本發(fā)明涉及車身結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種鋼鋁混合汽車前機(jī)艙結(jié)構(gòu)及汽車。

背景技術(shù)：

1、在汽車行業(yè)高速發(fā)展的今天及節(jié)能環(huán)保的大背景下，降低整體車身重量會(huì)有效降低能耗，所以汽車輕量化已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的主流。

2、傳統(tǒng)白車身結(jié)構(gòu)多采用鋼制材料，整體白車身重量較高，而鋁合金的密度是鋼的三分之一，全鋁白車身結(jié)構(gòu)會(huì)有效降低車身的整體重量；但是，全鋁車身的連接工藝難以實(shí)現(xiàn)、維修成本高昂，碰撞安全性能難以達(dá)成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋼鋁混合汽車前機(jī)艙結(jié)構(gòu)，前機(jī)艙區(qū)域材料由高壓鑄鋁、鋁合金和高強(qiáng)鋼構(gòu)成；減震塔材質(zhì)為高壓鑄鋁，縱梁外板、縱梁加強(qiáng)板、前圍擋板橫梁等材質(zhì)為鋁合金，副車架補(bǔ)強(qiáng)板、左前地板、右前地板、中通道等重要承力點(diǎn)材質(zhì)為高強(qiáng)鋼，連接工藝采用fds(熱融自攻鉚接)、spr(自沖鉚接)、鋁點(diǎn)焊、氣體保護(hù)焊等焊接工藝；鋼鋁混合前機(jī)艙汽車結(jié)構(gòu)鋁合金重量占比65％，可有效降低前機(jī)艙區(qū)域的重量；本發(fā)明通過(guò)使用高壓鑄鋁、鋁合金和高強(qiáng)鋼混搭構(gòu)建前機(jī)艙結(jié)構(gòu)，從而在有效降低前機(jī)艙重量的同時(shí)滿足碰撞安全性能要求及強(qiáng)度要求。

2、本發(fā)明提出一種鋼鋁混合汽車前機(jī)艙結(jié)構(gòu)，包括前縱梁結(jié)構(gòu)、上縱梁結(jié)構(gòu)、減振塔結(jié)構(gòu)、扭力盒結(jié)構(gòu)、前圍結(jié)構(gòu)、前圍下板結(jié)構(gòu)；

3、前縱梁結(jié)構(gòu)前部與上縱梁結(jié)構(gòu)對(duì)位焊接固定，前縱梁結(jié)構(gòu)與上縱梁結(jié)構(gòu)通過(guò)氣體保護(hù)焊方式連接；前縱梁結(jié)構(gòu)中部與減振塔結(jié)構(gòu)對(duì)位固定連接，前縱梁結(jié)構(gòu)與減振塔結(jié)構(gòu)通過(guò)fds方式連接；上縱梁結(jié)構(gòu)后部與減振塔結(jié)構(gòu)對(duì)位固定連接，上縱梁結(jié)構(gòu)與減振塔結(jié)構(gòu)通過(guò)氣體保護(hù)焊和點(diǎn)焊方式連接；上縱梁結(jié)構(gòu)后端、前縱梁結(jié)構(gòu)后端與前圍結(jié)構(gòu)對(duì)位固定連接，上縱梁結(jié)構(gòu)、前縱梁結(jié)構(gòu)與前圍結(jié)構(gòu)的連接方式為氣體保護(hù)焊；前圍結(jié)構(gòu)與下方的扭力盒結(jié)構(gòu)固定連接，且前圍結(jié)構(gòu)與其后端的前圍下板結(jié)構(gòu)固定連接，前圍結(jié)構(gòu)、扭力盒結(jié)構(gòu)、前圍下板結(jié)構(gòu)這三者的連接方式為鋁點(diǎn)焊和spr。

4、所述前縱梁結(jié)構(gòu)包括前縱梁及前縱梁加強(qiáng)結(jié)構(gòu)；所述前縱梁為管狀體，其橫截面呈“目”字型結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為鋁型材；參見(jiàn)圖2所示，現(xiàn)有的前縱梁截面形狀為幾字形，其材質(zhì)為高強(qiáng)鋼；本發(fā)明前縱梁結(jié)構(gòu)具有較好的防撞功能和明顯的降重效果；前縱梁下端外側(cè)壁中部設(shè)有避讓豁口，為了避讓轉(zhuǎn)向軸而進(jìn)行局部切豁口，該避讓豁口的每個(gè)轉(zhuǎn)角處固定設(shè)置有機(jī)加鋁件加強(qiáng)筋，以滿足碰撞安全及強(qiáng)度要求，機(jī)加鋁件加強(qiáng)筋與避讓豁口的連接方式為氣體保護(hù)焊；本發(fā)明的前縱梁結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有鋼制前縱梁結(jié)構(gòu)相比，在相同的布置空間下可達(dá)到相同的性能要求，但重量減輕至少一半；所述前縱梁加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括前副車架前固定點(diǎn)加強(qiáng)筋；所述前縱梁前副車架前固定點(diǎn)位置的腔體內(nèi)壁固定有前副車架前固定點(diǎn)加強(qiáng)筋，該前副車架前固定點(diǎn)加強(qiáng)筋包括內(nèi)外套接的大u字型筋片和小u字型筋片，小u字型筋片懸空套接于大u字型筋片內(nèi)，大u字型筋片兩側(cè)壁觸接于前縱梁前副車架前固定點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)壁上，前縱梁和前副車架前固定點(diǎn)加強(qiáng)筋之間通過(guò)焊接螺栓與螺母相互固定連接，大u字型筋片和小u字型筋片的雙u字型結(jié)構(gòu)其作用之一是匹配焊接螺栓上套接的螺套長(zhǎng)度，其作用之二是增強(qiáng)前縱梁在該位置的腔體y向(寬度方向)和z向(垂向)抗彎折強(qiáng)度，前副車架前固定點(diǎn)加強(qiáng)筋的材質(zhì)為高強(qiáng)鋼。

