本實用新型涉及汽車白車身技術領域，尤其涉及一種前機艙吸能框架。

背景技術：

汽車白車身通常可劃分成前機艙、乘員艙以及行李艙。其中，前機艙作為車身承受正面碰撞時的主要結構，必須具有通過合理變形來充分吸收碰撞能量和有效分散、傳遞沖擊載荷的功能，從而達到保護乘員艙的目的。

如中國發明專利(CN 106043184A)公開了一種車身碰撞吸能結構，包括前防撞梁總成和前縱梁總成，前防撞梁總成包括防撞梁本體和吸能盒。吸能盒采用鋁型材制成且內部具有空腔，吸能盒的橫截面為“8”字形。前縱梁總成包括沿縱向依次連接的前段封板、前縱梁前段、中段封板、前縱梁中段和前縱梁后段，且前縱梁前段和前縱梁中段處于與縱向相平行的同一直線上。前縱梁后段為朝向前縱梁中段的后側下方傾斜延伸，并且，前縱梁后段的下端部與位于前縱梁中段后側斜下方的地板前橫梁固定連接。門檻梁為車身骨架底部沿縱向延伸的部件，地板前橫梁為位于兩個門檻梁之間沿橫向延伸的部件。利于正面碰撞的沖擊載荷向地板前橫梁上傳遞。

雖然上述車身碰撞吸能結構通過采用橫截面形狀為“8”字形的吸能盒可提高車身碰撞的吸能效果，但是，在碰撞過程中，對于吸能盒未能吸收的碰撞能量幾乎全部以縱向沖擊載荷方式施加給前縱梁前段，并由前縱梁總成將部分沖擊載荷繼續向乘員艙傳遞。因此，這種車身碰撞吸能結構存在碰撞能量傳遞路徑單一、不夠充分、連續的問題，無法有效吸收和分散碰撞能量，因而對乘員艙的碰撞保護作用十分有限。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種有效吸收和分散碰撞能量的前機艙吸能框架，旨在減小乘員艙框架的變形，從而為車內乘員提供較優的碰撞安全保護。

為便于對前機艙吸能框架做出清楚的描述，先定義車輛的長度方向為縱向，并定義車輛的寬度方向為橫向，其中，進一步定義車輛上車頭所指方向定義為前方向。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種前機艙吸能框架，具有如下的特征：其包括一根防撞梁和兩個規格相同且左右對齊的吸能單元，吸能單元設置在防撞梁的左、右端部。其中，吸能單元包括前縱梁和吸能盒，前縱梁由乘員艙框架的地板向前懸伸形成，吸能盒設置在防撞梁和相應的前縱梁之間。前縱梁的后段支承減震塔座，減震塔座向前伸出一根上連桿，并且，兩根上連桿由平行于防撞梁的上橫梁搭接。

此種結構的前機艙吸能框架中，防撞梁、吸能盒、前縱梁組合形成主吸能結構，上連桿和上橫梁組合形成上輔助吸能結構。首先，當車身前端發生縱向碰撞時，相互搭接的主吸能結構和上輔助吸能結構能夠在盡可能多吸收碰撞能量的前提下沿不同路徑快速分散傳遞剩余的碰撞能量，并且，剩余的碰撞能量能夠沿各傳遞路徑進一步衰減。因此，縱向傳遞至乘員艙框架的碰撞能量被大幅減弱，盡可能減小乘員艙框架的變形，從而為乘員提供較優的碰撞安全保護。

其次，在車輛前端發生縱向碰撞的前期，前機艙吸能框架的充分吸能作用促使車身(由車身慣性產生)加速度在低于40G的范圍內快速提高，使得車身加速度曲線與時間軸圍成的圖形更加趨近于矩形，因此，在車身發生碰撞后的極短反彈時間內吸收盡可能多的碰撞能量，從而防止過大的碰撞能量威脅到乘員艙框架。

再次，在此種前機艙吸能框架中，上下布置的主吸能結構和上輔助吸能結構能夠在不影響防碰撞性能的前提下縮小前機艙的吸能空間，從而可適用于結構緊湊的微型或小型電動汽車。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：防撞梁和吸能單元均由鋁合金材質制成。

此種結構的前機艙吸能框架充分利用鋁合金質量輕、剛度高、易于成型的優點以實現車身輕量化，從而有利于提高電動汽車的續航里程。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：所述吸能單元還包括豎向支架，所述豎向支架搭接在前縱梁與吸能盒之間，使得所述豎向支架和所述前縱梁結合形成T形結構。

此種結構的前機艙吸能框架能夠對上輔助吸能結構的前端提供有效支撐作用。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：兩根上連桿的前端逐漸靠攏，并且，上連桿與豎向支架相搭接。

