顶盖横梁、汽车顶盖及汽车的制作方法

1.本实用新型属于汽车车身构件技术领域，具体涉及一种顶盖横梁、汽车顶盖及汽车。


背景技术：

2.在汽车各种工况与试验项目中，车身顶盖顶压能力是重要指标之一，汽车顶盖横梁的作用在于当汽车因故发生翻滚时减少车顶变形，从而保证笼式车身的变形量尽可能小，进而对驾驶舱乘客起到更好的保护作用。
3.现有汽车车身结构所采用的顶盖横梁多为冲压槽板或拉延型材结构，单体抗弯性能较差，为满足车辆顶压性能要求，通常会布置尽可能多的横梁，这就会导致整车重量和成本的增加，不利于整车能耗，同时也会导致整车模态不佳。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种顶盖横梁、汽车顶盖及汽车，旨在提高顶盖横梁的单体承压能力，从而降低整车重量和成本。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：第一方面，提供一种顶盖横梁，包括梁体、第一连接件和第二连接件；其中，梁体用于沿车体y向贴合支撑于汽车顶盖的内壁上，包括上面板、与上面板上下对齐的下面板，以及阵列分布于上面板和下面板之间的多个芯管单元，各个芯管单元均沿其所在位置的上面板的法向延伸；第一连接件固定连接于梁体的一端，并用于与汽车顶盖的一侧边缘固定连接；第二连接件固定连接于梁体的另一端，并用于与汽车顶盖的另一侧边缘固定连接。
6.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，芯管单元的两端分别与上面板和下面板焊接固定。
7.一些实施例中，芯管单元的两端均设有扳边结构，两个扳边结构分别与上面板和下面板热风铜钎焊。
8.示例性的，梁体还包括两块竖板，两块竖板与上面板、下面板一并围成适于容纳各个芯管单元的空腔。
9.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一连接件和第二连接件均包括连接顶板和连接底板；其中，连接顶板设于梁体的一端，且与上面板贴合固定，连接顶板用于与汽车顶盖的一侧边缘固定连接；连接底板设于梁体的一端，与下面板贴合固定，且与连接顶板固定连接，连接底板用于与车顶纵梁固定连接。
10.一些实施例中，连接顶板上成型有第一凹槽，连接底板上成型有第二凹槽，第二凹槽和第一凹槽上下对齐并围成适于梁体的端部插入的连接腔。
11.示例性的，连接顶板位于第一凹槽两侧的部位与连接底板位于第二凹槽两侧的部位焊接固定。
12.举例说明，第一凹槽的槽底壁与上面板贴合并焊接固定，第二凹槽的槽底壁与下
面板贴合并螺接或铆接固定。
13.本实用新型提供的顶盖横梁的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型顶盖横梁，利用沿上板面法向延伸的芯管单元，上面板、下面板只需采用轻薄的板材，芯管单元只需较薄的壁厚即可使梁体具备充足的结构强度和单体抗弯曲性能，因此能够降低成本和重量，在车辆发生翻滚而导致车顶受压时，芯管单元受冲击力能够有效溃缩吸能，从而提升抗顶压能力，进而提升整车扭转刚度和模态，同时由于结构本身强度高，单体承压能力强，因此能够适当减少顶盖横梁的布设数量，从而进一步降低整车重量和成本，且减少顶盖横梁的数量还能够降低装配过程中的累计公差，从而提升车身总成的装配精度，提高整车质量。
14.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种汽车顶盖，包括上述顶盖横梁，具有与上述顶盖横梁相同的有益效果，在此不再赘述。
15.第三方面，本实用新型实施例还提供了一种汽车，包括上述汽车顶盖，具有与上述汽车顶盖相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例提供的汽车顶盖的立体结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例提供的顶盖横梁的立体结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例采用的梁体的剖视结构示意图；