5、所述前縱梁加強(qiáng)結(jié)構(gòu)還包括前懸置固定點(diǎn)加強(qiáng)筋；所述前縱梁前懸置固定點(diǎn)位置的腔體內(nèi)壁固定有前懸置固定點(diǎn)加強(qiáng)筋，該前懸置固定點(diǎn)加強(qiáng)筋由兩個(gè)截面呈l字型的片材疊加焊接構(gòu)成“口”字型結(jié)構(gòu)，前懸置固定點(diǎn)加強(qiáng)筋的材質(zhì)為高強(qiáng)鋼，前縱梁與前懸置固定點(diǎn)加強(qiáng)筋疊加位置之間通過(guò)焊接螺栓與螺母相互固定連接，前懸置固定點(diǎn)加強(qiáng)筋疊加位置結(jié)構(gòu)其作用之一是匹配焊接螺栓上套接的螺套長(zhǎng)度，其作用之二是增強(qiáng)前縱梁在該位置的腔體y向(寬度方向)和z向(垂向)支撐強(qiáng)度。

6、所述前縱梁加強(qiáng)結(jié)構(gòu)還包括前副車架后固定點(diǎn)加強(qiáng)筋；前縱梁前副車架后固定點(diǎn)位置的腔體內(nèi)壁固定有前副車架后固定點(diǎn)加強(qiáng)筋，該前副車架后固定點(diǎn)加強(qiáng)筋包括帶內(nèi)螺紋通道的t型桿和焊接墊圈，帶內(nèi)螺紋通道的t型桿由下向上限位穿設(shè)于前縱梁前副車架后固定點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的腔體外底壁和外頂壁間，焊接墊圈焊接套設(shè)于帶內(nèi)螺紋通道的t型桿端頭并與前縱梁外頂壁觸接；帶內(nèi)螺紋通道的t型桿的材質(zhì)為機(jī)加鋁件，其內(nèi)部設(shè)有內(nèi)螺紋可與副車架相連，為增加副車架連接點(diǎn)的強(qiáng)度，帶內(nèi)螺紋通道的t型桿端頭焊接有焊接墊圈，該焊接墊圈的材質(zhì)為高強(qiáng)鋼；前縱梁結(jié)構(gòu)后端與對(duì)位的前圍結(jié)構(gòu)之間通過(guò)第一l型加強(qiáng)件固定連接，以加強(qiáng)前縱梁結(jié)構(gòu)與前圍結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度。

7、所述上縱梁結(jié)構(gòu)包括上縱梁內(nèi)板和上縱梁外板；上縱梁內(nèi)板和上縱梁外板對(duì)位點(diǎn)焊固定，且上縱梁內(nèi)板和上縱梁外板的材質(zhì)均為鋁合金，上縱梁內(nèi)板對(duì)位與減振塔結(jié)構(gòu)固定連接，上縱梁為大燈等布置件提供連接點(diǎn)；上縱梁外板通過(guò)第二l型連接件與前縱梁結(jié)構(gòu)相連，連接形式為氣體保護(hù)焊，上縱梁外板中間區(qū)域與減振塔結(jié)構(gòu)固定連接，上縱梁外板后段可與車身側(cè)圍連接；上縱梁內(nèi)板、上縱梁外板及減振塔結(jié)構(gòu)通過(guò)增加過(guò)孔結(jié)構(gòu)、氣體保護(hù)焊、點(diǎn)焊的方式形成多層連接，達(dá)到緊密的連接結(jié)構(gòu)，此外上縱梁內(nèi)板與上縱梁外板通過(guò)鋁點(diǎn)焊的方式連接，可將力傳遞到前圍結(jié)構(gòu)及側(cè)圍結(jié)構(gòu)處。

