CN108945106A - 一种副车架轻量化结构 - Google Patents

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张冲
杜伟刚
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Abstract

本发明公开了一种副车架轻量化结构，包括副车架本体，所述副车架本体设有减重孔，所述轻量化结构还包括用于将副车架本体上的各安装点连接形成整体结构的交叉加强筋结构，所述交叉加强筋结构设于副车架本体上。本发明的副车架整体为蝶形，主体采用盒状交叉网格加强筋形式设计，增加副车架刚度、强度的同时，提升副车架模态。多处不规则镂空减重设计，最大限度降低重量。

Description

一种副车架轻量化结构
技术领域
本发明属于汽车零部件技术领域，具体涉及一种副车架轻量化结构。
背景技术
近年来，能源环境问题已成为人类关注焦点，在能源日益紧缺和环境污染日益严重的大背景下，通过降低汽车重量来达到节能减排已成为汽车企业的重要工作。其中副车架作为汽车重要零件，其重量和性能越来越受到各整车企业的重视，传统副车架冲压及焊接变形不易控制，如何在整车有限的布置空间下，既满足性能要求，又能够达到减重的轻量化目的，且精度较高，成为副车架轻量化设计的关键突破点。
一般企业在设计过程中，如果以性能指标为主，往往以牺牲副车架重量为代价，造成副车架设计重量超标，达不到减重降耗的要求；根据耗能需求，整车减重势在必行。作为底盘大件的副车架首当其冲。但给予前副车架的结构设计空间非常有限，车架的结构设计存在巨大困难。为了充分体现轻量化结构优化设计的思路，同时综合考虑重量与性能目标，在一般副车架设计基础上对副车架材料进行更改，采用铝合金材料。众所周知，铝合金与钢材相比，材质较软。如何在采用铝合金的同时，满足副车架刚度、强度、模态等性能要求，成为副车架轻量化设计的关键。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种副车架轻量化结构，目的是实现副车架减重，同时增加其强度。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种副车架轻量化结构，包括副车架本体，所述副车架本体设有减重孔，所述轻量化结构还包括用于将副车架本体上的各安装点连接形成整体结构的交叉加强筋结构，所述交叉加强筋结构设于副车架本体上。
所述副车架本体设有稳定杆安装点、转向机安装点、发动机后悬置安装结构、EV后悬置安装结构和左、右控制臂安装点，所述交叉加强筋结构包括第一加强筋、第二加强筋和第一交叉加强筋，转向机右安装点通过第一加强筋与稳定杆右安装点、右控制臂后安装点及EV后悬置安装结构连接，转向机左安装点通过第二加强筋与稳定杆左安装点、左控制臂后安装点及发动机后悬置安装结构连接，发动机后悬置安装结构通过第一交叉加强筋与EV后悬置安装结构连接。
所述副车架本体还设有左弯臂和右弯臂，左弯臂设于副车架本体左侧边的左控制臂前安装点与左控制臂后安装点之间，右弯臂设于副车架本体右侧边的右控制臂前安装点与右控制臂后安装点之间。
所述副车架本体还设有副车架右后安装点和副车架左后安装点，副车架本体通过左弯臂、右弯臂、副车架右后安装点和副车架左后安装点与车身安装连接，所述转向机右安装点、右控制臂后安装点、左控制臂后安装点和转向机左安装点通过第二交叉加强筋连接，所述第二交叉加强筋将左弯臂、右弯臂、副车架右后安装点和副车架左后安装点连接形成整体结构。
所述第一交叉加强筋和第二交叉加强筋均为交叉网格状加强筋。
所述副车架右后安装点设于副车架本体右侧边的末端，所述副车架左后安装点设于副车架本体左侧边的末端，所述右控制臂后安装点设于右弯臂与副车架右后安装点之间，所述左控制臂后安装点设于左弯臂与副车架左后安装点之间。
所述副车架本体的左侧前端设有左防撞梁安装支架，副车架本体的右侧前端设有右防撞梁安装支架。
所述副车架本体为框式副车架。
所述副车架本体为蝶形车架。
所述减重孔为多个，多个减重孔分布于副车架本体上，且多个减重孔为形状不规则的镂空孔。
所述副车架本体为一体成型结构。
所述副车架本体采用铝合金材料一次性整体铸造而成。各安装点一体机加工处理，提高副车架尺寸精度。
本发明的有益效果：本发明的副车架整体为蝶形，主体采用盒状交叉网格加强筋形式设计，增加副车架刚度、强度的同时，提升副车架模态。多处不规则镂空减重设计，最大限度降低重量。根据使用铝合金材料，发动机后悬置压装于副车架内部，同时设计出EV后悬置安装结构。本发明对副车架多处进行加强筋设计，同时进行结构减重设计，满足性能指标的同时，提升副车架精度，减重32％。本发明同时可扩展为框式副车架，提升碰撞性能；其中设计预留EV后悬置安装点，满足EV电动车的需求，可扩展性强。且悬架安装硬点不变，可与冲焊件整体互换，大大提高本发明适应性。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明副车架背面加强筋结构的立体结构示意图；