此種結構的前機艙吸能框架能夠充分考慮車身造型和車燈安裝位置，并利用豎向支架分散上輔助吸能結構傳遞的碰撞能量。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：上連桿開設有若干導潰槽。

此種結構的前機艙吸能框架能夠降低上輔助吸能結構的剛性，提高車輛的行人保護性能。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：吸能盒與前縱梁前后對齊，并且，上連桿和上橫梁位于同一水平高度。

此種結構的前機艙吸能框架能夠充分發揮吸能盒潰縮過程中發揮的吸能作用。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：還包括上邊梁，上邊梁的兩端分別連接上連桿和乘員艙框架的A柱。

此種結構的前機艙吸能框架，上邊梁可防止上連桿在車輛縱向碰撞過程中發生彎曲變形，并且，上邊梁還可將上連桿向后傳遞的部分碰撞能量分散的傳遞至A柱。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：減震塔座的上端連接上邊梁。

此種結構的前機艙吸能框架，上邊梁能夠給減震塔座的頂部提供可靠支撐并有效固定。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：所述上橫梁位于所述防撞梁的后上方。

此種結構的前機艙吸能框架有利于車身的行人保護。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：豎向支架的下端與地板之間由副車架縱向連接，并且，每根豎向支架的下端分別向前伸出一根下連桿，兩根下連桿由平行于防撞梁的下橫梁搭接，下連桿、下橫梁、副車架位于同一水平高度。

此種結構的前機艙吸能框架中，下連桿和下橫梁組合形成前機艙吸能框架的下輔助吸能結構，可防止底盤部分的副車架或控制臂縱向碰撞時因受到沖擊載荷而發生斷裂。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：下連桿可替換成吸能盒。

此種結構的前機艙吸能框架，采用吸能盒替換下連桿可降低下輔助吸能結構的剛性，從而盡可能多地吸收碰撞能量以減小縱向傳遞的剩余碰撞能量。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：防撞梁和下橫梁豎向對齊。

此種結構的前機艙吸能框架能在車輛縱向碰撞的前期同時發揮主吸能結構和下輔助吸能結構的吸能作用。

進一步的，上述的前機艙吸能框架中，還具有如下特征：上橫梁和下橫梁由同種鋁合金型材制成。

此種結構的前機艙吸能框架采用同種型材制造上橫梁和下橫梁，可提高鋁合金型材的通用性，降低模具設備成本。

附圖說明

圖1是一種白車身的立體圖。

圖2是一種前機艙吸能框架的側視圖。

圖3是一種前機艙吸能框架的立體圖。

圖4是另一種前機艙吸能框架的側視圖。

圖5是另一種前機艙吸能框架的立體圖。

圖6是又一種前機艙吸能框架的側視圖。

圖7是又一種前機艙吸能框架的立體圖。

附圖中，粗箭頭線表示碰撞能量的傳遞路徑；100、前機艙吸能框架；200、乘員艙框架；201、地板；202、門檻梁；203a、A柱下段；203b、A柱上段；1、防撞梁；2、吸能單元；21、前縱梁；22、豎向支架；23、吸能盒；24、減震塔座；25、上連桿；251、導潰槽；26、上邊梁；27、下連桿；3、上橫梁；4、副車架；5、下橫梁。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。

<實施例一>

圖1是一種白車身的立體圖。如圖1所示，本實施例提供了一種前機艙吸能框架100，該前機艙吸能框架100與乘員艙框架200共同形成如圖1所示的白車身。

圖2是一種前機艙吸能框架的側視圖。如圖2所示，乘員艙框架200的地板201于橫向兩端分別沿縱向布置一根門檻梁202。

圖3是一種前機艙吸能框架的立體圖。如圖2和圖3所示，本實施例提供的前機艙吸能框架100包括一根防撞梁1和兩個規格相同且左右對齊的吸能單元2，兩個吸能單元2分別設置在防撞梁1的左、右端部。

其中，如圖2所示，吸能單元2包括前縱梁21、豎向支架22和吸能盒23，前縱梁21由乘員艙框架200的地板201向前懸伸形成，吸能盒23設置在防撞梁1和相應的前縱梁21之間；即防撞梁1、吸能盒23以及前縱梁21組合形成主吸能結構。另外，豎向支架22搭接在前縱梁21與吸能盒23之間，使得豎向支架22和前縱梁21結合形成T形結構。

前縱梁21的后段支承減震塔座24，減震塔座24向前伸出一根上連桿25，并且，兩根上連桿25由平行于防撞梁1的上橫梁3搭接，上橫梁3位于防撞梁1的后上方，即上連桿25和上橫梁3組合形成上輔助吸能結構。

