CN110962936B - 横梁结构和车架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种横梁结构和车架，本发明的横梁结构设于车架上，所述车架具有两根沿车辆长度方向延伸的纵梁，该横梁结构包括沿车宽方向延伸而固设在两纵梁上的本体，且本体的中部形成有向上的突起而使本体呈“几”字形。该横梁结构还包括由突起底部缺口的一侧延伸至缺口的另一侧的加强部，且于该加强部的中部形成有与突起相对且方向向下的凹陷。本发明的横梁结构能为车架提供较好的支撑，以减少车辆侧碰或柱碰时对驾乘舱的侵入量，保护驾乘人员的安全。

Description

横梁结构和车架

技术领域

本发明涉及车辆结构技术领域，特别涉及一种横梁结构，本发明还涉及一种安装有该横梁结构的车架。

背景技术

车辆的设计既要考虑车辆的性能品质，也要满足相关的安全法规，比如出厂的车辆需要满足正面全宽碰撞、偏置碰撞、侧面碰撞以及住碰等需求。而且随着消费者对安全性能的逐渐重视，汽车的安全性能也越来越受到重视。其中，非承载式车架在碰撞性能中起着非常重要的作用。现有技术中，在车架纵梁中段布置有变速器横梁、传动轴横梁，在车辆柱碰及侧碰中起到主要的支撑作用。但仅通过变速器横梁和传动轴横梁对支架的支撑，当车辆发生柱碰时，车架强度较低，可能会侵入驾乘舱，给驾乘人员带来伤害。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种横梁结构，以提高车架的强度，而使车架具有较好的安全性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种横梁结构，设于车架上，所述车架具有两沿车辆长度方向延伸的纵梁，所述横梁结构包括：

本体，沿车宽方向延伸而固设在两所述纵梁上，于所述本体中部形成有向上的突起而使所述本体呈“几”字形；

加强部，由所述突起底部缺口的一侧延伸至所述缺口的另一侧，并于所述加强部的中部形成有与所述突起方向相反的凹陷。

进一步的，所述本体由上板和下板扣合固定而成。

进一步的，于所述本体形成所述突起处、且位于所述上板和所述下板之间固设有加强板。

进一步的，形成所述突起处的所述本体的宽度大于位于所述突起两侧的所述本体的宽度。

进一步的，所述加强部垂直于延伸方向的截面呈倒“U”形。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的横梁结构将本体设置呈“几”字形，便于车辆上传动轴的布置，而加强部的设置能提高该横梁结构的强度，防止突起处的应力集中，以能够为车架提供较好的支撑作用，使车架具有较好的强度，以在车辆发生碰撞时，对车身进行有效支撑，减少对驾乘舱的侵入，使车辆具有较好的安全性能。

(2)本体由上板和下板扣合固定而成，加工方便简单，能节省成本。

(3)加强板的设置能进一步提高突起处的强度。

(4)将突起处的本体设置成宽于两侧的本体能进一步提高突起处的强度。

(5)加强部的截面呈倒“U”形可以提高加强部的强度。

本发明的另一目的在于提出一种车架，以具有更好的强度和碰撞性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车架，包括两根沿车辆长度方向延伸的纵梁，所述车架还包括如上所述的横梁结构。

进一步的，所述车架还包括沿车宽方向延伸并间隔搭设在两所述纵梁上的传动轴横梁和变速器横梁，所述横梁结构位于所述传动轴横梁和所述变速器横梁之间。

进一步的，于两所述纵梁的外侧设有以构成溃缩吸能的车身限位支架以及车身支撑。

进一步的，所述车身限位支架为一端开放的盒状结构，且所述车身限位支架具有开放的一端与所述纵梁贴合焊接固定。

进一步的，所述横梁结构与两所述纵梁在车辆高度方向上的搭接长度大于纵梁高度的一半。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的车架，由于增加了横梁结构，具有较高的强度，该横梁结构在车辆碰撞或侧碰时能给车架提供更好的支撑。从而减少车辆碰撞时，对驾乘舱的侵入量，以更好的保护驾乘人员的安全。

