CN109533028A - 一种用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架。该一体成型式中梁式车架包括：中央脊梁，沿着车辆的长度方向延伸；分别位于中央脊梁的前部和后部的前悬架支架安装区和后悬架支架安装区；以及多个矩形框架梁，位于前悬架支架安装区和后悬架支架安装区之间，并与中央脊梁一体成型，用于提供车辆的悬架的附接点。本发明采用一体式成型方法制造形成中梁式车架，一方面为车架可以采用高强度钢、铝合金、镁合金以及非金属高分子材料提供了结构和工艺上的可行性，可以精确控制中梁式车架中各部位的截面形状以及尺寸精度，由于采用一体成型，则避免多个部件之间的安装工艺，从而提高了中梁式车架材料选择的多样性、精度以及总成安装效率。

Description

一种用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架

技术领域

本发明涉及车辆尤其是商用车的车架构造技术领域，尤其涉及一种用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭，环境污染的加重，对汽车的排放要求更加严格。整车轻量化是节约能源、降低排放的有效途径之一，中梁式车架的应用可有效降低整车重量。

中梁式车架采用一根位于中央而贯穿汽车全长的纵梁，亦称为脊骨式车架。采用中梁式车架有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角(转角空间大)，在结构上允许车轮有较大的跳动空间，便于装配独立悬架。与同吨位的载货汽车相比，其车架轻，整车质量小，如果能降低动力系统和驱动桥安装位置，质心也较低，所以行驶稳定性好。中梁式车架的强度和刚度较大，适合布置在车架固定的中央电驱动电机、轮边电机、轮毂电机的动力系统，以及全独立悬架的悬挂。

然而，传统的中梁式车架制造工艺复杂、精度要求高、总成安装困难。车架中梁贯穿整车对称面，导致发动机和后驱动桥安装空间受限，传动轴及差速器全封闭在中梁，维护修理不方便，所以中梁式车架在后桥载荷比较大的商用车上应用较少。并且，传统钢质型材焊接车架需要使用专用工装夹具来保证车架精度，同时焊缝需要进行时效处理，须全部采用手工焊接，这导致无法避免虚焊以及漏焊，同时焊接变形不可控，导致车架精度低。