8、所述減振塔結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為高壓鑄鋁，減振塔結(jié)構(gòu)分別與上縱梁結(jié)構(gòu)及前縱梁結(jié)構(gòu)連接，連接方式為fds、點(diǎn)焊以及氣體保護(hù)焊，并通過(guò)第三l型連接件與前圍結(jié)構(gòu)固定連接；至此前端的力可通過(guò)前縱梁結(jié)構(gòu)、上縱梁結(jié)構(gòu)、減振塔結(jié)構(gòu)共三條路徑傳遞至前圍結(jié)構(gòu)處，并隨著這三個(gè)結(jié)構(gòu)的壓潰有效降低前圍結(jié)構(gòu)的侵入量。

9、所述扭力盒結(jié)構(gòu)整體由鋁合金沖壓構(gòu)成凸字形結(jié)構(gòu)，該凸字形結(jié)構(gòu)內(nèi)表面向上分別突設(shè)有左側(cè)折邊加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、中間折邊加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)和右側(cè)折邊加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)；扭力盒結(jié)構(gòu)外表面對(duì)應(yīng)前副車架固定點(diǎn)位置設(shè)置有鋼制加強(qiáng)件，以提升前副車架固定點(diǎn)位置的強(qiáng)度，左側(cè)折邊加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、中間折邊加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)和右側(cè)折邊加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)分別連接扭力盒結(jié)構(gòu)的前端和后端，扭力盒結(jié)構(gòu)前端與前縱梁結(jié)構(gòu)固定連接，當(dāng)力傳遞至扭力盒結(jié)構(gòu)時(shí)可通過(guò)左、中、右加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)三條路徑將力傳遞至扭力盒后端，增加力的傳遞路徑，滿足性能要求。

10、所述前圍結(jié)構(gòu)包括前圍上部結(jié)構(gòu)和前圍下部結(jié)構(gòu)，前圍上部結(jié)構(gòu)和前圍下部結(jié)構(gòu)的材質(zhì)均為鋁合金，為空調(diào)三箱、制動(dòng)踏板等布置件提供固定點(diǎn)；前圍下部結(jié)構(gòu)由前圍前橫梁和前圍后橫梁固定構(gòu)成，前圍前橫梁和前圍后橫梁之間構(gòu)成中空的腔體結(jié)構(gòu)，前圍前橫梁分別對(duì)位與前縱梁結(jié)構(gòu)和扭力盒結(jié)構(gòu)固定連接，連接方式為鋁點(diǎn)焊、spr和氣體保護(hù)焊，以滿足碰撞安全性能要求；前圍后橫梁分別對(duì)位與前圍下板結(jié)構(gòu)和前圍上部結(jié)構(gòu)固定連接，連接方式為spr、鋁點(diǎn)焊和氣體保護(hù)焊，起到較強(qiáng)的支撐作用。

11、所述前圍下板結(jié)構(gòu)包括中通道結(jié)構(gòu)、左前地板以及右前地板；中通道結(jié)構(gòu)由中通道上板和中通道下板雙層結(jié)構(gòu)固定構(gòu)成，中通道上板的材質(zhì)為高強(qiáng)鋼，中通道下板的材質(zhì)為鋁合金，為了使前圍下板結(jié)構(gòu)充分吸能，減少對(duì)乘員的傷害，中通道上板、左前地板、右前地板的材質(zhì)均為高強(qiáng)鋼；中通道結(jié)構(gòu)與左前地板、右前地板的連接方式為spr和點(diǎn)焊，中通道下板中部區(qū)域設(shè)置有鋼制加強(qiáng)件，該鋼制加強(qiáng)件對(duì)位與扭力盒結(jié)構(gòu)固定連接，以提升前機(jī)艙部分的扭轉(zhuǎn)剛度；左前地板和右前地板對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)置有魚(yú)骨狀加強(qiáng)筋，用于提升前機(jī)艙部分的強(qiáng)度及扭轉(zhuǎn)剛度。

12、一種汽車，包括車輛鈑金，還包括鋼鋁混合汽車前機(jī)艙結(jié)構(gòu)，該鋼鋁混合汽車前機(jī)艙結(jié)構(gòu)設(shè)置于車輛鈑金前部。

13、有益效果

14、本發(fā)明前機(jī)艙區(qū)域材料由高壓鑄鋁、鋁合金和高強(qiáng)鋼構(gòu)成；減震塔材質(zhì)為高壓鑄鋁，縱梁外板、縱梁加強(qiáng)板、前圍擋板橫梁等材質(zhì)為鋁合金，副車架補(bǔ)強(qiáng)板、左前地板、右前地板、中通道等重要承力點(diǎn)材質(zhì)為高強(qiáng)鋼，連接工藝采用fds、spr、鋁點(diǎn)焊、氣體保護(hù)焊等焊接工藝；鋼鋁混合前機(jī)艙汽車結(jié)構(gòu)鋁合金重量占比65％，可有效降低前機(jī)艙區(qū)域的重量；本發(fā)明通過(guò)使用高壓鑄鋁、鋁合金和高強(qiáng)鋼混搭構(gòu)建前機(jī)艙結(jié)構(gòu)，從而在有效降低前機(jī)艙重量的同時(shí)滿足碰撞安全性能要求及強(qiáng)度要求。