兩根上連桿25的前端逐漸靠攏，并且，上連桿25與豎向支架22相搭接。另外，上連桿25開設有若干導潰槽251。若干導潰槽251可沿上連桿25的長度方向均布，也可以集中分布于上連桿25的若干個橫截面處。

在各吸能單元2中，吸能盒23與前縱梁21前后對齊。即吸能盒23、豎向支架22以及前縱梁21形成十字架結構。相類似的，上連桿25和上橫梁3位于同一水平高度。

上橫梁3為鋁合金擠壓型材，并且，上橫梁3的橫向寬度小于防撞梁1的橫向寬度。

如圖3所示，當車身前端發生縱向碰撞時，主吸能結構的防撞梁1將碰撞能量分散給兩邊的吸能盒23，吸能盒23潰縮吸收部分碰撞能量后將剩余的碰撞能量直接縱向傳遞至前縱梁21的前端。

上輔助吸能結構的上橫梁3將吸收后剩余的碰撞能量分散給兩邊的上連桿25，并且，上連桿25將一部分碰撞能量向后傳遞至減震塔座24，再由減震塔座24將碰撞能量向下傳遞至前縱梁21的后段；同時，上連桿25承受的另一部分碰撞能量由豎向支架22向下傳遞至前縱梁21的前端。

再由前縱梁21的后端將匯集的剩余碰撞能量后續傳遞給地板201，尤其是將剩余碰撞能量引導至高剛度的門檻梁202以盡可能減小乘員艙框架200的變形。

<實施例二>

在本實施例中，與實施例一相同的部分，給予相同的附圖標記并省略相同的文字說明。

圖4是另一種前機艙吸能框架100的側視圖。如圖4所示，相對于實施例一，在本實施例提供的前機艙吸能框架100中，還包括一根近似呈鐮刀狀的上邊梁26，上邊梁26的兩端分別連接上連桿25和乘員艙框架200的A柱。另外，減震塔座24的上端連接上邊梁26。

其中，A柱分為A柱下段203a和A柱上段203b，上邊梁26的后端連接A柱下段203a，并且，A柱下段203a連接門檻梁202，A柱上段203b連接頂棚縱梁。

圖5是另一種前機艙吸能框架100的立體圖。如圖5所示，相對于實施例一，本實施例提供的前機艙吸能框架100具有這樣的優點：當車身前端發生碰撞時，上輔助吸能結構吸收部分碰撞能量后傳遞的剩余碰撞能量還增加了一條傳遞路徑，即上連桿25承受的部分碰撞能量經上邊梁26向后傳遞至A柱下段203a，從而使得上輔助吸能結構承受的碰撞能量分散成三條傳遞路徑，減少了匯集給前縱梁21的碰撞能量,可有效防止前縱梁21彎曲變形導致內置于前機艙吸能框架100中的動力系統部分受損。另外，A柱下段203a將衰減的碰撞能量進一步分散傳遞至門檻梁202和A柱上段203b。進而使得乘員艙框架200的受力更為均勻合理，大幅度提高乘員艙框架200的安全性能。

<實施例三>

在本實施例中，與實施例一、實施例二相同的部分，給予相同的附圖標記并省略相同的文字說明。

圖6是還一種前機艙吸能框架100的側視圖。如圖6所示，相對于實施例一和實施例二，本實施例提供的技術方案中，豎向支架22的下端與地板201之間由副車架4縱向連接，并且，每根豎向支架22的下端分別向前伸出一根下連桿27，兩根下連桿27由平行于防撞梁1的下橫梁5搭接，由下連桿27和下橫梁5組合形成前機艙吸能框架100的下輔助吸能結構。

本實施例中，下連桿27、下橫梁5以及副車架4位于同一水平高度，并且，防撞梁1和下橫梁5豎向對齊，另外，上橫梁3和下橫梁5由同種鋁合金型材制成。

值得說明的是，下連桿27可替換成吸能盒23。并且，連接下橫梁5的吸能盒23和連接防撞梁1的吸能盒23規格相同。

圖7是還一種前機艙吸能框架100的立體圖。如圖7所示,相對于實施例一和實施例二，本實施例提供的前機艙吸能框架100具有這樣的優點：吸收部分碰撞能量后傳遞的沖擊載荷分散成兩條傳遞路徑，其中一條傳遞路徑中，部分沖擊載荷由豎向支架22向上匯集到前縱梁21的前端，并由前縱梁21向后傳遞至地板201；另一條傳遞路徑中，部分沖擊載荷由副車架4直接傳遞至乘員艙框架200的地板201，以分散地板201前端所受的沖擊載荷，進一步防止乘員艙框架200的變形。

以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理，但需要說明的是，上述的這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的具體限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員在不付出創造性勞動即可聯想到本實用新型的其他具體實施方式或等同替換，都將落入本實用新型的保護范圍。