CN111348110A - 一种轻量化镁合金车厢 - Google Patents

Abstract

一种轻量化镁合金车厢，属于汽车用车厢技术领域，包括由镁合金材料制作的底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、左右侧边框架、加强筋和连接套；其中加强筋分为竖筋和横筋，连接套包括十四种结构体，并包括方状闭管套和凹状槽管套，各个加强筋与连接套之间，加强筋与各个板面之间均采用高强锁铆铆钉铆接，做成无焊接的整体性镁合金车厢；其有益效果是整体车厢全为镁合金材料铆接而成，有效的实现了轻量化，纵横交错的加强筋有效提高了强度，采用高强锁铆铆钉将加强筋与各镁合金板材铆接，避免了焊接变形，根据装接特点将连接件做成方状闭管和凹状槽管相结合的结构，可以使加强筋与板材无缝紧贴，大大提高了车厢的整体性能。

Description

一种轻量化镁合金车厢

技术领域

本发明属于汽车车厢技术领域，特别是一种轻量化镁合金车厢。

背景技术

新能源汽车是取代燃油汽车最理想、最有希望的绿色交通工具，随着新能源汽车的兴起，其相关问题越来越受到人们的重视，最重要的就是汽车轻量化问题。汽车轻量化是实现汽车环保、节能和减排的的重要途径。对于货车而言，车厢越轻，意味着载重量的增加，即运输效率的提高。因此汽车轻量化技术成为当今世界上各汽车厂商争相追逐的研究重点。汽车要实现轻量化主要有两个途径，一是汽车结构设计的优化，二是使用轻量化材料，特别是复合材料。前者经过不断的研究，技术手段已经非常先进，轻量化减重的空间已经非常狭窄。后者随着材料科学技术的发展，为汽车轻量化开辟了广阔空间。

为此，专利文献CN 107117213 B公开了一种复合材料货车车厢结构，其将复合材料圆柱壳侧立柱安装在货车底盘上，复合材料蒙皮加筋前挡板、复合材料蒙皮加筋下层栏板、复合材料圆柱壳中层和上层仓栏、复合材料蒙皮加筋后门、顶部撑杆通过金属接头T字形接头、十字形接头、三向接头、直角接头、铰链、“加强筋+立柱”连接件、“加强筋+立柱+加强筋”连接件与复合材料圆柱壳侧立柱连接起来，复合材料夹芯地板通过沉头螺栓与货车底盘连接；该复合材料货车车厢具有较轻的重量，对提高运输效率有积极的作用。但是该车厢主要采用碳纤维制作，虽然重量比较轻，但连接性能有限，其整体性较差，整体强度较弱，使得车厢板极易被货物的冲击力损坏，使用寿命不长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种以镁合金材料为基础结合整体性的结构设计，以减轻车厢重量，提高强度，避免传统焊接工艺带来的各种缺陷，提高整体性能，进而提高汽车的运输效率，提高经济效益。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种轻量化镁合金车厢，包括厢体，所述箱体包括底板和分别与底板固定相连的前侧板和左右侧边框架，以及与底板活动相连的左侧板和右侧板，以及与左右侧边框架活动相连的后侧板等板材，其特征在于所述底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和左右侧边框架均由镁合金材料制作；所述底板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板的外侧面还各自铆接有纵横交错的加强筋，该纵横交错的加强筋由若干根加强筋构成，各个加强筋之间由连接套锁铆连接；所述加强筋和连接套均由镁合金材料制作；其中所述加强筋为横切面为长方形的方管型材，当方管型材的较窄的窄面紧贴各个板材的板面时称为竖筋，当方管型材的较宽的宽面紧贴各个板材的板面时称为横筋；所述连接套包括十四种结构体，其中。

第一连接套为十字钉连接套，即十字状底管上接一个立管，其中十字状底管由横式直管和竖式直管交叉连接，其中竖式直管的一侧为凹状槽管，另一侧为方状闭管，横式直管的两侧均为方状闭管，其立管为凹状槽管，立管的凹状槽管的开口朝向竖式直管的凹状槽管开口；所述方状闭管为四面封闭的长方形管体，所述凹状槽管为三面封闭一面开口的长方形槽体。