发明内容

本发明的一个目的是要解决现有技术中的中梁式车架的精度要求高、总成安装困难等的缺陷。

本发明的另一个目的是要解决现有技术中的中梁式车架对整车减重较小的技术问题。

本发明的一个进一步的目的是要解决现有技术中的中梁式车架不能提供灵活布置的安装空间的技术问题。

本发明提供了一种用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架，包括：

中央脊梁，沿着车辆的长度方向延伸；

分别位于所述中央脊梁的前部和后部的前悬架支架安装区和后悬架支架安装区；以及

多个矩形框架梁，位于所述前悬架支架安装区和所述后悬架支架安装区之间，并与所述中央脊梁一体成型，用于提供所述车辆的悬架的附接点。

可选地，所述多个矩形框架梁包括：

前悬架框架梁，与所述前悬架支架安装区相连接，所述前悬架框架梁用于提供所述前悬架的附接点；以及

后悬架框架梁，用于提供所述后悬架的附接点。

可选地，所述前悬架框架梁的数量为两个；

所述后悬架框架梁的数量为两个。

可选地，两个所述前悬梁框架之间相互连接。

可选地，两个所述后悬架框架梁分别为第一后悬架框架梁和第二后悬架框架梁，所述第一后悬架框架梁和所述第二后悬架框架梁之间间隔开布置；并且

所述第一后悬架框架梁与所述后悬架支架安装区相连接。

可选地，每一所述矩形框架梁包括对称地设置在所述中央脊梁的两侧的框架梁单元；其中

每一所述框架梁单元构造为从所述中央脊梁边缘向所述车辆的宽度方向延伸，并与部分的所述中央脊梁之间形成镂空的矩形结构。

可选地，所述一体成型式中梁式车架还包括：

至少一个安装翼板，所述至少一个安装翼板设置在所述前悬架框架梁和所述第二后悬架框架梁之间，并与所述中央脊梁一体成型，用于提供所述车辆的底盘附件的附接点。

可选地，所述一体成型式中梁式车架还包括：

支承板，所述支承板设置在所述第一后悬架框架梁和所述第二后悬架框架梁之间，并与所述中央脊梁一体成型，用于提供所述车辆的中央电驱动单元和变速装置的附接点。

可选地，所述一体成型式中梁式车架还包括：

前部结构件，位于所述中央脊梁的前端，所述前部结构件用于提供所述车辆的驾驶室翻转机构的附接点；以及

后部结构件，位于所述中央脊梁的后端，所述后部结构件用于提供所述车辆的备胎以及灯具挂件的附接点。

可选地，所述中央脊梁的壁厚为20-30mm；可选地，所述矩形框架梁的壁厚为20-30mm；可选地，所述安装翼板的壁厚为20-30mm。

根据本发明的方案，由于采用一体式成型方法制造形成中梁式车架，一方面为车架可以采用高强度钢、铝合金、镁合金以及非金属高分子材料提供了结构和工艺上的可行性，另一方面，可以精确控制中梁式车架中各部位的截面形状以及尺寸精度，再一方面，由于采用一体成型，则避免多个部件之间的安装工艺，从而提高了中梁式车架材料选择的多样性、精度以及总成安装效率。

此外，通过将第一安装架、第二安装架以及第三安装架设置为中空的结构，并且在其底面或侧面开设有多个减重孔，从而极大程度地减轻车架的重量，并且可以保证具有适度的刚度强度。本发明采用后驱中央电驱动桥、轮边电机或轮毂电机的电驱动方式，本发明结构可以为电机安装提供足够强度的安装支架和足够大的安装空间，并能保证质心较低，也可以为独立悬架提供灵活布置的安装空间。并且，本发明车架采用中梁式车架有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角(转角空间大)，为驾驶者提供优良的操纵性(转弯直径小)。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的整体示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的前段的局部示意性结构图；

图3是根据本发明另一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架前段的局部示意性结构图；

图4是根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的前桥中段的局部示意性结构图；

图5是根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的车架中段的局部示意性结构图；

图6是根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的后桥中段的局部示意性结构图；

图7是根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的后段的局部示意性结构图；

附图标号：

1-中梁式车架，10-中央脊梁，20-前悬架支架安装区，30-后悬架支架安装区，40-矩形框架梁，41-前悬架框架梁，42-后悬架框架梁，421-第一后悬架框架梁，422-第二后悬架框架梁，50-前部结构件，60-第一安装架，61-前悬梁加强筋，62-第一减重孔，70-安装翼板，71-中段加强筋，711-安装孔，80-支承板，90-第二安装架，91-后悬梁加强筋，911-第二减重孔，92-第三减重孔，100-第三安装架，110-后部结构件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的整体示意性结构图。该一体成型式中梁式车架11的材料包括但不限于钢、铝、镁合金和非金属高分子材料等。如图1所示，该一体成型式中梁式车架11包括中央脊梁10、前悬架支架安装区20、后悬架支架安装区30以及多个矩形框架梁40。其中，中央脊梁10沿着车辆的长度方向延伸。前悬架支架安装区20和后悬架支架安装区30分别位于所述中央脊梁10的前部和后部。多个矩形框架梁40位于所述前悬架支架安装区20和所述后悬架支架安装区30之间，并与所述中央脊梁10一体成型，用于提供所述车辆的悬架的附接点。每一所述矩形框架梁40包括对称地设置在所述中央脊梁10的两侧的框架梁单元。其中每一所述框架梁单元构造为从所述中央脊梁10边缘沿所述车辆的宽度方向向外延伸，并与所述中央脊梁10的部分边缘之间形成镂空的矩形结构。

在制造出一体成型式中梁式车架1之前，可以根据车架实际载荷和工况，针对中梁式车架1不同部位的受力大小，对应增加或减小该部位的截面形状或材料厚度，可以充分地降低车架重量。并且，可以根据悬架安装结构、中央电驱动单元、变速装置以及部分底盘附件安装支架的结构来使其与车架一体成型，并对应地增加或减小该部位的截面形状或材料厚度，从而获得最优的车架结构。

根据本发明的方案，由于采用一体式成型方法制造形成中梁式车架1，一方面为车架可以采用高强度钢、铝合金、镁合金以及非金属高分子材料提供了结构和工艺上的可行性，另一方面，可以精确控制中梁式车架1中各部位的截面形状以及尺寸精度，再一方面，由于采用一体成型，则避免多个部件之间的安装工艺，从而提高了中梁式车架1材料选择的多样性、精度以及总成安装效率。

