CN108909837A - 一种铝合金组合横臂结构及汽车 - Google Patents

Abstract

一种铝合金组合横臂结构及汽车，属于汽车轻量化技术领域。铝合金组合横臂结构包括：横梁组、连接板、垂直筋板和水平筋板。将连接板榫卯连接到横梁组上。横梁组与连接板均设置有榫槽。垂直筋板与横梁组榫槽连接。垂直筋板与连接板榫槽连接。水平筋板与横梁组榫槽连接。水平筋板与连接板榫槽连接。该汽车包括上述的铝合金组合横臂结构。该结构实现了一种轻量化腔梁空间结构。该汽车采用该铝合金组合横臂结构，车架结构强度好，易于布置板簧硬点，易于制造。

Description

一种铝合金组合横臂结构及汽车

技术领域

本发明涉及汽车轻量化技术领域，尤其涉及一种铝合金组合横臂 结构及汽车。

背景技术

无论是传统汽车还是新能源汽车，汽车轻量化已成为研究热点。 铝合金型材已经成为商用车轻量化车架结构的主要材料，但是铝合金 型材强度低于钢材、“不易弯曲”、“不易焊接”、“材料强度低于钢材” 等几个弱点严重制约了其在轻量化车架中的应用，尤其是在车架结构 中的应用。

汽车车架结构要承受大且复杂的载荷，还要安装各种复杂的底盘 系统，为此需要提供足够的纵向刚度和横向刚度。纵向刚度主要由纵 梁提供，横向刚度主要由横梁提供。通常横梁截面远小于纵梁，因此 单根横梁的刚度和强度均有限，当横梁要承受较大的载荷时，例如在 承受板簧硬点力时，单根横梁无法承受。因此限制了铝合金底架结构 的发展。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种铝合金组合横臂结构及汽车，此 铝合金组合横臂结构旨在解决现有技术中单根铝合金横梁的刚度强 度低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种铝合金组合横臂结构，所述铝合金组合横臂结构包括：横梁 组、连接板、垂直筋板和水平筋板；将连接板榫卯连接到所述横梁组 上；所述横梁组与所述连接板均设置有榫槽，所述垂直筋板与所述横 梁组榫槽连接，所述垂直筋板与所述连接板榫槽连接，所述水平筋板 与所述横梁组榫槽连接，所述水平筋板与所述连接板榫槽连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述横梁组至少包括3根空间 布置的横梁，所述横梁均为矩形截面，且四个外表面均带有矩形榫槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接板还包括榫孔，所述 榫孔与所述横梁组形成榫卯连接，所述榫槽连接所述榫孔。

本发明还提供了一种汽车，所述汽车包括以上任一项所述的铝合 金组合横臂结构。

本发明的有益效果包括：

1.“横梁组+连接板+垂直筋板+水平筋板”组合成一种“空间腔 梁”结构，横梁之间的连接板、垂直筋板、水平筋板、共同构成剪应 力筋板结构，提高了该组合结构的整体力学性能。该结构具有明显的 轻量化效果，即以较轻的重量获得较高的整体刚度和强度。

2、该铝合金组合横臂结构有效地将硬点载荷分解到多根横梁上 共同分担，降低了单根横梁的载荷，提高了整体承载力和单根材料的 安全性。

3.采用榫卯连接有效避免了铝合金梁的打断和断头之间的焊接， 采用榫槽焊接连接确保了梁和剪应力筋板结构的力学性能，制造效率 高、成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方 式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了 本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些 附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的铝合金组合横臂结构整体示意 图；

图2为图1中Ⅱ位置的放大图；

图3为本发明第一实施例提供的铝合金组合横臂结构的连接板 的结构示意图。

图标：1-横梁组；2-连接板；22-榫孔；3-垂直筋板；4-水平筋板； 5-榫槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本发明实施例的组 件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨 在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此， 一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行 进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该发明产品 使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第 二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第 一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而 且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征 正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一 特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和 斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或 悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言 更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限 定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定 连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可 以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以 是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体 情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例：

本实施例提供一种铝合金组合横臂结构及汽车，其具体结构如下 文所阐述。

请参照图1，配合参照图2，本实施例提供的铝合金组合横臂结 构包括：横梁组1、连接板2、垂直筋板3和水平筋板4。将连接板2 榫卯连接到横梁组1上。横梁组1与连接板2均设置有榫槽5。垂直 筋板3与横梁组1榫槽连接。垂直筋板3与连接板2榫槽连接。水平 筋板4与横梁组1榫槽连接。水平筋板4与连接板2榫槽连接。

请参照图1，配合参照图2，在本实施例中，横梁组1包括4根 横梁。横梁分布在相互垂直的第一方向和第二方向上。在本实施例中， 第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向。即横梁分布在水平方向 和竖直方向上。具体地，第一根与第二根横梁间隔设置于水平方向上， 则第三根横梁设置于第一根横梁的正上方，第一根与第三根横梁分布 于竖直方向上。与之相对应地，第四根横梁处于第二根横梁的正上方。

进一步地，横梁是截面呈空心矩形的多腔的铝合金型材，在横梁 的四个外表面均设置有矩形榫槽5。横梁为整个铝合金组合横臂结构 的基本骨架之一。将横梁的截面设置为空心矩形，能够大幅度降低结 构质量，实现轻量化的目的。在型材外表面设置矩形榫槽5，能够方 便整个铝合金组合横臂结构各部分之间的连接。采用榫槽焊接连接， 确保了梁和剪应力筋板的力学性能，制造效率高、成本低。

