CN103287496B - 用于车辆的副车架及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的副车架，还公开了一种具有该副车架的车辆。所述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；左纵梁，其中所述前横梁和所述后横梁的左端分别固定至所述左纵梁上，所述左纵梁形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形；和右纵梁，所述右纵梁与所述左纵梁彼此相对，其中所述前横梁和所述后横梁的右端分别固定至所述右纵梁上，所述右纵梁形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形。根据本发明实施例的副车架具有结构简单、方便整车布置、节省布置空间、安全性能高等优点。

Description

用于车辆的副车架及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体而言，涉及一种用于车辆的副车架及具有该副车架的车辆。

背景技术

现有的副车架的结构复杂，不能为车辆的悬架系统的其它零部件的布置提供充足的空间，使得车辆的布置不紧凑，空间利用率低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种副车架，所述副车架将左纵梁和右纵梁设计成形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形结构，从而为车辆的其它零部件的布置预留了空间，同时受到冲击时能够更好地吸收能量。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述副车架的车辆。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种用于车辆的副车架。所述用于车辆的副车架包括：前横梁和后横梁，所述后横梁位于所述前横梁的后方；左纵梁，其中所述前横梁和所述后横梁的左端分别固定至所述左纵梁上，所述左纵梁形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形；和右纵梁，所述右纵梁与所述左纵梁彼此相对，其中所述前横梁和所述后横梁的右端分别固定至所述右纵梁上，所述右纵梁形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形。所述前横梁、所述后横梁、所述左纵梁和所述右纵梁形成一个桁架结构。因而所述副车架具有强度高、刚度好、结构简单等优点。

进一步地，由于所述左纵梁和所述右纵梁均形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形，且所述左纵梁和所述右纵梁彼此相对，使得所述左纵梁的外侧和所述右纵梁的外侧的空间增大。也就是说，所述左纵梁和所述右纵梁的前端和后端的连线与所述左纵梁和所述右纵梁的中间所限定出的内凹的空间增大。由此可以为车辆的悬架系统的其它零部件（例如控制臂）的布置和安装预留了空间，使车辆的悬架系统的结构简单、紧凑，提高了空间利用率。同时车辆发生碰撞时，形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形的所述左纵梁和所述右纵梁能够更好地吸收碰撞能量，减少乘车人员受到的冲击，从而提高了整车的安全性能。因此根据本发明实施例的副车架具有强度高、刚度好、结构简单、方便整车布置、节省布置空间、安全性能高等优点。

另外，根据本发明上述实施例的用于车辆的副车架还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述左纵梁和所述右纵梁中的每一个均包括：前段、中段和后段，所述前段连接在所述中段的前方且从所述中段的前端向前向外延伸，所述后段连接在所述中段的后方且从所述中段的后端向后向外延伸，其中所述前段与所述中段之间的夹角范围在125-130度，所述后段与所述中段之间的夹角范围在130-135度。由此可以使所述副车架的吸能效果更佳。

根据本发明的一个实施例，所述左纵梁和所述右纵梁中的每一个的内部均构造有中空的纵梁空腔，所述前横梁内构造有中空的前横梁空腔，所述后横梁内构造有中空的后横梁空腔。这样所述左纵梁和所述右纵梁的吸能效果更好，且更加轻量化。

根据本发明的一个实施例，所述左纵梁和所述右纵梁中的每一个均包括横截面为U形的纵梁上板和纵梁下板，所述纵梁上板和所述纵梁下板相对设置且彼此固定以在所述纵梁上板与所述纵梁下板之间限定出所述纵梁空腔；所述前横梁包括横截面为U形的前横梁上板和前横梁下板，所述前横梁上板和所述前横梁下板相对设置且彼此固定以在所述前横梁上板与所述前横梁下板之间限定出所述前横梁空腔；所述后横梁包括前支撑板和具有U形横截面的后支撑板，所述前支撑板封闭所述后支撑板的开口侧以在所述前支撑板与所述后支撑板之间限定出所述后横梁空腔。

