CN115384618A - 一种车架总成 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车架总成，该车架总成包括两个并排设置的纵梁以及设置在所述纵梁之间的多根横梁，所述车架总成还包括设置在所述纵梁上靠近所述汽车前舱一端的加固组件，所述纵梁包括纵梁主体以及由所述纵梁主体两侧向外延伸的上侧壁和下侧壁，所述加固组件包括加强部以及由所述加强部向外延伸的多个支护部，所述加固组件通过所述多个支护部分别与两个所述纵梁连接，以在两个所述纵梁相对两侧分别形成加固结构。本发明中的车架总成，解决了现有技术中的缺少一种弯扭刚度高且自身重量轻的车架的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车架总成。
背景技术
随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，汽车已经在人们的生活中得到普及，也成为了人们出行的基本交通工具之一。并且人们对汽车的要求也越来越高。例如，汽车的舒适性，其中，最容易影响汽车舒适性的当属NVH(噪声、振动与声振粗糙度)问题。在非承载式车身的汽车中，非承载式车身需要有车架结构，在车架上需要集成悬架，转向，传动，制动等***，而车架的刚度很大程度决定了整车的NVH。
现有的技术中，车架通常由并排设置的纵梁以及设置在纵梁上的多个横梁构成，并且通过增加多个横梁来提高车架的弯扭刚度(即：弯曲刚度和扭转刚度)以达到改善整车NVH的目的，然而这种方式会增加车架的整体重量。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种车架总成，旨在解决现有技术中的缺少一种弯扭刚度高且自身重量轻的车架的问题。
本发明提出的车架总成，包括两个并排设置的纵梁以及设置在所述纵梁之间的多根横梁，所述车架总成还包括设置在所述纵梁上靠近所述汽车前舱一端的加固组件，所述纵梁包括纵梁主体以及由所述纵梁主体两侧向外延伸的上侧壁和下侧壁，所述加固组件包括加强部以及由所述加强部向外延伸的多个支护部，所述加固组件通过所述多个支护部分别与两个所述纵梁连接，以在两个所述纵梁相对两侧分别形成加固结构。
上述车架总成，通过在并排设置的纵梁上多根横梁来构成车架总成主体结构，其中纵梁包括纵梁主体以及由纵梁主体两侧向外延伸的上侧壁和下侧壁，纵梁上靠近汽车前舱一端的加固组件，加固组件通过加强部向外延伸的多个支护部与纵梁的下侧壁连接，且支护部与纵梁连接形成了加固结构，具体的，支护部为四个，使得加固组件呈X型结构，支护部与纵梁之间形成了三角形的加固结构，相对于现有技术中增设多根横梁的设计，将加固组件设计成X型使得加固组件与纵梁之间形成多个三角形的加固结构，增强了加固组件与纵梁之间的稳定性，在增强加固组件中间段的强度的同时，也加强了加固组件两端的抗扭转弯曲变形的能力进而使得车架整体的弯曲强度提高，因此将加固组件设计成X型代替原有的长条形横梁既能增强车架整体的弯扭刚度又能保证车架整体重量不变。因此本发明技术方案解决里现有技术中的缺少一种弯扭刚度高且自身重量轻的车架的问题。
另外，根据本发明提出的车架总成，还可以具有如下的附加技术特征：
优选地，所述加强部向两个所述纵梁两侧分别延伸有两个所述支护部，同侧所述支护部之间的夹角在50°至70°之间；所述支护部与所述加强部远离所述纵梁一侧向外延伸有翻边。
优选地，所述加固组件还包括加强隔板，所述加强隔板用于连接所述加强部与所述支护部向外延伸的翻边，所述加强隔板中间开设有通孔。
优选地，所述加固组件靠近所述汽车前舱一侧依次设有第二横梁和第一横梁，所述第二横梁和所述第一横梁两端分别与两根所述纵梁的所述纵梁主体连接，所述第二横梁与所述第一横梁均为C型梁，所述第二横梁上还设有加强筋，所述加强筋两侧向外延伸有用于连接所述第二横梁侧壁的连接部。
优选地，所述加固组件远离所述汽车前舱一侧依次设有第三横梁、第四横梁和第五横梁，所述第三横梁为两端宽中间细的管状梁，所述第三横梁两端分别与两个所述纵梁主体连接，所述第四横梁和所述第五横梁均由四根管梁一端焊接形成X型结构，所述管梁另一端与所述纵梁主体焊接。
优选地，所述第四横梁靠近所述纵梁一侧所述管梁间的夹角在100°至 120°之间。
