汽车仪表板横梁技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种汽车仪表板横梁。
背景技术
汽车仪表板横梁，是仪表板系统的内部骨架，在汽车中位于乘客舱内左
右A柱之间。它可以为座舱内其它系统和部件等提供安装位置和支撑。同时，
作为仪表板系统与车身总成之间的连接支架，它还能起到增加整个车身的强
度，在车辆发生撞击时有效保护乘员的作用。因而其强度与刚度是其性能的
首要指标。
在仪表板横梁中，用于支撑汽车转向管柱的结构连接到车身总成。具体
来说，是连接到车身的前围区域，如挡风玻璃前端下的前风窗下横梁。当车
辆发生正面碰撞时，上述的结构会将碰撞产生的纵向力从发动机舱通过前风
窗下横梁朝仪表板横梁传送，从而有引发转向管柱产生位移的风险。这样，
转向管柱连接的方向盘就会向后弹出。一方面可能会直接撞击到驾乘人员，
造成伤害，另一方面如果此时汽车安全气囊被弹出，也会对安全气囊的弹出
位置造成影响，进而影响到人体撞击安全气囊的位置，也容易造成伤害。出
于保护驾乘人员的考虑，这种情况是需要避免的。
发明内容
本发明实施例解决的问题是在车辆发生碰撞时，如何增强汽车的安全性
能，保护驾乘人员。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种汽车仪表板横梁，与车身前围
区域连接，其特征在于，与车身前围区域的连接结构包括：溃缩区，断裂区
以及保持区；所述溃缩区与所述车身前围区域连接，适于接收经由所述车身
前围区域传递的冲击力；所述断裂区分别与所述溃缩区和所述保持区连接，
适于在所述溃缩区接收经由所述车身前围区域传递的冲击力时，发生断裂；
所述保持区与所述断裂区连接端的端面大于所述溃缩区与所述断裂区连接端
的端面；所述保持区适于在所述断裂区断裂时，容置所述溃缩区。
可选的，所述保持区朝向所述断裂区方向的长度大于所述溃缩区朝向所
述断裂区方向的长度。
可选的，所述连接结构还包括加强筋，设置在所述溃缩区与所述车身前
围区域的连接端。
可选的，所述断裂区包括重叠设置的第一凸台和第二凸台，所述第一凸
台的横截面积小于所述第二凸台的横截面积，且所述第一凸台连接所述溃缩
区，所述第二凸台连接所述保持区。
可选的，所述第二凸台上分布有弱化结构。
可选的，所述弱化结构为通孔。
可选的，所述弱化结构为弱化槽。
可选的，所述溃缩区、所述断裂区以及所述保持区一体成型。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
通过在汽车仪表板横梁与车身前围区域的连接结构上设置溃缩区、断裂
区和保持区，使得在车辆发生正面碰撞时，由溃缩区首先受力，并通过发生
断裂的断裂区进入保持区，从而起到了减缓车身前围区域对保持区的冲击力，
以及延迟撞击时间的作用，因此能够减少转向管柱的位移，并且使安全气囊
及时弹出，从而增强汽车的安全性能。
进一步，通过将溃缩区与车身前围区域的连接端设置加强筋，加强了其
连接端的强度，可以减少溃缩区在受到冲击时碎裂的程度及可能性，从而使
其可以按照预设的溃缩路径进入保持区，进一步增强汽车安全性能。
进一步，通过在断裂区的第二凸台上设置弱化结构，使溃缩区在受到撞
击时，可以沿朝向保持区的方向进入保持区，增强了其导向性。
进一步，通过将连接机构的溃缩区、断裂区以及保持区一体压铸成型，
避免单独结构连接可能产生的装配误差，并降低了制造成本。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种汽车仪表板横梁的结构示意图；
图2是图1所示汽车仪表板横梁与车身前围区域连接结构的剖视图；
图3是图1所示汽车仪表板横梁与车身前围区域连接结构在车辆发生碰
撞后的剖视图；
图4是本发明实施例中断裂区的一种结构示意图；
图5是本发明实施例中断裂区的另一种结构示意图；
图6是本发明实施例中从溃缩区朝向断裂区方向断裂区上弱化结构的一
种示意图；
