CN105946977B - 汽车车身骨架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车车体结构，公开了汽车车身骨架，包括底部框架，底部框架包括底部横梁和与底部横梁垂直交叉的底部纵梁，底部纵梁贯穿与底部横梁，底部横梁的两侧设有与底部横梁连接的侧纵梁，侧纵梁上设有第一立柱、设在第一立柱后方的第二立柱、设在第二立柱后方的第三立柱，第一立柱的上端设有与底部横梁平行设置的安装横梁，第二立柱的上端设有底部横梁平行设置的座舱上横梁，第三立柱上设有与底部纵梁平行设置上纵梁。本发明采用框架式结构，简化了车辆骨架的构造，减少零部件数量，简化每一个骨架零件的构造，不需要高昂的冲压模具、焊接工装，便于改型拓展，强度、刚度高，便于设计和生产、生产投入低、且易于进行改型改款。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车体结构，尤其涉及一种汽车车身骨架。
背景技术
当前市场上的绝大多数汽车车身，均采用钢板冲压再焊接而成，技术复杂，工艺繁琐需要巨大的冲压模具投入、焊接工装等投入；且一经设计定型，因涉及到冲压模具和工装，改型改款十分不易。
发明内容
本发明针对现有技术中工艺繁琐、成本投入高、修改不易缺点，提供了一种工艺简单、成本投入低、修改方便的汽车车身骨架。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
汽车车身骨架，包括底部框架，底部框架包括底部横梁和与底部横梁垂直交叉的底部纵梁，底部纵梁贯穿于底部横梁，底部横梁的两侧设有与底部横梁连接的侧纵梁，侧纵梁上设有第一立柱、设在第一立柱后方的第二立柱、设在第二立柱后方的第三立柱，第一立柱的上端设有与底部横梁平行设置的安装横梁，第二立柱的上端设有底部横梁平行设置的座舱上横梁，第三立柱上设有与底部纵梁平行设置上纵梁。底部框架均采用铝型材的材质，采用8根横梁和4根纵梁构成底部基础框架，搭建简易高效底部车身框架结构，实现前端框架，后部框架的搭载，底部框架的重量约63.5kg，将底部纵梁贯穿于底部横梁，保证了纵梁结构的连续性，提高了底部框架的强度，提高了车辆结构的使用寿命。
作为优选，还包括设在底部框架前端的前端框架，前端框架包括前端立柱和设在前端立柱上的防撞梁，前端立柱上端设有与前端立柱连接的上横梁，上横梁的两端设有与上横梁连接前延伸梁，前延伸梁上横梁在同一水平面内，前延伸梁垂直设在上横梁的后方，前延伸梁上设有向下倾斜设置的斜支撑梁，斜支撑梁上设有减震器安装座，斜支撑梁上设有设在斜支撑梁之间的安装横梁。前端框架采用铝型材材质，以最简单的铝型材桁架结构，并斜支撑梁上安装简易的安装横梁和减震器安装座，从而达到承载车辆动力驱动***，前悬架***，及驾驶操纵***的目的，该框架结构紧凑，受力高效，前端框架的重量约19.6kg。
作为优选，还包括设在底部框架中部上方的上部框架，上部框架包括上侧梁和设在上侧梁之间的顶部横梁，上侧梁包括直梁和与直梁连接的弧形梁，弧形梁上设有与第一立柱配合连接的第一连接梁，直梁的后端端部设有与第二立柱配合连接的第二连接梁，第一连接梁和第二连接梁均设在上侧梁的下方。通过上部框架形成驾驶舱，上部框架的材质为铝型材，质量结构，通过设置直梁和弧形梁的设置增强了上部框架的强度，同时降低车辆的风阻系数。
作为优选，还包括设在底部框架后端的后端框架，后端框架包括与上纵梁连接的上连接梁，上纵梁与上连接梁平行设置，上连接梁的一端内侧设有向下倾斜设置的侧斜支撑梁，侧斜支撑梁上设有减震器安装座，减震器安装座设在侧斜支撑梁之间，侧斜支撑梁的外侧还设有向下倾斜设置的加强支撑梁，加强支撑梁的下端和侧斜支撑梁的下端均与底部框架连接。后端框架的材质为铝型材，以简单的桁架结构，简化了后端框架的结构并保证了后端框架的强度，通过侧斜支撑梁和加强支撑梁，增强了承载车辆后悬架***承重能力，保证车辆的稳定性。
