CN103144673B - 副车架及具有其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种副车架及汽车，该副车架包括前横梁和后横梁、左下纵梁和右下纵梁、左连接部和右连接部以及左上纵梁和右上纵梁。其中左下纵梁的前后两端分别固定至前横梁和后横梁上，左下纵梁上设置有左下吸能结构。右下纵梁的前后两端分别固定至前横梁和后横梁上，右下纵梁上设置有右下吸能结构。左连接部和右连接部分别设在前横梁的上面。左上纵梁的前后两端分别固定至左连接部和后横梁上，左上纵梁上设置有左上吸能结构。右上纵梁的前后两端分别固定至右连接部和后横梁上，右上纵梁上设置有右上吸能结构。本发明的副车架刚度和强度大，同时在汽车发生诸如正碰时能够很好地吸收碰撞能量，保护驾驶舱乘员的人身安全，提高整车的安全性。

Description

副车架及具有其的汽车

技术领域

本发明涉及汽车构造技术领域，尤其是涉及一种副车架及具有其的汽车。

背景技术

汽车副车架作为汽车悬架的重要组成部分，是连接车身与车轮的桥梁，同时副车架还可用于连接支撑发动机、转向系统和摆臂等。

考虑到车辆对于操控稳定性的要求，希望悬架的刚度越大越好，因此汽车的副车架通常由多片厚度为2mm左右的高强度钢板冲压成型。应用该种副车架的整车悬架刚度高，操控性能好。但由于副车架是钢铁材质，其重量大，燃油经济性不佳，且从缓冲吸能的角度看，在车辆发生正面碰撞时副车架的变形量小，起不到缓冲吸能的作用，冲击力会通过副车架直接传递到驾驶室，威胁驾驶员和乘客的安全，整车安全性差。

也有车型上，为改善车辆的碰撞安全性，在副车架的前端增加了一个缓冲吸能模块，此方法虽在一定程度上提升了车辆的碰撞安全性，但势必会额外增加车辆的前悬长度，影响整车布置。

副车架如采用铝合金材质制作，虽可以改善碰撞安全性、减轻整车重量，获得较好的燃油经济性，但铝合金材料成本太高，故应用较少。

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，本发明的一个目的在于提出一种副车架，该副车架结构简单，刚度和强度大，同时在汽车发生诸如正碰时能够很好地吸收碰撞能量，保护驾驶舱乘员的人身安全，提高整车的安全性。

本发明的另一方面在于提出一种采用上述副车架的汽车。

根据本发明的一个方面，提出了一种副车架，该副车架包括：前横梁和后横梁，所述后横梁位于所述前横梁的后方；左下纵梁，所述左下纵梁的前后两端分别固定至所述前横梁和所述后横梁上，所述左下纵梁上设置有左下吸能结构；右下纵梁，所述右下纵梁与所述左下纵梁左右间隔开，所述右下纵梁的前后两端分别固定至所述前横梁和所述后横梁上，所述右下纵梁上设置有右下吸能结构；左连接部和右连接部，所述左连接部和所述右连接部分别设在所述前横梁的上面；左上纵梁，所述左上纵梁位于所述左下纵梁的上方，所述左上纵梁的前后两端分别固定至所述左连接部和所述后横梁上，所述左上纵梁上设置有左上吸能结构；右上纵梁，所述右上纵梁位于所述右下纵梁的上方，所述右上纵梁与所述左上纵梁左右间隔开，所述右上纵梁的前后两端分别固定至所述右连接部和所述后横梁上，所述右上纵梁上设置有右上吸能结构。

根据本发明的副车架，各纵梁可很好地吸收正碰能量，同时两个横梁分别与四个纵梁相连，从而增加了副车架的整体刚度，而且每个纵梁上都设置有吸能结构，因此可以进一步吸收能量，衰减了向车身传递的碰撞能量，从而避免驾驶舱严重变形，保护了驾驶舱内乘客的人身安全，进而提高了汽车的安全性。

另外，根据本发明的副车架，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述左下吸能结构邻近所述左下纵梁的前端，所述右下吸能结构邻近所述右下纵梁的前端，并且所述左下吸能结构与所述右下吸能结构左右对称。

