一种利于行人保护的镁合金前端框架总成及车辆的制作方法

1.本发明涉及汽车车身技术领域，具体涉及利于行人保护的镁合金前端框架总成及车辆。


背景技术：

2.近年来，随着汽车行业的发展，国家法规和用户需求使得汽车向着更安全、更环保的方向发展，而行人保护是一项基于保护行人安全的技术评估，这就要求在汽车开发前期进行相关的概念设计。行人在交通事故中处于明显的弱势地位，根据统计，行人约占道路死亡人数的四分之一，且在交通事故中，行人所受到损伤的部位首先是下肢（小腿、大腿），再者就是腿部受到撞击后造成头部下落，使头部受到损伤，行人保护在2018版c-ncap中被纳入评价标准。
3.传统的汽车前端框架总成结构是由多个冲压件拼焊或螺栓装配而成的金属框架，从结构到材料的缓冲吸能效果都较差，无法形成对行人的有效保护，市场上开发的另一种塑料前端框架结构，集成度较高，但碰撞性能偏弱，发生碰撞后容易破裂，后期无法矫正维修，需整体更换，维修成本过高。
4.镁合金在汽车轻量化的进程上是极具竞争力的材料，具有比重轻、减振、压铸成形性能好和易回收等优势。据试验，车身重量每减少10%，可降低油耗6~8％，燃油效率提高5.5％，排放降低5~6%，每使用1kg镁，可使轿车全生命周期减少30kg的co2排放，而且镁合金可实现全流程100%回收再利用。