第一根横梁与第三根横梁之间通过垂直筋板3连接。在本实施例 中，优选的使用榫槽焊接连接。垂直筋板3的一端卡入第一根横梁上 设置的榫槽5内，垂直筋板3的另一端卡入第三根横梁上设置的榫槽 5内。形成榫槽焊接连接。采用榫槽焊接连接确保了梁和筋板的力学 性能，制造效率高、成本低。垂直筋板3连接第一根横梁和第三根横 梁后，形成了垂直剪力墙结构。提高了铝合金组合横臂结构的整体承 载能力。

与之相对应地，第二根横梁与第四根横梁之间通过垂直筋板3 连接。此处，同样的采用榫槽连接。垂直筋板3的一端卡入第二根横 梁上设置的榫槽5内，垂直筋板3的另一端卡入第四根横梁上设置的 榫槽5内。形成榫槽焊接连接。垂直筋板3连接第一根横梁和第三根 横梁后，形成了垂直剪力墙结构。

在水平方向上，第三根横梁与第四根横梁之间通过水平筋板4 连接。此处，同样的采用榫槽连接。水平筋板4的一端卡入第三根横 梁上设置的榫槽5内，水平筋板4的另一端卡入第四根横梁上设置的 榫槽5内。形成榫槽焊接连接。水平筋板4连接第一根横梁和第三根 横梁后，形成了水平剪力墙结构。

在本实施例中，优选的使用榫卯连接和筋板榫槽焊接连接。采用 带榫卯连接可以降低榫卯装配难度，采用筋板榫槽焊接连接确保了梁 和筋板的力学性能，制造效率高、成本低。

需要说明的是，横梁组1至少包括3根空间布置的横梁。当横梁 组1的横梁为3根时，可以上述实施例中的任一根横梁拆除，即为3 根横梁。当横梁组1的横梁超过4根时，可以在第一方向和第二方向 分别依次增加横梁的根数，即可实现超过4根时的情况。横梁组1的横梁越多，横梁组1的承载能力也相应提高，刚度和强度得到加强， 但铝合金组合横臂结构的整体质量会增加，轻量化的效果会下降。推 荐使用4根横梁的横梁组1，其承载能力和轻量化的效果较好。

请参照图3，连接板2整体呈一个“7”字形结构，在“7”字形结构 的边角处开设有4个榫孔22。4个榫孔22的位置与4根横梁的位置 相对应。连接板2上还开设有3条榫槽5，3条榫槽5连接4个榫孔 22。第一条与第二条榫槽5呈垂直关系，第二条与第三条榫槽5呈垂 直关系，第一条和第三条榫槽5呈平行关系。

4根横梁通过4个榫孔22与连接板2形成榫卯连接。垂直筋板3 一端与第一根横梁上设置的榫槽5连接，垂直筋板3的另一端与第三 根横梁上设置的榫槽5连接，垂直筋板3的一侧穿过连接板2上的第 一条榫槽5与连接板2形成榫槽连接。

垂直筋板3一端与第二根横梁上设置的榫槽5连接，垂直筋板3 的另一端与第四根横梁上设置的榫槽5连接，垂直筋板3的一侧穿过 连接板2上的第三条榫槽5与连接板2形成榫槽连接。

水平筋板4一端与第一根横梁上设置的榫槽5连接，水平筋板4 的另一端与第二根横梁上设置的榫槽5连接，水平筋板4的一侧穿过 连接板2上的第二条榫槽5与连接板2形成榫槽连接。

为了减轻连接板2的重量，连接板2还设置有多处镂空。

在本实施例中，连接板2的使用个数不作限制，生产者可以根据 实际的生产需要设置连接板2的个数。

需要说明的是，横梁之间还可以设置其他增加连接强度的结构。 例如，设置两根竖直梁，使得两根竖直梁与4根横梁形成榫卯连接。 两根竖直梁之间也可以设置筋板以加强连接的强度。其他还有多种情 况，在此就不再赘述。

本实施例还提供了一种汽车，该汽车包括了上述的铝合金组合横 臂结构。该汽车采用铝合金车架结构，强度好，易于制造。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包 含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铝合金组合横臂结构，其特征在于：所述铝合金组合横臂结构包括：横梁组(1)、连接板(2)、垂直筋板(3)和水平筋板(4)；将所述连接板(2)榫卯连接到所述横梁组(1)上；所述横梁组(1)与所述连接板(2)均设置有榫槽(5)，所述垂直筋板(3)与所述横梁组(1)榫槽连接，所述垂直筋板(3)与所述连接板(2)榫槽连接，所述水平筋板(4)与所述横梁组(1)榫槽连接，所述水平筋板(4)与所述连接板(2)榫槽连接。

2.根据权利要求1所述的铝合金组合横臂结构，其特征在于：所述横梁组(1)至少包括3根空间布置的横梁，所述横梁均为矩形截面，且四个外表面均带有矩形榫槽(5)。

3.根据权利要求1所述的铝合金组合横臂结构，其特征在于：所述连接板(2)还包括榫孔(22)，所述榫孔(22)与所述横梁组(1)形成榫卯连接，所述榫槽(5)连接所述榫孔(22)。

4.一种汽车，其特征在于：所述汽车包括权利要求1-3任一项所述的铝合金组合横臂结构。