CN109927781A - 一体式副车架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，针对目前的副车架结构复杂、加工困难、刚性不足和稳定性不好的问题，公开了一体式副车架，包括副车架本体和后横梁，所述副车架本体由一整根管构成，副车架本体包括无缝连接的前横梁和纵臂，前横梁和纵臂连接处设有第一拐角，纵臂的中部设有纵臂过渡区，纵臂的末端设有第二拐角和第三拐角。所述后横梁包括焊接相连的后横梁前杆、后横梁后杆和后悬置安装板。后横梁前杆的两端分别与左右侧的纵臂上的第二拐角处相连，后横梁后杆的两端通过纵臂上第二拐角和所述第三拐角之间的焊接孔插入纵臂管中，并与焊接孔焊连。本发明的一体式副车架结构简单，稳定性好，制造成本低，有利于提高副车架整体和局部刚度。

Description

一体式副车架

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一体式副车架。

背景技术

副车架可以看成是前后车桥的骨架，是前后车桥的组成部分。副车架并非完整的车架，只是支承前后车桥、悬挂的支架，使车桥、悬挂通过它再与"正车架"相连，习惯上称为“副架”。副车架的作用是阻隔振动和噪声，减少其直接进入车厢，所以大多出现在豪华的轿车和越野车上，有些汽车还为引擎装上副架。传统的没有副车架的承载式车身，其悬挂是直接与车身钢板相连的。因此前后车桥的悬挂摇臂机构都为散件，并非总成。在副车架诞生以后，前后悬挂可以先组装在副车架上，构成一个车桥总成，然后再将这个总成一同安装到车身上。

目前，副车架本体由很多部件连接组成，加工工艺较多，会影响副车架部件的性能，一旦遇到复杂的工况，产生失效的情况较多。后横梁由上下两块比较大的板才搭接而成，质量大，副车架整体刚度低，使得安装在上面的转向机安装点、稳定杆安装点的刚度也较低。同时副车架结构复杂，加工困难。

中国专利申请号为CN201721441045.8的专利，公开了一种一体式铝合金空心低压铸造多连杆四驱后副车架。该专利的副车架包括副车架，所述副车架的前壁四角均设置有安装套，所述副车架的前壁从上至下依次设置有上部减重孔、中部减重孔、下部减重孔、底端减重孔和后部减重孔，所述副车架的前壁下部左、右部均设置有加强筋，所述副车架的前壁左、右上部均设置有上摆臂安装板，两组所述上摆臂安装板的上部均设置有装配孔，所述副车架的前壁左、右上部均设置有稳定杆安装孔，所述稳定杆安装孔位于上摆臂安装板的内侧。该副车架重量较轻，板厚分布均匀，利于铸造成型，无焊接要求。然而，该副车架的刚度有待提高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一体式副车架。解决了现有技术中副车架结构复杂、加工困难、刚性不足和稳定性不好的问题。

本发明的具体技术方案为：一体式副车架，包括副车架本体和后横梁，所述副车架本体由一整根管构成，包括无缝连接的前横梁和纵臂，所述前横梁和所述纵臂连接处设置有第一拐角，纵臂上由中部至末端依次设置有纵臂过渡区、第二拐角和第三拐角；所述后横梁包括后横梁前杆、后横梁后杆和后悬置安装板，所述后悬置支架与所述后横梁前杆和所述后横梁后杆焊接。