根据本发明的一个实施例，所述纵梁空腔的截面为椭圆形截面、长圆形截面或圆形截面。由此可以将降低所述左纵梁和所述右纵梁因边缘因磕碰、划伤、撕裂等潜在缺陷引起的应力集中现象。

根据本发明的一个实施例，所述椭圆形的长轴和短轴的比例的范围在1.3:1-2:1。

根据本发明的一个实施例，所述纵梁上板和所述纵梁下板一体形成。由此不仅可以降低所述左纵梁和所述右纵梁的质量和成本，而且提高材料利用率和疲劳强度。

根据本发明的一个实施例，所述前横梁空腔的横截面的截面积构造成从所述前横梁的中间向所述前横梁的左右两端逐渐增大。由此使所述副车架的所述前横梁的左端与所述左纵梁以及所述前横梁的右端与所述右纵梁有足够连接强度，同时使所述副车架中间较两端柔性较大，在保证车辆的操控性的同时兼顾了舒适性。

根据本发明的一个实施例，所述后支撑板上形成有用于减轻所述后支撑板重量的减重结构。由此可以进一步降低所述后横梁的重量，进而降低所述副车架的重量。

根据本发明第二方面的实施例提出一种车辆。所述车辆包括：车身；和副车架，所述副车架为根据本发明第一方面所述的副车架。通过设置上述副车架，所述车辆具有舒适性好、操控性好和安全性高等优点。

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是根据本发明实施例的用于车辆的副车架的立体结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的副车架的俯视图；

图3是图2在A-A处的截面图；

图4是图2在B-B处的截面图；

图5是图2在E-E处的截面图；

图6是图2在M-M处的截面图；

图7是图2在N-N处的截面图；

图8是根据本发明的另一个实施例的副车架的俯视图；

图9是图8在E’-E’处的截面图；

图10是图8在M’-M’处的截面图；

图11是图8在N’-N’处的截面图；

图12是根据本发明实施例的副车架的前/后横梁与左/右纵梁搭接处的局部剖视图；

图13是根据本发明实施例的左纵梁的结构示意图;

图14是是图2在L-L处的截面图。

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“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、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。

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；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。

下面参照图1-图13描述根据本发明实施例的用于车辆的副车架10。副车架10可以位于车辆的前部和后部用于支撑车辆的前桥和后桥，是车辆悬架系统的重要组成部分。副车架10主要用于提高车辆的悬挂系统的连接刚度，衰减路面的震动，提高车辆的舒适性、操控性和安全性。

如图1-图13所示，根据本发明实施例的用于车辆的副车架10包括前横梁100、后横梁200、左纵梁300和右纵梁400。

后横梁200位于前横梁100的后方。左纵梁300形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形，右纵梁400形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形。右纵梁400与左纵梁300彼此相对。其中，前横梁100的左端和后横梁200的左端分别固定至左纵梁300上，例如通过焊接固定。前横梁100的右端和所述后横梁200的右端分别固定至右纵梁400上，例如通过焊接固定。这样前横梁100、后横梁200、左纵梁300和右纵梁400形成一个桁架结构。因而副车架10具有强度高、刚度好、结构简单等优点。

进一步地，由于左纵梁300和右纵梁400均形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形，且左纵梁300和右纵梁400彼此相对，使得左纵梁300的外侧和右纵梁400的外侧的空间增大。也就是说，左纵梁300和右纵梁400的前端和后端的连线与左纵梁300和右纵梁400的中间所限定出的内凹的空间增大。由此可以为车辆的悬架系统的其它零部件（例如控制臂）的布置和安装预留了空间，使车辆的悬架系统的结构简单、紧凑，提高了空间利用率。同时车辆发生碰撞时，形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形的左纵梁300和右纵梁400能够更好地吸收碰撞能量，减少乘车人员受到的冲击，从而提高了整车的安全性能。因此根据本发明实施例的副车架10具有强度高、刚度好、结构简单、方便整车布置、节省布置空间、安全性能高等优点。

