CN109050666A - 一种纵梁结构、车架结构及多层纵梁结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纵梁结构、车架结构及多层纵梁结构，属于汽车技术领域。纵梁结构包括在竖向上从上至下依次设置上梁部、中梁部和下梁部。其中，上梁部的内部形成上榫卯腔，上梁部上设有用于与上横梁榫卯连接的上榫卯孔，上榫卯孔与上榫卯腔连通，上榫卯孔在横向上同时贯通上梁部相对的两侧壁。下梁部的内部形成下榫卯腔，上梁部上设有用于与下横梁榫卯连接的下榫卯孔，下榫卯孔与下榫卯腔连通，下榫卯孔在横向上同时贯通下梁部相对的两侧壁。上横梁和下横梁在与纵梁连接时，上横梁和下横梁可分别插设于上榫卯孔和下榫卯孔中，使得整个结构具有很好的稳定性，可有效提高整个结构的横向刚度。

Description

一种纵梁结构、车架结构及多层纵梁结构

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种纵梁结构、车架结构及多层纵梁结构。

背景技术

车身结构的轻量化是汽车轻量化的重点。现有的车身的车架一般由纵梁和横梁构成，横梁通过焊接的方式直接固定在纵梁上，整个车架结构稳定性及刚度较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纵梁结构，以改善上述问题。

本发明的目的在于提供一种具有上述纵梁结构车架结构。

本发明的目的在于提供一种具有上述纵梁结构的多层纵梁结构。

本发明是这样实现的：

基于上述第一目的，本发明提供一种纵梁结构，包括在竖向上从上至下依次设置上梁部、中梁部和下梁部；所述上梁部的内部形成上榫卯腔，所述上梁部上设有用于与上横梁榫卯连接的上榫卯孔，所述上榫卯孔与所述上榫卯腔连通，所述上榫卯孔在横向上同时贯通所述上梁部相对的两侧壁；所述下梁部的内部形成下榫卯腔，所述上梁部上设有用于与下横梁榫卯连接的下榫卯孔，所述下榫卯孔与所述下榫卯腔连通，所述下榫卯孔在横向上同时贯通所述下梁部相对的两侧壁。

进一步地，所述上榫卯腔内设有与所述上梁部固定连接的第一竖向筋板，所述上榫卯孔贯通所述第一竖向筋板；

所述下榫卯腔内设有与所述下梁部固定连接的第二竖向筋板，所述下榫卯孔贯通所述第二竖向筋板。

进一步地，所述中梁部的内部形成中榫卯腔，所述中梁部上设有用于与中横梁榫卯连接的中榫卯孔，所述中榫卯孔与所述中榫卯腔连通，所述中榫卯孔在横向上同时贯通中梁部相对的两侧壁。

进一步地，所述中榫卯腔内设有与所述中梁部固定连接的横向筋板。

进一步地，所述上梁部与所述下梁部通过所述中梁部连接并构成“匚”形或“工”形。

基于上述第二目的，本发明提供一种车架结构，包括上横梁、下横梁和上述的纵梁结构；

所述上横梁插设于所述上榫卯孔并与所述上梁部固定，所述下横梁插设于所述下榫卯孔并与所述下横梁固定。

进一步地，所述车架结构还包括第一连接板和第二连接板；

所述上梁部上设有第一纵向榫槽，所述上横梁上设有第一横向榫槽，所述第一连接板同时卡于所述第一纵向榫槽和第一横向榫槽内；

所述下梁部上设有第二纵向榫槽，所述下横梁上设有第二横向榫槽，所述第二连接板同时卡于所述第二纵向榫槽和第二横向榫槽内。

基于上述第三目的，本发明提供一种多层纵梁结构，包括副纵梁、立筋和上述的的纵梁结构；

所述副纵梁位于所述上梁部的上侧，所述副纵梁与所述上梁部通过所述立筋连接。

进一步地，所述立筋与所述上梁部榫槽连接，所述立筋与所述副纵梁榫槽连接。

进一步地，所述多层纵梁结构还包括两个以上间隔设置于所述上梁部与所述副纵梁间的立梁；

任意相邻的两个所述立梁间设置一个所述立筋，任意相邻的两个所述立梁分别为第一立梁和第二立梁，所述立筋的四周分别与所述上梁部、所述第一立梁、所述副纵梁和所述第二立梁榫槽连接。