根据本发明的一个实施例，所述左下吸能结构和所述右下吸能结构均构造为吸能凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述左下纵梁上形成有左下折弯段，所述左下折弯段朝向外侧弯曲，

所述右下纵梁上形成有右下折弯段，所述右下折弯段朝向外侧弯曲，

其中所述左下折弯段与所述右下折弯段左右对称。

根据本发明的一个实施例，所述左下折弯段邻近所述左下纵梁的后端且位于所述左下吸能结构的后侧，

所述右下折弯段邻近所述右下纵梁的后端且位于所述右下吸能结构的后侧。

根据本发明的一个实施例，所述左上吸能结构邻近所述左上纵梁的前端，所述右上吸能结构邻近所述右上纵梁的前端，并且所述左上吸能结构与所述右上吸能结构左右对称。

根据本发明的一个实施例，所述左上吸能结构和所述右上吸能结构均构造为吸能凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述左上纵梁上形成有左上折弯段，所述左上折弯段向下弯曲，

所述右上纵梁上形成有右上折弯段，所述右上折弯段向下弯曲，

其中所述左上折弯段与所述右上折弯段左右对称。

根据本发明的一个实施例，所述左上折弯段邻近所述左上纵梁的后端且位于所述左上吸能结构的后侧，

所述右上折弯段邻近所述右上纵梁的后端且位于所述右上吸能结构的后侧。

根据本发明的另一方面，提出了一种汽车，该汽车采用了上述的副车架。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的副车架的立体图；

图2是根据本发明一个实施例的副车架的俯视图；

图3是根据本发明一个实施例的副车架的侧视图；

图4是前横梁的示意图；

图5是后横梁的示意图；

图6是后横梁的截面图；

图7是左连接部和右连接部的示意图；

图8是吸能凹槽的示意图。

附图标记说明：

副车架100；

前横梁1；

后横梁2，第一后横梁21，第二后横梁22，安装部23；

左下纵梁3，左下吸能结构31，左下折弯段32；

右下纵梁4，右下吸能结构41，右下折弯段42；

左连接部5；

右连接部6；

左上纵梁7，左上吸能结构71，左上折弯段72；

右上纵梁8，右上吸能结构81，右上折弯段82。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的副车架100，该副车架100是汽车悬架的组成部分，可用于支撑固定发动机、转向系统等零部件。

参照图1所示，根据本发明一个实施例的副车架100包括前横梁1、后横梁2、左下纵梁3、右下纵梁4、左连接部5、右连接部6、左上纵梁7和右上纵梁8。

其中，前横梁1沿左右方向延伸，该左右方向就是汽车的横向。前横梁1可以是一个槽形的冲压件，其开口端可朝向下方，其左右两端适于与汽车的下摇臂固定。后横梁2位于前横梁1的后方，后横梁2也沿左右方向延伸，并且后横梁2与前横梁1优选是平行的。

左下纵梁3的前后两端分别固定至前横梁1和后横梁2上，例如，左下纵梁3的前端可插入前横梁1左端的安装孔内，然后再通过焊接的方式将二者焊接成一体结构，这样可以大大增加左下纵梁3与前横梁1的固定强度，左下纵梁3与后横梁2也可采用焊接的方式焊成一体结构。其中左下纵梁3上设置有左下吸能结构31，该左下吸能结构31能够吸收汽车在发生诸如正碰时的冲击能量，如图2所示。

同样，右下纵梁4的前端也可插入前横梁1右端的安装孔内，然后再通过焊接的方式将二者焊接成一体结构，这样可提高右下纵梁4与前横梁1的固定强度，右下纵梁4的后端与后横梁2也可采用焊接的方式焊成一体结构。参照图1和图2所示，右下纵梁4与左下纵梁3左右间隔开，并且右下纵梁4上设置有右下吸能结构41，该右下吸能结构41能够吸收汽车在发生诸如正碰时的冲击能量。

参照图1和图7所示，左连接部5和右连接部6分别设在前横梁1的上面，例如左连接部5和右连接部6可分别焊接在前横梁1的上面，左连接部5和右连接部6优选左右对称。参照图7所示，左连接部5与右连接部6可采用相同或相近的结构，例如在图7的示例中，左连接部5与右连接部6均可采用图中所示的结构，该结构的水平截面与U形相近。

