CN105584530B - 一种汽车车架以及具有该汽车车架的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种汽车车架以及具有该汽车车架的汽车。所述汽车车架包括：车身框架，所述车身框架包括：轴承，设置于所述车身框架底部，位于所述车身框架的中部；框式副车架，设置于所述车身框架的底部，位于所述车身框架的前端，所述车身框架通过所述轴承与所述框式副车架的后端可旋转地连接；前悬挂系统，连接所述框式副车架；前轮，所述前轮包括转向节，所述转向节连接所述前悬挂系统倾斜转向系统，设置于所述车身框架和所述框式副车架的前端，连接所述转向节，控制所述前轮在转向的同时，所述车身框架绕所述轴承左右倾斜；后悬挂系统，设置于所述车身框架的后端；后轮，设置于所述后悬挂系统上。

Description

一种汽车车架以及具有该汽车车架的汽车

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种汽车车架以及具有该汽车车架的汽车。

背景技术

汽车作为交通工具，相比摩托车等交通工具具有更安全、舒适，易于操控等优点。随着城市拥堵严重、停车困难等问题出现，以及社会对节能减排的愈发重视，小型汽车特别是电机驱动的小型汽车，因具有便捷、经济、清洁、方便停车等优点，越来越受到重视，但是其碰撞安全性能和高速行驶稳定性成为制约其发展的关键因素。

小型汽车通常包括车架，汽车的传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统一般均设置于车架内。但目前小型汽车的汽车车架普遍存在以下问题：

1、受制于车身尺寸较小的限制，碰撞吸能空间有限，乘员被动安全性能欠佳；

2、车辆轴距较短，重心相对较高，高速过弯时候稳定性较差；

3、部分车辆的驾驶员视野受车身高度较低影响，相对较窄；

4、如果装备有动力电池，由于安全缓冲空间较小，发生碰撞后容易引发电池爆炸。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种汽车车架以及具有该汽车车架的汽车，以解决现有的小型汽车存在的安全性能低、操控性能差等问题。

根据本发明的一个方面提供一种汽车车架，所述汽车车架包括：车身框架，所述车身框架包括：轴承，设置于所述车身框架底部，位于所述车身框架的中部；框式副车架，设置于所述车身框架的底部，位于所述车身框架的前端，所述车身框架通过所述轴承与所述框式副车架的后端可旋转地连接；前悬挂系统，连接所述框式副车架；前轮，所述前轮包括转向节，所述转向节连接所述前悬挂系统；倾斜转向系统，设置于所述车身框架和所述框式副车架的前端，连接所述转向节，控制所述前轮在转向的同时，所述车身框架绕所述轴承左右倾斜；后悬挂系统，设置于所述车身框架的后端；后轮，设置于所述后悬挂系统上。

优选地，所述汽车车架包括两个前轮，所述倾斜转向系统包括：方向盘，设置于所述车身框架内；方向管柱，与所述方向盘连接，随所述方向盘转动而转动；第一齿轮，与所述方向管柱相连接；第二齿轮，设置于所述框式副车架上，且与所述第一齿轮啮合；转向板，设置于车身框架和框式副车架的前端，所述转向板与所述车身框架固定连接，并且通过所述第一齿轮、第二齿轮与所述框式副车架相连接；两根第一连杆，分别设置于所述转向板的左右两侧，所述两根第一连杆的一端可旋转地连接于所述框式副车架上；两根第二连杆，分别设置于所述转向板的左右两侧，每根所述第二连杆的一端与一根所述第一连杆的另一端可旋转地相连接，每根所述第二连杆的另一端与所述转向板可旋转地相连接；两根转向拉杆，设置于所述车身框架和框式副车架前端，所述转向拉杆的一端与一个所述前轮的转向节相连接，所述转向拉杆的另一端与一根所述第一连杆和第二连杆连接的一端可旋转地相连接。

