CN104228505B - 扭转梁悬架的纵臂及扭转梁悬架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扭转梁悬架的纵臂，包括纵臂上板和纵臂下板，所述纵臂上板和所述纵臂下板扣合到一起形成盒形结构，所述纵臂下板一体成型有弹簧托盘。本发明还提供了采用上述纵臂的扭转梁悬架。本发明的结构强度高、不易撕裂。

Description

扭转梁悬架的纵臂及扭转梁悬架

技术领域

本发明涉及汽车悬架领域，具体涉及扭转梁悬架的纵臂及扭转梁悬架。

背景技术

扭转梁悬架(也被称为扭力梁悬架)是汽车底盘承载用的悬架类型之一，如图1和图2所示，其主体结构中包含纵臂1、横梁2、弹簧托盘3、加强连接板5等，整体通过焊接方式连接。扭转梁式悬架结构是在车辆运行过程中，由于路面的不平整和驾驶操纵，车辆承载和路面反馈的左右不等导致弹簧4压缩或回弹，进而通过纵臂1传递到横梁2，通过横梁2产生扭转传递或抵消其运动的过程。扭转梁悬架运动关键在于弹簧托盘3承载整车载荷，并通过纵臂1传递，弹簧托盘3的结构和连接方式决定了纵臂1、横梁2等的受力情况，进而决定了扭转梁的受力工况、耐久性能、成型工艺质量等。

现有扭转梁悬架结构中，纵臂1、弹簧托盘3为单独成型，纵臂1多由管材弯曲或板材卷边而成型，弹簧托盘3为板材冲压成型，两者之间通过焊接方式连接一体。

如图1和图2所示结构为现有常用的扭转梁悬架结构，其弹簧托盘3连接方式为全承载式，即弹簧4的承载力全部通过其与纵臂1连接，进而传递到横梁2，使之产生扭转达到平衡。弹簧托盘3为保证强度要求，通过三道焊接连接于纵臂1，如图2，包括前后连接的两道半圆圈焊缝31和焊缝33、下端一道平直长焊缝32。从成型工艺来说，多次焊接产生的热影响易导致纵臂1材料变脆而影响强度，此外这种焊缝布置方式不利于焊接操作，需增加旋转工装进行保证，同时焊缝布置空间化，不利于机器人自动焊接。从结构上来说，弹簧托盘3所承受的力与力矩全部通过纵臂1传递到横梁2，对纵臂1和横梁2的连接强度有较高的要求，该处也是试验薄弱区域，目前有部分设计通过增加加强连接板6平衡搭接于弹簧托盘3和横梁2之间，纵臂1的应力有部分改善，但由于横梁2与纵臂1的受力要求不同，因此横梁2的材料(一般B510L，高强度扭转钢)、弹簧托盘3及连接加强板6的材料(SAPH系列，高延伸率，能充分成型)的性能存在差异，导致在其连接处出现应力分配不均匀，极易导致加强板6撕裂等故障产生。

综上所述，现有技术中的扭转梁悬架结构存在的缺点包括：

A)多次焊接产生的热影响易导致纵臂1材料变脆而影响强度；

B)弹簧托盘3焊缝需正、反面布置3道焊缝，需增加旋转工装，提高成本，且不利于机器人自动焊接；

C)纵臂1承载全部力与力矩，对纵臂1的材质、强度要求高，对纵臂1、横梁2搭接焊接要求高，否则应力传递不均匀，易导致焊接开裂、纵臂失效等情况。

D)弹簧托盘3与横梁2之间需要加强板6搭接，由于材料差异，搭接焊缝易撕裂。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种强度高、不易撕裂及开裂的扭转梁悬架的纵臂及扭转梁悬架。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种扭转梁悬架的纵臂，包括纵臂上板和纵臂下板，所述纵臂上板和所述纵臂下板扣合到一起形成盒形结构，所述纵臂下板一体成型有弹簧托盘。