本发明的有益效果包括：

本发明提供一种纵梁结构，包括上梁部、中梁部和下梁部，上梁部内部形成上榫卯腔，下梁部内部形成下榫卯腔，减轻了纵梁结构的重量，提高了其抗弯强度。此外，由于上梁部设有供上横梁插入的上榫卯孔，下梁部设有供下横梁插入的下榫卯孔，上横梁和下横梁在与纵梁连接时，上横梁和下横梁可分别插设于上榫卯孔和下榫卯孔中，使得整个结构具有很好的稳定性，可有效提高整个结构的横向刚度。

本发明提供一种车架结构，包括上横梁、下横梁和上述的纵梁结构，上横梁插设于上榫卯孔并与上梁部固定，下横梁插设于下榫卯孔并与下横梁固定，这种车架结构具有很好的稳定性，同时，由于横梁在纵梁上呈上下分布，提高了整个车架结构的横向刚度。

本发明提供一种多层纵梁结构，包括副纵梁、立筋和上述的纵梁结构，上梁部与副纵梁通过立筋连接固定。这种多层纵梁结构具有较大截面弯曲模量、扭转模量，具有很好的抗弯强度和抗扭强度，能全面满足力学性能方面的要求，且实现了轻量化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例1提供的纵梁结构的截面图；

图2为本发明实施例2提供的车架结构的示意图；

图3为本发明实施例3提供的多层纵梁结构的示意图；

图4为图3所示的副纵梁的结构示意图；

图5为图3所示的立筋的结构示意图；

图6为本发明实施例4提供的包括多层纵梁结构的车架的结构示意图；

图7为图6所示的多层纵梁结构的示意图。

图标：100-纵梁结构；10-上梁部；11-上榫卯腔；12-第一竖向筋板；13-上榫卯孔；14-第一纵向榫槽；15-第一凸出部；20-下梁部；21-下榫卯腔；22-第二竖向筋板；23-下榫卯孔；24-第二纵向榫槽；25-第二凸出部；30-中梁部；31-中榫卯腔；32-中榫卯孔；33-横向筋板；34-第三纵向榫槽；35-第三凸出部；200-车架结构；210-上横梁；211-第一横向榫槽；220-下横梁；221-第二横向榫槽；230-中横梁；231-第三横向榫槽；240-第一连接板；250-第二连接板；260-第三连接板；300-多层纵梁结构；310-副纵梁；311-空腔；312-加强筋板；313-第四纵向榫槽；314-第四凸出部；立筋320；321-立板；322-第一横板；323-第二横板；324-第一卡接部；325-第二卡接部；330-立梁；3301-第一立梁；3302-第二立梁。

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作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示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，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种纵梁结构100，其包括竖向上从上至下依次设置的上梁部10、中梁部30和下梁部20。

本实施例中，上梁部10与下梁部20通过中梁部30连接形成“匚”形，上梁部10、中梁部30和下梁部20的横截面均为矩形中空结构，上梁部10和下梁部20均横向布置，中梁部30竖向布置。

其中，上梁部10内部形成上榫卯腔11，上榫卯腔11内部设有与上梁部10固定连接的第一竖向筋板12，以提升上梁部10的强度和刚度，第一竖向筋板12可以是一个、两个或多个。本实施例中，第一竖向筋板12为一个，第一竖向筋板12在横向上位于上梁部10的中间位置，该第一竖向筋板12将上榫卯腔11分隔为两个大小相等腔室。上梁部10上设有用于与上横梁榫卯连接的上榫卯孔13，上榫卯孔13为矩形孔，上榫卯孔13与上榫卯腔11连通，上榫卯孔13在横向上同时贯通上梁部10相对的两个侧壁，同时，上榫卯孔13还将第一竖向筋板12贯通。

此外，上梁部10上设有多个第一纵向榫槽14。上梁部10的顶壁的外表面和上梁部10横向上相对的两个侧壁的外表面上均设有第一纵向榫槽14。上梁部10上设置第一纵向榫槽14的位置形成向内凸起的第一凸出部15，以提高上梁部10的抗弯能力和抗扭能力。

