CN107140035A - 一种电动公交车地板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动公交车地板，包括中心型材、侧型材和边缘连接型材；三种型材内部均为封闭空腔结构以减轻结构重量，内部还设有加强筋以增强承载能力；所述中心型材、侧型材均为片式铝合金型材；所述中心型材居中设置；所述侧型材数量对称设置在中心型材两侧；所述边缘连接型材分别设置在侧型材外侧，形成地板的两端并向上与左右车身立柱连接，所述三种型材均带有插接结构，以插接之后在接缝处焊接的方式连接形成地板平面。本发明的有益效果是可有效地降低整车的自重，提升整车的续驶里程，同时还能提高地板的连接强度，使地板易于扩展，便于布线。
Description
技术领域
本发明涉及公交车零部件领域，具体的说，是涉及一种电动公交车地板。
背景技术
受益于新能源政策的影响，电动公交车在最近几年的时间里突飞猛进地发展。但是电动公交车目前的技术水平还是停留在简单的三电匹配，仍采用常规材料和结构的骨架车身进行设计，导致车身重量较大，对续驶里程的影响很大。
随着国家对电动公交车技术要求的进一步规范，电动公交车技术将逐步向轻量化方向发展。电动公交车的轻量化任务主要划分为车身、电器元件、底盘三部分来共同完成，其中车身是整车厂家在客车轻量化过程中十分重要的一环，它的轻量化程度直接关系到新能源电动公交车的综合性能。而对于车身来说，地板因为担负着承重任务，轻量化难度较高，因此地板的轻量化工作在车身轻量化中占有重要地位。
地板的轻量化工作，一般从材质、结构等方面来实现。
在申请号为2013102681953的专利文件中提供了一种电动汽车轻量化地板的解决方案，公开了主题为“电动汽车地板”的方案，方案内容为：一种电动汽车地板，由地板总成，地板前隔板、地板后隔板组合成地板，其特征是：采用 6N01 型铝合金材料，地板由两种带有功能凹槽及拼接企口的铝合金型材按几何对称的方式拼接而成，拼装企口呈倒“U”型卡槽设计，方便型材之间的对接 ；所述的两种功能槽分别为铝合金型材上端面的倒“C”型功能槽及铝合金型材内部的空腔，倒“C”型功能槽与铝合金型材内部的空腔加强了板材的强度，减轻地板自身重量，方便排线；所述的地板总成分别由地板右边梁、地板中间梁、地板左边梁通过带有功能凹槽的呈倒“U”型卡槽的拼接企口的铝合金型材按几何对称的方式拼接而成。
该对比文件公开了最多的技术特征，认定为最接近的现有技术。
该现有技术所提供的方案中，存在以下不足：
1. 地板总成分别由地板右边梁、地板中间梁、地板左边梁组成，从连接方式看不具有扩展性；
2. 地板构件型材之间靠拼接而成，再依靠横向设置的隔板或横梁等结构进行辅助固定，造成地板的整体结构强度较低，尤其是在面临复杂的受力环境时，不能满足车辆复杂工况所需，也不能在车辆受损时提供足够的支撑强度；
3. 地板构件型材中未专门预留走线腔体，利用加强筋间空间走线，空间小，操作困难。
综上所述，开发出强度高、便于扩展、便于使用的轻量化电动公交车地板是本领域技术人员亟待完成的任务。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻量化的电动公交车地板，使得车身重量得以减轻，同时还要提高地板的连接强度，使地板易于扩展，便于布线。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电动公交车地板，其特征在于，包括：中心型材、侧型材和边缘连接型材；
所述三种型材以“榫头配合插槽”方式插接之后在接缝处焊接形成地板平面；
所述中心型材、侧型材均为片式合金型材；所述中心型材数量为1，居中设置；所述侧型材数量为大于等于2的偶数，对称设置在中心型材两侧；所述边缘连接型材数量为2，分别设置在侧型材外侧；
