一种前围下横梁结构及其设计方法

技术领域

本发明属于汽车前围横梁技术领域，具体涉及一种前围下横梁结构及其设计方法。

背景技术

现有车型转向柱机构总成在车身前围区域的固定或密封基本上都是采用前围板，有两种布置：一是转向柱机构Z向布置的较高直接在前围板上穿过同时起固定和密封作用；另外一种是转向机构受制于机舱内布置Z向布置的较低，与车身前围下横梁干涉，需要穿过下横梁在与前围板固定和密封。

在新车型开发中，转向柱穿越前围下横梁，为了保证前围下横梁的结构完整性且满足转向柱固定和密封要求，按照传统以往钣金设计结构，如图1锁死，前围板2按照转向柱包络会形成较大的一个凸包(相对与前围板主面)，而前围板4和前围下横梁搭接匹配，在前围下横梁处会形成一个更明显的凸包结构。前围下横梁的凸包主要考虑以下因素：一是为防止异响，前围下横梁与前围板转向柱凸包至少5mm距离；二是为保证前围下横梁的冲压成型，在Y向和Z向角度上会比转向柱包络要求的更大。前围下横梁的较大凸包占用机舱布置空间，对于碰撞过程中动力总成对于转向系统侵入、机舱管线路布置空间需求都产生不利影响。

发明内容

为了解决现有技术存在的车身密封都是采用前围板单独设计结构，造成车身结构复杂，前围板密封结构与前围下横梁为避免异响需要至少5mm以上空间，造成侵占机舱内空间的问题，本发明提供一种前围下横梁结构及其设计方法，将前围下横梁结构拆分，拆分部分作为转向柱固定和密封作用，简化前围结构，减少车身钣金对于机舱空间布局的侵占，减少碰撞过程中动力总成对于转向柱的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明首先提供一种前围下横梁结构，包括下横梁主体以及由前围下横梁拆分出的转向柱固定座，下横梁主体与转向柱固定座焊接固定并进行密封。

优选地，所述下横梁主体与转向柱固定座的焊接面在前围下横梁的主横梁面上。

优选地，所述转向柱固定座为凸包结构，转向柱安装在转向柱固定座上。

优选地，所述下横梁主体与转向柱固定座通过前围板密封。

优选地，所述下横梁主体与转向柱固定座通过密封板密封。

本发明同时提供一种前围下横梁结构的设计方法，包括：

步骤一、根据转向柱布置和包络空间需求，设计前围下横梁结构概念数据；

步骤二、在下横梁主体上单独拆分出转向柱固定座；

步骤三、设计密封固定方式。

优选地，所述步骤二中，当前围下横梁结构概念数据完成后，考虑冲压工艺要求，将转向柱固定座单独拆分成一个单件，转向柱固定座与下横梁主体的焊接面在前围下横梁的主横梁面上。

优选地，所述步骤三中，前围下横梁主体和转向柱固定座数据完成后，利用前围板或者单独密封板对转向柱固定座完成密封。

优选地，所述步骤三中，密封件的焊接匹配面和转向柱固定座匹配面一致。

本发明具有以下有益效果：

前围下横梁集成了转向柱固定和密封功能，通过前围下横梁的部分拆件与前围板形成一个完整的固定和密封功能，不在单独依靠前围板形成独立密封，实现了钣金结构的简化和机舱布置空间布局的最大化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术结构示意图；

图2为本发明实施例1前围下横梁结构与转向柱装配示意图；

图3为本发明实施例1前围下横梁结构示意图；

图4为本发明实施例2前围下横梁结构示意图；

图中：

1-前围下横梁主体；2-转向柱固定座；3-转向柱；4-前围板；5-密封板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

实施例1

如图2、图3所示，一种前围下横梁结构，包括下横梁主体1以及由前围下横梁拆分出的转向柱固定座2，下横梁主体1与转向柱固定座2焊接固定。

所述横梁主体1与转向柱固定座2的焊接面在前围下横梁的主横梁面上。

所述转向柱固定座2为凸包结构，转向柱3安装在转向柱固定座2上。

实施例1所述前围下横梁结构的设计方法，包括以下步骤：

步骤一、根据转向柱布置和包络空间需求，设计前围下横梁：结合转向包络时，此处凸包尽量按照边界做，不用特意做大，这样目的尽量减少前围下横梁占用空间，尤其是X方向空间，如图2所示；

步骤二、转向柱固定座拆分：当前围下横梁概念数据完成后，考虑冲压，经分析发现转向座固定凸包过于急剧，会造成前围下横梁无法成型，因此接下来将此凸包单独拆分成一个单件，单件与前围下横梁的焊接面为前围下横梁的主横梁面上(即X方向和Z向)，如图3所示。

实施例2

一种前围下横梁结构，包括下横梁主体1以及由前围下横梁拆分出的转向柱固定座2，下横梁主体1与转向柱固定座2焊接固定并进行密封，如图4所示。

所述横梁主体1与转向柱固定座2的焊接面在前围下横梁的主横梁面上。

所述下横梁主体1与转向柱固定座2通过前围板密封。

所述下横梁主体1与转向柱固定座2通过密封板密封。

所述转向柱固定座2为凸包结构，转向柱3安装在转向柱固定座2上。

实施例2所述前围下横梁结构的设计方法，包括以下步骤：

步骤一、根据转向柱布置和包络空间需求，设计前围下横梁结构概念数据：结合转向包络时，此处凸包尽量按照边界做，不用特意做大，这样目的尽量减少前围下横梁占用空间，尤其是X方向空间，如图2所示；

步骤二、转向柱固定座拆分：当前围下横梁概念数据完成后，考虑冲压，经分析发现转向座固定凸包过于急剧，会造成前围下横梁无法成型，因此接下来将此凸包单独拆分成一个单件，单件与前围下横梁的焊接面为前围下横梁的主横梁面上(即X方向和Z向)，如图3所示；

步骤三、设计密封固定方式：前围下横梁和转向柱固定座数据完成后，利用前围板或者单独密封板对转向柱固定座完成密封。此处结构设计要点：密封件的焊接匹配面和转向柱固定座匹配面一致，达成转向柱固定座+密封件对于转向柱的固定和车身密封性能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。