CN105501299A - 轮梁式3d打印无桥车架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮梁式3D打印无桥车架，是由连接支撑架、前后轮梁架、底板和车身组成，连接支撑架、前后轮梁架、底板和车身均采用3D打印，一体成型。本发明采用3D打印技术使车底盘一体制造，取替焊接及铆接技术，整体强度更高，质量更轻。有利于轻量化提升，质量轻、强度高、刚度大，扭力、弯曲度可控范围内变化，能合理承受所有的载荷。

Description

轮梁式3D打印无桥车架

技术领域

本发明涉及一种汽车关键支撑部件，是乘用车、商用车技术领域，特别涉及一种轮梁式3D打印无桥车架，本发明是实现汽车轻量化、电动化、智能化、模块化的通用型无桥车架。

背景技术

汽车行驶系统由车架、车桥、悬挂和车轮组成，车架是汽车的基础部件和行驶系统的重要组成部分，汽车动力总成、底盘的各总成都面对车架安装，车架又是车厢承载的基础，既要有足够的刚度，又要有适当柔性，对整车性能有关键影响。现有汽车车架结构仍沿用T型车原理，前后桥为横截面，车梁为纵截面，钢板弹簧铰接形成的车架，并支撑接受底盘及整车的载荷，车桥所具有的支撑、传动、定位功能仍未改变，这种结构虽然结构简单、工艺性好，但存在本身质量大、车载重心高，挤占中心位置多等缺点。近代全承载式客车及平台式承载轿车架解决一些缺点，但总成布置仍受局限。随着电动化、智能化、轻量化的推进，更呼唤着适应其要求的新车架的涌现。

近年来3D打印技术作为一项创新性技术得到了广泛的应用。该技术在成型原理上采用层层叠加的方式，加工工艺不受实体原形复杂程度的影响，可以实现具有复杂外轮廓的形状制品制备，该技术在医学、机械、教学、艺术设计等领域有着广泛的应用。

经专利查询：2015年9月2日公开的公开号为CN104881513A，申请号为201510182354.7的《一种基于3D打印的汽车造型概念模型加工工艺》的专利；只公开一种加工工艺，并未涉及车身结构。2013年11月6日公开的公开号为CN103381851A，申请号为201310304325.4的《电动汽车底盘》的专利；2005年6月29日公开的公开号为CN1631690A，申请号为200410077738.4的《后轮独立悬挂独立驱动电动汽车底盘》的专利。其整体车架都属于T型原理，局部改进，均未实现无桥式新结构，未能很好的实现电动化、轻量化、智能化功能要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮梁式3D打印无桥车架。

本发明实体建模，3D打印成型。利用轻量化的“替代结构”来代替原有焊接骨架加蒙皮结构，并优化“替代结构”的尺寸和形状达到模型轻量化的目的。具有操作简单、制作周期短、成本低等优点。

本发明按照力学结构原理，注重力与力矩的合理布局，克服以上底盘车架的缺点并吸收了其各自优点而优化设计的一种无桥型汽车车架，既能够使用最先进的3D打印技术实现其工艺制造过程，又能无桥车架的基本功能。实现车桥功能分解至底板及边侧支持承载，保留了传动轴空间，车架与悬架直接铰接、承载，悬架与车轮直接连接，按运动轨迹传递力的作用，达到降低汽车底盘高度，延伸轴距的目的，形成整车可动力轴完全输出的全驱，全部独立悬架。

本发明完全去掉整体式车桥和断开式车桥及相应桥架的结构功能及作用。车架自成一体，悬挂系统一端直接安装在车架上，承载车身重量，另一端连接在车轮上，简化动力输出轴。车轮定位通过悬架由车架直接设计承担。

