CN103287509A - 一种轻量化客车车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻量化客车车身结构，属于客车车身技术领域。它包括前围总成、后围总成、左右侧围总成、顶盖总成和地板总成，所述前围总成、后围总成、侧围总成、顶盖总成和地板总成均为铝型材，所述前围总成、后围总成、侧围总成、顶盖总成和地板总成之间通过连接件铆接围成整体的封闭框架结构，所述前围总成和后围总成分别连接在左右侧围总成前端和后端，所述顶盖总成和地板总成分别连接在左右侧围总成顶端和底部。本发其车身各封闭受力环之间由整体贯通式侧风窗上梁连接固定，形成上下封闭受力环、前后封闭受力环，形成整车载荷有效传递和分解的框架结构，车身整体受力均匀。

Description

一种轻量化客车车身结构

技术领域

本发明属于客车车身技术领域，主要涉及一种轻量化客车车身结构。

背景技术

近年来，随着汽车工业的迅速发展，世界性能源问题、环境保护问题变得越来越突出。于是减轻汽车自重、降低油耗和废气排放量已成为各大汽车生产厂商提高竞争能力的关键。减轻汽车质量的重要途径就是使汽车材料轻量化。

目前国内传统客车是采用钢结构车身骨架，由前围总成、后围总成、左/右侧围总成、顶盖总成和底架总成等六大片总成经组焊而成，车身骨架和外板的重量占整车重量的比重较高。而且随着国内客车设计技术水平的提高，客车车身骨架结构优化设计已经比较普遍，在车身骨架结构优化方面也已经没有较大的减重措施，迫切需要通过替代材料来达到轻量化的目的，而利用铝合金材料代替钢材是汽车轻量化的一个重要途径。因此，提供一种强度高、结构稳定、轻量化的全铝型材客车车身结构成为客车技术领域迫切需要解决的难题。

发明内容

本发明为了解决目前传统客车整车自重大、焊接变形大、生产环境恶劣等技术问题，提供一种质量轻、无焊接污染、结构强度稳定、生产效率高的轻量化客车车身结构。

本发明采用的技术方案是：一种轻量化客车车身结构，它包括前围总成、后围总成、左右侧围总成、顶盖总成和地板总成，所述前围总成、后围总成、侧围总成、顶盖总成和地板总成均为铝型材，所述前围总成、后围总成、侧围总成、顶盖总成和地板总成之间通过连接件铆接围成整体的封闭框架结构，所述前围总成和后围总成分别连接在左右侧围总成前端和后端，所述顶盖总成和地板总成分别连接在左右侧围总成顶端和底部。

进一步优选的结构，所述前围总成包括左右前围立柱和前围顶横梁，所述左右前围立柱为整体式贯通立柱，所述左右前围立柱的顶端分别与前围顶横梁的左右两端连接；所述前围总成还包括位于前围顶横梁下方的前风窗上横梁、前风窗连接梁和前风窗下横梁；所述前风窗上横梁、前风窗下横梁、和前风窗连接梁两端分别与左右前围立柱连接；所述前风窗上横梁与前围顶横梁之间由连接立柱支撑连接，所述前围总成通过左右前围立柱与侧围总成连接。

进一步优选的结构，所述后围总成包括左右后围立柱、后围顶横梁，所述左右后围立柱为整体贯通梁，所述左右后围立柱的顶端分别与后围顶横梁两端连接；所述后围总成还包括位于后围顶横梁下方的后风窗下横梁、左右后风窗立柱、左右后中门立柱和后中门上横梁，所述后风窗下横梁左右两端分别与左右后围立柱连接，所述左右后风窗立柱上下两端分别与顶横梁和后风窗下横梁连接，所述左右后中门立柱上端与后风窗下横梁连接，所述后中门上横梁左右两端分别与左右后中门立柱连接；所述后风窗立柱与后围立柱之间连接有连接横梁，所述后风窗下横梁与后中门上横梁之间通过连接立柱支撑连接，所述后中门立柱与后围立柱之间连接有若干连接横梁；所述后围总成通过左右后围立柱与侧围总成连接。