图3是本发明副车架减重孔结构示意图；
图4是本发明副车架安装模块总成结构示意图。
图中标记为：
1、右防撞梁安装支架，2、右控制臂前安装点，3、右弯臂，4、转向机右安装点，5、右控制臂后安装点，6、副车架右后安装点，7、稳定杆右装点，8、稳定杆左装点，9、副车架左后安装点，10、左控制臂后安装点，11、转向机左安装点，12、左弯臂，13、左控制臂前安装点，14、左防撞梁安装支架，15、发动机后悬置安装结构，16、EV后悬置安装结构，17、左防撞梁，18、右防撞梁，19、右控制臂，20、稳定杆，21、转向机，22、左控制臂，23、发动机后悬置，24、EV后悬置，25、减重孔。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图4所示，本发明具体涉及一种副车架轻量化结构，包括副车架本体，副车架本体优选为蝶形布局，即采用蝶形副车架，副车架本体设有减重孔25，用以减轻重量，满足轻量化要求；该轻量化结构还包括用于将副车架本体上的各安装点连接形成整体结构的交叉加强筋结构，交叉加强筋结构设于副车架本体上。
副车架本体设有稳定杆安装点、转向机安装点、发动机后悬置安装结构15、EV后悬置安装结构16和左、右控制臂安装点，具体而言，稳定杆安装点包括稳定杆左安装点7和稳定杆右安装点8，转向机安装点包括转向机右安装点4和转向机左安装点11，左控制臂安装点包括左控制臂前安装点13和左控制臂后安装点10，左控制臂通过左控制臂前安装点13和左控制臂后安装点10安装于副车架本体上，右控制臂安装点包括右控制臂前安装点2和右控制臂后安装点5，右控制臂通过右控制臂前安装点2和右控制臂后安装点5安装于副车架本体上，发动机后悬置内置于副车架内部，并通过螺栓与副车架相连，实施时，发动机后悬置23通过压装方式压入发动机后悬置安装结构15，EV后悬置24安装于EV后悬置安装结构16上。交叉加强筋结构包括第一加强筋、第二加强筋和第一交叉加强筋，转向机右安装点4通过第一加强筋与稳定杆右安装点7、右控制臂后安装点5及EV后悬置安装结构16连接，转向机左安装点11通过第二加强筋与稳定杆左安装点8、左控制臂后安装点10及发动机后悬置安装结构15连接，同时发动机后悬置安装结构15通过第一交叉加强筋与EV后悬置安装结构16连接，有效的将所有安装点串联起来，提升副车架刚度。
副车架本体还设有左弯臂12和右弯臂3，左弯臂12设于副车架本体左侧边的左控制臂前安装点13与左控制臂后安装点10之间，右弯臂3设于副车架本体右侧边的右控制臂前安装点2与右控制臂后安装点5之间。此种结构布置形式，使得在整车有限布置空间的前提下，提升副车架模态。
副车架本体还设有副车架右后安装点6和副车架左后安装点9，副车架本体通过左弯臂12、右弯臂3、副车架右后安装点6和副车架左后安装点9这四点与车身安装连接，转向机右安装点4、右控制臂后安装点5、左控制臂后安装点10和转向机左安装点11通过第二交叉加强筋连接，第二交叉加强筋将左弯臂12、右弯臂3、副车架右后安装点6和副车架左后安装点9连接形成整体结构。第一交叉加强筋和第二交叉加强筋均优选为交叉网格状加强筋。此处的第二交叉加强筋是以转向机右安装点4、右控制臂后安装点5、左控制臂后安装点10和转向机左安装点11为主要结点的交叉网格加强筋，该第二交叉网格加强筋有效的将左弯臂12、右弯臂3、副车架右后安装点6、副车架左后安装点9紧密串联起来，形成一个整体，大大提升副车架刚度、强度，为各个安装点提供强有力的保障。同时，通过上述副车架主体交叉网格状加强筋有效的将左、右控制臂后安装点、转向机安装点、后悬置及EV后悬置预留安装点连接成一个整体，大大提高副车架的刚度、强度，同时整体盒式结构有效提升副车架模态。通过上述结构设计，达成副车架性能指标同时，完成降重32％，同时提升副车架精度。
副车架右后安装点6设于副车架本体右侧边的末端，副车架左后安装点9设于副车架本体左侧边的末端，右控制臂后安装点5设于右弯臂3与副车架右后安装点6之间，左控制臂后安装点10设于左弯臂12与副车架左后安装点9之间。以上述副车架本体上的各安装点结构布局设置，辅以交叉网格状加强筋连接形成的整体结构，能够最大限度的增加副车架刚度、强度的同时，提升副车架模态，各安装点装配相应的零部件，达到最小布置空间的需求。考虑到轻量化的设计需求，使用铝合金材料，采用一次性整体铸造工艺铸造该副车架，并对各安装点进行一体机加工处理，提高副车架尺寸精度。
为了提升副车架碰撞要求，副车架本体的左侧前端设有左防撞梁安装支架14，副车架本体的右侧前端设有右防撞梁安装支架1。左防撞梁17、右防撞梁18分别与左防撞梁安装支架14、右防撞梁安装支架1装配后，可以将蝶式副车架扩展为框式副车架。