优选地，在对应所述弹簧托盘的开口位置，所述纵臂上板一体成型有弧形翻边，所述弧形翻边封闭所述弹簧托盘的开口。

优选地，所述纵臂上板的翻边全部被所述纵臂下板的翻边包围。

优选地，所述纵臂上板一体成型有副弹簧托盘。

一种扭转梁悬架，包括如上所述的扭转梁悬架的纵臂和与所述纵臂连接的横梁。

优选地，所述横梁包括横梁上板和横梁下板，所述横梁上板和所述横梁下板扣合到一起形成盒形结构，且所述纵臂被夹持在所述横梁上板和所述横梁下板之间。

优选地，所述弹簧托盘与所述横梁焊接连接。

本发明的纵臂采用上、下板形成的盒形结构，并且在纵臂下板上一体成型出弹簧托盘，不再需要单独加工出弹簧托盘后再焊接，因此不会导致多次焊接纵臂材料变脆的缺陷，同时纵臂的强度也得到了保障。

进一步地，纵臂上板上一体成型的弧形翻边封闭弹簧托盘开口，弧形翻边焊接在弹簧托盘上后，显著增强了弹簧托盘的受力强度。而且，由于弹簧托盘是成型在纵臂下板上，因此弧形翻边与弹簧托盘的焊接是发生在上表面，不必再旋转焊接，节省了工装，有利于自动化生产的实现。

进一步地，纵臂上板的翻边全部被纵臂下板的翻边所包围，意味着纵臂上板与纵臂下板之间的焊接、纵臂上板弧形翻边与弹簧托盘的焊接全部发生在纵臂下板的上方，不必再进行旋转焊接，节省了工装，有利于自动化生产的实现。

进一步地，纵臂上板上的副弹簧托盘能够与纵臂下板上的弹簧托盘叠合到一起，加强结构强度。

在本发明的扭转梁悬架中，还采用了横梁上板、横梁下板夹持纵臂的方式，焊接完成后，纵臂向横梁传递的力和力矩均匀，不易产生开裂。

进一步地，弹簧托盘直接与横梁焊接，去除了加强板结构，减少了焊缝数量，因此虽然仍存在材料的差异，但是弹簧托盘依靠其自身结构向横梁传递力和扭矩，降低了撕裂风险。

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是现有技术中的扭转梁悬架的结构示意图；

图2是现有技术中的弹簧托盘与纵梁焊接的底面视图；

图3是本发明的第一个实施例的扭转梁悬架的立体图；

图4是本发明的第一个实施例的扭转梁悬架的爆炸图；

图5是沿图3中的A-A线的剖视图；

图6是沿图3的B-B线的剖视图；

图7是本发明的第二个实施例的扭转梁悬架的立体图；

图8是本发明的第二个实施例的扭转梁悬架的爆炸图；

图9是本发明的第三个实施例的扭转梁悬架的爆炸图。

上图中标记说明：纵臂1、横梁2、弹簧托盘3、弹簧4、加强连接板5、加强板6、焊缝31、焊缝32、横梁100、横梁上板110、缺口111、横梁下板120、纵臂200、纵臂上板210、第一翻边211、第二翻边212、纵臂下板220、第三翻边221、第四翻边222、托盘翻边223、搭边224、弹簧托盘300、副弹簧托盘400。