优选地，所述第二齿轮的外径大于所述第一齿轮的外径。

优选地，所述轴承由橡胶材料制成。

优选地，所述汽车车架还包括前驾驶座椅，所述前驾驶座椅设置于所述车身框架内，位于所述框式副车架的上方。

优选地，所述汽车车架还包括动力电池盒，所述动力电池盒设置于所述前驾驶座椅的下方，位于所述车身框架和所述框式副车架之间。

优选地，所述汽车车架还包括电机，所述电机设置于所述后轮上。

优选地，所述汽车车架还包括避震机构，所述避震机构设置于所述前悬挂系统与所述框式副车架之间和/或所述后悬挂系统与所述车身框架之间。

优选地，所述避震机构为具有螺旋弹簧的液力减振器，所述具有螺旋弹簧的液力减振器；或者所述避震机构包括液力减振器以及与所述液力减振器相连接的叶片弹簧。

优选地，所述后悬挂系统为单后轮悬挂系统、双后轮悬挂系统、轮毂电机直接驱动悬挂系统或链条、齿轮驱动悬挂系统中的任一种。

优选地，所述框式副车架由铝合金材料一体成型或者由高强度钢管运用弯管成型技术和拼焊接技术加工而成。

优选地，所述车身框架由高强度钢管运用弯管成型技术和拼焊接技术加工而成。

根据本发明的另一个方面，还提供一种汽车，所述汽车包括上述的汽车车架。

相比于现有技术，本发明的汽车车架通过设置倾斜转向系统使其在转向的过程中，车身框架可以相对框式副车架左右倾斜，进而至少具有如下有益效果：

1、使汽车可以主动倾斜车身抵御离心力，实现高速稳定转向，同时能有效过滤路面对车身的震动冲击，使使用者提高舒适性并能够体验摩托车般的驾驶乐趣。

2、该汽车车架的结构可以在车辆发生正向或侧向碰撞时候，使碰撞力首先作用在框式副车架上，实现对车身缓冲，有效保护乘员和动力电池等。

3、汽车车架为整体封闭的车身框架，具有较高强度和刚度，能在车辆发生翻滚时候有效保护乘员。

4、电机集成在轮毂中，可以减小对车身空间的占用，节约的空间还可用于安装附属动力系统，如超级电容或常规内燃机动力系统。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的第一实施例的汽车车架的侧视图；

图2为本发明的第一实施例的汽车车架的仰视图；

图3a和图3b为本发明的第一实施例的汽车车架的截面结构示意图；

图4为本发明的第二实施例的汽车车架的截面结构示意图；

图5为本发明的第三实施例的汽车车架的仰视图。

附图标记

1 车身框架

11 轴承

2 框式副车架

21 主体

22 支撑架

23 前保险杆

31 方向盘

32 方向管柱

33 第一齿轮

34 第二齿轮

35 转向板

36、36’ 第一连杆

37、37’ 第二连杆

38、38’ 转向拉杆

41、41’ 第一悬挂杆

42、42’ 第二悬挂杆

43、43’ 具有螺旋弹簧的液力减振器

5、5’ 前轮

51 转向节

6 后悬挂系统

7、7’ 后轮

81 前驾驶座椅

82 动力电池盒

83 电机

9 叶片弹簧

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明。

第一实施例

请一并参见图1至图3b，其分别示出了本发明第一实施例的汽车车架的侧视图、仰视图以及汽车车架的截面结构示意图。在本发明的优选实施例中，所述汽车车架主要包括车身框架1、框式副车架2、倾斜转向系统、前悬挂系统、前轮5和5’、后悬挂系统6以及后轮7。

如图2所示，车身框架1优选地由高强度钢管运用弯管成型技术和拼焊接技术加工而成。车身框架1的底部包括一轴承11。轴承11大致位于车身框架1的中部。

框式副车架2可以由铝合金材料一体成型，从而在保证底盘结构的强度和刚度前提下减轻整车重量。或者框式副车架2也可以由高强度钢管运用弯管成型技术和拼焊接技术加工而成。框式副车架2设置于车身框架1的底部，位于车身框架1的前端，其中，车身框架1的前端是指车身框架1靠近前轮5和5’的一端。