本发明是由连接支撑架、前后轮梁架、底板和车身组成，连接支撑架、前后轮梁架、底板和车身均采用3D打印，一体成型。

所述的连接支撑架由若干个横梁和纵梁构成，连接着前后轮梁架和底板，起到支撑加强汽车车体的作用。

所述的前后轮梁架是由桥梁、桥梁副架、H轮梁、H轮梁底座、H轮梁副架，M轮梁和M轮梁副架组成，桥梁、桥梁副架、H轮梁、H轮梁底座、H轮梁副架，M轮梁和M轮梁副架连接一体，两个桥梁下宽上窄呈梯形结构，整体与H轮梁连接呈井字形结构，组成稳固的整体轮架，安装车轮组件并支撑车体。井字形侧面结构与M轮梁上部组成多位点连接空间，适应性更强更牢固，适合各种悬挂，适应多种车轮组合及多种车型。

前后轮梁架既能安装驱动轮又能安装被动轮，既能安装转向轮又能安装非转向轮，能够实现四轮转向、多轮驱动。其空间完全保证动力轴、转向球头、转向杆、弹性元件、减震器、平衡杆等空间布置。

利用前后轮梁架及周边空间，可适合各式独立悬挂，车轮通过悬挂系统直接与车架相联，以车架为基准直接实现车轮定位，实现无桥车架。

另本发明只在前后轮梁架的位置为设置轮胎预留宽度空间，其余部位，均可设计低地板，显著降低汽车地板高度，合理利用空间。

所述的底板位于连接支撑架和前后轮梁架的上面完全覆盖的一层薄板，使用3D打印技术与连接支撑架和前后轮梁架形成一体。

所述的车身位于支撑架、前后轮梁架和底板的上面，完全覆盖的一层薄板外壳，使用3D打印技术使其形成一体，构成完整的汽车车身。

本发明的有益效果：

1.采用3D打印技术，便于生产，操作简单、制作周期短、成本低。方便创新及改型制作，尤其适合概念车设计制造，能大大减少设计和制造周期。

2.采用3D打印技术使车底盘一体制造，取替焊接及铆接技术，整体强度更高，质量更轻。有利于轻量化提升，质量轻、强度高、刚度大，扭力、弯曲度可控范围内变化，能合理承受所有的载荷。

3.可显著降低汽车地板高度，有效大幅提高利用车内空间，舒适性增强。

4.其优势与电动车需求相吻合，在改变汽车动力系统中可体现电动化汽车的最佳配置车架。适应性广，对各种承载车、乘用车、商务车，都有实用价值。最适用于电动车，对混合动力、燃油车也同样适用。

5.适度调控可提高汽车性能，适合四轮、多轮驱动并全部采用独立悬挂，调整配件适应双横臂、麦弗逊、烛式、多连杆等各式悬挂，增加行驶舒适性。便于汽车整体性能开发利用，调整变化车身、通过能力、轴距、转弯半径，提高整车舒适性、平稳性。

附图说明

图1为发明实施方式一的主视图。

图2为发明实施方式一的俯视图。

图3为发明实施方式一的轴测图。

图4为发明的轮架部分轴测图。

图5为发明实施方式二的轴测图。

图6为发明实施方式三的轴测图。

具体实施方式

请参阅图1至图6所示，本发明是由连接支撑架1、前后轮梁架2、底板3和车身4组成，连接支撑架1、前后轮梁架2、底板3和车身4均采用3D打印，一体成型。

所述的连接支撑架1由若干个横梁和纵梁构成，连接着前后轮梁架2和底板3，起到支撑加强汽车车体的作用。

所述的前后轮梁架2是由桥梁21、桥梁副架22、H轮梁23、H轮梁底座24、H轮梁副架25，M轮梁26和M轮梁副架27组成，桥梁21、桥梁副架22、H轮梁23、H轮梁底座24、H轮梁副架25，M轮梁26和M轮梁副架27连接一体，两个桥梁21下宽上窄呈梯形结构，整体与H轮梁23连接呈井字形结构，组成稳固的整体轮架，安装车轮组件并支撑车体。井字形侧面结构与M轮梁26上部组成多位点连接空间，适应性更强更牢固，适合各种悬挂，适应多种车轮组合及多种车型。