在本发明的一个可选的实施例中，副车架10可以位于车辆的后部。车辆的燃油箱通常安装在后部的副车架10的前端。车辆的后部受到碰撞时，副车架10通过左纵梁300和右纵梁400能够更好地吸收碰撞能量，避免了燃油箱因撞击而发生严重的变形和泄漏，同时也减少了向车身传递的碰撞能量，从而有效的保护了乘车人员的安全。

需要说明的是，朝向所述车辆内侧弯曲的弧形作广义理解。例如，所述弧形可以为圆弧形，也可以为大体C形，还可以是形成有内凹空间的其它形状。

在本发明的一个实施例中，如图13所示，左纵梁300和右纵梁400中的每一个均包括：前段L1、中段L2和后段L3。前段L1连接在中段L2的前方,且前段L1从中段L2的前端向前向外延伸。后段L3连接在中段L2的后方,且后段L3从中段L2的后端向后向外延伸。

通过发明人大量的碰撞实验和CAE验证，如图13所示，前段L1与中段L2之间的夹角α范围在125-130度，后段L3与中段L2之间的夹角β的范围在130-135度时，副车架10的吸能效果更佳。

有利地，左纵梁300和右纵梁400中的每一个的内部均可以构造有中空的纵梁空腔301。这样左纵梁300和右纵梁400的吸能效果更好，且更加轻量化。

可选地，如图5-图7、图9-图11所示纵梁空腔301的截面可以为椭圆形截面、长圆形截面或圆形截面。

优选地，纵梁空腔301的截面为椭圆形截面。椭圆形截面的设计降低了左纵梁300和右纵梁400的边缘因磕碰、划伤、撕裂等潜在缺陷引起的应力集中现象，且在轻量化和吸能效果方面也优于其它截面形状。由此可以显著提高左纵梁300和右纵梁400的强度，降低左纵梁300和右纵梁400的重量，从而提高副车架10的强度和碰撞安全性，使副车架10更加轻量化。

优选地，椭圆形的长轴和短轴的比例的范围在1.3:1-2:1。

这里需要说明的是，椭圆形截面也可以作广义理解，不局限于数学意义上的椭圆形，还可以是其它具有一定的长宽比，且外表面圆滑并与椭圆大体近似的形状。上述实施例中所述的椭圆形截面只是其中一种。

进一步地，在本发明的一个可选地实施例中，左纵梁300和右纵梁400中的每一个均可以包括横截面为U形的纵梁上板310和横截面为U形的纵梁下板320。纵梁上板310和纵梁下板320相对设置，且纵梁上板310和纵梁下板320彼此固定以在所述纵梁上板310与所述纵梁下板320之间限定出所述纵梁空腔301。

如图2、图5-图7所示的一个具体示例中，纵梁上板310的开口朝下，纵梁下板320的开口朝上，且纵梁下板320的开口的一部伸入纵梁上板310的开口内。也就是说，左纵梁300可以通过纵梁上板310和纵梁下板320扣合形成。可选地，纵梁上板310和纵梁下板320可以通过二氧化碳气体保护焊彼此固定。

在本发明的另一个可选地实施例中，纵梁上板310和纵梁下板320可以一体形成。如图8-图11所示的一个具体示例中，纵梁上板310和纵梁下板320可以通过管坯液压成型工艺一体形成。由此不仅可以降低左纵梁300和右纵梁400的质量和成本，而且提高材料利用率和疲劳强度。

也就是说，纵梁上板310和纵梁下板320可以通过冲压成型，然后焊接在一起，也可以通过管坯液压成型工艺一体形成。换言之，纵梁上板310和纵梁下板320可以通过不同的工艺制造。由此左纵梁300和右纵梁400的结构设计可以根据不同制造厂的工艺成熟度选择不同的加工工艺。

进一步地，前横梁100内构造有中空的前横梁空腔101，后横梁200内构造有中空的后横梁空腔201。这样前横梁100和后横梁200的吸能效果更好，且更加轻量化。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，前横梁100可以包括横截面为U形的前横梁上板110和横截面为U形的前横梁下板120，前横梁上板110和前横梁下板120相对设置且彼此固定以在所述前横梁上板110与所述前横梁下板120之间限定出所述前横梁空腔101。进一步可选地，前横梁空腔101的横截面可以为矩形，由此不仅提高了副车架10的刚度，而且保证了车辆的良好的操控性。

