CN103832473A - 一种前副车架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种前副车架，包括：前副车架主体，包括连接到一起的上板和下板，所述上板和所述下板之间具有下摆臂前安装支架和下摆臂后安装部；用于将所述前副车架主体连接到车身上的前侧构件；所述前侧构件与所述前安装支架一体冲压成型，所述前安装支架的前侧壁与所述上板或下板焊接连接、底壁与所述下板焊接连接以形成前后双层加强结构和上下双层加强结构，所述前侧构件的两个侧壁之间焊接有垫板，所述垫板与所述前侧构件的上端盖共同夹持套管。本发明具有强度高、焊接方便、定位精度高的优点。

Description

一种前副车架

技术领域

本发明涉及汽车车架领域，具体涉及一种前副车架。

背景技术

前副车架作为汽车上重要的承载部件，支撑连接汽车的多个零部件，包括转向机构、动力总成、稳定杆总成等关键部件。其疲劳寿命、尺寸精度对整车的安全性以及整车性能的发挥起着至关重要的作用。

前副车架存在铸造件和板材焊接件两种，后一种由于具有良好的燃油经济性而被越来越广泛地采用，而汽车在行驶过程中难免由于频繁的起步、刹车、加减速、颠簸而产生前后方向的力、左右方向的力、上下方向的力，通过悬架下摆臂传递到前副车架，为了简洁，附图中只标示出前后方向的力F。但是由于板材本身较薄，且上、下板左右两侧的边缘一般为非规则形状，造成上、下板疲劳开裂等问题，故技术人员一直在努力改善前副车架的结构来解决此问题。现有技术如图1所示，前副车架由上板101和下板102连接到一起形成前副车架主体100，在前副车架100的左右两侧的下摆臂（未示出）的前、后安装点分别采用前安装支架103和上、下板之间形成的后安装部104的形式。下摆臂再连接转向节、车轮。然后，前副车架主体100通过前侧构件105与车身连接。然而，正如图1所示出的，前安装支架103、前侧构件105是互不相关的单独构件，出于安装方便的考虑，前侧构件105只与上板101或者下板102焊接连接。在图1中可见，前侧构件105是与下板102焊接连接，然后上板101与下板102焊接连接并部分覆盖前安装支架103，这种安装方式在图4中更清晰示出，前安装支架103为单层受力结构。图2是通过对沿图1中的A-A线剖开处的焊接搭接结构进行改进来提高受力强度的一种尝试，前安装支架103是焊接在前副车架主体100的外部，即上板101仅部分覆盖前安装支架103，与图1中不同的是，下板102是抵靠在前安装支架103的后侧壁上进行焊接的，同时为了提高前安装支架103附近的前副车架主体100的受力强度，在上板101和下板102之间焊接一个撑板106从而使上板101与下板102成为一种开口盒形结构。这种拼焊结构，满足了前副车架主体100的强度要求，但是对于前安装支架103本身来说，仍然只有一个前侧壁经受力F，为单层受力结构，其本身的结构强度并不高，并且这种拼焊结构也比较复杂，前安装支架103的焊接位置也比较随意，定位精度不高。同时，该结构也是按照图4中的焊接顺序进行的，因此可见撑板106与上板101之间并无焊接，前安装支架103与上板之间也无焊接，强度不高。

为了同时提高前副车架主体100与前安装支架103的受力强度，一种在结构上进行改进的尝试在图3中被示出。在此结构中，前安装支架103位于上板101和下板102之间，在前安装支架103附近上板101和下板102直接连接形成一个开口盒形结构而无需撑板106，这简化了焊接结构。同时在理想状态下，前安装支架103的前侧壁1031与上板101或者下板102能够焊接连接形成双层加强结构，底壁1032与下板102能够焊接连接也形成双层加强结构，从而同时提高了前副车架主体100与前安装支架103的受力强度，或者说，此时前安装支架103成为了上板101和下板102的一个加强支架。