为了最大限度的降低重量，减重孔根据CAE分析，进行多处不规则镂空减重设计。具体而言，右控制臂后安装点与稳定杆右安装点之间的副车架本体上设置类似三角形的减重孔，左控制臂后安装点与稳定杆左安装点之间的副车架本体上同样设置类似三角形的减重孔；右控制臂后安装点与副车架右后安装点之间的副车架本体上也设置有类似三角形减重孔，左控制臂后安装点与副车架左后安装点之间的副车架本体上同样设置有类似三角形减重孔，此处左右两侧的三角形减重孔呈左右对称设置；发动机后悬置安装结构15、EV后悬置安装结构16附近设置椭圆形减重孔以及不规则的异形减重孔；上述的减重孔多数设置在副车架本体的中部附近，满足减重轻量化需求的同时，保证配合交叉网格加强筋满足刚度、强度的需要。通过不规则减重孔的设计以及上述安装点结构的合理布置，确保最终减重32％以上。本发明预留的EV后悬置安装结构16与EV后悬置24装配后，可满足EV电动汽车需求，大大提高本发明的扩展性。同时本发明悬架所有安装硬点保持不变，可与传统冲焊件互换，大大提高本发明的适应性。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种副车架轻量化结构，包括副车架本体，其特征在于：所述副车架本体设有减重孔(25)，所述轻量化结构还包括用于将副车架本体上的各安装点连接形成整体结构的交叉加强筋结构，所述交叉加强筋结构设于副车架本体上。
2.根据权利要求1所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述副车架本体设有稳定杆安装点、转向机安装点、发动机后悬置安装结构(15)、EV后悬置安装结构(16)和左、右控制臂安装点，所述交叉加强筋结构包括第一加强筋、第二加强筋和第一交叉加强筋，转向机右安装点(4)通过第一加强筋与稳定杆右安装点(7)、右控制臂后安装点(5)及EV后悬置安装结构(16)连接，转向机左安装点(11)通过第二加强筋与稳定杆左安装点(8)、左控制臂后安装点(10)及发动机后悬置安装结构(15)连接，发动机后悬置安装结构(15)通过第一交叉加强筋与EV后悬置安装结构(16)连接。
3.根据权利要求2所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述副车架本体还设有左弯臂(12)和右弯臂(3)，左弯臂(12)设于副车架本体左侧边的左控制臂前安装点(13)与左控制臂后安装点(10)之间，右弯臂(3)设于副车架本体右侧边的右控制臂前安装点(2)与右控制臂后安装点(5)之间。
4.根据权利要求3所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述副车架本体还设有副车架右后安装点(6)和副车架左后安装点(9)，副车架本体通过左弯臂(12)、右弯臂(3)、副车架右后安装点(6)和副车架左后安装点(9)与车身安装连接，所述转向机右安装点(4)、右控制臂后安装点(5)、左控制臂后安装点(10)和转向机左安装点(11)通过第二交叉加强筋连接，所述第二交叉加强筋将左弯臂(12)、右弯臂(3)、副车架右后安装点(6)和副车架左后安装点(9)连接形成整体结构。
5.根据权利要求4所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述第一交叉加强筋和第二交叉加强筋均为交叉网格状加强筋。
6.根据权利要求4所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述副车架右后安装点(6)设于副车架本体右侧边的末端，所述副车架左后安装点(9)设于副车架本体左侧边的末端，所述右控制臂后安装点(5)设于右弯臂(3)与副车架右后安装点(6)之间，所述左控制臂后安装点(10)设于左弯臂(12)与副车架左后安装点(9)之间。
7.根据权利要求1所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述副车架本体的左侧前端设有左防撞梁安装支架(14)，副车架本体的右侧前端设有右防撞梁安装支架(1)。
8.根据权利要求7所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述副车架本体为框式副车架。
9.根据权利要求1至6任一项所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述副车架本体为蝶形车架。
10.根据权利要求1所述副车架轻量化结构，其特征在于：所述减重孔(25)为多个，多个减重孔(25)分布于副车架本体上，且多个减重孔为形状不规则的镂空孔。
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