优选地，所述第五横梁靠近所述纵梁一侧所述管梁间的夹角在80°至90°之间。
优选地，所述第四横梁和所述第五横梁的所述管梁之间设有加强肋，所述加强肋呈三角形，所述加强肋的两端分别于所述管梁侧壁连接。
优选地，所述纵梁两端的宽度小于所述纵梁中间段的宽度。
优选地，所述纵梁主体外侧均依次设有前板簧前支座、前板簧后支座、后板簧前支座以及后板簧后支座。
优选地，所述支护部端头以及所述支护部与所述加强部连接处均设有圆角。
附图说明
图1为本发明一实施例中提出的车架总成的结构示意图；
图2为本发明一实施例中提出的车架总成的正视图；
图3为本发明一实施例中提出的第一横梁和第二横梁的结构示意图；
图4为本发明一实施例中提出的加固组件的结构示意图；
图5为本发明一实施例中提出的第四横梁的结构示意图；
图6为本发明一实施例中提出的车架总成扭转工况纵梁Z向位移曲线图；
图7为本发明一实施例中提出的传统车架结构扭转工况纵梁Z向位移曲线图；
主要元件符号说明：
| 纵梁 | 10 | 第一横梁 | 20 |
| 第二横梁 | 30 | 加固组件 | 40 |
| 第三横梁 | 50 | 第四横梁 | 60 |
| 第五横梁 | 70 | 纵梁主体 | 11 |
| 上侧壁 | 12 | 下侧壁 | 13 |
| 加强部 | 41 | 支护部 | 42 |
| 翻边 | 43 | 管梁 | 61 |
| 加强筋 | 31 | 前板簧前支座 | 14 |
| 前板簧后支座 | 15 | 后板簧前支座 | 16 |
| 后板簧后支座 | 17 | 加强隔板 | 44 |
| 加强肋 | 62 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图5，所示为本发明一实施例中的车架总成，包括两个并排设置的纵梁10以及设置在纵梁10之间的多根横梁，上述车架总成还包括设置在纵梁10上靠近汽车前舱一端的加固组件40，其中：
纵梁10包括纵梁主体11以及由纵梁主体11两侧向外延伸的上侧壁12和下侧壁13，加固组件40包括加强部41以及由加强部41向外延伸的多个支护部 42，加固组件40通过多个支护部41分别与两个纵梁10连接，以在两个纵梁10 相对两侧分别形成加固结构。
可以理解的，通过在并排设置的纵梁10上多根横梁来构成车架总成主体结构，其中，纵梁10包括纵梁主体11以及由纵梁主体11两侧向外延伸的上侧壁 12和下侧壁13；纵梁10上靠近汽车前舱一端设有加固组件40，加固组件40通过加强部41向外延伸的多个支护部42与纵梁10的下侧壁13连接，且支护部 42与纵梁10连接形成了加固结构，具体的，支护部42为四个，使得加固组件 40呈X型结构，支护部42与纵梁10之间形成了三角形的加固结构，相对于现有技术中增设多根横梁的设计，将加固组件40设计成X型使得加固组件40与纵梁10之间形成多个三角形的加固结构，增强了加固组件40与纵梁10之间的稳定性，在增强加固组件40中间段的强度的同时，也加强了加固组件40两端的抗扭转弯曲变形的能力进而使得车架整体的弯曲强度提高，因此将加固组件 40设计成X型代替原有的长条形横梁既能增强车架整体的弯扭刚度又能保证车架整体重量不变。因此本发明技术方案解决里现有技术中的缺少一种弯扭刚度高且自身重量轻的车架的问题。
进一步的，加强部41向两个纵梁10两侧分别延伸有两个支护部42，同侧支护部42之间的夹角在50°至70°之间；支护部42与加强部41远离所述纵梁一侧向外延伸有翻边43。增设翻边能够加强加固组件40整体的抗弯曲强度，并且将靠近纵梁10同侧支护部42之间的夹角限定为50°至70°之间，是为了使得加固结构形成的三角形接近等边三角形，等边三角形的稳定性强于其他的三角形，从而使得车架整体的弯曲刚度更高。
更进一步的，加固组件40还包括加强隔板44，加强隔板44用于连接加强部41与支护部42向外延伸的翻边43，加强隔板44中间开设有通孔。设置加强隔板用于加强加固组件40的整体强度。此外，加强隔板44中间的通孔用于在保证加固组件40足够的连接强度的前提下减轻加固组件40的重量。进一步的，支护部42端头以及支护部42与加强部41连接处均设有圆角。这些圆角弯转设计是为了增加钣金件制造的可成型性能，使得钣金件的加固组件40更容易加工制造。