如图1和图2所示，左上纵梁7位于左下纵梁3的上方，左上纵梁7的前后两端分别固定至左连接部5和后横梁2上，例如左上纵梁7可分别与左连接部5和后横梁2焊接成一体结构。左上纵梁7上设置有左上吸能结构71，该左上吸能结构71能够吸收汽车在发生诸如正碰时的冲击能量。

同样，如图1和图2所示，右上纵梁8位于右下纵梁4的上方，右上纵梁8与左上纵梁7左右间隔开，右上纵梁8的前后两端分别固定至右连接部6和后横梁2上，例如右上纵梁8可分别与右连接部6和后横梁2焊接成一体结构，其中右上纵梁8上设置有右上吸能结构81，该右上吸能结构81能够吸收汽车在发生诸如正碰时的冲击能量。

具有该副车架100的汽车在发生诸如正碰时，碰撞能量首先从前面传递至副车架100，此时左上纵梁7、左下纵梁3、右上纵梁8和右下纵梁4被挤压从而吸收部分能量，而每个纵梁上的吸能结构可以进一步吸收碰撞能量，同时该四个纵梁通过前横梁1和后横梁2连接，该两个横梁与该四个纵梁协同变形，更进一步吸收碰撞能量，从而使副车架100充分变形，进而降低向汽车车身传递的碰撞能量，减小驾驶舱的变形，从而保护舱内驾驶员和乘客的人身安全。

根据本发明实施例的副车架100，各纵梁可很好地吸收正碰能量，同时两个横梁分别与四个纵梁相连，从而增加了副车架100的整体刚度，而且每个纵梁上都设置有吸能结构，因此可以进一步吸收能量，衰减了向车身传递的碰撞能量，从而避免驾驶舱严重变形，保护了驾驶舱内乘客的人身安全，进而提高了汽车的安全性。

参照图2所示，左下吸能结构31邻近左下纵梁3的前端，这样在能量传递至左下纵梁3时，由于左下吸能结构31位置靠前，从而能够更好地吸收部分能量。同样，右下吸能结构41邻近右下纵梁4的前端。其中左下吸能结构31与右下吸能结构41左右对称，采用对称设计能够使得左下纵梁3和右下纵梁4在吸收碰撞能量时尽量同步变形，避免一侧吸收过多的能量后变形严重。

进一步，参照图2和图8所示，左下吸能结构31和右下吸能结构41均构造为吸能凹槽。该吸能凹槽的横截面可为圆弧形，该吸能凹槽在吸收碰撞能量后会发生溃缩，从而充分吸收能量。该吸能凹槽可通过冲压的方式形成，这样可以降低吸能凹槽的成本。

吸能凹槽的深度可以根据左下纵梁3和右下纵梁4的尺寸来设置，例如当相应纵梁的径向尺寸较大时，该吸能凹槽的深度也可相应变深，而当相应纵梁的径向尺寸较小时，该吸能凹槽的深度也可相应变浅。

根据本发明的一个优选实施例，如图1和图2所示，左下纵梁3上形成有左下折弯段32，该左下折弯段32朝向外侧即左侧弯曲，通过在左下纵梁3上进一步设置左下折弯段32，从而在汽车发生碰撞且碰撞能量传递至该左下折弯段32处时，该左下折弯段32会发生折叠式塑性变形，更进一步吸收碰撞能量，大大衰减向车身传递的能量。

同样，右下纵梁4上形成有右下折弯段42，该右下折弯段42朝向外侧即右侧弯曲，该右下折弯段42在吸收碰撞能量时也会发生折叠式塑性变形。

其中，左下折弯段32与右下折弯段42左右对称，采用对称设计能够使得左下纵梁3和右下纵梁4在吸收碰撞能量时尽量同步变形，避免一侧吸收过多的能量后变形严重而降低吸能效果。

进一步地，参照图1和图2所示，该左下折弯段32邻近左下纵梁3的后端且位于左下吸能结构31例如吸能凹槽的后侧，同样，右下折弯段42邻近右下纵梁4的后端且位于右下吸能结构41例如吸能凹槽的后侧。

由此，在汽车发生诸如正碰时，左下纵梁3和右下纵梁4会先发生溃缩变形，吸收一部分能量，然后在发生折叠式塑性变形，进一步吸收能量，从而大大减小向车身传递的碰撞能量，降低驾驶舱的形变，提高了对舱内乘客的保护力度。