本发明的一体管式设计将副车架前横梁纵臂设计成一个部件，加工简单，减少了装配、焊接等工艺流程，不仅节约了成本，而且避免了因加工因素造成的其他损伤，如焊接放热导致的连接部位的材料变形，应力集中等。第一拐角的设置一方面利用拐角替代了传统副车架前横梁和纵梁搭接的结构，另一方面，拐角处管道上可以直接设置悬置支架，节省空间，使结构更加紧凑，避免了传统设计搭接处不能设置承力结构的不足。过渡区的设置使纵臂的前后两段可以采用不同形状、尺寸的横截面，并使之平滑过渡。第二拐角的设置一方面是满足后横梁前杆的安装要求，另一方面是由于稳定杆硬点的要求，需要控制臂往外张，第二拐角使纵臂在此处平滑过渡，第三拐角的设置一方面是为了满足副车架与车身后连接点的硬点要求，需要使纵臂在此处后往外张，避免了还需单独设置一个支架来安置车身后连接点，第三拐点使得纵臂和与车身连接的后安装支架一体化，同时拐角处可以设置后控制臂支架，使得副车架的空间结构得到充分利用，结构更加紧凑，避免了传统设计搭接处不能设置承力结构的不足；后横梁前杆和后横梁后杆分别与纵臂相连，两根圆管或方管的排列使得副车架的弯曲刚度和扭转刚度得到了提升，再加上与之连接的后悬置安装板共同组成的后横梁，与传统使用比较大的上下板构成的后横梁相比，整个后横梁在提升刚度的同时，质量大大减少，节约了成本。

作为优选，所述纵臂的中部设置有纵臂过渡区，纵臂的末端设置有第二拐角和第三拐角；左、右两个纵臂上的纵臂过渡区中间部分管的横截面的宽大于高，纵臂过渡区至纵臂末端部分管的横截面的高大于宽。

纵臂过渡区的前部分管的横截面为宽大于高，后部分管的横截面为高大于宽。这样的设计有利与提高整个副车架的扭转刚度，并且能够避让车身的其他重要构件。

作为优选，所述后横梁前杆的两端分别与所述第二拐角处相连，后横梁后杆的两端通过纵臂上第二拐角和所述第三拐角之间设置的焊接孔插入左右侧的纵臂管中，并与焊接孔焊接相连。

作为优选，所述第一拐角处的管体外侧焊接有右悬置安装支架。拐角处管道上直接设置悬置支架，节省空间，使结构更加紧凑，避免了传统设计在搭接处不能设置承力结构的不足。

作为优选，所述右悬置安装支架上设有带凸台的第一右悬置安装孔，在纵臂上的第一拐角与纵臂过渡区之间设有两个带所述凸台的第二右悬置安装孔，所述第二右悬置安装孔与所述第一右悬置安装孔共同构成右悬置的安装中心。凸台的设计可以通过控制凸台的高低，适应悬置安装点的要求而不需要将整个横梁往上拔高，节省了材料，并且三个悬置安装孔均落在副车架本体或与之紧密相连的支架上，大大保证了前悬置安装点的刚度。

作为优选，所述纵臂的前端设有横截面为圆形或方形的羊角管以及前控制臂安装支架，纵臂的后侧设有两个分列在后横梁后杆的前后两侧的稳定杆安装支架和后控制臂安装支架。羊角管与车身相连增大副车架的承载能力，并且羊角管上可设置转向机加强板安装点，可以加固转向机，稳定杆安装支架分列在后横梁后杆的前后两侧，有利于增加稳定杆安装点的刚度。

作为优选，所述后控制臂安装支架包裹在第三拐角处的管体外侧，后控制臂安装支架的上下板上设有向里凹陷的增强凸台。后控制臂安装支架包裹在第三拐角处的管体外侧，有利于提高后控制安装点的刚度，同时后控制臂安装支架能将后控制臂传过来的力均匀的分布到纵臂上，避免了应力集中。后控制臂的上下板上设有向里凹陷的增强凸台，增强凸台的设置可以保证后控制臂在安装时空间的余量，而不会与纵臂或者控制臂安装支架发生干涉。

作为优选，所述后横梁前杆与第二拐角相连处设置有转向机安装支架。

作为优选，所述前横梁上设有前悬置安装支架。作为优选，所述前悬置安装支架采用弓型板材结构。前悬置支架弓型板材结构的设置，可以通过调节弓型最高板的高度，满足前悬置安装点的要求，避免需直接抬高或降低前横梁的高度造成的材料浪费和质量的增大，提高了空间利用率。