所述三种型材内部均为封闭空腔结构并设有连接上下面的加强筋，其中中心型材中部预留用于布置管线的走线空腔；
所述三种型材中的榫头、插槽设置在靠近地板上表面的位置，插槽下方的型材高度占型材总高度的1/3，插槽下方的型材侧面设置有弧形凹槽。
优选的，所述中心型材、侧型材内部加强筋的截面结构为连续折线形。
优选的，所述三种型材插接后在接缝处还进行胶接。
优选的，中心型材（1）两侧均设有榫头，侧型材两侧分别设置插槽和榫头，边缘连接型材分别在侧向和上方设置有插槽；所述榫头为封闭式方形榫头，所述插槽为方形插槽。
优选的，所述走线空腔为等腰梯形。
优选的，所述边缘连接型材截面为圆弧形，内部加强筋为竖向设置。
优选的，所述三种型材的材质均为6系6061铝合金。
优选的，所述焊接方式包括氩弧焊和/或摩擦搅拌焊。
本发明的有益效果是：
1. 通过使用合金型材，在保证强度的基础上，重量比钢质地板有大幅下降，可有效地降低整车的自重，提升整车的续驶里程；
2. 采用型材组合加工的工艺，不但可提升生产效率，还可以通过模块化的设计理念，增减侧型材的数量来组成不同宽度的地板，满足不同车型的需求，降低整体成本；
3.“拼插+焊接”的连接方式强度大，可应对各种方向的作用力，比单纯的拼插或钩挂方式强度更高，更适于车辆工作状况，安全性更好；
4. 优选方案中，封闭式方形榫头自身具有更高的强度，插接效果也相对稳定，进一步保障地板承载时搭接处的稳定性；
5. 弧形凹槽的设置，不但使焊接时接触位置可控，还能使地板两块型材间的密封胶流入凹槽，增大胶接面积，保障地板密封；
6. 优选方案中，中心型材、侧型材内部加强筋的截面结构为连续折线形，与型材结合，形成连续三角形，利用几何学和物理学常识可知，地板在垂直方向上的承载能力并没有明显提升，但整车绕纵向抗弯及横向抗扭的能力却大大增加；同时，采用折线加强筋的地板1阶2阶模态也远高于采用竖直加强筋的地板，在公交低速启动状态下可有效减少共振。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构剖面示意图；
图2为本发明实施例中中心型材1剖面结构示意图；
图3为本发明实施例中侧型材2剖面结构示意图；
图4为本发明实施例中边缘连接型材3剖面结构及局部放大示意图。
图中： 1. 中心型材，2.侧型材，3.边缘连接型材，4.加强筋，5.榫头，6. 插槽，7.弧形凹槽，8.走线空腔。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的实施方式进行详细说明如下：
如附图1所示，一种电动公交车地板，包括：中心型材1、侧型材2和边缘连接型材3；
所述中心型材1、侧型材2为相同厚度的长条片式铝合金型材，所述边缘连接型材3为截面圆弧形的条形铝合金型材；所述中心型材1数量为1，居中设置；所述侧型材2数量为2，对称设置在中心型材1两侧；所述边缘连接型材3数量为2，分别设置在侧型材2外侧，形成地板的两端并向上与左右车身立柱连接以实现整车的龙门结构设计。边缘连接型材3的造型设置，不但可保证车身造型和强度，还可以减少棱角，降低误伤风险。
所述三种型材均采用6系6061铝合金材质，在保证承载强度足够的同时，又能达到较低的成本效果。
所述三种型材均带有插接结构，三种型材间的插接配合方式均为“方形插槽配合封闭式方形榫头”，其中中心型材1两侧均为封闭式方形榫头5，侧型材2两侧分别为方形插槽6和封闭式方形榫头5，边缘连接型材3分别在侧向和上方设置有方形插槽6；封闭式方形榫头5与方形插槽6的配合使插接效果较为稳定，承重效果好，可以进一步保障地板承载时搭接处的稳定性。在装配时，如图1所示，三种地板型材之间相互配合，插合为一体（搭接量为20mm），在地板型材之间以胶粘合，然后分别在地板上下面的型材间接缝处使用氩弧焊工艺焊接成型，保证整体地板强度。