下面将详细描述左上纵梁7和右上纵梁8。

首先，参照图1和图2所示，左上吸能结构71邻近左上纵梁7的前端，右上吸能结构81邻近右上纵梁8的前端，该左上吸能结构71与右上吸能结构81在相应纵梁上的设置位置与上述左下吸能结构31与右下吸能结构41在相应纵梁上的设置位置是相似的，都是为了更好地吸收能量。

同样，为了使左上纵梁7与右上纵梁8吸收能量时变形尽量一致，该左上吸能结构71与右上吸能结构81也是左右对称的。

进一步，该左上吸能结构71与右上吸能结构81也均构造成吸能凹槽，也就是说，在本发明的一个实施例中，左上吸能结构71、左下吸能结构31、右上吸能结构81和右下吸能结构41均可采用相同或相近似的吸能凹槽形式，参照图8所示。

为了进一步提高左上纵梁7和右上纵梁8对碰撞能量吸收的效果，根据本发明的一个实施例，如图1-图3所示，左上纵梁7上形成有左上折弯段72，该左上折弯段72向下弯曲，同样右上纵梁8上也形成有右上折弯段82，该右上折弯段82同样向下弯曲，参照图1和图3所示，其中该左上折弯段72与右上折弯段82左右对称，参照图2。

该左上折弯段72与右上折弯段82在吸收碰撞能量时也会发生折叠式塑性变形，因此通过在左上纵梁7和右上纵梁8上分别设置左上折弯段72与右上折弯段82，可以更进一步提高左上纵梁7和右上纵梁8对碰撞能量吸收的效果。而且，该左上折弯段72与右上折弯段82左右对称也能尽量保证左上纵梁7和右上纵梁8在变形时尽量同步，避免发生一侧纵梁吸收能量过多后变形严重，增加向车身传递的能量，威胁驾驶舱内乘员的人身安全。

更进一步，左上折弯段72邻近左上纵梁7的后端且位于左上吸能结构71例如吸能凹槽的后侧，同样，右上折弯段82邻近右上纵梁8的后端且位于右上吸能结构81例如吸能凹槽的后侧。这样在汽车发生碰撞时，可以使左上纵梁7和右上纵梁8先发生溃缩变形，吸收一部分能量，然后在发生折叠式塑性变形，进一步吸收能量，从而大大衰减向车身传递的碰撞能量。

简言之，在本发明的一个较优选的实施方式中，每个纵梁的邻近前端的部分均设置有吸能结构例如吸能凹槽，且每个纵梁的邻近后端的部分均设置有折弯段，该折弯段位于吸能结构的后面，这样四个纵梁在吸收碰撞能量时都是先发生溃散变形，后发生折叠式塑性变形，从而使该四个纵梁尽量同步发生形变，平均分担冲击能量，最大限度地降低向车身传递的能量。

其中，图2中的曲线A₁和A₂分别示出了左下纵梁3与右下纵梁4吸收碰撞能量后在水平面内的大致变形趋势。图1中的曲线B₁和B₂分别示出了左上纵梁7与右上纵梁8吸收碰撞能量后在水平面内的大致变形趋势。图3中的曲线C₁示出了左上纵梁7吸收碰撞能量后在竖直面内的大致变形趋势，其中右上纵梁8吸收碰撞能量后在竖直面内的变形情况与曲线C₁大致相同。可以理解的是，上述的变形曲线仅是相应纵梁在吸收能量后的一种变形趋势，不能理解为相应纵梁的实际变形情况。

根据本发明的一个实施例，参照图5，后横梁2的左右两端分别设置有向上向外延伸的安装部23，也就是说，位于左侧的安装部23向上向左延伸，由于右侧的安装部23向上向右延伸，其中左上纵梁7和右上纵梁8的后端分别焊接至后横梁2左右两端的安装部23。

根据本发明的一个实施例，后横梁2、左下纵梁3、左上纵梁7、右上纵梁8和右下纵梁4均为中空件。

例如左下纵梁3、左上纵梁7、右上纵梁8和右下纵梁4可为中空的管状梁结构，进一步，该四个纵梁可为液压成型管件，这样在保证纵梁具有足够的刚度与强度的条件下，能够大大降低副车架100的整体重量，同时减少了用于拼装副车架100的零件数量和焊接部位，降低了副车架100由于焊接缺陷造成疲劳失效的风险