但是在实际生产中，这种理想的结构很难达到。首先，本来前安装支架103的定位精度就不高，而焊接机器人的焊头伸入前安装支架103内实施焊接时，必须触碰前安装支架103，难免造成前安装支架103移动从而进一步恶化了定位精度，而由于前侧壁1031和底壁1032均存在焊接需要，因此在狭小的空间内再增加夹紧装置也是不切实际的，这会妨碍焊接机器人焊头的动作。为解决焊接难问题，技术人员所采取的一种方法如图4所示，先将前安装支架103焊接到下板102上，实现前安装支架102的定位，然后再将上板101与下板102焊接从而将前安装支架103夹在上、下板之间。这一焊接顺序也符合机械领域对于机械组装顺序要由下到上、由内到外的技术教导。但实施此方法的问题在于，对上板101与下板102进行焊接是沿着两板边缘进行的大范围焊接，与对前安装支架103进行焊接时所采用的焊接方式、焊接机器人并不相同，在完成上板101与下板102的焊接后再返回来对前安装支架103的前侧壁1031进行焊接显然会影响生产节拍，而在生产线上增加一个焊接位和焊接机器人又会带来生产成本的增加。因此出于节约成本的考虑，在完成前安装支架103在下板102上的定位焊接后，不会再进行前侧壁1031的焊接，这样实际上并未形成理想的前后双层加强结构，而只是由图3中的上板101或者前侧壁1031分别单独受力，例如从前向后的力时是由上板101单独承受，而从后向前的力是由前侧壁1031单独承受，这使得技术人员的努力大打折扣。其次，即使为了解决焊接问题而加大成本投入，也不能解决单独的前安装支架103定位不准的问题，而且如果前安装支架103存在大量焊接的话会导致支架变形及焊接应力集中，这会给后续的车辆组装带来麻烦。

另外，前侧构件105有的采用管状件，有的采用板材冲压件，从降低车重的方面考虑当然优选冲压件，但在前侧构件与车身连接位置，冲压件的强度又不如管状件，因此采用冲压件结构的前侧构件时还要解决连接强度问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种受力强度好、定位精度高、焊接方便的前副车架结构。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种前副车架，包括：前副车架主体，包括连接到一起的上板和下板，所述上板和所述下板之间具有下摆臂前安装支架和下摆臂后安装部；用于将所述前副车架主体连接到车身上的前侧构件；所述前侧构件与所述前安装支架一体冲压成型，所述前安装支架的前侧壁与所述上板或下板焊接连接、底壁与所述下板焊接连接以形成前后双层加强结构和上下双层加强结构，所述前侧构件的两个侧壁之间焊接有垫板，所述垫板与所述前侧构件的上端盖共同夹持套管。

优选地，所述上板具有侧开口，所述前侧构件下端与所述下板焊接连接，上端向上延伸穿过所述侧开口。

优选地，在所述侧开口处所述前侧构件与所述上板焊接连接。

优选地，所述前侧构件为槽型结构。

优选地，所述前侧构件与所述前安装支架的共同的壁部冲压出凸台。

优选地，所述前侧构件的下端与所述下板焊接连接。

优选地，所述前侧构件的底壁上冲压出凸台，所述凸台抵靠在所述垫板下方。

由于本发明中前安装支架与前侧构件是一体冲压成型的，而前侧构件的安装需要与车身上的安装点精确对应，因此前侧构件在前副车架上所处位置精度已经在设计阶段进行了严格要求，前安装支架的定位精度由此相应地得到了满足。在前侧构件定位后，前安装支架相应定位，此时进行底壁、前侧壁的焊接不会再造成前安装支架的位移，在一个焊接位置上就能实现两壁焊接，从而易于形成前后、上下双层加强结构。而在前侧构件与车身连接处，采用上端盖与垫板夹持套管的结构，解决了连接强度问题。