本发明的有益效果：本发明的一体式副车架结构简单，稳定性好，制造成本低，有利于提高副车架整体和局部刚度。

附图说明

图1是本发明的一体式副车架的结构示意图；

图2是本发明的一体式副车架本体的等轴示意图；

图3是本发明的一体式副车架的等轴示意图。

附图标记为：1.纵臂；2.前悬置安装支架；3.羊角管；4.前横梁；5.右悬置安装支架；6.第一右悬置安装孔；7.第二右悬置安装孔；8.前控制臂安装支架；9.后横梁前杆；10.后悬置安装板；11.后横梁后杆；12.后控制臂安装支架；13.稳定杆安装支架；14.转向机安装支架；15.第一拐角；16.纵臂过渡区；17.第二拐角；18.第三拐角；19.焊接孔；20.增强凸台；21.副车架本体；22.后横梁；23.凸台。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。在本发明中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。

实施例1

如图1-3所示：一体式副车架，包括副车架本体21和后横梁22，所述副车架本体由一整根管构成，副车架本体包括前横梁4和纵臂1，所述前横梁和所述纵臂无缝连接，在前横梁和纵臂连接处设置有第一拐角15，纵臂的中部设置有纵臂过渡区16，纵臂的末端设置有第二拐角17和第三拐角18；所述左、右两个纵臂上的纵臂过渡区中间部分管的横截面的宽大于高，纵臂过渡区至纵臂末端部分管的横截面的高大于宽。第一拐角处的管体外侧焊接有右悬置安装支架5。所述右悬置安装支架上设有带凸台23的第一右悬置安装孔6，在纵臂上的第一拐角与纵臂过渡区之间设有两个带所述凸台的第二右悬置安装孔7，所述第二右悬置安装孔与所述第一右悬置安装孔共同构成右悬置的安装中心。所述前横梁上设有前悬置安装支架2，所述前悬置安装支架采用弓型板材结构。

本发明的一体管式设计将副车架前横梁纵臂设计成一个部件，加工简单，减少了装配、焊接等工艺流程，不仅节约了成本，而且避免了因加工因素造成的其他损伤，如焊接放热导致的连接部位的材料变形，应力集中等。第一拐角的设置一方面利用拐角替代了现有的副车架前横梁和纵梁搭接的结构，另一方面，拐角处管道上可以直接设置悬置支架，节省空间，使结构更加紧凑，避免了传统设计搭接处不能设置承力结构的不足。过渡区的设置使纵臂的前后两段可以采用不同形状、尺寸的横截面，并使之平滑过渡。第二拐角的设置一方面是满足后横梁前杆的安装要求，另一方面是由于稳定杆硬点的要求，需要控制臂往外张，第二拐角使纵臂在此处平滑过渡，第三拐角的设置一方面是为了满足副车架与车身后连接点的硬点要求，需要使纵臂在此处后往外张，避免了还需单独设置一个支架来安置车身后连接点，第三拐点使得纵臂和与车身连接的后安装支架一体化，同时拐角处可以设置后控制臂支架，使得副车架的空间结构得到充分利用，结构更加紧凑，避免了传统设计搭接处不能设置承力结构的不足。纵臂过渡区的前部分管的横截面为宽大于高，后部分管的横截面为高大于宽。这样的设计有利与提高整个副车架的扭转刚度，并且能够避让车身的其他重要构件。拐角处管道上直接设置悬置支架，节省空间，使结构更加紧凑，避免了传统设计在搭接处不能设置承力结构的不足。凸台的设计可以通过控制凸台的高低，适应悬置安装点的要求而不需要将整个横梁往上拔高，节省了材料，并且三个悬置安装孔均落在副车架本体或与之紧密相连的支架上，大大保证了前悬置安装点的刚度。前悬置支架弓型板材结构的设置，可以通过调节弓型最高板的高度，满足前悬置安装点的要求，避免需直接抬高或降低前横梁的高度造成的材料浪费和质量的增大，提高了空间利用率。

所述后横梁包括后横梁前杆9、后横梁后杆11和后悬置安装板10，所述后悬置支架与所述后横梁前杆和所述后横梁后杆焊接；后横梁前杆的两端分别与左右侧的纵臂上的所述第二拐角处相连，后横梁后杆的两端通过纵臂上第二拐角和所述第三拐角之间设置的焊接孔19插入左右侧的纵臂管中，并与焊接孔焊接相连。所述后横梁前杆与第二拐角相连处设置有转向机安装支架14。