进一步优选的结构，所述侧围总成由侧围骨架和覆于侧围骨架的蒙皮组成，所述侧围骨架包括若干整体贯通式的侧窗立柱、横向固定于各侧窗立柱之间的侧风窗上连接梁和侧风窗下梁、位于侧风窗下梁下方的底部裙梁，所述侧风窗下梁与底部裙梁之间设有裙围立柱，所述侧窗立柱和裙围立柱之间设有横向固定支撑的腰梁。

进一步优选的结构，所述侧围骨架在前后轮罩处设有横向连接侧窗立柱和裙围立柱的加强横梁和立柱梁。

进一步优选的结构，所述顶盖总成由顶盖骨架和覆于顶盖骨架的蒙皮组成，所述顶盖骨架包括有左右两侧贯通的左右侧风窗上梁、连接在左右侧风窗上梁之间的若干整体贯通的顶盖上弯横梁和连接在若干顶盖上弯横梁之间的若干分段纵梁；所述顶盖骨架通过左右侧风窗上梁、最前端的分段纵梁和最后端的分段纵梁与前围骨架和后围骨架连接，所述顶盖骨架通过侧风窗上梁与侧围骨架连接。

进一步优选的结构，所述侧风窗上梁是断面为弧形的空心型材，所述侧风窗上梁内部设有加强筋。

进一步优选的结构，所述地板总成包括前地板骨架、中地板骨架、后地板贯通横梁和后地板骨架，所述后地板贯通横梁的左右两端与侧围骨架连接。

进一步优选的结构，所述客车车身结构内部所有横梁和立柱均为铝型材，所述横梁和立柱的相交处采用连接件通过铆钉固定连接。

进一步优选的结构，所述连接件为角铝。

本发明的技术方案中，其车身各封闭受力环之间由整体贯通式侧风窗上梁连接固定，形成上下封闭受力环、前后封闭受力环，形成整车载荷有效传递和分解的框架结构，当有外力作用在车身的某个部位时，载荷会通过整车的封闭环结构迅速分解到车身各个部位，使承载力逐次减弱，达到车身整体受力均匀的技术目的；本技术方案的另一特点是不仅整车车身为铝型材结构，而且车身骨架之间的连接由角铝连接件通过铆钉固定，从而取消了传统的车身骨架焊接连接方式，避免了焊接污染，工人只需根据车身位置不同，采用“角铝+铆钉”即可实现整个车身骨架的拼装，操作简单，对工人劳动技能要求不高。另外，由于铝型材的重量轻，不仅可以减轻工人的劳动强度，而且整车具有重量轻、使用寿命长、抗倾斜、扭转能力强、燃油经济性高等优点。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2为前围骨架主视结构图；

图3为前围骨架侧视结构图；

图4为后围骨架主视结构图；

图5为后围骨架侧视结构图；

图6为侧围骨架侧视结构图；

图7为顶盖骨架轴侧视结构图；

图8为侧风窗上梁截面图；

图9为前地板骨架结构示意图；

图10为中地板骨架结构示意图；

图11为后地板贯通横梁结构示意图；

图12为后地板骨架结构示意图；

图13是骨架连接处局部结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示，本发明包括前围总成、后围总成、左右侧围总成、顶盖总成和地板总成，所述前围总成、后围总成、侧围总成、顶盖总成和地板总成均为铝型材，所述前围总成、后围总成、侧围总成、顶盖总成和地板总成之间通过连接件铆接围成整体的封闭框架结构，所述前围总成和后围总成分别连接在左右侧围总成前端和后端，所述顶盖总成和地板总成分别连接在左右侧围总成顶端和底部。

如图2和图3所示，所述前围总成包括左右前围立柱5和前围顶横梁4，所述左右前围立柱5为整体式贯通立柱，所述左右前围立柱5的顶端分别与前围顶横梁4的左右两端连接；所述前围总成还包括位于前围顶横梁4下方的前风窗上横梁1、前风窗连接梁3和前风窗下横梁2；所述前风窗上横梁1、前风窗下横梁2、和前风窗连接梁3两端分别与左右前围立柱5连接；所述前风窗上横梁1与前围顶横梁4之间由连接立柱6支撑连接，所述前围总成通过左右前围立柱5与侧围总成连接，如图1所示，所述连接立柱6位置与顶盖骨架上的最前端的分段纵梁27位置相对应。

