[发明专利]车身结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车车身结构，其重量较轻，但在正面碰撞时表现出改进的机械强度。

背景技术

通常，单壳体车身是通过冲压成形钢板以准备大量的板构件和车架构件并将这些构件通过点焊连接在一起来制造的(参见日本专利特开平公开No.2002-302071)。在传统的车身中，一辆车与另一辆车或固定结构的正面碰撞产生的冲击从保险杠传递到沿前后方向延伸并且在横向上间隔开的一对前侧车架上。然后，一部分冲击经由对应的支架传递到下纵梁护板，而冲击的大部分经由右侧底板框架和左侧底板框架传递到中间横梁上。

在前述专利公开中披露的车身结构中，底板的中间部分向上隆起，以在其下方容纳燃料箱，该燃料箱被容纳在由前横梁、中间横梁和底板框架限定的空间内。座椅支架的用于支撑前座的前支腿和后支腿被安装在底板的上表面上。

在这种车身结构中，由于通过前侧车架传递的冲击载荷大部分被施加在底板框架上，因此需要底板框架具有较大的横截面面积和/或由相对较厚的钢板制成，使得车身的总重量明显增加。增加的车身重量明显是不期望的，因为这将对车辆的燃油经济性和驱动性能产生不利影响。因此，期望能够将传递到前侧车架上的冲击载荷更加有效地分布到车架构件上，而不是底板框架上。

同样，在该车身结构中，当向车身的前部施加侧向冲击时，从相应的下纵梁护板施加的冲击载荷传递到前横梁上。因此，如果燃料箱位于底板下方，那么就需要通过使用较厚的钢板来加强前横梁，这也将造成车身重量增加。

此外，在正面冲击时，车内人员尽管受安全带的约束但由于惯性力而向前俯冲。结果，车座的前部受到较大的向下的力，这会导致安装有座椅支架的前支腿的底板向下挠曲。必须对底板的这种向下挠曲进行控制，因为这可能造成车内人员的头部非常接近仪表板。因此，有必要使底板具有相对较大的截面模量并且使用相对较厚的钢板。这仍然会增加车身的重量，并且使冲压加工更加困难。

发明内容

鉴于已有技术的这些问题，本发明的一个主要目的是提供一种改进的车辆车身结构，其重量较轻，但在正面碰撞的时候表现出改进的机械强度。

根据本发明，通过提供一种车身结构可以实现上述目的，所述车身结构包括：在车身前部沿纵向延伸并且相互间隔开的一对前侧车架；沿纵向延伸且的一对底板框架，其前端分别连接到对应的前侧车架的后端上；第一横梁，其每一横向端部连接到所述前侧车架的后端上；第二横梁，其位于所述第一横梁的后方并且连接在所述底板框架上；以及第一通道车架，其连接到所述第一横梁和所述第二横梁上；其中，所述第一横梁具有拱形形状，所述第一横梁的纵向尺寸从其每侧的端部向其中间部分减小。

因此，从所述前侧车架处接收的冲击载荷不仅传递到直接连接在所述前侧车架的后端上的底板框架，还经由所述第一横梁以有效方式传递到所述第一通道车架。因此，所述底板框架可以由相对较薄的金属板制成和/或需要较少的材料，并且可以具有减少的重量。所述第一横梁还能阻止车身沿横向发生变形，从而能够提高在侧向冲击时车内人员的安全性。

优选地，所述车身结构还包括：限定车厢地板的底板；分别连接到所述底板的两侧边缘上的一对下纵梁；以及一对支架，每个所述支架在对应的前侧车架和位于对应侧上的下纵梁的前端之间横向延伸。因此，在正面碰撞时的冲击载荷也能够被有效地分布到下纵梁上。这也能增强车身对于斜向碰撞的刚度，其中，在斜向碰撞时冲击载荷相对集中在所述前侧车架中的一个上。特别地，每个支架可以具有向后弯曲的前边缘，所述前边缘从对应的前侧车架延伸至对应的下纵梁的前端。

根据本发明的一种优选实施方式，所述车身还包括：下侧仪表板，其设置在所述第一横梁的前面，用以将车厢与发动机室分开；以及第二通道车架，其沿纵向延伸并且位于所述车身的横向中间部分，用以将所述下侧仪表板与所述第一横梁连接在一起。因此，即使当发动机在严重的正面碰撞下被推入到车厢内时，发动机所承载的冲击载荷能够通过所述第二通道车架来支撑，这也使得对所述下侧仪表板的损坏最小。特别地，如果所述第一通道车架和所述第二通道车架中的至少一个具有通道形状的截面并且开口侧向下，那么所述通道车架中的至少一个能够有效地承受屈曲载荷。

根据本发明的一种特别优选的实施方式，所述第一横梁具有通道形状的截面并且其开口侧向上，因此所述第一横梁包括底壁和一对直立壁，加强件在所述一对直立壁之间沿竖向和纵向延伸。这将有效防止所述第一横梁在冲击载荷下发生塌陷或者变形。特别优选地，所述第二通道车架具有通道形状的截面，其包括一对直立壁，所述第二通道车架的开口侧向上，所述加强件设置在所述第二通道车架的一对直立壁中的一个的附近。