下梁部20内部形成下榫卯腔21，下榫卯腔21内部设有与下梁部20固定连接的第二竖向筋板22，以提高下梁部20的强度和刚度，第二竖向筋板22可以是一个、两个或多个。本实施例中，第二竖向筋板22为一个，第二竖向筋板22在横向上位于下梁部20的中间位置。该第二竖向筋板22将下榫卯腔21分隔为大小相等的两个腔室。下梁部20上设有用于与下横梁榫卯连接的下榫卯孔23，下榫卯孔23为矩形孔，下榫卯孔23与下榫卯腔21连通，下榫卯孔23在横向上同时贯通下梁部20相对的两个侧壁，同时，下榫卯孔23还将第二竖向筋板22贯通。

此外，下梁部20上设有多个第二纵向榫槽24。下梁部20的底壁的外表面和上梁部10横向上相对的两个侧壁的外表面上均设有第二纵向榫槽24。上梁部10上设置第二纵向榫槽24的位置形成向内凸起的第二凸出部25，以提高下梁部20的抗弯能力和抗扭能力。

中梁部30内部形成中榫卯腔31，中梁部30上设有用于与中横梁榫卯连接的中榫卯孔32，中榫卯孔32为矩形孔，中榫卯孔32与中榫卯腔31连通，中榫卯孔32在横向上同时贯通中梁部30相对的两侧壁。中榫卯腔31内设有与中梁部30固定连接的横向筋板33，横向筋板33可以是一个、两个或多个。本实施例中，横向筋板33为两个，两个横向筋板33在竖向上间隔分布，两个横向筋板33将中榫卯腔31分隔为三个大小相等腔室。中榫卯孔32在竖向上位于两个横向筋板33之间。

此外，中梁部30上设有多个第三纵向榫槽34。中梁部30横向上相对的两个侧壁的外表面上均设有第三纵向榫槽34。中梁部30上设置第三纵向榫槽34的位置形成向内凸起的第三凸出部35，以提高下梁部20的抗弯能力和抗扭能力。

本实施例提供的一种纵梁结构100，包括上梁部10、中梁部30和下梁部20，上梁部10内部形成上榫卯腔11，中梁部30内部形成中榫卯腔31，下梁部20内部形成下榫卯腔21，减轻了整个纵梁结构100的重量，提高了其抗弯强度。此外，由于上梁部10设有供上横梁插入的上榫卯孔13，中梁部30设有供中横梁插入的中榫卯孔32，下梁部20设有供下横梁插入的下榫卯孔23，上横梁、中横梁和下横梁在与纵梁连接时，上横梁、中横梁、下横梁可分别插设于上榫卯孔13、中榫卯孔32和下榫卯孔23中，使得整个结构具有很好的稳定性，可有效提高整个结构的横向刚度。

本实施例中，纵梁结构100的上梁部10、中梁部30和下梁部20依次连接形成“匚”形，这种结构提高了整个纵梁的抗弯能力和扛扭能力。当然，在其他具体实施例中，上梁部10、中梁部30和下两部也可构成其他形状，比如“工”形。

本实施例中，上榫卯腔11内设有与上梁部10固定的第一竖向筋板12，可有效提高上梁部10的刚度和强度，上横梁穿插于上榫卯孔13内后，第一竖向筋板12可对上横梁起到很好的支撑加固的作用，可有效提高上横梁的抗弯能力。同样，下榫卯腔21内设有与下梁部20固定的第二竖向筋板22，可有效提高下梁部20的刚度和强度，下横梁穿插于下榫卯孔23内后，第二竖向筋板22可对下横梁起到支撑加固作用，可有效提高下横梁的抗弯能力。

本实施例中，中梁部30上内部形成中榫卯腔31，中梁部30上设有用于与中横梁榫卯连接的中榫卯孔32，在其他具体实施例中，中梁部30上可不设置中榫卯腔31和中榫卯孔32。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种车架结构200，包括上横梁210、下横梁220、中横梁230和上述实施例中1的纵梁结构100。

其中，上横梁210的截面为矩形空心结构，上横梁210的四个侧壁的外表面上均设有第一横向榫槽211；下横梁220的截面为矩形空心结构，下横梁220的四个侧壁的外表面上均设有第二横向榫槽221；中横梁230的截面为矩形空心结构，中横梁230的四个侧壁的外表面上均设有第三横向榫槽231。