框式副车架2包括主体21、支撑架22以及前保险杆23。框式副车架2的主体21的后端与车身框架1相连接，前保险杆23通过支撑架22设置于主体21的前端。其中，主体21的前端是指主体21靠近前轮5和5’的一端；后端是指主体21靠近后轮7的一端。

具体来说，框式副车架2的主体21的后端通过轴承11与车身框架1相连接，轴承11与框式副车架2的后端可旋转地相连接。优选地，轴承11由橡胶材料制成，为一具有弹性的橡胶轴承，从而实现旋转功能同时过滤路面振动。框式副车架2前端通过倾斜转向系统与车身框架1连接。

倾斜转向系统设置于车身框架1和框式副车架2的前端，控制汽车在转向的同时车身框架1通过轴承11绕框式副车架2旋转，实现汽车在转向的同时车身框架1相应地左右倾斜。其中，左右倾斜是指图3a和图3b中车身框架1向前轮5所在的一侧倾斜或者向前轮5’所在的一侧倾斜。具体来说，倾斜转向系统包括：方向盘31、方向管柱32、第一齿轮33、第二齿轮34、转向板35、两根第一连杆36和36’、两根第二连杆37和37’以及两根转向拉杆38和38’。

具体来说，方向盘31设置于车身框架1内。方向管柱32与方向盘31连接，随方向盘31转动而转动。

第一齿轮33设置于转向板35上，与方向管柱32相连接，进而方向盘31转动后可通过方向管柱32使第一齿轮33转动。

第二齿轮34设置于框式副车架2上，且与第一齿轮33啮合。优选地，第二齿轮34的外径大于第一齿轮33的外径，即第一齿轮33为小齿轮，第二齿轮34为大齿轮，从而实现减速、放大扭矩的功能。

转向板35设置于车身框架1和框式副车架2的前端。其中，转向板35与车身框架1固定连接，并且通过第一齿轮33、第二齿轮34与框式副车架2相连接。由于第一齿轮33设置于转向板35上、且与第二齿轮34啮合，因此，当第一齿轮33沿第二齿轮34的外周转动时，转向板35可以第二齿轮34的齿心为中心转动。

进一步地，为了清晰地显示倾斜转向系统，图3b中去除了前悬挂系统。如图3b所示，两根第一连杆36和36’分别设置于转向板35的左右两侧，两根第一连杆36和36’的一端可旋转地连接于框式副车架2上。两根第二连杆37和37’分别设置于转向板35的左右两侧，第二连杆37的一端与第一连杆36的另一端可旋转地相连接，第二连杆37的另一端与转向板35可旋转地相连接。第一连杆36、第二连杆37以及转向板35构成一四连杆机构，转向板35可视为四连杆机构的主动杆，第一连杆36和第二连杆37可视为四连杆机构的从动杆。相应地，第二连杆37’的一端与第一连杆36’的另一端可旋转地相连接，第二连杆37’的另一端与转向板35可旋转地相连接。第一连杆36’、第二连杆37’以及转向板35构成另一四连杆机构。如图3b所示，当汽车未转向时，转向板35一侧的第一连杆36、第二连杆37与转向板35另一侧的第一连杆36’、第二连杆37’沿转向板35对称设置。

转向拉杆38和38’设置于车身框架1和框式副车架2前端。如图3b所示，转向拉杆38的一端与前轮5的转向节51相连接，转向拉杆38的另一端与第一连杆36和第二连杆37连接的一端可旋转地相连接。

前悬挂系统连接框式副车架2的支撑架22和前轮5、5’。具体来说，如图3a所示，前悬挂系统包括两根设置于转向板35一侧的第一悬挂杆41、41’以及两根设置于专转向板35另一侧的第二悬挂杆42、42’。其中，第一悬挂杆41和41’的一端与副车架2的支撑架22相连接，另一端与前轮5的转向节51可旋转地相连接，第一悬挂杆41设置于第一悬挂杆41’的上方。相应地，第二悬挂杆42、42’相对第一悬挂杆41和41’沿转向板35对称设置，在此不予赘述。