如图4和图5所示，所述后围总成包括左右后围立柱11、后围顶横梁8，所述左右后围立柱11为整体贯通梁，所述左右后围立柱11的顶端分别与后围顶横梁8两端连接；所述后围总成还包括位于后围顶横梁8下方的后风窗下横梁9、左右后风窗立柱10、左右后中门立柱15和后中门上横梁13，所述后风窗下横梁9左右两端分别与左右后围立柱11连接，所述左右后风窗立柱10上下两端分别与后围顶横梁8和后风窗下横梁9连接，所述左右后中门立柱15上端与后风窗下横梁9连接，所述后中门上横梁13左右两端分别与左右后中门立柱15连接；所述后风窗立柱10与后围立柱11之间连接有连接横梁12，所述后风窗下横梁9与后中门上横梁13之间通过连接立柱14支撑连接，所述后中门立柱15与后围立柱11之间连接有若干连接横梁16。所述后围总成通过左右后围立柱11与侧围总成连接。

如图6所示，所述侧围总成由侧围骨架和覆于侧围骨架的蒙皮组成，所述侧围骨架包括若干整体贯通式的侧窗立柱17、横向固定于各侧窗立柱17之间的侧风窗上连接梁18和侧风窗下梁19、位于侧风窗下梁19下方的底部裙梁20，所述侧风窗下梁19与底部裙梁20之间设有裙围立柱21，所述侧窗立柱17和裙围立柱21之间设有横向固定支撑的腰梁22，侧风窗下梁19和腰梁22、底部裙梁20相互固定连接构成矩形承载框架结构，受力分布均匀、结构稳定性好；左右侧围的车轮开口处不能封闭，所述侧围骨架在前后轮罩处设有横向连接侧窗立柱17和裙围立柱21的加强横梁23和立柱梁24构成承载单元，承载单元与车架上前后轮罩骨架对应连接固定，使侧围总成构成整体刚性框架。

如图7和图8所示，所述顶盖总成由顶盖骨架和覆于顶盖骨架的蒙皮组成，所述顶盖骨架包括有左右两侧贯通的左右侧风窗上梁25、连接在左右侧风窗上梁25之间的若干整体贯通的顶盖上弯横梁26和连接在若干顶盖上弯横梁26之间的若干分段纵梁；所述顶盖骨架通过左右侧风窗上梁25、最前端的分段纵梁27和最后端的分段纵梁28与前围骨架和后围骨架连接，所述顶盖骨架通过侧风窗上梁25与侧围骨架连接。所述侧风窗上梁25是断面为弧形的空心型材，所述侧风窗上梁内部设有加强筋25.1，不仅避免了顶盖骨架横向方管的折弯变形，也提高了车身上部结构强度和扭转刚度；同时，所述侧风窗上梁25的外表面可直接作为车身外表面，从而减小顶盖蒙皮的宽度，使之小于国内铝合金板的最大轧制幅宽，实现整体式顶盖蒙皮，无需分块拼焊，减少焊缝，避免漏水。

如图9—图12所示，所述地板总成包括前地板骨架29、中地板骨架30、后地板贯通横梁32和后地板骨架31，所述后地板贯通横梁32的左右两端与侧围骨架连接。所述地板总成由铝型材方管组成，所述地板总成在与车架相交处采用连接件通过铆钉固定连接，所述连接件为角铝7，所述地板总成全部是直梁没有弯梁，制作工艺简便，生产效率高，后地板贯通横梁31与左右侧窗立柱17、裙围立柱21对应固定连接，且由矩形管构成的地板总成与车架共同构成整体刚性承载框架，不容易产生菱形变形，受力分布均匀，结构稳定性好。

