CN108909398A - 一种扭力梁横梁、扭力梁总成和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扭力梁横梁、扭力梁总成和汽车，包括横梁本体，所述横梁本体采用冲压卷管成型，自中间向两端依次划分中间段、过渡段和搭接段；所述中间段截面呈U型或V型，包括外层和内层，两者之间设有间隙，两层的连接处过渡圆弧过渡，所述过渡圆弧的半径为中间段壁厚的1.5~2.5倍；所述搭接段截面呈椭圆形、圆形或方形，搭接段截面周长为中间段截面周长的1.25~2倍；所述横梁本体的截面形状从搭接段向中间段平滑过渡。所述扭力梁总成包括上述的扭力梁横梁，所述扭力梁横梁的两端分别连接有扭力梁纵臂。所述汽车包括上述的扭力梁总成。其满足轻量化要求，可靠性高，通用性强。

Description

一种扭力梁横梁、扭力梁总成和汽车
技术领域
本发明涉及汽车零部件，具体涉及一种扭力梁横梁、扭力梁总成和汽车。
背景技术
汽车扭力梁的高可靠性、轻量化、低成本已成为市场的刚性需求。主流的汽车封闭式扭力梁由无缝钢管冷冲压或者内高压液压成型。
冷冲压或者内高压液压成型的扭力梁，其端部尺寸因受到冲压材料膨胀率特性限制，胀型后的端部截面周长与成型前的钢管截面周长的长度比通常小于1.25倍，端部易产生成型减薄甚至开裂，不能做得更大。端部截面周长被迫设计的较小，导致扭力梁横梁与纵臂焊缝长度较短，可靠性降低；横梁料厚被迫选择较厚，重量较大；无缝钢管相比冲压板材成本高。当横梁的内层与外层被设置为紧贴，易产生摩擦异响。横梁在焊接后内层封闭，无防锈措施，易产生内层锈蚀。针对不同轮距的车型，需开发不同的横梁模具工装，无法通用导致工装成本高。
CN105216573公开了一种管状扭力梁及成形方法，其中间段沿轴线对折，使中间段的截面成对称的折线形，所述折线形的内层与外层紧贴，内层与外层之间通过过渡圆弧过渡。由于内层与外层紧贴设置，虽然使得扭力梁具有一定的刚度，但是容易产生摩擦异响。其成形方法采用的是圆管液压成形，成本较高。
CN206664191U公开了一种封闭式扭力梁，所述封闭式扭力梁沿自身轴线方向进行剖切得到的各剖切面的周长相等，使得材料在成形过程中不在厚度方向产生塑性变形，即材料不受拉伸及压缩力的影响，但这样也限制了横梁端部周长尺寸，进而使得横梁与纵臂连接的稳定性较差，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种扭力梁横梁、扭力梁总成和汽车，其满足轻量化要求，可靠性高，通用性强。
本发明所述的扭力梁横梁，包括横梁本体，所述横梁本体采用冲压卷管成型，自中间向两端依次划分中间段、过渡段和搭接段；所述中间段截面呈U型或V型，包括外层和内层，两者之间设有间隙，两层的连接处过渡圆弧过渡，所述过渡圆弧的半径为中间段壁厚的1.5~2.5倍；所述搭接段截面呈椭圆形、圆形或方形，搭接段截面周长为中间段截面周长的1.25~2倍；所述横梁本体的截面形状从搭接段向中间段平滑过渡。
进一步，所述外层上端设有封闭焊缝，所述内层上设有与封闭焊缝位置相对应的避焊凹槽。
进一步，所述避焊凹槽与外层之间的距离为避焊间隙，其值大于1.5倍中间段壁厚。
进一步，所述横梁本体的下端设有注油孔。
进一步，所述搭接段的自由端设有与纵臂搭接配合的搭接边线，所述搭接边线的周长为中间段截面周长的1.5~2.25倍。
进一步，所述搭接边线采用激光切割成型，根据不同轮距车型进行调整。
一种扭力梁总成，包括上述的扭力梁横梁，所述扭力梁横梁的两端分别连接有扭力梁纵臂。
一种汽车，包括上述的扭力梁总成。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、横梁本体由于采用冲压卷管成型，搭接段截面周长与中间段截面周长的比值能够设置的更大，提高了横梁本体的可靠性，同时中间段截面周长能够设置的更小，满足轻量化要求。
2、横梁本体中间段的外层和内层之间设有间隙，避免产生摩擦异响。在封闭焊缝位置设有避焊间隙，保障了焊接散热，避免了焊接后内、外层粘接。
3、横梁本体下端设有注油孔，在横梁本体与纵臂焊接后通过该注油孔向横梁本体内注油，注油后焊接封闭注油孔，有效防止横梁本体内部产生锈蚀，并且能够在内层、外层之间起到润滑效果，避免异响产生。
4、通过对横梁本体与纵臂搭接的搭接边线的周长进行限定，设置不同的搭接边线满足不同轮距车型的安装需求，提高了横梁本体的通用性，降低了生产制造成本。
5、通过合理限定搭接段截面周长与中间段截面周长的比值，既保证了横梁本体的刚度要求，同时扩大了横梁本体与纵臂搭接面积，提高了横梁本体的可靠性。
附图说明
图1是本发明的横梁本体的主视图；
图2是本发明的横梁本体的仰视图；
图3是图1的A-A截面示意图；
图4是图3的E区域的局部放大图；
图5是图1的B-B截面示意图；
图6是图1的C-C截面示意图；
图7是图1的D-D截面示意图；
图8是包含本发明的横梁本体的扭力梁总成的结构示意图；
图9是横梁本体制造坯料的结构示意图；
图10是横梁本体搭接边线的切割方法示意图。
图中，1—横梁本体，11—封闭焊缝，2—中间段，21—外层，22—内层，23—过渡圆弧，3—过渡段，4—搭接段，41—搭接边线，5—注油孔，6—纵臂，7—搭接焊缝，8—板材坯料，81—坯料端部，82—长轮距车型切边线，83—短轮距车型切边线；
S1—中间段截面周长，S2—搭接段截面周长，S3—搭接边线周长，S4—坯料边线周长，M1—避焊间隙，M2—外层与内层的最小间隙，t—壁厚，β—开口角度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
参见图1和图2，所示的扭力梁横梁，包括横梁本体1，所述横梁本体1采用冲压卷管成型，自中间向两端依次划分中间段2、过渡段3和搭接段4。采用卷管成型，使得横梁本体搭接段截面周S2长与中间段截面周长S1的比值能够设置的更大，提高了横梁本体的可靠性1同时中间段截面周长S1能够设置的更小，满足轻量化要求。
参见图3和图4，所述中间段2截面呈V型，包括外层21和内层22，两者之间设有间隙，两层的连接处过渡圆弧23过渡，所述过渡圆弧23的半径为中间段壁厚t的1.5~2.5倍。根据具体工艺要求，中间段1的截面还能够设置为U型。中间段2的外层21和内层22之间设有间隙，避免了产生摩擦异响，影响整车的NVH性能。
参见图5至图7，所述搭接段4截面呈椭圆形，搭接段截面周长S2为中间段截面周长S1的1.25~2倍；横梁本体1的截面形状从搭接段4通过过渡段3向中间段1平滑过渡。根据具体工艺要求，搭接段4的截面还能够设置为圆形或方形。
在外层21上端设有封闭焊缝11，内层22上设有与封闭焊缝11位置相对应的避焊凹槽221，避焊凹槽221与外层21之间的距离为避焊间隙M1，其值大于1.5倍中间段壁厚t。避焊间隙的设置能够有效保障焊接散热，避免了焊接后内、外截面粘接。
在横梁本体1的下端设有注油孔5，当横梁本体1与纵臂6焊接完成后，通过该注油孔5向横梁本体1内注油，注油后焊接封闭注油孔5，有效防止了横梁本体1内部产生锈蚀，并且能够在内层22、外层21之间起到润滑效果，避免异响产生。
在搭接段4的自由端设有与纵臂6搭接配合的搭接边线41，所述搭接边线周长S3为中间段截面周长S1的1.5~2.25倍，具体数值根据不同轮距车型进行选择。搭接边线采用激光切割成型。
具体制作时，参见图9和图10，首先将板材坯料8进行冲压操作，然后卷管成型得到横梁本体1的中间段2、过渡段3和搭接段4的截面形状。坯料边线周长S4为中间段截面周长S1的1.5~2.5倍，采用卷管成型的坯料端部81不易减薄，能够设置为喇叭口形状，开口角度β为10~30°，根据具体工艺要求进行选择。再采用激光切割方法成型搭接边线41，根据车型轮距的不同，选择相应的长轮距车型82和短轮距车型切边线83，仅用一套模具制造的横梁本体能够满足不同车型的需求，提高了通用性，降低了工装成本。
参见图8，一种扭力梁总成，包括上述的扭力梁横梁，所述扭力梁横梁的两端分别焊接有扭力梁纵臂2，搭接焊缝7的走向与搭接边线41一致。
一种汽车，包括上述的扭力梁总成。