具体实施方式

结合图3至图6，在本发明的第一个实施例中，扭转梁悬架包括横梁100、纵臂200和弹簧托盘300，横梁100与纵梁200连接。其中，横梁100包括横梁上板110和横梁下板120，横梁上板110和横梁下板120扣合到一起并焊接后形成如图6所示的盒形结构。在横梁上板110的末端存在缺口111，在此处，纵臂200被完全夹持在横梁上板110和横梁下板120之间，然后进行焊接连接，这样，与图1中的纵臂1与横梁2直接搭接焊接的结构相比，纵臂200向横梁100传递的力和力矩均匀，不易产生开裂。从图4更清晰可见，本实施例中的扭转梁悬架的纵臂200包括纵臂上板210和纵臂下板220，纵臂上板210和纵臂下板220扣合到一起进行焊接后形成如图5所示的盒形结构。并且，纵臂上板的第一翻边211和第二翻边212全部被纵臂下板220的第三翻边221和第四翻边222所包围。纵臂下板220一体冲压成型有弹簧托盘300，而且弹簧托盘300的托盘翻边223与第四翻边222是连续的。在冲压时，弹簧托盘300形成了朝向纵臂200的盒形结构内部的开口310，当纵臂上板210与纵臂下板220焊接时，在开口310位置，纵臂上板210的弧形的第二翻边212的一段将此开口310封闭，使得弹簧托盘310具备更好的上下受力强度并使纵臂200具备更好的前后受力强度。当然，在本实施例中，整个第二翻边212都是弧形的，根据纵臂200的设计形状的不同，第二翻边212能够具有不同的形状，但至少在开口310的位置应以弧形结构封闭开口310。

通过以上描述可见，本发明的第一个实施例中的纵臂200采用上、下板形成的盒形结构，不再需要单独加工出弹簧托盘后再焊接，因此不会导致多次焊接导致纵臂200材料变脆的缺陷，同时纵臂200的强度也得到了保障。而且，弹簧托盘300是成型在纵臂下板220上、纵臂上板210的第一翻边211和第二翻边212全部被纵臂下板220的第三翻边221和第四翻边222(包括托盘翻边223)所包围，这意味着在对纵臂200进行焊接时，纵臂上板210与纵臂下板220之间的焊接、纵臂上板210弧形翻边与弹簧托盘300的开口310处的焊接全部发生在纵臂下板220的上方，不必再对纵臂200进行旋转焊接，节省了工装，有利于自动化生产的实现。

结合图7、图8,在本发明的第二个实施例中，与第一个实施例不同的是，纵臂下板220在冲压时，还在第四翻边222上，更具体地是在托盘翻边223与第四翻边222的弯曲连接位置处，预留了延伸出的搭边224，在横梁100与纵臂200焊接连接时，搭边224与横梁100焊接连接，也就是说，在第二个实施例中弹簧托盘300是依靠其搭边224直接与横梁100焊接，去除了图1中的加强板结构，减少了焊缝数量，因此虽然仍存在纵臂200与横梁100之间材料的差异，但是弹簧托盘300依靠其自身结构向横梁100传递力和扭矩，大大降低了撕裂风险。

参考图9，与前两个实施例不同的是，在本发明的第三个实施例中，纵臂上板210上还一体冲压成型有副弹簧托盘400，在将纵臂上板210与纵臂下板220焊接到一起时，副弹簧托盘400也叠合到弹簧托盘300内部并焊接连接，从而加强弹簧托盘300的结构强度，并且焊接也是发生在纵臂下板220的上表面。

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上述实施例进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (4)

1.一种扭转梁悬架，其特征在于，包括扭转梁悬架的纵臂和与所述纵臂连接的横梁，所述纵臂包括纵臂上板和纵臂下板，所述纵臂上板和所述纵臂下板扣合到一起形成盒形结构，所述纵臂上板的第一翻边和第二翻边全部被所述纵臂下板的第三翻边和第四翻边所包围，所述纵臂下板一体成型有弹簧托盘，所述纵臂下板在冲压时，在托盘翻边与第四翻边的弯曲连接位置处预留延伸出的搭边，所述弹簧托盘是依靠所述搭边直接与所述横梁焊接。

2.根据权利要求1所述的扭转梁悬架，其特征在于，在对应所述弹簧托盘的开口位置，所述纵臂上板一体成型有弧形翻边，所述弧形翻边封闭所述弹簧托盘的开口。

3.根据权利要求1所述的扭转梁悬架，其特征在于，所述纵臂上板一体成型有副弹簧托盘。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的扭转梁悬架，其特征在于，所述横梁包括横梁上板和横梁下板，所述横梁上板和所述横梁下板扣合到一起形成盒形结构，且所述纵臂被夹持在所述横梁上板和所述横梁下板之间。