CN103538628B - 一种车架结构及具有该车架结构的汽车 - Google Patents

一种车架结构及具有该车架结构的汽车 Download PDF

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本发明提供了一种车架结构(1)及具有该车架结构的汽车，该车架结构(1)包括两个纵梁总成(2)、后尾梁(31)、平衡悬架横梁(32)和至少1个普通横梁(33)，所述纵梁总成(2)、后尾梁(31)、平衡悬架横梁(32)和至少1个普通横梁(33)构成框架结构；所述纵梁总成(2)包括：变截面纵梁(22)，所述变截面纵梁(22)采用变截面槽型梁结构；内衬梁(21)，固定于所述变截面纵梁(22)内侧，尾部至车架尾端，前部至变截面处；外加强梁(23)，固定在所述变截面纵梁(22)外侧，尾部至车架尾端，前部超出上装前端坐落点(5)，所述外加强梁(23)为倒L形状，包裹在所述变截面纵梁(22)的外侧面和上翼面。

Description

一种车架结构及具有该车架结构的汽车
技术领域
本发明涉及汽车架构技术领域，尤其涉及一种车架结构及具有该车架结构的汽车。
背景技术
车架结构作为汽车的承载基体，一般由两个纵梁总成和多个横梁组成，通过悬挂装置和车桥等支承在车轮上。车架结构是重要的受力件，汽车大部分部件，如动力总成、驾驶室、车桥、悬架和上装等都与车架结构直接相连。在汽车行驶过程中，车架结构会承受来自地面的冲击载荷以及扭转、弯曲等各种载荷产生的弯矩和剪力，当载荷过大时，车架结构的强度将下降。
现有技术中，车架结构1”如图1所示，两个纵梁总成2”在车架两侧，多个横梁(包括位于车架尾端的后尾梁31、用于支撑上装的平衡悬架横梁32、及普通横梁33)将两个纵梁总成2”连接起来，形成框架结构。其中，在车架结构1”承受载荷较大的上装布置处(上装前端坐落点5)需要设计强度较高的结构，例如位于搅拌汽车搅拌罐体的布置位置，车架总成受到的弯矩和扭矩最大，当大方量搅拌车使用过程中，车架总成的上装前端坐落点5所受到的应力最大；且后悬以及后轴位置的载荷过大，抗弯扭能力大幅下降。
通常，该纵梁总成2”由变截面纵梁22(靠近车辆前端驾驶室处的一段纵梁截面变小，通常是高度减小)、内衬梁21组成。其中，变截面纵梁22长度与整车长度相同；内衬梁21后端与车架尾端平齐，前端止于纵梁变截面处，使上装布置处纵梁强度提升；在车架结构的后部，即平衡悬架处位置的纵梁总成22”侧面连接有加强板4”，汽车的上装结构就连接在该加强板4”之上，以提升该处的纵梁强度。
虽然车架结构纵梁总成上设置内衬梁21及加强板4”，在一定程度上增强了车架结构的强度，但实际操作证明当这种车架结构上匹配大容量上装时，抗弯曲能力仍然下降较大，纵梁总成还是容易变形，从而导致连接车架的悬架板簧弯曲失效，汽车安全性以及平稳性下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种车架结构及具有该车架结构的汽车，以解决现有技术中车架结构纵梁强度差，容易变形的问题。
为此，本发明提供了一种车架结构，该车架结构包括两个纵梁总成、后尾梁、平衡悬架横梁和至少1个普通横梁，所述纵梁总成、后尾梁、平衡悬架横梁和至少1个普通横梁构成框架结构；所述纵梁总成包括：
变截面纵梁，所述变截面纵梁采用变截面槽型梁结构；
内衬梁，固定于所述变截面纵梁内侧，尾部至车架尾端，前部至变截面处；
外加强梁，固定在所述变截面纵梁外侧，尾部至车架尾端，前部超出上装前端坐落点，所述外加强梁为倒L形状，包裹在所述变截面纵梁的外侧面和上翼面。
优选地，还包括：
局部加强板，设置在平衡悬架横梁两端的外加强梁外侧。
优选地，所述局部加强板前后端均超出与平衡悬架横梁相邻的普通横梁不小于200毫米。
优选地，所述局部加强板包裹外加强梁的外侧面高度180毫米。
优选地，所述内衬梁厚度小于变截面纵梁；
优选地，所述外加强梁厚度小于变截面纵梁；
优选地，所述外加强梁前端不超出变截面纵梁的变截面处。
本发明还提供了一种汽车，包括如上述的车架结构。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明中，通过增加外加强梁，使得汽车车架由现有设计的两层纵梁增强车架改为三层纵梁增强车架；并加长了加强板的长度，强化了车架结构，提高了车架的抗弯扭能力，提高了车架的承载能力。
附图说明
图1为现有技术中一种车架结构示意图；
图2为本发明中实施例中一种车架结构示意图。
附图标号：
1、1”车架总成2、2”纵梁总成
21、内衬梁22、变截面纵梁
23、外加强梁
31、后尾梁；32、平衡悬架横梁；33、普通横梁4、4”局部加强板；
5、上装前端坐落点
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”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词是以车架结构在汽车中的状态为准，例如“前”指汽车车体的前方，“后”指汽车车体的后方，“上”指汽车车体的上方，“下”指汽车车体的下方。