进一步地，采用在上板侧开口的方式进行前侧构件的安装，既方便定位，又方便后续焊接的进行。

进一步地，在侧开口处存在上板与前侧构件的焊接连接，同时前侧构件的下端与下板存在焊接连接，使得前侧构件与上、下板形成加强结构，进一步提高了前安装支架的受力强度。

进一步地，前侧构件为槽型结构，使得前侧构件与上板焊接后，前安装支架受力得到前侧构件缓冲，然后再传递到上板、下板，能够降低上、下板边缘处的应力集中，降低撕裂几率。

进一步地，凸台的存在既提高了受力强度，又能够在后续安装过程中调整下摆臂前安装位置的开档尺寸。

进一步地，前侧构件底壁上的凸台既起到了前侧构件本身的加强作用，又起到了对垫板和套管的承托作用，利于车身下沉时下压力的整体分散。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明，其中：

图1是现有技术中的前副车架结构示意图；

图2是类似于沿着图1中的A-A线剖开的示意图，表明了现有技术中的与图1不同的前安装支架焊接结构；

图3是理想状态下的前安装支架焊接结构示意图；

图4示出了现有技术中前副车架的焊接顺序；

图5是本发明的实施例中前侧构件与前安装支架一体冲压成型后的结构示意图；

图6是本发明的实施例中的前副车架爆炸图；

图7是本发明的实施例中前安装支架的焊接结构示意图。

上图中标记说明：前副车架主体100、上板101、下板102、前安装支架103、后安装部104、前侧构件105、撑板106、侧开口1011、焊缝1012、下焊接点1021、前侧壁1031、底壁1032、后侧壁1033、凸台1034、上端盖1051、下端1052、侧壁1053、底壁1054、套管1055、垫板1056、凸台1057。

具体实施方式

参考图5，可见前侧构件105与前安装支架103一体冲压成型。前安装支架103具有前侧壁1031、底壁1032和后侧壁1033，并且对于前侧构件105来说，它与前安装支架103具有一个共同的壁部1033，该壁1033与前侧构件105的另一个侧壁1053、前侧构件105的底壁1054共同形成了一个槽型结构。并且，前侧构件105的上端盖1051用于实现与车身的连接，下端1052具有翻边结构用于实现与下板102的焊接。在后侧壁1033上还冲压处了凸台1034。另外，在上端盖1051的下方，前侧构件105的侧壁1033和侧壁1053之间焊接了垫板1056，垫板1055与上端盖1051共同夹持套管1055。上端盖1051和垫板1056上均开孔，安装时将螺栓穿过车身上的过孔、上端盖1051、套管1055和垫板1056后紧固，前侧构件105与车身的连接位置得到了加强。

参考图6，是本发明的实施例中的前副车架爆炸图，同时表明了本发明的实施例中的前副车架焊接顺序。

与图1中所示的结构相同的是，本实施例中也是由上板101和下板102连接到一起从而形成前副车架主体100，并且也具有用于将前副车架主体连接到车身上的前侧构件105，同时下摆臂后安装部104也是由上板101、下板102焊接到一起后形成的。但与图1至图5中所示结构不同的是，在图6所示的结构中采用了图5中所示的前侧构件105与前安装支架103一体冲压成型的结构，并且在上板101上具有侧开口1011，由此与图4相比，整个前副车架组装顺序能够被改变：首先是上板101和下板102焊接到一起形成前副车架主体100，这样上板101和下板102之间就形成了一个两侧开口的盒形结构。然后将一体冲压成型的前侧构件105和前安装支架103从前副车架主体100的侧面插入，使前侧构件105进入侧开口1011，这样就实现了前侧构件105的定位，相应地前安装支架103也被定位。由于前侧构件105与车身的连接位置需要严格对应，因此前侧构件105在整个副车架上的位置精度已经在设计阶段、生产阶段得到了严格保证，前安装支架103的定位精度也因此得到了保证，能够保证前安装支架103由于外界的颠簸等原因受到的力在经上板101、下板102、前侧构件105向车身传递的路径的优化。此后，即使在不对前侧构件105进行焊接的条件下，焊接机器人也能够直接将焊头伸入前安装支架103对前侧壁1031和底壁1032进行焊接，也不会造成前安装支架103的位移。在图6中仅示出了底壁1032与下板102的一组下焊接点1021，而并未示出前侧壁1031与上板101或下板102的焊接点，但本领域普通技术人员能够很容易地想象，前侧壁1031能够采用同一焊头、以相同的方式实现与上板101或者下板102的焊接。另外，前侧构件105与前安装支架103实际上成为了一个大的构件，因此适应较大范围的焊接而不易变形。当然，出于获得更加良好的受力强度的目的，优选在对底壁1032与下板102进行焊接时，也对前侧构件105的下端1052与下板102进行焊接，因此图6中的下焊接点1021为两组，同时结合图7可见，在完成下端1052与下板102的焊接连接后，还在侧开口1011处，前侧构件105和上板101的抵靠部分进行焊接连接形成焊缝1012。这样，上板101、下板102、前侧构件105、前安装支架103共同围成了局部加强结构。