进一步地，所述汽车车架还包括避震机构。在此实施例中，所述避震机构为分别设置于转向板35两侧的两个具有螺旋弹簧的液力减振器43、43’，具有螺旋弹簧的液力减振器43和43’的一端连接支撑架22，另一端连接前悬挂系统。如图3a所示，以具有螺旋弹簧的液力减振器43为例，其一端连接支撑架22，另一端连接悬挂杆41’。

进一步地，如图3a和图3b所示，在本发明的优选实施例中，所述汽车车架包括两个前轮5和5’。前轮5和前轮5’的结构相同，分别连接于前悬挂系统的两侧。下面以前轮5为例进行说明。

前轮5包括一个转向节51。转向节51与所述前悬挂系统相连接和所述倾斜转向系统相连接。具体来说，转向拉杆38与前轮5的转向节51相连接，通过其推力或拉力可实现汽车的转向。

通过转向板35、转向拉杆38与转向节51连接。转向节51连接前轮5绕前悬挂系统与转向节51的上下支点所形成的虚拟轴转动，实现汽车的转向。

进一步地，本发明的汽车车架在汽车在转向的过程中，首先转动方向盘31，方向盘31通过方向管柱32带动小齿轮33转动。小齿轮33在沿着固定在框式副车架2上的大齿轮34边缘的齿部转动的过程中，带动转向板35转动。转向板35的转动可推动第一连杆36和第二连杆37转动，进而，通过转向拉杆38，推动前轮5的转向节51从而实现车辆左右前轮转向。此外，由于转向板35与车身框架1固定连接，因此，转向板35转动后可驱动车身框架1的轴承11绕框式副车架2旋转，实现汽车在转向的同时车身框架1相应地左右倾斜。

后悬挂系统6设置于车身框架1的后端。其中，所述后悬挂系统为单后轮悬挂系统、轮毂电机直接驱动单后轮悬挂系统或链条、齿轮驱动悬挂系统中的任一种。或者也可以是带差速双后轮悬挂系统中的任一种。

后轮7设置于后悬挂系统6上。在图1至图3b所示的实施例中，所述汽车车架仅包括一个后轮7。

进一步地，在图1至图3b所示的优选实施例中，汽车车架还包括前驾驶座椅81，所述前驾驶座椅设置于所述车身框架内，位于所述框式副车架的上方。

进一步地，在图1至图3b所示的优选实施例中，汽车车架还包括动力电池盒82。动力电池盒82设置于前驾驶座椅的下方，位于车身框架1和框式副车架2之间，从而能够有效降低整车的重心、在转向时随车身倾斜，提升操纵稳定性、并且在发生碰撞时，由于受到框式副车架2和车身框架1的保护，还能提升安全防护性能。

进一步地，在图1至图3b所示的优选实施例中，汽车车架还包括电机83。电机83设置于后轮7上，从而使汽车可实现电力或混合动力驱动。

第二实施例

请参见图4，其示出了本发明的第二实施例的汽车车架的截面结构示意图。与上述图1至图3b中所示的第一实施例不同的是，避震机构包括液力减振器以及与所述液力减振器相连接的叶片弹簧9。如图4所示，所述液力减振器的一端连接支撑架22，另一端连接叶片弹簧9。叶片弹簧9固定于所述前悬挂系统上。这些实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

第三实施例

请参见图5，其示出了本发明的第三实施例的汽车车架的仰视图。与上述图1至图3b中所示的第一实施例不同的是，在此实施例中，所述汽车车架包括两个后轮，分别为后轮7以及7’。后轮7以及7’分别连接于后悬挂系统6的两侧。该实施例同样可以实现，在此不予赘述。