作为优选，第一立柱和第二立柱之间设有安装骨架，安装骨架包括座椅前横梁和座椅后横梁，座椅后横梁的两端与第二立柱固定连接，座椅前横梁和座椅后横梁的两端设有与座椅安装梁，座椅前横梁和座椅后横梁的中部设有固定梁，座椅前横梁的两端设有与座椅前横梁连接的前支撑脚，座椅后横梁的中部设有后支撑脚，前支撑脚的下端和后支撑脚的下端均与底部框架连接。安装骨架上座椅前横梁和座椅后横梁，实现座椅安装，在下方可放置电池或油箱，同时座椅前横梁、座椅后横梁及固定梁可作为上端保护结构，节省了电池组或油箱的安装空间，提高了车辆空间的利用率。
作为优选，底部框架后端的上方设有与上部框架配合连接的后上部框架，后上部框架的一端与第二连接梁的上端固定连接，后上部框架包括后上纵梁和与后上纵梁连接的第三连接梁，后上纵梁与第二连接梁连接，第三连接梁的下端与上纵梁连接。后上部框架用于底部框架后部的遮挡，底部框架的后部可作为货箱，也可以安装座椅作为后座舱，提高了车辆的多功能性。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：采用框架式结构，可用型材加工生产，简化了车辆骨架的构造，减少零部件数量，简化每一个骨架零件的构造，不需要高昂的冲压模具、焊接工装，便于改型拓展，强度、刚度高，便于设计和生产、生产投入低、且易于进行改型改款，当用于电动车或混合动力车型时，电池可布置于座椅支架下方，能方便的从侧面抽出及***，布置模式新颖，支持电池换电，电池维修方便。
附图说明
图1是本发明底部框架的结构图。
图2是本发明前端框架的结构图。
图3是本发明上部框架的结构图。
图4是本发明后端框架的结构图。
图5是本发明安装骨架的结构图。
图6是本发明的结构图。
图7是本发明的结构受力示意图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—底部框架、2—底部横梁、3—底部纵梁、4—侧纵梁、5—第一立柱、6—第二立柱、7—第三立柱、8—安装横梁、9—座舱上横梁、10—上纵梁、11—前端框架、12—前端立柱、13—防撞梁、14—上横梁、15—前延伸梁、16—斜支撑梁、17—上部框架、18—上侧梁、19—顶部横梁、20—直梁、21—弧形梁、22—第一连接梁、23—第二连接梁、24—后端框架、25—第三连接梁、26—上连接梁、27—侧斜支撑梁、28—减震器安装座、29—加强支撑梁、30—安装骨架、31—座椅前横梁、32—座椅后横梁、33—座椅安装梁、34—固定梁、35—前支撑脚、36—后支撑脚、37—后上部框架、38—后上纵梁。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
汽车车身骨架，如图1至图7所示，包括底部框架1，底部框架1包括底部横梁2和与底部横梁2垂直交叉的底部纵梁3，底部纵梁3贯穿于底部横梁2，底部纵梁3与底部横梁2交错形成方形空间，底部纵梁3与底部横梁2的之间设有第一斜撑加强梁，第一斜撑加强梁水平设在底部框架1上，通过第一斜撑加强梁加强底部框架1的强度，第一斜撑加强梁的两端与方形空间的对角连接，底部横梁2的两侧设有与底部横梁2连接的侧纵梁4，侧纵梁4上设有第一立柱5、设在第一立柱5后方的第二立柱6、设在第二立柱6后方的第三立柱7，第一立柱5的上端设有与底部横梁2平行设置的安装横梁8，第二立柱6的上端设有底部横梁2平行设置的座舱上横梁9，第三立柱7上设有与底部纵梁3平行设置上纵梁10，上纵梁10的一端与第二立柱6连接，第二立柱6与第三立柱7之间的竖直平面设有第二斜撑加强梁，第二斜撑加强梁的上端连接在第三立柱7与上纵梁10的连接处，第二斜撑加强梁的下端连接在第二立柱6与侧纵梁4的连接处。