Claims (8)

1.一种扭力梁横梁，包括横梁本体（1），其特征在于：所述横梁本体（1）采用冲压卷管成型，自中间向两端依次划分中间段（2）、过渡段（3）和搭接段（4）；
所述中间段（2）截面呈U型或V型，包括外层（21）和内层（22），两者之间设有间隙，两层的连接处过渡圆弧（23）过渡，所述过渡圆弧的半径为中间段壁厚（t）的1.5~2.5倍；
所述搭接段（4）截面呈椭圆形、圆形或方形，搭接段截面周长（S2）为中间段截面周长（S1）的1.25~2倍；
所述横梁本体（1）的截面形状从搭接段（4）向中间段（2）通过过渡段（3）平滑过渡。
2.根据权利要求1所述的扭力梁横梁，其特征在于：所述外层（21）上端设有封闭焊缝（11），所述内层（22）上设有与封闭焊缝（11）位置相对应的避焊凹槽（221）。
3.根据权利要求2所述的扭力梁横梁，其特征在于：所述避焊凹槽（221）与外层（21）之间的距离为避焊间隙（M1），其值大于1.5倍中间段壁厚（t）。
4.根据权利要求1或2所述的扭力梁横梁，其特征在于：所述横梁本体（1）的下端设有注油孔（5）。
5.根据权利要求1或2所述的扭力梁横梁，其特征在于：所述搭接段（4）的自由端设有与纵臂（6）搭接配合的搭接边线（41），所述搭接边线周长（S3）为中间段截面周长（S1）的1.5~2.25倍。
6.根据权利要求5所述的扭力梁横梁，其特征在于：所述搭接边线（41）采用激光切割成型，根据不同轮距车型进行调整。
7.一种扭力梁总成，其特征在于：包括如权利要求1~7任一项所述的扭力梁横梁，所述扭力梁横梁的两端分别连接有扭力梁纵臂。
8.一种汽车，其特征在于：包括权利要求7所述的扭力梁总成。
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