上横梁210插设于上榫卯孔13内并与上梁部10焊接固定，上横梁210横向上的两端均延伸至上梁部10外；下横梁220插设于下榫卯孔23内并与下梁部20焊接固定，下横梁220横向上的两端均延伸至下梁部20外；中横梁230插设于中榫卯孔32内并与中梁部30焊接固定；中横梁230横向上的两端均延伸至中中梁部30外。

本实施例中，车架结构200还包括第一连接板240、第二连接板250和第三连接板260。第一连接板240同时卡于第一纵向榫槽14和第一横向榫槽211内，上梁部10和上横梁210均与第一连接板240焊接；第二连接板250同时卡于第二纵向榫槽24和第二横向榫槽221内，下梁部20和下横梁220均与第二连接板250焊接；第三连接板260同时卡于第三纵向榫槽34和第三横向榫槽231内，中梁部30和中横梁230均与连接板焊接。

本实施例提供一种车架结构200，上横梁210、下横梁220和中横梁230分别榫卯连接于纵梁结构100的上梁部10、中梁部30和下梁部20，具有很好的结构稳定性，由于横梁在纵梁上呈上下分布，提高了整个车架的横向刚度。

此外，本实施例中，横梁与纵梁之间设有连接板，连接板与横梁、纵梁均榫槽连接，整个车架结构200中形成多个剪力墙，提升了横梁、纵梁的抗弯能力及抗扭能力。

实施例3

如图3所示，本实施例提供一种多层纵梁结构300，包括副纵梁310、立筋320和上述实施例1中的纵梁结构100，副纵梁310位于上梁部10的上侧，副纵梁310与上梁部10通过立筋320连接。

其中，如图4所示，副纵梁310的截面为矩形空心结构，副纵梁310内部形成空腔311，空腔311为矩形。空腔311内设有横向布置的与副纵梁310固定连接的加强筋板312，加强筋板312将空腔311分隔为两个上下两个腔室，以提高副纵梁310的强度和刚度。

此外，本实施例中，副纵梁310的外表面上设有多个第四纵向榫槽313，第四纵向榫槽313纵向布置于副纵梁310上。本实施例中，第四纵向榫槽313为四个，四个第四纵向榫槽313分别布置在副纵梁310的四个侧壁的外表面上。副纵梁310上设置第四纵向榫槽313的位置形成向内凸起的第四凸出部314，以提高副纵梁310的抗弯能力和抗扭能力。

立筋320的作用是连接纵梁结构100的上梁部10和副纵梁310。如图5所示，本实施例中，立筋320包括立板321、第一横板322、第二横板323、第一卡接部324和第二卡接部325。第二横板323和第一横板322分别固设于立板321的上下两端，第一横板322平行于第二横板323，第二横板323位于第一横板322的上方，第一横板322、立板321和第二横板323三者构成“工”形结构；第一卡接部324设于第一横板322的下表面，第二卡接部325设于第二横板323的上表面，第一卡接部324和第二卡接部325均为纵向延伸的条状结构。

如图3所示，上梁部10与副纵梁310通过立筋320连接。具体地，副纵梁310位于上梁部10的上方，立筋320的第一卡接部324卡于上梁部10的顶部的第一纵向榫槽14内，实现立筋320与上梁部10的榫槽连接，第一横板322与上梁部10接触并焊接固定；立筋320的第二卡接部325卡于副纵梁310上的第四纵向榫槽313内，实现立筋320与副纵梁310的榫槽连接，第二横板323与副纵梁310接触并焊接固定。上梁部10与副纵梁310通过立筋320连接固定后，整个多层纵梁结构300具有较好的结构稳定性。

本实施例提供的一种多层纵梁结构300，由于立筋320与副纵梁310、上梁部10榫槽连接，使得整个多层纵梁结构300具有较大截面弯曲模量、扭转模量，具有很好的抗弯强度和抗扭强度，能全面满足力学性能方面的要求，且实现了轻量化。

实施例4

本实施例提供一种多层纵梁结构300，与上述实施例3的区别在于，如图6所示，多层纵梁结构300还包括两个以上间隔设置于上梁部10与副纵梁310间的立梁330，任意相邻的两个立梁330间对应设置一个立筋320。

如图7所示，立梁330的下端延伸至上梁部10的上榫卯腔11内，以实现立梁330与上梁部10的榫卯连接，立梁330的上端延伸至副纵梁310的空腔311内，以实现立梁330与副纵梁310的榫卯连接。立梁330与上梁部10和副纵梁310榫卯连接后，通过焊接的方式将三者固定。