后横梁前杆和后横梁后杆分别与纵臂相连，两根圆管或方管的排列使得副车架的弯曲刚度和扭转刚度得到了提升，再加上与之连接的后悬置安装板共同组成的后横梁，与传统使用比较大的上下板构成的后横梁相比，整个后横梁在提升刚度的同时，质量大大减少，节约了成本。

所述纵臂的前端设有横截面为圆形或方形的羊角管3以及前控制臂安装支架8，纵臂的后侧设有两个稳定杆安装支架13和后控制臂安装支架12。所述两个稳定杆安装支架分列在后横梁后杆的前后两侧。所述后控制臂安装支架包裹在第三拐角处的管体外侧，后控制臂安装支架的上下板上设有向里凹陷的增强凸台20。

羊角管与车身相连增大副车架的承载能力，并且羊角管上可设置转向机加强板安装点，可以加固转向机，稳定杆安装支架分列在后横梁后杆的前后两侧，有利于增加稳定杆安装点的刚度。后控制臂安装支架包裹在第三拐角处的管体外侧，有利于提高后控制安装点的刚度，同时后控制臂安装支架能将后控制臂传过来的力均匀的分布到纵臂上，避免了应力集中。后控制臂的上下板上设有向里凹陷的增强凸台，增强凸台的设置可以保证后控制臂在安装时空间的余量，而不会与纵臂或者控制臂安装支架发生干涉。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一体式副车架，包括副车架本体（21）和后横梁（22），其特征在于：所述副车架本体由一整根管构成，包括无缝连接的前横梁（4）和纵臂（1），所述前横梁和所述纵臂连接处设置有第一拐角（15），纵臂上由中部至末端依次设置有纵臂过渡区（16）、第二拐角（17）和第三拐角（18）；所述后横梁包括后横梁前杆（9）、后横梁后杆（11）和后悬置安装板（10），所述后悬置支架与所述后横梁前杆和所述后横梁后杆焊接。

2.如权利要求1所述的一体式副车架，其特征在于：所述纵臂的中部设置有纵臂过渡区（16），纵臂的末端设置有第二拐角（17）和第三拐角（18）；左、右两个纵臂上的纵臂过渡区中间部分管的横截面的宽大于高，纵臂过渡区至纵臂末端部分管的横截面的高大于宽。

3.如权利要求1所述的一体式副车架，其特征在于：所述后横梁前杆的两端分别与所述第二拐角处相连，后横梁后杆的两端通过纵臂上第二拐角和所述第三拐角之间设置的焊接孔（19）插入左右侧的纵臂管中，并与焊接孔焊接相连。

4.如权利要求1所述的一体式副车架，其特征在于：所述第一拐角处的管体外侧焊接有右悬置安装支架（5）。

5.如权利要求4所述的一体式副车架，其特征在于：所述右悬置安装支架上设有带凸台（23）的第一右悬置安装孔（6），在纵臂上的第一拐角与纵臂过渡区之间设有两个带所述凸台的第二右悬置安装孔（7），所述第二右悬置安装孔与所述第一右悬置安装孔共同构成右悬置的安装中心。

6.如权利要求1所述的一体式副车架，其特征在于：所述纵臂的前端设有横截面为圆形或方形的羊角管（3）以及前控制臂安装支架（8），纵臂的后侧设有两个分列在后横梁后杆的前后两侧的稳定杆安装支架（13）和后控制臂安装支架（12）。

7.如权利要求6所述的一体式副车架，其特征在于：所述后控制臂安装支架包裹在第三拐角处的管体外侧，后控制臂安装支架的上下板上设有向里凹陷的增强凸台（20）。

8.如权利要求1所述的一体式副车架，其特征在于：所述后横梁前杆与第二拐角相连处设置有转向机安装支架（14）。

9.如权利要求1所述的一体式副车架，其特征在于：所述前横梁上设有前悬置安装支架（2）。

10.如权利要求9所述的一体式副车架，其特征在于：所述前悬置安装支架采用弓型板材结构。