技术实现要素：

5.本发明目的是提供一种利于行人保护的镁合金前端框架总成及车辆，其能够有效提升碰撞过程中的行人保护性能，满足车身轻量化需求。
6.本发明所述的利于行人保护的镁合金前端框架总成，包括框架本体和腿部保护横梁，所述框架本体为一体成型的镁合金压铸件，所述腿部保护横梁左、右端部侧与吸能盒前端连接，所述框架本体的左、右两侧分别一体成型有第一安装板，所述吸能盒后端与框架本体的第一安装板前侧连接。
7.进一步，所述框架本体包括左纵梁、右纵梁、上横梁和下横梁，所述左纵梁、右纵梁、上横梁和下横梁合围形成矩形框架结构。
8.进一步，所述上横梁前侧设有多个向前延伸的前保险杠安装座；所述上横梁左、右端设有设有大灯支架安装点以及对称设有前碰传感器安装点，上横梁前侧对称设有两个喇叭安装点；所述下横梁上设有两个散热器安装点。
9.进一步，所述上横梁上设有多个“口”字型缺口。
10.进一步，所述腿部保护横梁左、右端部后侧连接有第二安装板，所述第一安装板和第二安装板上分别设有第一安装孔和第二安装孔，采用螺栓穿过第二安装孔、吸能盒、第一安装孔与拉铆螺母螺纹连接，以实现第一安装板、吸能盒和第二安装板的固定连接。
11.进一步，所述框架本体上端中部固定有安装支架，该安装支架上部设有前罩锁安装点，安装支架下部向前延伸形成充电口安装部，安装支架下端与前碰撞横梁固定连接。
12.进一步，所述安装支架包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件上端设有与框架本体上端中部前侧连接的第三安装孔，第一连接件中部设有前罩锁安装点，第一连接件下端设有与前碰撞横梁固定连接的第四安装孔；所述第二连接件断面呈“几”字型，包括基板和自基板左、右边沿朝后延伸的斜板，所述斜板后端与第一连接件前侧固定连接；所述第二连接件上形成充电口安装部；进一步，所述第一连接件上设有两条沿上下方向延伸的加强筋；所述第二连接件的斜板上设有至少一个朝外凸起的吸能部。
13.进一步，所述基板与框架本体所在平面之间的夹角为15
°
，且基板上部与框架本体所在平面之间的距离小于基板下部与框架本体所在平面之间的距离。
14.一种车辆，包括上述的利于行人保护的镁合金前端框架总成。
15.本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
16.1、本发明通过在框架本体下部前方设置腿部保护横梁，所述腿部保护横梁左、右端部与框架本体的左、右两侧分别一体成型的第一安装板之间布置吸能盒，一方面提升了碰撞过程中框架本体下部的溃缩吸能性能，加强了整个前端框架总成的行人保护性能，另一方面受到行人腿部冲击时不发生大幅度变形，降低了后期维修成本。
17.2、本发明所述框架本体上集成有多个不同类型的安装点，集成度高，满足了不同零部件的装配固定需求。同时由于所述框架本体采用镁合金高压铸造一体成形，既满足了车身对前端框架总成的性能要求，同时最大程度地实现了减重，满足了车身轻量化需求，相比于传统钢制前端框架减重60%以上，相比于全塑前端框架减重30%以上。
18.3、本发明所述框架本体上端中部固定有安装支架，所述安装支架为前罩锁和充电口提供了安装点，集成度高。通过在第二连接件的斜板上设有至少一个朝外凸起的吸能部，形成碰撞过程的“笼”式传力路径，最大程度的吸收碰撞过程中产生的能量对行人的伤害。
19.4、本发明所述第二连接件的基板与框架本体所在平面之间的夹角为15
°
，且基板上部与框架本体所在平面之间的距离小于基板下部与框架本体所在平面之间的距离，进而增大了第二连接件上部与汽车前保险杠和前罩之间的缓冲距离，提高了行人头部与车辆碰撞过程的缓冲空间，提升了行人保护性能。
20.5、本发明所述上横梁上设有多个“口”字型缺口，在保证前端框架总成的性能要求的前提下，能够更好的收缩吸能，从而减小了碰撞过程中对行人的伤害。
附图说明
21.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明所述框架本体的结构示意图；图3是本发明所述腿部保护横梁的结构示意图；图4是本发明所述安装支架的结构示意图之一；图5是本发明所述安装支架的结构示意图之二；图6是本发明所述安装支架的局部放大示意图之一；图7是本发明所述安装支架的局部放大示意图之二；
图8是本发明所述上横梁的局部放大示意图；图9是本发明所述吸能盒的连接示意图。
22.图中，1—框架本体，11—左纵梁，12—右纵梁，13—上横梁，131—前保险杠安装座，132—大灯支架安装点，133—前碰传感器安装点，134—喇叭安装点，135—“口”字型缺口，136—过孔，14—下横梁，141—散热器安装点，15—第一安装板，151—第一安装孔，2—腿部保护横梁，21—第二安装板，22—第二安装孔，3—安装支架，31—第一连接件，311—前罩锁安装点，312—第三安装孔，313—第四安装孔，314—加强筋，315—定位孔，32—第二连接件，321—基板，322—斜板，323—吸能部，324—充电口安装部，4—吸能盒。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明作详细说明。