进一步地，本发明还提供一种汽车，该汽车包括上述实施例中的汽车车架以及设置于汽车车架中的传动、行驶以及制动等常用系统，在此不予赘述。

综上所述，结合上述图1至图5所示的实施例，本发明的汽车车架通过设置倾斜转向系统使汽车在转向的过程中，车身框架可以相对框式副车架左右倾斜，进而使汽车可以主动倾斜车身抵御离心力，实现高速稳定转向，同时能有效过滤路面对车身的震动冲击，使使用者提高舒适性并能够体验摩托车般的驾驶乐趣；该汽车车架的结构可以在车辆发生正向或侧向碰撞时候，使碰撞力首先作用在框式副车架上，实现对车身缓冲，有效保护乘员和动力电池等。此外，本发明的汽车车架为整体封闭的车身框架，具有较高强度和刚度，能在车辆发生翻滚时候有效保护乘员；电机集成在轮毂中，可以减小对车身空间的占用，节约的空间还可用于安装附属动力系统，如超级电容或常规内燃机动力系统。

虽然本发明已以优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种汽车车架，其特征在于，所述汽车车架包括：

车身框架，所述车身框架包括：

轴承，设置于所述车身框架底部，位于所述车身框架的中部；

框式副车架，设置于所述车身框架的底部，位于所述车身框架的前端，所述车身框架通过所述轴承与所述框式副车架的后端可旋转地连接；

前悬挂系统，连接所述框式副车架；

前轮，所述前轮包括转向节，所述转向节连接所述前悬挂系统；

倾斜转向系统，设置于所述车身框架和所述框式副车架的前端，连接所述转向节，控制所述前轮在转向的同时，所述车身框架绕所述轴承左右倾斜；

后悬挂系统，设置于所述车身框架的后端；

后轮，设置于所述后悬挂系统上。

2.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，所述汽车车架包括两个前轮，所述倾斜转向系统包括：

方向盘，设置于所述车身框架内；

方向管柱，与所述方向盘连接，随所述方向盘转动而转动；

第一齿轮，与所述方向管柱相连接；

第二齿轮，设置于所述框式副车架上，且与所述第一齿轮啮合；

转向板，设置于所述车身框架和所述框式副车架的前端，所述转向板与所述车身框架固定连接，并且通过所述第一齿轮、第二齿轮与所述框式副车架相连接；

两根第一连杆，分别设置于所述转向板的左右两侧，所述两根第一连杆的一端可旋转地连接于所述框式副车架上；

两根第二连杆，分别设置于所述转向板的左右两侧，每根所述第二连杆的一端与一根所述第一连杆的另一端可旋转地相连接，每根所述第二连杆的另一端与所述转向板可旋转地相连接；

两根转向拉杆，设置于所述车身框架和框式副车架前端，所述转向拉杆的一端与一个所述前轮的转向节相连接，所述转向拉杆的另一端与所述第一连杆和第二连杆连接的一端可旋转地相连接。

3.根据权利要求2所述的汽车车架，其特征在于，所述第二齿轮的外径大于所述第一齿轮的外径。

4.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，所述轴承由橡胶材料制成。

5.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，所述汽车车架还包括前驾驶座椅，所述前驾驶座椅设置于所述车身框架内，位于所述框式副车架的上方。

6.根据权利要求5所述的汽车车架，其特征在于，所述汽车车架还包括动力电池盒，所述动力电池盒设置于所述前驾驶座椅的下方，位于所述车身框架和所述框式副车架之间。

7.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，所述汽车车架还包括电机，所述电机设置于所述后轮上。

8.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，所述汽车车架还包括避震机构，所述避震机构设置于所述前悬挂系统与所述框式副车架之间和/或所述后悬挂系统与所述车身框架之间。

9.根据权利要求8所述的汽车车架，其特征在于，所述避震机构为具有螺旋弹簧的液力减振器；或者

所述避震机构包括液力减振器以及与所述液力减振器相连接的叶片弹簧。

10.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，所述后悬挂系统为单后轮悬挂系统、双后轮悬挂系统、轮毂电机直接驱动悬挂系统或链条、齿轮驱动悬挂系统中的任一种。

11.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，所述框式副车架由铝合金材料一体成型或者由高强度钢管运用弯管成型技术和拼焊接技术加工而成。

12.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，所述车身框架由高强度钢管运用弯管成型技术和拼焊接技术加工而成。

13.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至12中任一项所述的汽车车架。