图7是本发明实施例中从溃缩区朝向断裂区方向断裂区上弱化结构的另
一种示意图；
图8是本发明实施例中从溃缩区朝向断裂区方向断裂区上弱化结构的再
一种示意图；
图9是本发明实施例中从溃缩区朝向断裂区方向断裂区上弱化结构的又
一种示意图。
具体实施方式
在现有的仪表板横梁中，用于支撑汽车转向管柱的结构连接到车身总成，
具体来说，是连接到车身的前围区域，如挡风玻璃前端下的前风窗下横梁。
当车辆发生正面碰撞时，上述的结构会直接将碰撞产生的纵向力从发动机舱
通过前风窗下横梁朝仪表板横梁传送，从而有引发转向管柱产生位移的风险。
由于需要支撑转向管柱载荷，因此仪表板横梁的有效质量主要集中在驾
驶员侧区域。这样，当转向管柱连接的方向盘向后弹出时，一方面可能会直
接撞击到驾乘人员，造成较大伤害，另一方面如果此时汽车安全气囊被弹出，
也会对安全气囊的弹出位置造成影响，进而影响到人体撞击安全气囊的位置，
也容易造成伤害。出于保护驾乘人员的考虑，这种情况是需要避免的。
在本发明的实施例中，通过在汽车仪表板横梁与车身前围区域的连接结
构上设置溃缩区、断裂区和保持区，使得在车辆发生正面碰撞时，由溃缩区
首先受力，并通过发生断裂的断裂区进入保持区，从而起到了减缓车身前围
区域对保持区的冲击力，以及延迟撞击时间的作用，因此能够减少转向管柱
的位移，并且使安全气囊及时弹出，保证了驾乘人员的安全。
为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结
合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供了一种汽车仪表板横梁，参照图1，所述汽车仪表板横
梁1，与车身前围区域2连接，其连接端6还与车身的中央通道7连接。汽车
仪表板横梁1与车身前围区域2的连接结构包括：溃缩区3，断裂区4以及保
持区5。其中：
所述溃缩区3与所述车身前围区域2连接，适于接收经由所述车身前围
区域2传递的冲击力。所述断裂区4分别与所述溃缩区3和所述保持区5连
接，适于在所述溃缩区3接收经由所述车身前围区域2传递的冲击力时，发
生断裂。所述保持区5与所述断裂区4连接端的端面大于所述溃缩区3与所
述断裂区4连接端的端面；所述保持区5适于在所述断裂区4断裂时，容置
所述溃缩区3。
汽车仪表板横梁的连接结构与车身前围区域2连接。根据不同的车型，
仪表板横梁与车身前围区域2的连接位置可以不同。例如，可以是汽车仪表
板横梁1的中间区域与风窗下横梁连接，或者可以是汽车仪表板横梁1的中
间区域与机动车车身前围板连接。
在上述的实施例中，当车辆遭受正面碰撞冲击时，由于与车身前围区域2
直接连接，所述连接结构的溃缩区3会首先接收经由所述车身前围区域2传
递的冲击力，并且在冲击力的作用下，与所述溃缩区3连接的断裂区4发生
断裂。所述保持区5的内部为空心结构，且其与所述断裂区4连接端的端面
大于所述溃缩区3与所述断裂区4连接端的端面。如图2和图3所示，即所
述溃缩区3连接端面的最大高度H1需要小于所述保持区5连接端面的最小高
度H2。因此当所述断裂区4发生断裂时，所述溃缩区3会在冲击力的作用下
进入所述保持区5的内部容置空间，保证所述溃缩区3和所述保持区5可以
保持在一起。
当所述溃缩区3完全进入所述保持区5后，此时车身的前围区域2才会
撞击到所述保持区5上，即对汽车仪表板横梁1产生冲击。由此可见，通过
本实施例的汽车仪表板横梁1的连接结构，可以在碰撞发生时，藉由断裂区4
的阻挡减小车身前围区域2传递的冲击力。同时由于只有在所述溃缩区3进
入所述保持区5后，车身前围区域2才会撞击到所述汽车仪表板横梁1上，
所以延缓了车身前围区域2撞击到汽车仪表板横梁1的撞击时间，保证车载
系统控制安全气囊弹出时，安全气囊能够及时弹出到位。
在上述的实施例中，作为一种可选的实施方式，参照图2，所述保持区5
朝向所述断裂区4方向的长度L2大于所述溃缩区3朝向所述断裂区4方向的
长度L1。此时，只有在所述溃缩区3完全进入所述保持区5后，所述车身前