24.参见图1至图8，所示的利于行人保护的镁合金前端框架总成，包括框架本体1，所述框架本体1为一体成型的镁合金压铸件，既满足了车身对前端框架总成的性能要求，同时最大程度地实现了减重，满足了车身轻量化需求，相比于传统钢制前端框架减重60%以上，相比于全塑前端框架减重30%以上。
25.所述框架本体1下部前方设有腿部保护横梁2，所述腿部保护横梁2左、右端部侧与吸能盒4前端连接，所述框架本体1的左、右两侧分别一体成型有第一安装板15，所述吸能盒4后端与框架本体1的第一安装板15前侧连接。
26.参见图3，所述腿部保护横梁2的具体连接方式为：在所述腿部保护横梁2左、右端部后侧连接有第二安装板21，所述第一安装板15和第二安装板21上分别设有第一安装孔151和第二安装孔22，采用螺栓穿过第二安装孔22、吸能盒4、第一安装孔151与拉铆螺母螺纹连接，以实现第一安装板15、吸能盒4和第二安装板21的固定连接。为了提升腿部保护横梁2与框架本体1的连接结构的防腐性能，在拉铆螺母上镀锌镍。
27.腿部保护横梁2及吸能盒4的设置一方面提升了碰撞过程中框架本体1下部的溃缩吸能性能，加强了整个前端框架总成的行人保护性能，另一方面受到行人腿部冲击时不发生大幅度变形，降低了后期维修成本。
28.参见图2，所述框架本体1包括左纵梁11、右纵梁12、上横梁13和下横梁14，所述左纵梁11、右纵梁12、上横梁13和下横梁14合围形成矩形框架结构。所述框架本体1考虑发动机机舱潮湿环境，采用微弧氧化 化学喷粉的表面防腐工艺，以保证框架本体1的防腐性能，延长框架本体1的使用寿命。
29.所述上横梁13前侧设有六个向前延伸的前保险杠安装座131。每个前保险杠安装座131下方设置有两个
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楔”形延伸加强筋结构，前保险杠安装座131上方安装平面中部位置设置一根纵向“楔”形延伸加强筋，前保险杠安装座131的安装平面上预铸了一个通孔，该通孔位置安装一颗拉铆螺母，实现与前保险扛总成的配合安装。
30.所述上横梁13左、右端设有设有大灯支架安装点132以及对称设有前碰传感器安装点134，上横梁13前侧对称设有两个喇叭安装点134。所述下横梁14上设有两个散热器安装点141，散热器安装点141下端结构为“盒”状空腔，该散热器安装点141周围设置有“十”字
加强筋结构，以保证散热器的安装固定，同时实现轻量化，提升整车nvh性能。
31.所述上横梁13上间隔设有三个“口”字型缺口135，在保证前端框架总成的性能要求的前提下，能够更好的收缩吸能，从而减小了碰撞过程中对行人的伤害。
32.所述框架本体1上端中部固定有安装支架3，该安装支架3上部设有前罩锁安装点311，安装支架3下部向前延伸形成充电口安装部324，安装支架3下端与前碰撞横梁固定连接。所述框架本体1上集成有多个不同类型的安装点，集成度高，满足了不同零部件的装配固定需求。
33.参见图4，所述安装支架3包括第一连接件31和第二连接件32，所述第一连接件31和第二连接件32均由钢板冲压成型。所述第一连接件31上端设有与框架本体1上端中部前侧连接的第三安装孔312，第一连接件31中部设有前罩锁安装点311，第一连接件31下端设有与前碰撞横梁固定连接的第四安装孔313。为了保证安装支架3与框架本体1连接的位置精度，在所述安装支架3的第一连接件31上设有定位孔315。所述框架本体1在与前罩锁安装点311、第三安装孔312和定位孔315对应的位置设有过孔136，保证连接件或定位销能够顺利通过。为了提升第一连接件31自身的结构强度，在所述第一连接件31上设有两条沿上下方向延伸的加强筋314。
34.所述第二连接件32断面呈“几”字型，包括基板321和自基板321左、右边沿朝后延伸的斜板322，所述斜板322后端与第一连接件31前侧焊接固定；在所述第二连接件32上形成充电口安装部324。所述第二连接件32的斜板322上间隔设有两个朝外凸起的吸能部323，形成碰撞过程的“笼”式传力路径，最大程度的吸收碰撞过程中产生的能量对行人的伤害。
35.所述基板321与框架本体1所在平面之间的夹角为15
°
，且基板321上部与框架本体1所在平面之间的距离小于基板321下部与框架本体1所在平面之间的距离。进而增大了第二连接件32上部与汽车前保险杠和前罩之间的缓冲距离，提高了行人头部与车辆碰撞过程的缓冲空间，提升了行人保护性能。
36.为了提升安装支架3的防腐性能，采用电泳防腐工艺对安装支架3表面进行防腐处理。安装支架3与框架本体1的连接处采用螺栓和镀锌镍的拉铆螺母配合连接，并配有专用绝缘垫圈，以预防钢镁异种金属连接后产生电位腐蚀。
37.一种车辆，包括上述的利于行人保护的镁合金前端框架总成。
38.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。