19.图4为沿图3中a-a线的剖视结构示意图；
20.图5为本实用新型实施例采用的第一连接件和第二连接件的立体结构示意图。
21.图中：10、梁体；100、空腔；101、上面板；102、下面板；103、芯管单元；1030、扳边结构；104、竖板；20、第一连接件；21、连接顶板；211、第一凹槽；22、连接底板；221、第二凹槽；30、第二连接件；40、汽车顶盖。
具体实施方式
22.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者若干个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的顶盖横梁进行说明。所述顶盖横梁，包括梁体10、第一连接件20和第二连接件30；其中，梁体10用于沿车体y向贴合支撑于汽车
顶盖40的内壁上，包括上面板101、与上面板101上下对齐的下面板102，以及阵列分布于上面板101和下面板102之间的多个芯管单元103，各个芯管单元103均沿其所在位置的上面板101的法向延伸；第一连接件20固定连接于梁体10的一端，并用于与汽车顶盖40的一侧边缘固定连接；第二连接件30固定连接于梁体10的另一端，并用于与汽车顶盖40的另一侧边缘固定连接。
25.需要说明的是，由于汽车顶盖40通常为具有一定弧度的结构，因此顶盖横梁也应当具有与之匹配的弧度，在此基础上，各个芯管单元103均沿其所在位置上的上面板101的法向延伸，这就意味着在车辆翻滚过程中，汽车顶盖40无论是边缘位置还是中间位置受力时，顶盖横梁相应位置上的芯管单元103均能够向汽车顶盖40提供轴向支撑力，从而提升顶盖横梁的单体抗顶压性能；同时由于芯管单元103的数量多，因此上面板101和下面板102之间的连接点多，在此基础上结合各芯管单元103之间的相互传力作用，能够提高梁体10的抗扭转和抗弯曲性能。
26.另外应当说明的是，本实施例中多个芯管单元103优选采用纵横排列的阵列分布形式，以保证顶盖横梁在各个位置上的强度一致性，另外，相邻芯管单元103之间的间距、芯管单元103的壁厚、长度，以及上面板101和下面板102的厚度可根据不同车型对于车身性能要求的参数进行适应性调整；在同样的车身性能要求参数条件下，采用本实施例的顶盖横梁相较于常规的冲压槽板或拉延型材结构，具有更小的重量，所采用的上面板101、下面板102的厚度及芯管单元103的壁厚最小可选择0.2mm，而常规冲压槽板的厚度要达到1mm或1.2mm甚至更大，因此，无论从材料成本上、还是轻量化目标上，本实施例提供的顶盖横梁均相较于现有结构具有明显的优势。
27.本实施例提供的顶盖横梁，与现有技术相比，单体结构利用沿上板面法向延伸的芯管单元103，上面板101、下面板102只需采用轻薄的板材，芯管单元103只需较薄的壁厚即可使梁体10具备充足的结构强度和单体抗弯曲性能，因此能够降低成本和重量，在车辆发生翻滚而导致车顶受压时，芯管单元103受冲击力能够有效溃缩吸能，从而提升抗顶压能力，进而提升整车扭转刚度和模态，同时由于结构本身强度高，单体承压能力强，因此能够适当减少顶盖横梁的布设数量，从而进一步降低整车重量和成本，且通过减少顶盖横梁的数量还能够降低装配过程中的累计公差，从而提升车身总成的装配精度，提高整车质量。
28.在一些实施例中，参见图2，芯管单元103的两端分别与上面板101和下面板102焊接固定。具体的，芯管单元103的两端均设有扳边结构1030，两个扳边结构1030分别与上面板101和下面板102热风铜钎焊。上面板101、下面板102及芯管单元103均可优选采用不锈钢材料，铜钎焊是用于可靠焊接不锈钢材料的焊接工艺，在此选择热风铜钎焊在于方便对处于上面板101和下面板102之间的多个芯管单元103同时进行焊接作业，采用热风铜钎焊工艺焊接后的扳边结构1030与上下板面连接为一体，连接强度高且无焊接变形。
