围合形成更大的连贯传力路径，可有效降低a柱21和前围板6的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
60.在一实施例中，轮胎护板5的厚度为1.5mm-2.0mm。
61.本示例中，采用1.5mm-2.0mm的轮胎护板5连接a柱21、前围横梁3和主纵梁1，可保障所形成的连贯传递路径的连接强度，提高a柱21和主纵梁1之间的传力效率，可改善碰撞后a柱21和前围板6之间的焊接边，减小前围板6板材的碰撞撕裂风险。
62.在一实施例中，扭力盒4的截面呈u型，可提升截面系数能力，改善碰撞力的传递效果。
63.本实用新型实施例还提供一种汽车，汽车包括上述实施例中的车身前部结构，扭力盒4设置在汽车的前轮胎和轮胎护板5之间，轮胎护板5与a柱门槛结构2、前围横梁3和主纵梁1相连，形成连贯传力路径。如图5所示，在sorb碰撞时，碰撞壁障主要位于a柱门槛结构2的正前方，碰撞壁障挤压汽车的前轮胎，使得a柱门槛结构2在碰撞力作用下压缩，可通过轮胎护板5与a柱门槛结构2、前围横梁3和主纵梁1配合形成的连贯传力路径传递至主纵梁1，由于连贯传力路径的面积较大且结构连贯，可将碰撞力更有效传递至主纵梁1，可有效降低a柱21和前围板6的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。
64.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车身前部结构，其特征在于，包括主纵梁、a柱门槛结构、前围横梁和扭力盒，所述扭力盒与所述a柱门槛结构相连，所述前围横梁设置在所述主纵梁和所述a柱门槛结构之间，所述车身前部结构还包括轮胎护板，所述轮胎护板设置在所述扭力盒的后方，与所述扭力盒相连，所述轮胎护板与所述a柱门槛结构、所述前围横梁和所述主纵梁相连，形成连贯传力路径。2.如权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，所述a柱门槛结构包括a柱和与所述a柱相连的门槛；所述前围横梁包括与所述a柱上部相连的前围上横梁和与所述a柱中部相连的前围中横梁；所述轮胎护板与所述前围中横梁相连，或者，所述轮胎护板与所述前围中横梁和所述前围上横梁相连。3.如权利要求2所述的车身前部结构，其特征在于，所述车身前部结构还包括前围板；所述前围板与所述前围上横梁的全部、所述前围中横梁的局部和所述主纵梁的局部相连；所述轮胎护板与所述前围中横梁的局部和所述主纵梁的局部相连；或者，所述前围板与所述前围上横梁的局部、所述前围中横梁的局部和所述主纵梁的局部相连；所述轮胎护板与所述前围中横梁的局部、所述前围上横梁的局部和所述主纵梁的局部相连。4.如权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，所述前围横梁上设有加强凸筋。5.如权利要求3所述的车身前部结构，其特征在于，所述前围横梁包括横梁本体部、从所述横梁本体部两侧向同一方向凸出的第一凸起部和第二凸起部、从所述第一凸起部向上延伸的第一边缘部和从所述第二凸起部向下延伸的第二边缘部。6.如权利要求5所述的车身前部结构，其特征在于，所述前围板与所述前围中横梁的第一边缘部和横梁本体部相连，所述轮胎护板与所述前围中横梁的横梁本体部和第二边缘部相连；或者，所述轮胎护板与所述前围上横梁的横梁本体部、第一边缘部和第二边缘部相连，并与前围中横梁的横梁本体部、第一边缘部和第二边缘部相连。7.如权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，所述轮胎护板的厚度为1.5mm-2.0mm。8.如权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，所述扭力盒的截面呈u型。9.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述车身前部结构。

技术总结
本实用新型公开一种车身前部结构和汽车，该车身前部结构包括主纵梁、A柱门槛结构、前围横梁和扭力盒，扭力盒与A柱门槛结构相连，前围横梁设置在主纵梁和A柱门槛结构之间，还包括轮胎护板，轮胎护板设置在扭力盒的后方，与扭力盒相连，轮胎护板与A柱门槛结构、前围横梁和主纵梁相连，形成连贯传力路径。本方案中，由于连贯传力路径的面积较大且结构连贯，可将碰撞力更有效传递至主纵梁，可有效降低A柱和前围板的碰撞撕裂风险，提高车身前部结构的传力特性及车身的稳定性。性及车身的稳定性。性及车身的稳定性。


技术研发人员：杨国勇 马天航 黄涌 杨金秀
受保护的技术使用者：广州汽车集团股份有限公司
技术研发日：2022.09.13
技术公布日：2023/9/16