(2)车身限位支架以及车身支撑的布置能在车辆发生碰撞时溃缩吸能，以为车架主体提供保护，并可较好的保护驾乘人员的安全。

(3)车身限位支架设置呈盒状，以具有较高的强度和较好的溃缩性能。

(4)横梁结构和纵梁的搭接高度大于纵梁高度一半的设置能提高横梁结构和纵梁的连接强度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的横梁结构与车架配合的俯视图；

图2为本发明实施例一所述的横梁结构的整体示意图；

图3为图2的爆炸示意图；

图4为本发明实施例一所述的横梁结构与车架配合的轴测图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为图4另一角度的视图；

图7为图6中B处的放大图；

图8为本发明实施例二所述的车身限位支架的结构示意图。

图9为图6中C处的放大图。

附图标记说明：

1-横梁结构，11-本体，111-突起，112-上板，113-下板，12-加强部，121-凹陷，122-开口，123-加强筋，13-加强板，2-车架，21-纵梁，3-传动轴横梁，4-变速器横梁，5-车身限位支架，51-第一车身限位支架，52-第二车身限位支架，6-车身支撑。

具体实施方式

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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种横梁结构1，设于车架2上，所述车架2包括两根沿车辆长度方向延伸的纵梁21。如图1和图2所示，该横梁结构1包括沿车宽方向延伸而固设在两纵梁21上的本体11，该本体11的中部形成有向上的突起111而使本体11呈“几”字形。该横梁结构1还包括由突起111底部缺口的一侧延伸至缺口的另一侧的加强部12，且于该加强部12的中部形成有与突起111方向相反的凹陷121。

由于本体11的整体结构较为复杂，直接成型较为困难。因此，本实施例中，如图2和图3所示，该本体11由上板112和下板113扣合焊接而成。通过先将上板112和下板113分别经钣金、冲压等方式加工成型，再将上板112和下板113扣合焊接成本体11的加工方式较为简单，并能够有效节省成本。

本实施例中，本体11垂直于车辆长度方向的截面大致成方形，在本体11的中部形成有方向向上的突起111。突起111的设置便于车辆的传动轴从该突起111底部的缺口处通过，便于车辆的布置。当然，突起111的设置不仅有利于车辆传动轴的布置，在车辆发生柱碰或侧碰时，还可通过溃缩吸能，为驾乘人员提供保护。但若仅设置突起111，在车辆发生碰撞时，纵梁21受到碰撞力传递至本体11时，可能由于该突起111处强度过低，导致本体11的突起111处过快断裂，而不能对纵梁21起到较好的支撑作用。

为此，本实施例中，如图2和图3所示，在该本体11上还固连有加强部12，该加强部12由突起111底部缺口的一侧延伸至缺口的另一侧，且在该加强部12上的中部形成有向下的凹陷121。其中，凹陷121的设置不仅便于传动轴的穿过，在增加突起111处强度的同时，仍能保证突起111处的溃缩性能，为驾乘人员提供更好的保护，提高车辆的安全性能。

本实施例中，加强部12的结构如图3所示，其垂直于延伸方向的截面呈倒“U”形，以提高加强部12的强度。该加强部12的两端通过螺栓副与本体11固定。由于在该加强部12的一侧设有对排气系统进行避让的开口122。为避免此开口122处的应力集中，如图3所示，在该加强部12上表面的中部形成有经冲压下凹的加强筋123，且开口122大致处于加强筋123的中部。

为了进一步提高突起111处的强度，除设置加强部12外，本实施例中，如图3所示，还将形成突起111处的本体11的宽度设为大于突起111两侧处本体11的宽度。且突起111处的本体11与两侧的本体11的连接处为光滑过度，以避免应力集中。本实施例中，更具体的，突起111处的本体11宽度为106mm，而突起111两侧的本体11宽度为76mm。

除了上述手段外，本实施例中，在上板112和下板113之间，且形成突起111处的本体11上还固设有加强板13。加强板13的结构如图3所示，其随形于下板113布置，且该加强板13的底面始终贴合固定在下板113内部的表面。为了提高该加强板13的强度，本实施例中，在该加强板13的两侧设有向上的翻边。