如图5和图6所示，后横梁2可以包括第一后横梁21和第二后横梁22，第一后横梁21的截面可为大体U形，第二后横梁22可焊接在第一后横梁21的两端开口处，从而构成一中空的管状结构。本发明的副车架100，可通过四个纵梁前后两端的车身连接套管与汽车的车身固定。

整体而言，本发明的副车架100由布置在纵向的四个纵梁和用于连接这四个纵梁的两个横梁及两个连接部组成一个桁架结构，同时，在每个纵梁上还布置有吸能结构和折弯段，这使得副车架100在充分发挥桁架结构重量轻、刚度大优势的条件下，可以在车辆发生碰撞的情况下以纵梁产生溃缩和折叠式塑性变形两种变形形式为主，最大限度地吸收因碰撞产生的冲击能量，减少向驾驶舱传递的能量，保护乘员的安全，大大提升了汽车的碰撞安全性。

下面简单描述根据本发明实施例的汽车。

根据本发明实施例的汽车，包括根据本发明上述实施例描述的用于汽车的副车架100。由于该汽车设置有上述的副车架100，因此具有改善的碰撞性能，提高了对车内乘员的保护力度。

可以理解的是，根据本发明实施例的汽车的其它构成例如发动机、变速器、差减总成等及其工作原理，均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，这里不再一一详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种副车架，其特征在于，包括：

前横梁和后横梁，所述后横梁位于所述前横梁的后方；

左下纵梁，所述左下纵梁的前后两端分别固定至所述前横梁和所述后横梁上，所述左下纵梁上设置有左下吸能结构；

右下纵梁，所述右下纵梁与所述左下纵梁左右间隔开，所述右下纵梁的前后两端分别固定至所述前横梁和所述后横梁上，所述右下纵梁上设置有右下吸能结构；

左连接部和右连接部，所述左连接部和所述右连接部分别设在所述前横梁的上面；

左上纵梁，所述左上纵梁位于所述左下纵梁的上方，所述左上纵梁的前后两端分别固定至所述左连接部和所述后横梁上，所述左上纵梁上设置有左上吸能结构；

右上纵梁，所述右上纵梁位于所述右下纵梁的上方，所述右上纵梁与所述左上纵梁左右间隔开，所述右上纵梁的前后两端分别固定至所述右连接部和所述后横梁上，所述右上纵梁上设置有右上吸能结构；

所述左下纵梁上形成有左下折弯段，所述左下折弯段朝向外侧弯曲，

所述右下纵梁上形成有右下折弯段，所述右下折弯段朝向外侧弯曲，

其中所述左下折弯段与所述右下折弯段左右对称；

所述左下折弯段邻近所述左下纵梁的后端且位于所述左下吸能结构的后侧，

所述右下折弯段邻近所述右下纵梁的后端且位于所述右下吸能结构的后侧。

2.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述左下吸能结构邻近所述左下纵梁的前端，所述右下吸能结构邻近所述右下纵梁的前端，并且所述左下吸能结构与所述右下吸能结构左右对称。

3.根据权利要求2所述的副车架，其特征在于，所述左下吸能结构和所述右下吸能结构均构造为吸能凹槽。

4.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述左上吸能结构邻近所述左上纵梁的前端，所述右上吸能结构邻近所述右上纵梁的前端，并且所述左上吸能结构与所述右上吸能结构左右对称。

5.根据权利要求4所述的副车架，其特征在于，所述左上吸能结构和所述右上吸能结构均构造为吸能凹槽。

6.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述左上纵梁上形成有左上折弯段，所述左上折弯段向下弯曲，

所述右上纵梁上形成有右上折弯段，所述右上折弯段向下弯曲，

其中所述左上折弯段与所述右上折弯段左右对称。

7.根据权利要求6所述的副车架，其特征在于，所述左上折弯段邻近所述左上纵梁的后端且位于所述左上吸能结构的后侧，

所述右上折弯段邻近所述右上纵梁的后端且位于所述右上吸能结构的后侧。

8.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的副车架。