需要说明的是，将加固组件40设计成钣金结构的X型横梁是因为加固组件 40在的地方需要安装电池电机等相关控制***，相对于管状的X型横梁，钣金结构的横梁可以提供大量的安装面，此外加固组件40是与纵梁10搭接连接的，具体可以采用铆接的方式进行固定。
请参阅图6至图7，所示为新型车架与传统车架的两侧纵梁10的扭转变形曲线图，该图为纵梁10的Z向位移图，由公知常识可知，Z向位移与扭转角度呈线性相关，扭转角度与扭转刚度线性相关(即Z向位移越小，扭转角度越小，扭转刚度越强)，跟据扭转变形曲线图可以直观的得知，将横梁设置成X型的相对以前的长条形的横梁，纵梁10的扭曲刚度得到了明显的提升，此外，横梁与纵梁10的的位移趋势是一致的无需再示出曲线图；因此，显而易见的，车架整体的抗弯扭刚度得到了显著的提升，整车的NVH性能得到了明显的改善。需要说明的是，Z向指的是汽车行驶时垂直地面的方向，X向指的是汽车行驶时前进后退的方向，Y向指的是汽车行驶时左右两侧的方向。
进一步的，纵梁主体11外侧均依次设有前板簧前支座14、前板簧后支座 15、后板簧前支座16以及后板簧后支座17。板簧支座用于安装板簧，板簧是用于将车架与汽车车身连接固定用的。板簧支座的位置取决于车辆整体的布置以及整车质量决定，因此在板簧支座处需做额外的加强以加强车架与车身的连接强度，另外，相对于车架直接与车身焊接固定，通过板簧连接能够降低车架的振动传导至车身，减小整车噪音，从而改善汽车整体的NVH。
具体的，加固组件40靠近汽车前舱一侧依次设有第二横梁30和第一横梁 20，第二横梁30和第一横梁20两端分别与两根纵梁10的纵梁主体11连接，第二横梁30与第一横梁20均为C型梁，第二横梁20上还设有加强筋31，加强筋31两侧向外延伸有用于连接第二横梁30侧壁的连接部。此外，此处为纵梁 10的前端而且需要大量的安装面来为汽车其他零件提供安装位置(另外，X型梁钣金件提供的安装面不够)，因此将第一横梁20和第二横梁30设计成C型梁可以提供大量的安装面且不影响车架整体的弯曲刚度。此外，第二横梁30和加强筋31两端中间部向内凹陷形成U形凹槽，使得第二横梁30与加强筋31的两端与中间端的结构强度不同形成溃缩结构；在第二横梁30和加强筋31上设置溃缩结构用于吸能，减轻车架所受到的外力，变相加强车架整体的抗弯曲性能。
另外的，加固组件40远离汽车前舱一侧依次设有第三横梁50、第四横梁 60和第五横梁70，第三横梁50为两端宽中间细的管状梁，第三横梁50两端分别与两个纵梁主体11连接，第四横梁60和第五横梁70均由四根管梁61一端焊接形成X型结构，管梁61另一端与纵梁主体11焊接。由于第三横梁50所处的空间有限，有很多电子电器等其他***在此布置，没有空间再布置X型梁，所以将第三横梁50设计成管状梁，另外第三横梁50两端大是为了增加与车架的焊接面积。第四横梁60与第五横梁70之间的距离占据车架三分之二的长度，因此将第四横梁60与第五横梁70设计成X型梁能提高车架大部分区域的弯曲刚度，另外由于第四横梁60与第五横梁70处无需进行汽车零件设备的安装，因此可以将第四横梁60与第五横梁70由管梁61焊接构成，管梁的抗弯曲抗扭性能是各种形状里最好的。
进一步的，第四横梁60靠近纵梁10一侧的管梁61间的夹角在100°至 120°之间；第五横梁70靠近纵梁10一侧的管梁61间的夹角在80°至90°之间。为了加强板簧支座和车架之间的连接强度，所以第四横梁60一端与纵梁10 连接处与后板簧前支座16与纵梁10连接处位置对应，第四横梁60另一端尽量靠近第三横梁50，因此使得第四横梁60靠近纵梁10一侧管梁61间的夹角位于 100°至120°之间。此外，可以理解的，第五横梁70一端与纵梁10连接处与后板簧后支座17与纵梁10连接处位置对应，第五横梁70另一端尽量靠近纵梁 10尾端，因此使得，第五横梁70靠近纵梁10一侧的管梁61间的夹角在80°至90°之间。
另外的，第四横梁60和第五横梁70的管梁61之间设有加强肋62，加强肋 62呈三角形，加强肋62的两端分别于管梁61侧壁连接。设置加强肋62是为了加强管梁61之间的连接强度，从而整体加强第四横梁60和第五横梁70的结构强度。