该加强板13通过焊接的方式固定在下板113上，为了提高其有效强度，该加强部12的宽度应设置的尽量宽。但因此会导致该加强板13的两侧与下板113的两侧较为接近，不好施焊。而若仅在加强板13的两端处与下板113焊接固定，可能会由于连接强度不足，而造成在车辆碰撞时，该加强板13与下板113瞬间脱离，起不到加强的作用。为此，本实施例中，如图3所示，在该加强板13上，贯穿加强板13的表面设置有若干腰型孔，其中，至少在其顶部中间位置，以及顶部与其两侧斜边的过渡处设有三个。通过在腰型孔内侧边线处增加与下板113连接的焊道来提高该加强板13与下板113的连接强度。而通过上述各方式的结合，在保留突起111处溃缩吸能的同时，又合理增强了突起111处的强度，避免突起111处过快溃缩，达不到吸能效果，从而提高了车辆的安全性能。

为了在车辆发生碰撞时，纵梁21受力能有效传递至该横梁结构1处，本实施例中，如图1所示，本体11的两端分别与两纵梁21的内侧表面搭接固定，且本体11与纵梁21的连接位置整体靠进纵梁21内表面的上端布置。且如图2至图7所示，本体11两端尾部的截面具有向车辆高度方向以及车辆宽度方向的扩展，以通过增加本体11与纵梁21的连接处的面积，增长本体11与纵梁21连接焊道长度方式提高本体11与纵梁21的连接强度。且更具体的，本体11与纵梁21表面的搭接高度应大于纵梁21高度的一半，以保证本体11对纵梁21具有较好的支撑作用。

为了满足制动系统以及电气系统布置的需要，如图4和图5所示，本体11的一端与其中布置有制动系统的纵梁21的搭接位置完全位于该侧纵梁21内侧表面以内。为了保证该横梁结构1与纵梁21的连接强度，如图6和图7所示，本体11的另一端与另一侧纵梁21内侧表面和上表面搭接固定，以增大本体11与纵梁21的搭接面积，提高连接强度。

实施例二

本实施例涉及一种车架2，该车架2包括两根沿车辆长度方向延伸的纵梁21，还包括如实施例一所述的横梁结构1。

通过在车架2上安装如实施例一所述的横梁结构1，能有效提高车架2宽度方向的强度，提高车辆的安全性能。如图1、图4和图6所示，本实施例中，该车架2还包括沿车身宽度方向延伸并间隔搭设在两纵梁21上的传动轴横梁3和变速器横梁4，优选的，该横梁结构1位于传动轴横梁3和变速器横梁4之间。

由于在传动轴横梁3和变速器横梁4之间增设了如实施例一所述的横梁结构1，提高了车架2侧碰及柱碰的强度，可在车辆发生碰撞时减少对驾乘舱的侵入量，从而提高整车的安全性能。

本实施例中的横梁结构1能在车辆发生碰撞时提供有效的保护，但显然其发生破坏后，维修成本较高。为了能够在车辆发生较轻微碰撞时，对车架2进行有效保护，避免车架2的主体发生严重损坏，而造成维修成本过高。本实施例中，如图1、图4和图6所示，在两纵梁21的外侧还设有以溃缩吸能的车身限位支架5以及车身支撑6。为了对横梁结构1提供较好的保护，本实施例中，车身限位支架5支架包括第一车身限位支架51和第二车身限位支架52，其中，第一车身限位支架51靠近变速器横梁4布置，而第二车身限位支架52以及车身支撑6分置在横梁结构1的两侧，其中一侧的第一车身限位支架51由于车身结构的原因可以省略，当然也可以保留。

第一车身限位支架51与第二车身限位支架52的结构完全相同，如图8所示，均为一端开放的盒状结构，且其开放的一端与纵梁21贴合焊接固定。由于第一车身限位支架51与第二车身限位支架52均为板材经切割，钣金、焊接构成的，材料利用率较高。且车身限位支架5顶部面的两侧弯折而部分包覆于两侧面，以提高该车身限位支架5在车辆宽度方向的强度。而其底部为直线，以增加其与纵梁21的焊道长度来提高连接强度。由于各处车身限位支架5的结构完全相同，因此通用性好，安装不容易出错。