还包括设在底部框架1前端的前端框架11，前端框架11包括前端立柱12和设在前端立柱12上的防撞梁13，前端立柱12上端设有与前端立柱连接的上横梁14，上横梁14的两端设有与上横梁14连接前延伸梁15，前延伸梁15与上横梁14在同一水平面内，前延伸梁15垂直设在上横梁14的后方，前延伸梁15上设有向下倾斜设置的斜支撑梁16，斜支撑梁16两两对称设在前延伸梁15上，斜支撑梁16上设有减震器安装座28，减震器安装座28设在斜支撑梁16之间，斜支撑梁16上设有设在斜支撑梁16之间的安装横梁8，安装横梁8与后侧的斜支撑梁16连接，前延伸梁15的外侧设有加强梁，加强梁与前延伸梁15水平垂直设置，方便前端框架11的连接安装。
还包括设在底部框架1中部上方的上部框架17，上部框架17包括上侧梁18和设在上侧梁18之间的顶部横梁19，上侧梁18包括直梁20和与直梁20连接的弧形梁21，弧形梁21上设有与第一立柱5配合连接的第一连接梁22，直梁20的后端端部设有与第二立柱6配合连接的第二连接梁23，第一连接梁22和第二连接梁23均设在上侧梁18的下方。
还包括设在底部框架1后端的后端框架24，后端框架24包括与上纵梁10连接的上连接梁26，上纵梁10与上连接梁26平行设置，上连接梁26的一端内侧设有向下倾斜设置的侧斜支撑梁27，侧斜支撑梁27与上连接梁26的角度为15°，侧斜支撑梁27上设有减震器安装座28，侧斜支撑梁27两两对称平行设在上连接梁26的内侧，减震器安装座28设在侧斜支撑梁27之间，侧斜支撑梁27的外侧还设有向下倾斜设置的加强支撑梁29，加强支撑梁29与侧斜支撑梁27的角度为20°，强支撑梁29的上端与侧斜支撑梁27的外侧面连接，加强支撑梁29的下端和侧斜支撑梁27的下端均与底部框架1连接，第一立柱5和第二立柱6之间设有安装骨架30，安装骨架30包括座椅前横梁31和座椅后横梁32，座椅后横梁32的两端与第二立柱6固定连接，座椅前横梁31和座椅后横梁32的两端设有与座椅安装梁33，座椅前横梁31和座椅后横梁32的中部设有固定梁34，座椅前横梁31的两端设有与座椅前横梁31连接的前支撑脚35，座椅后横梁32的中部设有后支撑脚36，前支撑脚35的下端和后支撑脚36的下端均与底部框架1连接。
底部框架1后端的上方设有与上部框架17配合连接的后上部框架37，后上部框架37的一端与第二连接梁23的上端固定连接，后上部框架37包括后上纵梁38和与后上纵梁38连接的第三连接梁25，后上纵梁38与第二连接梁23连接，第三连接梁25的下端与上纵梁10连接。
前端框架11、后端24框架、底部框架1构成下车体骨架，在每一处搭接处形成稳定的三角形结构，同时利用斜撑梁增强结构稳定性。再由下车体骨架、上部框架17、座椅、安装骨架30，构成车身框架。为保证下车体骨架与上部框架17整体性，将弧形梁21前伸与前端框架11搭接，在弧形梁21区域形成稳定的三角结构，也利用力的传递。
当车辆在运输货物时，该车身结构能有效利用结构将载荷分散至整个车身骨架，如图7所示，载荷可分为前端驾驶员及动力总成载荷R1、货箱前部载荷R2、货箱中后部载荷R3，而由地面而来支撑力通过悬架***转化为对车身骨架前端力F1和车身骨架后端力F2。同时通过车身骨架结构传递(如图中虚线路径)充分将力及力矩有效分散，使得每一根梁及梁连接处无过大力矩集中处，最大化利用“笼式”结构特征，实现轻量化设计。
