CN101224757A - 一种汽车前梁 - Google Patents

Abstract

一种汽车前梁，包括两端各连接一纵梁支架(2)的横梁(1)，横梁两端还各连接有摆臂支撑板(3)，横梁是由一带“∏”字型框体结构的上前梁体(11)与一带“M”字型框体结构的下前梁体(13)构成，下前梁体套置并连接在上前梁体的“∏”字型框体中组成一封闭截面(10)，横梁中部在汽车高度方向上设置为内凹弧形，两端各设置一上安装平面(15)，纵梁支架安装在该上安装平面上；横梁在汽车宽度方向设置为变截面，其面积在汽车宽度对称平面上为最小并逐步向两边扩大到横梁两端上安装平面的纵梁支架安装处为最大；下前梁体设置为朝上翘曲的圆弧形。本发明具有较高结构刚度、工作精度以及保证汽车前轮的定位精度；同时又具有优良的运行性能与使用寿命。

Description

一种汽车前梁

技术领域

本发明涉及一种汽车零部件领域，具体指一种可确保汽车前轮定位参数正确性且具有较高结构刚度与工作精度的汽车前梁。

背景技术

汽车前梁通常指用于连接所述汽车的左、右侧前悬架装置(包括汽车摆臂等部件)以及汽车车轮的构件。该汽车前梁将汽车的左、右两侧的相关部件紧固在一起，是汽车的底盘方形框架中在车身宽度方向的主要受力构件。它又是该汽车的车桥、底盘的一个重要组成构件。

由于所述悬架装置的结构形式不同，所述汽车前梁的结构也不相同。

在配套非独立悬架车桥的汽车中，其配置的前梁通常为锻件，在其上安装钢板弹簧，两端与带车轮的转向节连接。

为了提高汽车的乘坐舒适性而采用独立悬架的车桥中配置的前梁，除了在其两端连接包括汽车摆臂等部件的左、右悬架装置以及带车轮的转向节构件外，在所述前梁上还要固定该汽车的发动机、转向器、稳定杆等；因此，采用独立悬架的车桥中配置的前梁也称之为前副车架。

目前，所述汽车的独立悬架中(如常见的吉利远景轿车前悬架、丰田花冠车前悬架)装配上、下摆臂的位置通常不全在所述前梁，而是一个摆臂装配于所述前梁上，另一个摆臂装于所述汽车的车身上；所述汽车减震器上支架、所述摆臂跳动限位件也不是集中装配在前梁上，而是装配于车身上。这些布置方式势必要求较高的所述汽车相关车身件、底盘件(包括前梁)的相对尺寸精度、位置精度以及装配精度，才能确保对所述汽车行驶性能和操纵性能、乃至相关零件的使用寿命、可靠性有显著影响的前轮定位参数(主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角、车轮前束等)的正确性；这样，对不同零部件的制造精度、尤其是这些零部件之间的装配精度要求较高，且还需装配调整才能得到正确的所述前轮定位参数。另外，常见的轿车前梁中，转向器通常安装于前梁的上方，使得高度方向的布置空间较为紧张。

综上所述，现有的汽车前梁结构的不足之处在于它尤其不能满足于总质量为3～7吨的商用车的性能与使用寿命的需求，即它难以确保对汽车行驶性能和操纵性能重要影响的前轮定位参数正确性的要求。

以上这些问题难适用于。

现在技术：。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对上述现有技术的现状，提供一种可确保汽车前轮定位参数正确性且具有较高结构刚度与工作精度、同时又具有优良的运行性能与使用寿命的汽车前梁。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种汽车前梁，包括两端各连接一纵梁支架的横梁，该横梁端还各连接有摆臂支撑板，该横梁设置有转向器支架，其特征在于：

a.所述横梁的横截面是由一带“∏”字型框体结构的上前梁体与一带“M”字型框体结构的下前梁体组合而成，该下前梁体套置并连接在所述上前梁体的“∏”字型框体中并组成一封闭截面；

b.该横梁中部在汽车高度方向上呈凹弧形，该凹弧形两端各设置一上安装平面，该上安装平面在汽车前进方向设置有倾角β，所述纵梁支架安装在所述上安装平面上；

c.该横梁在汽车宽度方向设置为变截面，该变截面的面积在汽车宽度对称平面上为最小并逐步向两边扩大到所述横梁两端的所述纵梁支架安装处为最大；

d.所述下前梁体设置为朝上翘曲的圆弧形。

采取上述结构设计配置后，该横梁具有较高结构刚度与工作精度，保证所述汽车前轮的定位精度；同时又具有优良的运行性能与使用寿命。

所述上前梁体的下平面可以连接一前梁上腹板；所述下前梁体的下平面可以连接一前梁下腹板；其作用是加大本发明的截面系数，以增大机械强度和抗变形能力，提高其运行可靠性及其运行寿命。