各车身限位支架5的顶部高于纵梁21的顶部设置，且第一车身限位支架51与第二车身限位支架52在纵梁21高度上的焊接位置不同。第一车身限位支架51与第二车身限位支架52在高度方向上的位置由车身地板确定。以保证车身限位支架5与车身门槛梁在车辆高度方向上的重合面积，以确保车辆发生侧向碰撞时的吸能效果。更具体的，本实施例中，各车身限位支架5的顶部与车身地板之间的间隙为15mm。本实施例中，车身限位支架5在其与纵梁21搭接的三条边线均经焊接固定，且为了保证各车身限位支架5与纵梁21的连接强度，应通过改变车身限位支架5边线的长度而使其在车辆高度方向上的焊道长度度应不小于其边线长度的一半。

车身支撑6的结构如图9所示，其垂直于车辆宽度方向的截面成“n”字形，且其截面由远离纵梁21的方向至靠近纵梁21的方向逐渐增大，并在车辆发生侧向碰撞时先于各车身限位支架5与车身接触。在车辆侧面碰撞时，车身支撑6通过主动溃缩，来对各车身限位支架5、横梁结构1提供保护。当车身支撑6的溃缩不足以完全吸能时，再由车身限位支架5以及车身支撑6溃缩为横梁结构1提供保护，当车身限位支架5与车身支撑6完全溃缩仍不能完全吸能时，再由横梁结构1提供支撑以保护驾乘舱内人员的安全。通过不同溃缩阶段的设置，在保护驾乘人员安全的同时，还能尽量减少车辆发生碰撞后的维修成本，具有较强的实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种横梁结构，设于车架(2)上，所述车架(2)具有两沿车辆长度方向延伸的纵梁(21)，其特征在于，所述横梁结构包括：

本体(11)，所述本体(11)由上板(112)和下板(113)扣合固定而成，且沿车宽方向延伸而固设在两所述纵梁(21)上，于所述本体(11)中部形成有向上的突起(111)而使所述本体(11)呈“几”字形，于所述本体(11)形成所述突起(111)处、且位于所述上板(112)和所述下板(113)之间固设有加强板(13)，所述加强板(13)随形于所述下板(113)布置，且所述加强板(13)的底面始终贴合固定在所述下板(113)内部的表面，且形成所述突起(111)处的所述本体(11)的宽度大于位于所述突起(111)两侧的所述本体(11)的宽度；

加强部(12)，由所述突起(111)底部缺口的一侧延伸至所述缺口的另一侧，并于所述加强部(12)的中部形成有与所述突起(111)方向相反的凹陷(121)。

2.根据权利要求1所述的横梁结构，其特征在于：所述加强部(12)垂直于延伸方向的截面呈倒“U”形。

3.一种车架，包括两根沿车辆长度方向延伸的纵梁(21)，其特征在于：所述车架(2)还包括如权利要求1或2所述的横梁结构(1)。

4.根据权利要求3所述的车架，其特征在于：所述车架还包括沿车宽方向延伸并间隔搭设在两所述纵梁(21)上的传动轴横梁(3)和变速器横梁(4)，所述横梁结构(1)位于所述传动轴横梁(3)和所述变速器横梁(4)之间。

5.根据权利要求4所述的车架，其特征在于：于两所述纵梁(21)的外侧设有以溃缩吸能的车身限位支架(5)以及车身支撑(6)。

6.根据权利要求5所述的车架，其特征在于：所述车身限位支架(5)为一端开放的盒状结构，且所述车身限位支架(5)开放的一端与所述纵梁(21)贴合焊接固定。

7.根据权利要求5所述的车架，其特征在于：所述横梁结构(1)与两所述纵梁(21)在车辆高度方向上的搭接长度大于纵梁(21)高度的一半。

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