该中央脊梁10的厚度可以根据车架实际载荷和工况来确定，优选可以选择为20mm、25mm或30mm，也可以选择为20-30mm之间任一其它数值。将中央脊梁10的厚度在上述范围内进行选择，在保证不影响中央脊梁10受力等主要功能的情况下减轻车架重量。该矩形框架梁40的厚度也可以根据实际载荷和工况来确定，优选可以选择为20mm、25mm或30mm，也可以选择为20-30mm之间任一其它数值。将矩形框架梁40的厚度在上述范围内进行选择，在保证不影响矩形框架梁40受力等主要功能的情况下减轻车架重量。

图2示出了根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架前段的局部示意性结构图。如图1和图2所示，该一体成型式中梁式车架1还包括前部结构件50。前部结构件50位于所述中央脊梁10的前端，所述前部结构件50用于提供所述车辆的驾驶室翻转机构的附接点。前部结构件50成型为板状或片状，并与所述中央脊梁10相垂直，且与所述中央脊梁10位于同一平面上。在该实施例中，前悬架支架安装区20与前悬架框架梁41之间平齐。

图3示出了根据本发明另一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的前段的局部示意性结构图。如图3所示，在车辆采用纯电驱动时，在制造该中梁式车架1时，可以使前段下沉，即使前悬架支架安装区20低于前悬架框架梁41。这样可以避免出现无法在后侧开门以及驾驶员右侧由于布置发动机导致的凸起的情况，并且为装卸货物提供极大便利以及提高货箱内部的有效装载空间，从而提高客户的经济效益。

图4示出了根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的前桥中段的局部示意性结构图。如图4所示，该前桥中段包括前悬架框架梁41以及第一安装架60。该前悬架框架梁41为矩形框架梁40，其与前悬架支架安装区20相连接，该前悬架框架梁41用于提供前悬架的附接点。前悬架包括悬架弹性元件、减振器和稳定杆等。在该实施例中，该前悬架框架梁41的数量为两个，两个前悬架框架梁41相互连接，并且为一体式成型。该第一安装架60从与中央脊梁10相连接的部位向下延伸，并与该中央脊梁10相互垂直。第一安装架60整体上呈矩形，并且为中空结构，这可以极大程度上减轻车架的重量。第一安装架60具有多个前悬梁加强筋61，每一前悬梁加强筋61设置在前悬架框架梁41的承重部位下方，并与车架一体成型。

图5示出了根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的车架中段的局部示意性结构图。如图5所示，该车架中段包括至少一个安装翼板70以及所述第一安装架60。所述至少一个安装翼板70与前悬架框架梁41相邻，并与所述中央脊梁10一体成型，用于提供所述车辆的底盘附件的附接点。可以根据底盘附件需要附接的零部件来确定安装翼板70的数量。在图5所示的实施例中，安装翼板70的数量为两个，底盘附件例如可以包括电池箱、油箱以及增程器等。第一安装架60还包括与安装翼板70数量保持一致的中段加强筋71。在该实施例中，中段加强筋71的数量为两个。每一中段加强筋71设置在其中一个安装翼板70的下部，并与中梁式车架1一体成型。每一中段加强筋71上还具有多个安装孔711，用于安装底盘附件。其中，第一安装架60的底面上具有多个第一减重孔62，由此可以进一步减轻车架的整体重量。

图6示出了根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的后桥中段的局部示意性结构图。如图6所示，该后桥中段包括后悬架框架梁42、支承板80、第二安装架90和第三安装架100。后悬架框架梁42用于提供所述后悬架的附接点。后悬架包括悬架弹性元件、减振器和稳定杆等。在该实施例中，以双驱动桥为例，该后悬架框架梁42的数量为两个。两个后悬架框架梁42间隔开布置，并且与车架为一体成型。两个后悬架框架梁42分别为第一后悬架框架梁421和第二后悬架框架梁422，第一后悬架框架梁421与后悬架支架安装区30相连接。支承板80设置在第一后悬架框架梁421和第二后悬架框架梁422之间，并与中央脊梁10一体成型，用于提供车辆的中央电驱动单元和变速装置的附接点。第二安装架90从与中央脊梁10相连接的部位向下延伸，并与该中央脊梁10相互垂直。第二安装架90整体上呈矩形，并且为中空结构，这可以极大程度上减轻车架的重量。第二安装架90与第一安装架60之间间隔开布置，并且间隔的距离基本上等于或小于第二后悬架框架梁422沿车辆的长度方向延伸的长度。此外，该第二安装架90延伸的长度不超过第一后悬架框架梁421的边缘。该第二安装架90具有后悬梁加强筋91，后悬梁加强筋91设置在支承板80的下方，并与车架一体成型。该后悬梁加强筋91上具有多个第二减重孔911，该第二安装架90的底面以及侧面也具有多个第三减重孔92，由此进一步减轻车架的重量。第三安装架100从与中央脊梁10相连接的部位向下延伸，并与该中央脊梁10相互垂直。第三安装架100为板状或条状，其位于第一后悬架框架梁421的右侧的下方。