所述下前梁体与所述上前梁体优选采用焊接连接；所述下前梁体的两端分别焊接连接有所述摆臂的上跳限位块；焊接连接工艺简单、制作成本较低，也可以采用铆接连接。

所述摆臂支撑板可以是由连接在所述上前梁体的“∏”字型框体两侧的、呈弯月形状的前、后两个摆臂支撑板本体与垂直于该支撑板本体的摆臂衬套组合而成；其作用是使得摆臂支撑板处于最佳受力状态。

所述该摆臂支撑板本体上、下端各设置有摆臂衬套孔，所述摆臂支承衬套置于该衬套孔中并焊接固定一体；其作用是摆臂支撑板与摆臂衬套两者正确定位与连接，并分别用于装配悬架的上、下横臂。

所述该摆臂支撑板本体上、下端各设置有摆臂衬套孔，所述摆臂支承衬套置于该衬套孔中并焊接固定一体；所述纵梁支架的上平面与所述摆臂支承衬套中心线之间形成的夹角即为所述倾角β。所述夹角β设置为0.5度～3度。该夹角β构成汽车前轮定位参数中的主销后倾角；其作用是使得所述汽车前轮转向自动回位。

所述纵梁支架下方沿所述横梁的侧面连接有纵梁支架加强板。

所述前、后两个摆臂支撑板本体的弯月形空腔之间嵌置焊接一前梁拱形加强板；该前梁拱形加强板的长度方向是沿着汽车前进方向设置；其功能如扁担的两端，挑起该前、后摆臂的支撑板。

所述前、后两个摆臂支撑板本体之间焊接一缓冲块座。

所述上前梁体的上平面一侧连接一转向器支架。

作为本发明的进一步改进，所述转向器支架采用铸件制作，并与所述上前梁体铆接一体；其作用是铸件具有较好的机械强度与结构刚度，长期运行中不易变形，以确保所述转向器动作的可靠性。

由于本发明采用上前梁体与下前梁体的组合结构以及变截面的横梁配置，与现有技术相比较其优点是具有较高结构刚度、工作精度以及保证所述汽车前轮的定位精度；同时又具有优良的运行性能与使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的D-D剖面图；

图3为图1的局部俯视图；

图4为图1的A-A剖面图；

图5为图1的B-B剖面图；

图6为图1的C-C剖面图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

图1至图6示出了本发明汽车前梁的一个实施方式，它包括横梁1、纵梁支架2、摆臂(横臂)支撑板3、减震器支架4、缓冲块座5、摆臂上跳限位块6、前梁拱形加强板7、纵梁支架加强板8、转向器支架9等焊接而成。

该横梁1包含有一带“∏”字型框体结构的上前梁体11与一带“M”字型框体结构的下前梁体13；该下前梁体13套置并焊接在该上前梁体11的“∏”字型框体中并组成一封闭截面10；参见图6所示。

所述上前梁体11的下平面焊接连接一前梁上腹板12；下前梁体13的下平面焊接连接一前梁下腹板14；参见图1所示。

该横梁1的中部在汽车高度方向上设置为内凹弧形，该横梁1两端各设置一安装上平面15；参见图1所示。

横梁1在汽车宽度方向设置为变截面，该截面的面积在汽车宽度对称平面(C-C剖面)上为最小，逐步向两边扩大到所述纵梁支架2安装处为最大(D-D剖面附近)为最大；从此，上前梁体11的上平面开始变为水平(但前后方向有倾角)。随着下前梁体13圆弧朝上翘曲，横梁的截面逐步收小；参见图1、2、6所示。

所述摆臂支撑板3由呈弯月形状的摆臂支撑板本体31与垂直于该支撑板本体的摆臂支承衬套32焊接而成。该摆臂支撑板31上、下端设置有摆臂支承衬套孔，所述支承衬套32置于该支承衬套孔中并焊接一体，该上、下支承衬套32分别用于装配悬架上、下横臂。