在本发明的一个具体示例中，如图3所示，前横梁上板110的开口朝下，前横梁下板120的开口朝上，且前横梁下板120的开口的一部伸入前横梁上板110的开口内。也就是说，前横梁100可以通过前横梁上板110和前横梁下板120扣合形成。可选地，前横梁上板110和前横梁下板120可以通过二氧化碳气体保护焊彼此固定。

有利地，前横梁空腔101的横截面的截面积构造成从前横梁100的中间向前横梁100的左右两端逐渐增大。也就是说，如图1、图2和图8所示，前横梁100被设计为左右两端宽中间窄的结构。由此使副车架10的前横梁100的左端与左纵梁300以及前横梁100的右端与右纵梁400有足够连接强度，同时使副车架10中间较两端柔性较大，在保证车辆的操控性的同时兼顾了舒适性。

如图1和图4所示，后横梁200可以包括前支撑板210和具有U形横截面的后支撑板220，前支撑板210可以封闭后支撑板220的开口侧以在前支撑板210与后支撑板220之间限定出后横梁空腔201。可选地，前支撑板210和后支撑板220可以通过焊接相连。

后支撑板220上可以形成有用于减轻所述后支撑板220重量的减重结构。在本发明的一个具体示例中，减重结构可以为减重孔2201。减重孔2201可以为多个。由此可以进一步降低后横梁200的重量，进而降低副车架10的重量。进一步地，如图4所示，前支撑板210上也可以设有减重孔2201，由此可以更进一步降低后横梁200的重量，进而降低副车架10的重量。

进一步地，在本发明的一个具体示例中，U形横截面的后支撑板220可以包括：上子板221、下子板222和后子板223。如图12所示，上子板221的左端和右端可以分别固定至纵梁上板310上，下子板222的左端和右端可以分别固定至纵梁下板320上。进一步地，如图12所示，前横梁上板110的左端和右端可以分别固定至纵梁上板310，前横梁下板120的左端和右端可以分别固定至纵梁下板320。这种连接方式不仅牢固、可靠，而且在提高副车架10的整体强度和刚度的同时，前横梁100与左纵梁300和右纵梁400中的每一个之间，后横梁200与左纵梁300和右纵梁400中的每一个之间都可以进行力的相互传递，避免了副车架10的局部位置设计强度过剩或不足，保证了整个结构受力均匀。而且，前横梁100与左纵梁300和右纵梁400的中部搭接轮廓呈弧形，后横梁200与左纵梁300和右纵梁400的中部搭接轮廓也呈弧形，所述弧形轮廓面能改善受力，有效降低应力集中现象。

如图1、图2、图4和图8所示，上子板221上和下子板222上都可以具有多个定位豁口2231。由此可以更好地对后支撑板220定位，以便方便前支撑板210与后支撑板220焊接形成后横梁200。

如图14所示，后横梁200上可以设有两个用于安装车辆的主减速器的主减速器安装孔2202，主减速器安装孔2202由两部分组成，其中一部分位于前支撑板210上，另一部分位于后子板223上。且两部分在前后方向上相对。同时减重孔2201也可以设在后子板223上。

多个减重孔2201和两个主减速器安装孔2202中的每一个均可以为翻边孔。这种翻边孔的结构不仅可以提高了后横梁200的结构强度，而且降低了孔周边应力集中。

本领域技术人员可以理解的是，通常主减速器安装时，需要通过焊接在主减速器安装孔2202内的安装套管与主减速器的安装轴套相连。

主减速器安装孔2202为翻边孔时，使得主减速器的安装轴套可直接压装到主减速器安装孔2202，而无需焊接其它零部件（例如安装套管）作为支撑或载体。因此，主减速器安装孔2202在降低孔边应力集中的前提下，减少了零部件数量，减化了车辆的结构。