围区域2才会撞击到所述汽车仪表板横梁1。因此可以通过设置溃缩区3的长
度L1控制所述连接结构的缓冲效果。具体来说，所述溃缩区3的长度L1可
以根据整车正面碰撞实验中，所需要吸收的减少对乘员伤害的撞击能量的要
求来定义，以获得最佳的缓冲效果。
在上述的实施例中，所述溃缩区3与所述断裂区4连接端面的形状，根
据其与车身前围区域2的连接形式和周边零件布置情况具体定义。所述连接
端面可以是四边形、圆形或不规则异形等形状。所述保持区5与所述断裂区4
连接端端面的形状需要与其对应一致，或者所述连接端面的尺寸足以保证所
述溃缩区3可以进入。
在上述的实施例中，作为一种可选的实施方式，组成上述连接结构的各
个部分和汽车仪表板横梁1的主体结构可以是一体压铸成型。通过将上述各
部分一体成型，减少了溃缩区3、断裂区4和保持区5由单独结构再次组装连
接所可能产生的装配误差，可以避免由此导致的溃缩区3溃缩路径偏差而影
响所述连接机构对冲击力的缓冲效果，提高了控制溃缩路径和吸收碰撞能量
的有效性和准确性，并且提高了材料利用率，同时又能够降低制造成本。
进一步的，所述连接机构的溃缩区3、断裂区4和保持区5段可以由镁、
镁合金、铝或者铝合金等材料压铸一体成型。
在上述的实施例中，为了使所述溃缩区在受到冲击后仍能保持完好，从
而可以按照预设的溃缩路径移动，因此作为一种可选的实施方式，所述连接
结构还可以包括加强筋，设置在所述溃缩区与所述车身前围区域的连接端。
也可以通过其他方式增强所述溃缩区的强度，例如增加其壁厚的厚度。
在上述的实施例中，如图4所示，所述断裂区4可包括重叠设置的第一
凸台41和第二凸台42，所述第一凸台41的横截面积小于所述第二凸台42的
横截面积，且所述第一凸台41连接所述溃缩区3，所述第二凸台42连接所述
保持区5，从而形成如图7所示的台阶面的形式。由于所述第一凸台41的横
截面积小于所述第二凸台42的横截面积，因此可以保证所述溃缩区3在碰撞
发生时，进入所述保持区5内。
在具体实例中，上述的第二凸台42可以是矩形结构的平台。而为了使所
述溃缩区3按照设计的溃缩方向进入所述保持区5中，以增强对所述溃缩区3
的导向性，如图5所示，所述第二凸台42也可以设置为带有倾斜度的梯形体。
在具体实例中，同样为了使所述溃缩区3按照设计的溃缩方向进入所述
保持区5中，以增强对所述溃缩区3的导向性，还可以在所述第二凸台42上
设置为分布有弱化结构。所述弱化结构设置在所述断裂区4的台阶面421上。
当所述溃缩区3受到所述车身前围区域2受到冲击后，会使所述断裂区4受
剪切力的作用而沿着所述弱化特征开裂，从而增强了所述溃缩区3溃缩方向
的导向性。所述弱化特征可以是设置在所述台阶面421上应力集中的区域。
作为一种可选的实施方式，所述弱化特征可以是通孔。结合图6-图8所
示，所述弱化结构可以是圆孔422、腰圆孔423或方孔424，也可以是其他异
形孔。
作为一种可选的实施方式，所述弱化特征也可以是弱化槽，如U性槽、C
型槽等。
作为一种可选的实施方式，如图9所示，所述弱化特征还可以是通孔和
弱化槽的混合结构425进行布置。
设置在所述断裂区4台阶面421上的弱化形式以及所述断裂区4的断裂
方式可以视汽车仪表板横梁1连接结构的材料特性、正面碰撞对于减少乘员
伤害要求、整车结构耐久以及整车振动与声振粗糙度(NoiseVibration
Harshness，NVH)等综合因素考量设计。
可以理解的是，本发明上述的实例在不违背本发明思想的前提下均可相
互组合，其均属于本发明的保护范围之内。例如，可以将所述断裂区与保持
区连接端面的形状设置为圆形，从而使所述断裂区形成两个相互叠加组合的
圆柱。同时在所述断裂区的台阶面上设置弱化结构。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，
在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保
护范围应当以权利要求所限定的范围为准。