纵梁支架2安装在所述横梁两端上安装平面15上，该纵梁支架2的垂直平面与摆臂支撑衬套孔中心线之间设置有夹角β，该夹角β设置为0.5度～3度；该夹角β从而构成汽车前轮定位参数中的主销后倾角，其作用是使得所述汽车前轮转向自动回位；参见图1所示。

前、后摆臂支撑板3的中部嵌置焊接一前梁拱形加强板7，前梁拱形加强板7的长度方向是沿着汽车前进方向设置在前、后摆臂支撑板3之间；其功能如扁担的两端，挑起前、后摆臂支撑板3；如图1、4所示。

根据不同车型所要求的前轴负荷特点，横梁1中的前梁上腹板12、前梁下腹板14可以设置不同的结构形状；或者不设置前梁上腹板12与前梁下腹板14。

前后两个摆臂支撑板3之间焊接一缓冲块座5，用于安装橡胶缓冲块，该橡胶缓冲块用于限制与前轮总成相连接的所述上摆臂的大角度下摆，从而实现缓冲和限制所述前轮向下跳动的幅度。

该下前梁体13焊接一摆臂上跳限位块6；用于限制与前轮总成相连接的所述下摆臂的上摆，以达到限制所述前轮向上跳动的幅度。

转向器支架9位于横梁1的前方，该转向器支架采用铸件制作并与所述上前梁体铆接一体；如图1、3、5所示；采用铸件的转向器支架具有较好的机械强度与结构刚度，长期运行中不易变形，以确保所述转向器动作的可靠性。

Claims (10)

1.一种汽车前梁，包括两端各连接一纵梁支架(2)的横梁(1)，该横梁(1)两端还各连接有摆臂支撑板(3)，该横梁(1)还设置有转向器支架(9)，其特征在于：

a.所述横梁(1)的横截面(10)是由一带“∏”字型框体结构的上前梁体(11)与一带“M”字型框体结构的下前梁体(13)组合而成，该下前梁体(13)套置并连接在所述上前梁体(11)的“∏”字型框体中并组成一封闭截面(10)；

b.该横梁(1)中部在汽车高度方向上呈凹弧形，该凹弧形两端各设置一上安装平面(15)，该上安装平面(15)在汽车前进方向设置有倾角，所述纵梁支架(2)安装在该上安装平面(15)上；

c.该横梁(1)在汽车宽度方向设置为变截面，该变截面的面积在汽车宽度对称平面上为最小并逐步向两边扩大到所述横梁两端的所述纵梁支架(2)安装处为最大；

d.所述下前梁体(13)设置为朝上翘曲的圆弧形。

2.根据权利要求1所述的汽车前梁，其特征在于：所述上前梁体(11)的下平面连接一前梁上腹板(12)；所述下前梁体(13)的下平面连接一前梁下腹板(14)。

3.根据权利要求2所述的汽车前梁，其特征在于：所述下前梁体(13)与所述上前梁体(11)采用焊接或铆接连接。

4.根据权利要求1所述的汽车前梁，其特征在于：所述摆臂支撑板(3)是由连接在所述上前梁体(11)的“∏”字型框体两侧的、呈弯月形状的前、后两个摆臂支撑板本体(31)与垂直于该支撑板本体的摆臂支承衬套(32)组合而成。

5.根据权利要求1或4所述的汽车前梁，其特征在于：所述该摆臂支撑板本体(31)上、下端各设置有摆臂衬套孔，所述摆臂支承衬套(32)置于该衬套孔中并焊接固定一体；所述纵梁支架(2)的上平面与所述摆臂支承衬套(32)中心线之间形成的夹角即为所述倾角β。

6.根据权利要求5所述的汽车前梁，其特征在于：所述夹角β设置为0.5度～3度。

7.根据权利要求5所述的汽车前梁，其特征在于：所述纵梁支架(2)下方沿所述横梁(1)的侧面连接有纵梁支架加强板(8)。

8.根据权利要求5所述的汽车前梁，其特征在于：所述前、后两个摆臂支撑板本体(31)的弯月形空腔中嵌置焊接一前梁拱形加强板(7)，该前梁拱形加强板(7)的长度方向是沿着汽车前进方向设置。

9.根据权利要求8所述的汽车前梁，其特征在于：所述前、后两个摆臂支撑板本体(31)之间焊接一缓冲块座(5)。

10.根据权利要求1或4所述的汽车前梁，其特征在于：所述上前梁体(11)的上平面一侧连接一转向器支架(9)；该转向器支架(9)采用铸件制作并与所述上前梁体(11)铆接一体。

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