前后轮梁架2既能安装驱动轮又能安装被动轮，既能安装转向轮又能安装非转向轮，能够实现四轮转向、多轮驱动。其空间完全保证动力轴、转向球头、转向杆、弹性元件、减震器、平衡杆等空间布置。

利用前后轮梁架2及周边空间，可适合各式独立悬挂，车轮通过悬挂系统直接与车架相联，以车架为基准直接实现车轮定位，实现无桥车架。

另本发明只在前后轮梁架2的位置为设置轮胎预留宽度空间，其余部位，均可设计低地板，显著降低汽车地板高度，合理利用空间。

所述的底板3位于连接支撑架1和前后轮梁架2的上面完全覆盖的一层薄板，使用3D打印技术与连接支撑架1和前后轮梁架2形成一体。

所述的车身4位于支撑架1、前后轮梁架2和底板3的上面，完全覆盖的一层薄板外壳，使用3D打印技术使其形成一体，构成完整的汽车车身。

本发明的有三种具体实施方式：

实施方式一：如图1、图2和图3所示，整体由连接支撑架1、前后轮梁架2两部分组成，只有底盘框架，没有底板3和车身4。

实施方式二：如图5所示，整体由连接支撑架1、前后轮梁架2和底板3三部分组成，是在实施方式一基础上增加了底板3。

实施方式三：如图6所示，整体由连接支撑架1、前后轮梁架2、底板3和车身4四部分组成，是在实施方式二基础上增加了车身4。

Claims (7)

1.一种轮梁式3D打印无桥车架，其特征在于：是由连接支撑架（1）、前后轮梁架（2）和底板（3）组成，采用3D打印，一体成型。

2.根据权利要求1所述的一种轮梁式3D打印无桥车架，其特征在于：所述的连接支撑架（1）由若干个横梁和纵梁构成，连接着前后轮梁架（2）和底板（3），起到支撑加强汽车车体的作用。

3.根据权利要求1所述的一种轮梁式3D打印无桥车架，其特征在于：所述的前后轮梁架（2）是由桥梁（21）、桥梁副架（22）、H轮梁（23）、H轮梁底座（24）、H轮梁副架（25），M轮梁（26）和M轮梁副架（27）组成，桥梁（21）、桥梁副架（22）、H轮梁（23）、H轮梁底座（24）、H轮梁副架（25），M轮梁（26）和M轮梁副架（27）连接一体，两个桥梁（21）下宽上窄呈梯形结构，整体与H轮梁（23）连接呈井字形结构，组成稳固的整体轮架，安装车轮组件并支撑车体；井字形结构与M轮梁（26）上部组成多位点连接空间。

4.根据权利要求1所述的一种轮梁式3D打印无桥车架，其特征在于：采用3D打印技术使车底盘一体制造，取替焊接及铆接技术，整体强度更高，质量更轻；有利于轻量化提升，质量轻、强度高、刚度大，扭力、弯曲度可控范围内变化，能合理承受所有的载荷。

5.根据权利要求1所述的一种轮梁式3D打印无桥车架，其特征在于：最适宜于各式电动车行驶系统，通过调整也适应于混合动力和燃油车；调整整体及局部结构尺寸适合各种车型，包括大巴车、中巴车、拖挂车、厢式货车、越野车、商务车、轿车、跑车。

6.根据权利要求1所述的一种轮梁式3D打印无桥车架，其特征在于：有三种实施方式：实施方式一由连接支撑架（1）、前后轮梁架（2）两部分组成；实施方式二由连接支撑架（1）、前后轮梁架（2）和底板（3）三部分组成；实施方式三由连接支撑架（1）、前后轮梁架（2）、底板（3）和车身（4）四部分组成。

7.根据权利要求1所述的一种轮梁式3D打印无桥车架，其特征在于：其是搭建新的汽车设计制造的平台，以无桥车架为基础，调整行驶系统中的车轮、悬架及转向系统的布置，可实现汽车更好的性能指标。