本实施例车型采用框架式结构，可使用简单型材如铝合金管材、钢管材，结构简单，不需要投入高昂的冲压模具，仅需要简易的焊接卡具，投入低，便于产业化，改型拓展方便，且结构的强度、刚度高；车身骨架重量仅为113.6kg，在满足各项性能要求基础上，轻量化效果明显。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (5)
1.汽车车身骨架，其特征在于：包括底部框架(1)，底部框架(1)包括底部横梁(2)和与底部横梁(2)垂直交叉的底部纵梁(3)，底部纵梁(3)贯穿于底部横梁(2)，底部横梁(2)的两侧设有与底部横梁(2)连接的侧纵梁(4)，侧纵梁(4)上设有第一立柱(5)、设在第一立柱(5)后方的第二立柱(6)、设在第二立柱(6)后方的第三立柱(7)，第一立柱(5)的上端设有与底部横梁(2)平行设置的安装横梁(8)，第二立柱(6)的上端设有底部横梁(2)平行设置的座舱上横梁(9)，第三立柱(7)上设有与底部纵梁(3)平行设置上纵梁(10)，还包括设在底部框架(1)前端的前端框架(11)，前端框架(11)包括前端立柱(12)和设在前端立柱(12)上的防撞梁(13)，前端立柱(12)上端设有与前端立柱连接的上横梁(14)，上横梁(14)的两端设有与上横梁(14)连接前延伸梁(15)，前延伸梁(15)与上横梁(14)在同一水平面内，前延伸梁(15)垂直设在上横梁(14)的后方，前延伸梁(15)上设有向下倾斜设置的斜支撑梁(16)，斜支撑梁(16)上设有减震器安装座(28)，斜支撑梁(16)上设有设在斜支撑梁(16)之间的安装横梁(8)。
2.根据权利要求1所述的汽车车身骨架，其特征在于：还包括设在底部框架(1)中部上方的上部框架(17)，上部框架(17)包括上侧梁(18)和设在上侧梁(18)之间的顶部横梁(19)，上侧梁(18)包括直梁(20)和与直梁(20)连接的弧形梁(21)，弧形梁(21)上设有与第一立柱(5)配合连接的第一连接梁(22)，直梁(20)的后端端部设有与第二立柱(6)配合连接的第二连接梁(23)，第一连接梁(22)和第二连接梁(23)均设在上侧梁(18)的下方。
3.根据权利要求1所述的汽车车身骨架，其特征在于：还包括设在底部框架(1)后端的后端框架(24)，后端框架(24)包括与上纵梁(10)连接的上连接梁(26)，上纵梁(10)与上连接梁(26)平行设置，上连接梁(26)的一端内侧设有向下倾斜设置的侧斜支撑梁(27)，侧斜支撑梁(27)上设有减震器安装座(28)，减震器安装座(28)设在侧斜支撑梁(27)之间，侧斜支撑梁(27)的外侧还设有向下倾斜设置的加强支撑梁(29)，加强支撑梁(29)的下端和侧斜支撑梁(27)的下端均与底部框架(1)连接。
4.根据权利要求1所述的汽车车身骨架，其特征在于：第一立柱(5)和第二立柱(6)之间设有安装骨架(30)，安装骨架(30)包括座椅前横梁(31)和座椅后横梁(32)，座椅后横梁(32)的两端与第二立柱(6)固定连接，座椅前横梁(31)和座椅后横梁(32)的两端设有与座椅安装梁(33)，座椅前横梁(31)和座椅后横梁(32)的中部设有固定梁(34)，座椅前横梁(31)的两端设有与座椅前横梁(31)连接的前支撑脚(35)，座椅后横梁(32)的中部设有后支撑脚(36)，前支撑脚(35)的下端和后支撑脚(36)的下端均与底部框架(1)连接。
5.根据权利要求3所述的汽车车身骨架，其特征在于：底部框架(1)后端的上方设有与上部框架(17)配合连接的后上部框架(37)，后上部框架(37)的一端与第二连接梁(23)的上端固定连接，后上部框架(37)包括后上纵梁(38)和与后上纵梁(38)连接的第三连接梁(25)，后上纵梁(38)与第二连接梁(23)连接，第三连接梁(25)的下端与上纵梁(10)连接。
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