本实施例中，为方便叙述，将任意两个相邻的立梁330定义为第一立梁3301和第二立梁3302，第一立梁3301和第二立梁3302上均设置有榫槽。立筋320的四周分别与上梁部10、第一立梁3301、副纵梁310和第二立梁3302榫槽连接，即立筋320的四个边部分别卡于上梁部10上的第一纵向榫槽14、第一立梁3301上的榫槽、副纵梁310上的第四纵向榫槽313和第二立梁3302上的榫槽内。

本实施例提供的一种多层纵梁结构300，立梁330的四周分别与上梁部10、第一立梁3301、副纵梁310和第二立梁3302榫卯连接，整个纵梁结构100中将形成多个剪力墙，多个剪力墙形成封闭腔型结构，即腔梁结构，具有高刚度、高轻量化的优点，进一步提升了多层纵梁结构300的抗弯能力和抗扭能力。

本实施例的其余结构与实施例3相同，在此不再赘述。

以上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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纵梁结构，其特征在于，包括在竖向上从上至下依次设置上梁部、中梁部和下梁部；

其中，所述上梁部的内部形成上榫卯腔，所述上梁部上设有用于与上横梁榫卯连接的上榫卯孔，所述上榫卯孔与所述上榫卯腔连通，所述上榫卯孔在横向上同时贯通所述上梁部相对的两侧壁；

所述下梁部的内部形成下榫卯腔，所述上梁部上设有用于与下横梁榫卯连接的下榫卯孔，所述下榫卯孔与所述下榫卯腔连通，所述下榫卯孔在横向上同时贯通所述下梁部相对的两侧壁。

2.根据权利要求1所述的纵梁结构，其特征在于，所述上榫卯腔内设有与所述上梁部固定连接的第一竖向筋板，所述上榫卯孔贯通所述第一竖向筋板；

所述下榫卯腔内设有与所述下梁部固定连接的第二竖向筋板，所述下榫卯孔贯通所述第二竖向筋板。

3.根据权利要求1所述的纵梁结构，其特征在于，所述中梁部的内部形成中榫卯腔，所述中梁部上设有用于与中横梁榫卯连接的中榫卯孔，所述中榫卯孔与所述中榫卯腔连通，所述中榫卯孔在横向上同时贯通中梁部相对的两侧壁。

4.根据权利要求3所述的纵梁结构，其特征在于，所述中榫卯腔内设有与所述中梁部固定连接的横向筋板。

5.根据权利要求1-4任一项所述的纵梁结构，其特征在于，所述上梁部与所述下梁部通过所述中梁部连接并构成“匚”形或“工”形。

6.一种车架结构，其特征在于，包括上横梁、下横梁和根据权利要求1-5任一项所述的纵梁结构；

所述上横梁插设于所述上榫卯孔并与所述上梁部固定，所述下横梁插设于所述下榫卯孔并与所述下横梁固定。

7.根据权利要求6所述的车架结构，其特征在于，所述车架结构还包括第一连接板和第二连接板；

所述上梁部上设有第一纵向榫槽，所述上横梁上设有第一横向榫槽，所述第一连接板同时卡于所述第一纵向榫槽和第一横向榫槽内；

所述下梁部上设有第二纵向榫槽，所述下横梁上设有第二横向榫槽，所述第二连接板同时卡于所述第二纵向榫槽和第二横向榫槽内。

8.一种多层纵梁结构，其特征在于，包括副纵梁、立筋和根据权利要求1-5任一项所述的纵梁结构；

所述副纵梁位于所述上梁部的上侧，所述副纵梁与所述上梁部通过所述立筋连接。

9.根据权利要求8所述的多层纵梁结构，其特征在于，所述立筋与所述上梁部榫槽连接，所述立筋与所述副纵梁榫槽连接。

10.根据权利要求9所述的多层纵梁结构，其特征在于，所述多层纵梁结构还包括两个以上间隔设置于所述上梁部与所述副纵梁间的立梁；

任意相邻的两个所述立梁间设置一个所述立筋，任意相邻的两个所述立梁分别为第一立梁和第二立梁，所述立筋的四周分别与所述上梁部、所述第一立梁、所述副纵梁和所述第二立梁榫槽连接。