如图2、3、4所示，所述三种型材内部均为封闭空腔结构并设有连接上下面的加强筋4；封闭式的空腔结构可减轻型材的整备质量，是整个地板结构进一步轻量化。
其中中心型材1中部预留体积较大的正梯形走线空腔8，便于线束的集中布置。走线空腔8两侧分别设置3道截面呈折线形的加强筋4，3道加强筋4与型材上、下面分别组成一个正三角形，与型材侧面组成一个直角三角形；所述侧型材2内部加强筋4的截面结构为连续折线，与型材空腔内表面组成了连续三角形，且除边缘处的三角形为直角三角形外，其余三角形均为等腰三角形；边缘连接型材3内部加强筋为竖向设置的1道。
根据有限元分析结果，与采用同等密度布置的竖直加强筋相比，采用截面结构为连续折线形的加强筋，加强筋与型材结合组成连续三角形，地板在垂直方向上的承载能力并没有明显提升，但在整车绕纵向抗弯及横向抗扭的能力却大大增加；同时，通过模态分析，采用连续折线形加强筋地板的1阶2阶频率也远高于采用竖直加强筋的地板，结构也更加稳定（扭曲变少），在公交低速启动状态及变速过程下可有效减少共振，有助于乘用舒适性的提升。
如图2、3、4所示，本实施例中所述三种型材中的方形榫头、方形插槽均设置在靠近地板上表面的位置，插槽下方的型材高度占型材总高度的1/3，方形插槽下方的型材侧面，均设置有弧形凹槽7，不但可以保证型材间接触位置处于靠近表面的弧形槽边缘位置，还能使地板两块型材间的密封胶流入凹槽，增大胶接面积，保障地板密封，增强地板间插接强度。
所述三种型材在接缝处的结构分别加厚0.5倍（见图2、图3中圆圈处所示），以满足氩弧焊焊接工艺的要求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种电动公交车地板，其特征在于，包括：中心型材（1）、侧型材（2）和边缘连接型材（3）；
所述三种型材以“榫头配合插槽”方式插接之后在接缝处焊接形成地板平面；
所述中心型材（1）、侧型材（2）均为片式合金型材；所述中心型材（1）数量为1，居中设置；所述侧型材（2）数量为大于等于2的偶数，对称设置在中心型材（1）两侧；所述边缘连接型材（3）数量为2，分别设置在侧型材（2）外侧；
所述三种型材内部均为封闭空腔结构并设有连接上下面的加强筋（4），其中中心型材（1）中部预留用于布置管线的走线空腔（8）；
所述三种型材中的榫头（5）、插槽（6）设置在靠近地板上表面的位置，插槽（6）下方的型材高度占型材总高度的1/3，插槽（6）下方的型材侧面设置有弧形凹槽（7）。
2.根据权利要求1所述的电动公交车地板，其特征在于，所述中心型材（1）、侧型材（2）内部加强筋（4）的截面结构为连续折线形。
3.根据权利要求1所述的电动公交车地板，其特征在于，所述三种型材插接后在接缝处还进行胶接。
4.根据权利要求1所述的电动公交车地板，其特征在于，中心型材（1）两侧均设有榫头（5），侧型材（2）两侧分别设置插槽（6）和榫头（5），边缘连接型材（3）分别在侧向和上方设置有插槽（6）；所述榫头（5）为封闭式方形榫头，所述插槽（6）为方形插槽。
5.根据权利要求1所述的电动公交车地板，其特征在于，所述走线空腔（8）为等腰梯形。
6.根据权利要求1所述的电动公交车地板，其特征在于，所述边缘连接型材（3）截面为圆弧形，内部加强筋为竖向设置。
7.根据权利要求1所述的电动公交车地板，其特征在于，所述三种型材的材质均为6系6061铝合金。
8.根据权利要求1所述的电动公交车地板，其特征在于，所述焊接方式包括氩弧焊和/或摩擦搅拌焊。
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