本发明还提供了一种车辆。所述车辆包括车身和副车架10，副车架10为根据上述实施例所述的副车架10。

根据本发明实施例的车辆通过设置上述副车架10，从而具有舒适性好、操控性好和安全性高等优点。

具体而言，如图1、图2和图8所示，左纵梁300的前端和后端均设有车身安装孔3001，右纵梁400的前端和后端也都设有车身安装孔3001，车身通过车身安装孔3001与副车架10相连。

车身安装孔3001可以为翻边孔。这种翻边孔的结构不仅可以提高了左纵梁300和右纵梁400的结构强度，而且降低了车身安装孔3001周边应力集中。

此外，如图1、图2和图8所示，左纵梁300上靠近车身安装孔3001的位置设有漏液孔3002。由此，副车架10在电泳时无论悬挂在哪个车身安装孔3001上，都可以使电泳液顺利的流进、流出左纵梁300和右纵梁400，从而确保了副车架10的电泳漆面的质量。在本发明的一个具体示例中，漏液孔3002可以为8个，分别对称的设置在左纵梁300的前端与后端以及右纵梁400的前端与后端。

本领域人员可以理解的是，车辆还可以包括控制臂。如图1、图2和图8所示，副车架10还可以包括多个用于安装控制臂的控制臂安装支架500。控制臂安装支架500的结构和位置，可以根据车辆的控制臂的安装需要进行的结构尺寸和总布置设计，便于系列化、平台化开发，增强了零部件的通用性，减低了开发成本、缩短了开发周期。

因此，根据本发明实施例的副车架10以及车辆还具有通用性强、开发成本低、开发周期短等优点。

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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种用于车辆的副车架，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，所述后横梁包括前支撑板和具有U形横截面的后支撑板，所述前支撑板封闭所述后支撑板的开口侧以在所述前支撑板与所述后支撑板之间限定出后横梁空腔；

左纵梁，其中所述前横梁和所述后横梁的左端分别固定至所述左纵梁上，所述左纵梁形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形；和

右纵梁，所述右纵梁与所述左纵梁彼此相对，其中所述前横梁和所述后横梁的右端分别固定至所述右纵梁上，所述右纵梁形成为朝向所述车辆内侧弯曲的弧形；

所述左纵梁和所述右纵梁中的每一个均包括：前段、中段和后段，所述前段连接在所述中段的前方且从所述中段的前端向前向外延伸，所述后段连接在所述中段的后方且从所述中段的后端向后向外延伸，其中所述前段与所述中段之间的夹角范围在125-130度，所述后段与所述中段之间的夹角范围在130-135度。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的副车架，其特征在于，所述左纵梁和所述右纵梁中的每一个的内部均构造有中空的纵梁空腔，所述前横梁内构造有中空的前横梁空腔。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的副车架，其特征在于，

所述左纵梁和所述右纵梁中的每一个均包括横截面为U形的纵梁上板和纵梁下板，所述纵梁上板和所述纵梁下板相对设置且彼此固定以在所述纵梁上板与所述纵梁下板之间限定出所述纵梁空腔；

所述前横梁包括横截面为U形的前横梁上板和前横梁下板，所述前横梁上板和所述前横梁下板相对设置且彼此固定以在所述前横梁上板与所述前横梁下板之间限定出所述前横梁空腔。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的副车架，其特征在于，所述纵梁空腔的截面为椭圆形截面、长圆形截面或圆形截面。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的副车架，其特征在于，所述椭圆形的长轴和短轴的比例的范围在1.3:1-2:1。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的副车架，其特征在于，所述纵梁上板和所述纵梁下板一体形成。

7.根据权利要求2所述的用于车辆的副车架，其特征在于，所述前横梁空腔的横截面的截面积构造成从所述前横梁的中间向所述前横梁的左右两端中间逐渐增大。

8.根据权利要求2所述的用于车辆的副车架，其特征在于，所述后支撑板上形成有用于减轻所述后支撑板重量的减重结构。

9.一种车辆，其特征在于，包括：

车身；和

副车架，所述副车架为根据权利要求1-8中任一项所述的副车架。