参考图7，其更具体地示出了组装完成后前安装支架103附近的结构。可见上板101和下板102经过弯折后在前侧壁1031前方已经实现了焊接连接，因此将前安装支架103完全夹在了上板101和下板102之间，而并非图1、图2中所示出的仅部分覆盖。而且，前侧壁1031与上板101或下板102焊接连接后形成了实际上的前后双层加强结构，即上板101的一部分与前侧壁1031共同受力，与底壁1032与下板102焊接连接形成的上下双层加强结构一起，形成了一个理想的焊接结构下摆臂前部的受力能力得到提高。此时，仍以从前向后的力F进行分析，可知在前侧，F是由上板101与前侧壁1031共同承受，然后一部分经由底壁1032向着下板102衰减，一部分向着上板101衰减。而在前侧构件105与上板101的焊缝1012处，首先上板101的部分力由具有较大面积的后侧壁1033承受，然后由于焊缝1012的存在使得上板101的边缘容易出现应力集中的急剧变化处的强度更高，不容易出现开裂。而在力经过前侧构件105的槽型结构衰减后，也降低了力继续沿着上板101边缘向后传递过程中的强度，因此上板101的整个侧边缘均不容易产生撕裂。同时从图7中还可见，在前侧构件105的底壁1054上，还冲压出了凸台1057，并且该凸台1057的上边缘恰好抵靠在垫板1056的下方，这样不仅使得前侧构件105本身的强度得到了提高，而且在行驶过程中发生颠簸时，车身向下的下沉力还会通过上端盖1051、套管1055和垫板1056向着凸台1057分散，使前侧构件105与车身连接处的受力性能更好更不易变形。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (7)

1.一种前副车架，其特征在于，包括：

前副车架主体，包括连接到一起的上板和下板，所述上板和所述下板之间具有下摆臂前安装支架和下摆臂后安装部；

用于将所述前副车架主体连接到车身上的前侧构件；

所述前侧构件与所述前安装支架一体冲压成型，所述前安装支架的前侧壁与所述上板或下板焊接连接、底壁与所述下板焊接连接以形成前后双层加强结构和上下双层加强结构，所述前侧构件的两个侧壁之间焊接有垫板，所述垫板与所述前侧构件的上端盖共同夹持套管。

2.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述上板具有侧开口，所述前侧构件下端与所述下板焊接连接，上端向上延伸穿过所述侧开口。

3.根据权利要求2所述的前副车架，其特征在于，在所述侧开口处所述前侧构件与所述上板焊接连接。

4.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述前侧构件为槽型结构。

5.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述前侧构件与所述前安装支架的共同的壁部冲压出凸台。

6.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述前侧构件的下端与所述下板焊接连接。

7.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述前侧构件的底壁上冲压出凸台，所述凸台抵靠在所述垫板下方。

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