具体的，纵梁10两端的宽度小于纵梁10中间段的宽度。纵梁10前端向下凹陷使得纵梁10前端的Z向宽度小于纵梁10中间段的宽度，纵梁10前端这样设计是为了避让驾驶室，纵梁10尾端向上凹陷使得纵梁10尾端的Z向宽度小于纵梁10中间段的宽度，纵梁10尾端这样设计是为了提供后悬架跳动空间；并且由于纵梁10两端的弯曲刚度对车架整体的弯曲刚度影响比较小，因此这样设计不会影响车架整体的弯曲刚度。
需要说明的，横梁与纵梁10之间的连接除加固组件40外均采用焊接的方式，加强筋31与第二横梁30的连接也采用焊接的方式，加强隔板44与翻边43 之间的连接方式也采用焊接的方式，加强肋62与管梁61之间也采用焊接的方式连接。具体的焊接方式可采用二氧化碳气体保护电弧焊。
综上所述，本发明上述实施例当中的车架总成，通过在并排设置的纵梁10上多根横梁来构成车架总成主体结构，其中，纵梁10包括纵梁主体11以及由纵梁主体11两侧向外延伸的上侧壁12和下侧壁13；纵梁10上靠近汽车前舱一端设有加固组件40，加固组件40通过加强部41向外延伸的多个支护部42 与纵梁10的下侧壁13连接，且支护部42与纵梁10连接形成了加固结构，具体的，支护部42为四个，使得加固组件40呈X型结构，支护部42与纵梁10 之间形成了三角形的加固结构，相对于现有技术中增设多根横梁的设计，将加固组件40设计成X型使得加固组件40与纵梁10之间形成多个三角形的加固结构，增强了加固组件40与纵梁10之间的稳定性，在增强加固组件40中间段的强度的同时，也加强了加固组件40两端的抗扭转弯曲变形的能力进而使得车架整体的弯曲强度提高，因此将加固组件40设计成X型代替原有的长条形横梁既能增强车架整体的弯扭刚度又能保证车架整体重量不变。因此本发明技术方案解决里现有技术中的缺少一种弯扭刚度高且自身重量轻的车架的问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种车架总成，其特征在于，包括两个并排设置的纵梁以及设置在所述纵梁之间的多根横梁，所述车架总成还包括设置在所述纵梁上靠近所述汽车前舱一端的加固组件，所述纵梁包括纵梁主体以及由所述纵梁主体两侧向外延伸的上侧壁和下侧壁，所述加固组件包括加强部以及由所述加强部向外延伸的多个支护部，所述加固组件通过所述多个支护部分别与两个所述纵梁连接，以在两个所述纵梁相对两侧分别形成加固结构。
2.根据权利要求1所述的车架总成，其特征在于，所述加强部向两个所述纵梁两侧分别延伸有两个所述支护部，同侧所述支护部之间的夹角在50°至70°之间；所述支护部与所述加强部远离所述纵梁一侧向外延伸有翻边。
3.根据权利要求2所述的车架总成，其特征在于，所述加固组件还包括加强隔板，所述加强隔板用于连接所述加强部与所述支护部向外延伸的翻边，所述加强隔板中间开设有通孔。
4.根据权利要求1所述的车架总成，其特征在于，所述加固组件靠近所述汽车前舱一侧依次设有第二横梁和第一横梁，所述第二横梁和所述第一横梁两端分别与两根所述纵梁的所述纵梁主体连接，所述第二横梁与所述第一横梁均为C型梁，所述第二横梁上还设有加强筋，所述加强筋两侧向外延伸有用于连接所述第二横梁侧壁的连接部。
5.根据权利要求1所述的车架总成，其特征在于，所述加固组件远离所述汽车前舱一侧依次设有第三横梁、第四横梁和第五横梁，所述第三横梁为两端宽中间细的管状梁，所述第三横梁两端分别与两个所述纵梁主体连接，所述第四横梁和所述第五横梁均由四根管梁一端焊接形成X型结构，所述管梁另一端与所述纵梁主体焊接。
6.根据权利要求5所述的车架总成，其特征在于，所述第四横梁靠近所述纵梁一侧所述管梁间的夹角在100°至120°之间。
7.根据权利要求5所述的车架总成，其特征在于，所述第五横梁靠近所述纵梁一侧所述管梁间的夹角在80°至90°之间。
8.根据权利要求5所述的车架总成，其特征在于，所述第四横梁和所述第五横梁的所述管梁之间设有加强肋，所述加强肋呈三角形，所述加强肋的两端分别于所述管梁侧壁连接。
9.根据权利要求1所述的车架总成，其特征在于，所述纵梁两端的宽度小于所述纵梁中间段的宽度。
10.根据权利要求1所述的车架总成，其特征在于，两个所述纵梁主体外侧均依次设有前板簧前支座、前板簧后支座、后板簧前支座以及后板簧后支座。
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