本发明提供一种车架结构1，如图2所示，该车架结构1包括两个纵梁总成2、后尾梁31、平衡悬架横梁32和至少1个普通横梁33，所述纵梁总成2、后尾梁31、平衡悬架横梁32和至少1个普通横梁33构成框架结构。所述纵梁总成2包括：变截面纵梁22，作为主体纵梁连接所有车架零部件，根据受力分析采用变截面槽型梁结构，贯穿整个车架长度；内衬梁21，固定于所述变截面纵梁22内侧，尾部至车架尾端，前部至变截面处，起加强帮衬作用；为了节约材料，内衬梁21的厚度可以略薄于变截面纵梁22；外加强梁23，为倒L形状，固定在所述变截面纵梁22外侧，包裹在所述变截面纵梁22的外侧面和上翼面，厚度可以略薄于变截面纵梁22，起加强帮衬作用；外加强梁23前部超出上装前端坐落点5，尾部至车架尾端，与车架总成尾端平齐。由于大方量搅拌车载荷分布情况决定，整车后悬部位，受力较强，车架后端强度增强保护车架不被变形，以后桥为支点，受剪切力过大时，减免造成纵梁弯曲、断裂等多种失效形式的发生。
本发明用局部加强板4取代了原来使用的局部加强板4”，设置在平衡悬架横梁32两端的外加强梁23外侧。该局部加强板4，前后端均超出与所述平衡悬架横梁32相邻的普通横梁33不小于200毫米，优选地，后端延伸到车架后尾梁处。另外，现有技术中的局部加强板4”在变截面纵梁22侧面向下延伸至平衡轴支座，而本发明的局部加强板4在外加强梁23的侧面仅向下延伸180mm，因此局部加强板4设计更易于操作。
另外，加强梁形式采用倒L型设计，既充分利用了零部件优化设计的科学性，又提高了车架的连接性能，而且还节约了材料。
另外，由于车架结构的前端用于支撑驾驶室，其受力比较小，外加强梁23不需要过长，否则导致原材料浪费，因此外加强梁23可以比变截面纵梁22短，即外加强梁23前端不超出变截面纵梁22的变截面处。由于内衬梁21前端延伸至变截面纵梁22的变截面处，即已经超过驾驶室，外加强梁23也短于内衬梁21。
本发明中，车架结构包括两个纵梁总成和多个横梁，其中纵梁的结构对于车架承受弯矩和扭矩的能力具有很大的影响，在上述技术方案中，包括两个分别设置在外加强梁23外侧的局部加强板4，连接成该纵梁总成的特有结构。其倒L形状的外加强梁23设计既优化了纵梁结构，也满足了强度需求，也提高了底盘行驶系统的连接性能。通过增加外加强梁23，使得汽车车架由现有设计的两层车架增强改为三层车架；外加强梁的设计，使得布置在车架上的各个底盘系统，只需要调整车架腹面的连接螺栓长度，汽车的其他系统不受影响，保证了原有汽车设计的通用性；外加强梁的设计，连接更加稳固可靠，并且在侧面和翼面两个方向上的加强，均提高车架的抗弯曲和剪切性能和车架的强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的保护范围；本发明的保护范围由权利要求书中的权利要求限定，并且凡是依发明所作的等效变化与修改，都在本发明专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车架结构(1)，该车架结构(1)包括两个纵梁总成(2)、后尾梁(31)、平衡悬架横梁(32)和至少1个普通横梁(33)，所述纵梁总成(2)、后尾梁(31)、平衡悬架横梁(32)和至少1个普通横梁(33)构成框架结构；其特征在于，所述纵梁总成(2)包括：
变截面纵梁(22)，所述变截面纵梁(22)采用变截面槽型梁结构；
内衬梁(21)，固定于所述变截面纵梁(22)内侧，尾部至车架尾端，前部至变截面处；
外加强梁(23)，固定在所述变截面纵梁(22)外侧，尾部至车架尾端，前部超出上装前端坐落点(5)，所述外加强梁(23)为倒L形状，包裹在所述变截面纵梁(22)的外侧面和上翼面。
2.如权利要求1所述的车架结构(1)，其特征在于，还包括：
局部加强板(4)，设置在所述平衡悬架横梁(32)两端的外加强梁(23)外侧。
3.如权利要求1所述的车架结构(1)，其特征在于，局部加强板(4)前后端均超出与所述平衡悬架横梁(32)相邻的普通横梁(33)不小于200毫米。
4.如权利要求1所述的车架结构(1)，其特征在于，局部加强板(4)包裹所述外加强梁(23)的外侧面高度180毫米。
5.如权利要求1所述的车架结构(1)，其特征在于，所述内衬梁(21)厚度小于变截面纵梁(22)的厚度。
6.如权利要求1所述的车架结构(1)，其特征在于，所述外加强梁(23)厚度小于变截面纵梁(22)的厚度。
7.如权利要求1所述的车架结构(1)，其特征在于，所述外加强梁(23)前端不超出所述变截面纵梁(22)的变截面处。
8.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的车架结构(1)。
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