29.作为上述梁体10的一种优化实施方式，请参阅图1，梁体10还包括两块竖板104，两块竖板104与上面板101、下面板102一并围成适于容纳各个芯管单元103的空腔100。利用两块竖版一方面能够封堵上面板101和下面板102之间的间隔，避免芯管单元103裸露，另一方面能够起到强度补强作用，进一步提升梁体10的抗顶压性能。
30.一些可能的实现方式中，请参阅图1，第一连接件20和第二连接件30均包括连接顶板21和连接底板22；其中，连接顶板21设于梁体10的一端，且与上面板101贴合固定，连接顶
板21用于与汽车顶盖40的一侧边缘固定连接；连接底板22设于梁体10的一端，与下面板102贴合固定，且与连接顶板21固定连接，连接底板22用于与车顶纵梁固定连接。
31.组装时梁体10的两端上面板101可首先采用二保焊或激光焊与连接顶板21固定连接，然后再将两个连接底板22分别贴靠在梁体10的下面板102两端并与连接顶板21对齐，然后将连接顶板21和连接底板22通过点焊连接固定即可，也就是说，梁体10的两端分别插装并焊接固定在上下对应的一组连接顶板21和连接底板22之间，最终形成总成与汽车顶盖40进行组装，组装时两个连接顶板21分别与汽车顶盖40的两侧边缘位置焊接或螺接或铆接固定，两个连接底板22分别与顶盖纵梁焊接或螺接或铆接固定，连接方式简单可靠，传力和均力效果好，有助于提升汽车顶盖40的抗顶压性能。
32.需要理解的是，在本实施例中，如图3所示，连接顶板21上成型有第一凹槽211，连接底板22上成型有第二凹槽221，第二凹槽221和第一凹槽211上下对齐并围成适于梁体10的端部插入的连接腔；连接顶板21位于第一凹槽211两侧的部位与连接底板22位于第二凹槽221两侧的部位焊接固定；优选地，第一凹槽211的槽底壁与上面板101贴合并焊接固定，第二凹槽221的槽底壁与下面板102贴合并螺接或铆接固定。也就是说，通过相互扣合的第一凹槽211和第二凹槽221而形成连接腔，从而与梁体10的端部插接配合并焊接固定，同时；连接顶板21和连接底板22处于槽外侧的边沿位置能够相互贴合，然后再进行点焊固定，连接结构简单可靠，且能够具备一定的装配调节量以弥补累计误差，从而提升装配质量。
33.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种汽车顶盖，包括上述顶盖横梁。单体的顶盖横梁利用沿上板面法向延伸的芯管单元103，上面板101、下面板102只需采用轻薄的板材，芯管单元103只需较薄的壁厚即可使梁体10具备充足的结构强度和单体抗弯曲性能，因此能够降低成本和重量，在车辆发生翻滚而导致车顶受压时，芯管单元103受冲击力能够有效溃缩吸能，从而提升抗顶压能力，进而提升整车扭转刚度和模态，同时由于结构本身强度高，单体承压能力强，因此能够适当减少顶盖横梁的布设数量，从而进一步降低整车重量和成本，且通过减少顶盖横梁的数量还能够降低装配过程中的累计公差，从而提升车身总成的装配精度，提高整车质量。
34.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种汽车，包括上述汽车顶盖40。汽车顶盖40采用了上述顶盖横梁，单体的顶盖横梁利用沿上板面法向延伸的芯管单元103，上面板101、下面板102只需采用轻薄的板材，芯管单元103只需较薄的壁厚即可使梁体10具备充足的结构强度和单体抗弯曲性能，因此能够降低成本和重量，在车辆发生翻滚而导致车顶受压时，芯管单元103受冲击力能够有效溃缩吸能，从而提升抗顶压能力，进而提升整车扭转刚度和模态，同时由于结构本身强度高，单体承压能力强，因此能够适当减少顶盖横梁的布设数量，从而进一步降低整车重量和成本，且通过减少顶盖横梁的数量还能够降低装配过程中的累计公差，从而提升车身总成的装配精度，提高整车质量。
35.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。