图7示出了根据本发明一个实施例的用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架的后段的局部示意性结构图。如图7所示，该后段包括后部结构件110。后部结构件110位于所述中央脊梁10的后端，所述后部结构件110用于提供所述车辆的备胎以及灯具挂件的附接点。前部结构件50成型为板状或片状，并与所述中央脊梁10相垂直，且与所述中央脊梁10位于同一平面上。

根据本发明的方案，通过将第一安装架60、第二安装架90以及第三安装架100设置为中空的结构，并且在其底面或侧面开设有多个减重孔，从而极大程度地减轻车架的重量，并且可以保证具有适度的刚度强度。本发明采用后驱中央电驱动桥、轮边电机或轮毂电机的电驱动方式，本发明结构可以为电机安装提供足够强度的安装支架和足够大的安装空间，并能保证质心较低，也可以为独立悬架提供灵活布置的安装空间。并且，本发明车架采用中梁式车架1有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角(转角空间大)，为驾驶者提供优良的操纵性(转弯直径小)。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于新能源车辆的一体成型式中梁式车架，其特征在于，包括：

中央脊梁，沿着车辆的长度方向延伸；

分别位于所述中央脊梁的前部和后部的前悬架支架安装区和后悬架支架安装区；以及

多个矩形框架梁，位于所述前悬架支架安装区和所述后悬架支架安装区之间，并与所述中央脊梁一体成型，用于提供所述车辆的悬架的附接点。

2.根据权利要求1所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，所述多个矩形框架梁包括：

前悬架框架梁，与所述前悬架支架安装区相连接，所述前悬架框架梁用于提供所述前悬架的附接点；以及

后悬架框架梁，用于提供所述后悬架的附接点。

3.根据权利要求2所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，所述前悬架框架梁的数量为两个；

所述后悬架框架梁的数量为两个。

4.根据权利要求3所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，两个所述前悬梁框架之间相互连接。

5.根据权利要求3所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，两个所述后悬架框架梁分别为第一后悬架框架梁和第二后悬架框架梁，所述第一后悬架框架梁和所述第二后悬架框架梁之间间隔开布置；并且

所述第一后悬架框架梁与所述后悬架支架安装区相连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，每一所述矩形框架梁包括对称地设置在所述中央脊梁的两侧的框架梁单元；其中

每一所述框架梁单元构造为从所述中央脊梁边缘向所述车辆的宽度方向延伸，并与部分的所述中央脊梁之间形成镂空的矩形结构。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，所述一体成型式中梁式车架还包括：

至少一个安装翼板，所述至少一个安装翼板设置在所述前悬架框架梁和所述第二后悬架框架梁之间，并与所述中央脊梁一体成型，用于提供所述车辆的底盘附件的附接点。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，所述一体成型式中梁式车架还包括：

支承板，所述支承板设置在所述第一后悬架框架梁和所述第二后悬架框架梁之间，并与所述中央脊梁一体成型，用于提供所述车辆的中央电驱动单元和变速装置的附接点。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，所述一体成型式中梁式车架还包括：

前部结构件，位于所述中央脊梁的前端，所述前部结构件用于提供所述车辆的驾驶室翻转机构的附接点；以及

后部结构件，位于所述中央脊梁的后端，所述后部结构件用于提供所述车辆的备胎以及灯具挂件的附接点。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的一体成型式中梁式车架，其特征在于，所述中央脊梁的壁厚为20-30mm；

可选地，所述矩形框架梁的壁厚为20-30mm；

可选地，所述安装翼板的壁厚为20-30mm。