如图13所示，所述横梁和立柱均为铝型材，横梁和立柱的相交处采用连接件通过铆钉固定连接，所述连接件7为角铝。

如图1所示，顶盖总成的最前端分段纵梁27的前端与前围总成的前围顶横梁4的后端固定连接；顶盖总成的最后端分段纵梁28的后端与后围总成的后围顶横梁8的前端固定连接；顶盖总成的侧风窗上梁25前端固定连接在前围总成的前围顶横梁4的后端面上、后端则固定连接于后围总成的后围顶横梁8的前端面上；侧围总成中的侧风窗上连接梁18、侧风窗下梁19、腰梁22和底部裙梁20的前端均固定于前围总成的左右前围立柱5上；侧围总成中的侧风窗下梁19和底部裙梁20的后端分别与后围总成中的左右后围立柱11固定连接；如图6、图7、图11所示，顶盖总成中的顶盖上弯横梁26与侧围总成中的侧窗立柱17、地板总成中的后地板贯通横梁32及连接横梁位置相对应，如图1所示，通过顶盖总成中的贯通式侧风窗上梁25构成多个全封闭的横截面结构受力环；通过所述客车车身结构中的前围总成、后围总成、左/右侧围总成、顶盖总成和地板总成分片制作后，依次组合固定构成一个具有封闭环结构的整体框架式全铝合金型材客车车身，其抗倾斜、抗扭转能力强。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种轻量化客车车身结构，它包括前围总成、后围总成、左右侧围总成、顶盖总成和地板总成，所述前围总成、后围总成、侧围总成、顶盖总成和地板总成均为铝型材，其特征在于：所述前围总成、后围总成、侧围总成、顶盖总成和地板总成之间通过连接件铆接围成整体的封闭框架结构，所述前围总成和后围总成分别连接在左右侧围总成前端和后端，所述顶盖总成和地板总成分别连接在左右侧围总成顶端和底部。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述前围总成包括左右前围立柱和前围顶横梁，所述左右前围立柱为整体式贯通立柱，所述左右前围立柱的顶端分别与前围顶横梁的左右两端连接；所述前围总成还包括位于前围顶横梁下方的前风窗上横梁、前风窗连接梁和前风窗下横梁；所述前风窗上横梁、前风窗下横梁、和前风窗连接梁两端分别与左右前围立柱连接；所述前风窗上横梁与前围顶横梁之间由连接立柱支撑连接，所述前围总成通过左右前围立柱与侧围总成连接。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述后围总成包括左右后围立柱、后围顶横梁，所述左右后围立柱为整体贯通梁，所述左右后围立柱的顶端分别与后围顶横梁两端连接；所述后围总成还包括位于后围顶横梁下方的后风窗下横梁、左右后风窗立柱、左右后中门立柱和后中门上横梁，所述后风窗下横梁左右两端分别与左右后围立柱连接，所述左右后风窗立柱上下两端分别与顶横梁和后风窗下横梁连接，所述左右后中门立柱上端与后风窗下横梁连接，所述后中门上横梁左右两端分别与左右后中门立柱连接；所述后风窗立柱与后围立柱之间连接有连接横梁，所述后风窗下横梁与后中门上横梁之间通过连接立柱支撑连接，所述后中门立柱与后围立柱之间连接有若干连接横梁；所述后围总成通过左右后围立柱与侧围总成连接。

4.根据权利要求1所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述侧围总成由侧围骨架和覆于侧围骨架的蒙皮组成，所述侧围骨架包括若干整体贯通式的侧窗立柱、横向固定于各侧窗立柱之间的侧风窗上连接梁和侧风窗下梁、位于侧风窗下梁下方的底部裙梁，所述侧风窗下梁与底部裙梁之间设有裙围立柱，所述侧窗立柱和裙围立柱之间设有横向固定支撑的腰梁。

5.根据权利要求4所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述侧围骨架在前后轮罩处设有横向连接侧窗立柱和裙围立柱的加强横梁和立柱梁。

6.根据权利要求1所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述顶盖总成由顶盖骨架和覆于顶盖骨架的蒙皮组成，所述顶盖骨架包括有左右两侧贯通的左右侧风窗上梁、连接在左右侧风窗上梁之间的若干整体贯通的顶盖上弯横梁和连接在若干顶盖上弯横梁之间的若干分段纵梁；所述顶盖骨架通过左右侧风窗上梁、最前端的分段纵梁和最后端的分段纵梁与前围骨架和后围骨架连接，所述顶盖骨架通过侧风窗上梁与侧围骨架连接。

7.根据权利要求6所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述侧风窗上梁是断面为弧形的空心型材，所述侧风窗上梁内部设有加强筋。

8.根据权利要求1所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述地板总成包括前地板骨架、中地板骨架、后地板贯通横梁和后地板骨架，所述后地板贯通横梁的左右两端与侧围骨架连接。

9.根据权利要求1所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述客车车身结构内部所有横梁和立柱均为铝型材，所述横梁和立柱的相交处采用连接件通过铆钉固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种轻量化客车车身结构，其特征在于：所述连接件为角铝。

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