第二连接套为直角竖槽连接套，即直角状的竖式凹状槽管。

第三连接套为丁字凹槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管为横式凹状槽管，立管竖式凹状槽管。

第四连接套为直角丁连接套，即呈直角的横式方状闭管结合垂直的连接板，该连接板上设有转轴连接孔。

第五连接套为直角双管槽连接套，即一个直角方向为并行的两个横式方状闭管，另一个直角方向为阶梯式的横式凹状槽管。

第六连接套为直角横槽连接套，即直角状的横式凹状槽管。

第七连接套为丁字竖槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管和立管均为竖式凹状槽管；用于相同规格型材相同方向的竖筋直角T型连接。

第八连接套为直角竖管连接套，即直角状的竖式方状闭管，用于相同规格型材相同方向的竖筋呈直角连接。

第九连接套为平行横槽连接套，即两条平行的横式凹状槽管，用于相同规格型材相同方向的横筋呈直平行连接。

第十连接套为十字横竖槽连接套，即十字连接套的一个为横式凹状槽管，另一个为竖式凹状槽管。

第十一连接套为垂直双横槽连接套，即第一组紧贴的双横槽垂直在第二组紧贴的双横槽上，且第二组双横槽的外槽上设有转轴连接孔。

第十二连接套为单槽垂直双横槽再垂直单横槽连接套，即第一个横槽垂直一组紧贴的双横槽，然后该组双横槽又垂直第二个单横槽，且第一个横槽紧贴第二个横槽的一侧。

第十三连接套为丁字横槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管和立管均为横式凹状槽管。

第十四连接套为十字竖槽连接套，即两个竖式凹状槽管呈十字连接。

另外配备若干铰链、铆钉、连接轴柱。

然后制作整体车厢，首先在底板的外侧搭接若干个田字形加强筋，将各个加强筋之间采用相匹配的连接套连接，如在底板的中部用第十连接套套接互相垂直的横筋和竖筋，在侧边中部用第十三连接套套接呈丁字状连接的横筋，在前边中部用第一连接套套接互相垂直的横筋和竖筋，以及下一步要铆接在前侧板上的竖筋，在前边突出部用第八连接套套接互相垂直的竖筋，在前边角部用第五连接套套接底板边缘的横筋和侧边框架的并排双横筋，在后边中部用第三连接套套接底板边缘的横筋和伸向中部的竖筋；将各个加强筋与连接套都搭接好后，再将各个横筋或竖筋与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，再将底板与各个横筋或竖筋采用高强锁铆铆钉铆接，这样就做成了高强度无焊接整体性底板。

然后在前侧板外侧搭接若干个口字型加强筋，将各个加强筋之间采用相匹配的连接套连接，如在前侧板中部用第十四连接套套接互相垂直的竖筋，在侧边中部用第七连接套套接呈丁字状连接的竖筋，在下侧角部用第连接套连接呈直角套接的竖筋，将各个加强筋与连接套都搭接好后，再将各个加强筋与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，再将前侧板与各个加强筋采用高强锁铆铆钉铆接，这样就做成了高强度无焊接整体性前侧板。

然后制作左边的侧边框架，以底板左侧的加强筋为底边框，在底边框两端的第五连接套上分别垂直套接安装双排横筋，在前侧的双排横筋的上端装接第十二连接套，在后侧的双排横筋的上端装接第十一连接套，然后在第十二连接套和第十一连接套之间装接双排横筋，并将该双排横筋用第九连接套套接，再将各个横筋与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，做成左边的侧边框架；再用同样的方法做成右边的侧边框架。

然后在后侧板外侧搭接若干个口字型加强筋，将各个加强筋之间采用相匹配的连接套连接，如在后侧板上角部用第四连接套套接互相垂直的横筋，并将垂直连接板上的转轴连接孔与第十一连接套上的外槽上的转轴连接孔用连接轴柱相连接；在下角部用第六连接套套接互相垂直的横筋，在中部用第十三连接套套接呈丁字状的横筋，再将各个横筋与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，这样就做成了高强度无焊接整体性后侧板。

然后在左侧板外侧搭接若干个口字型加强筋，将各个加强筋之间采用相匹配的连接套连接，如在左侧板的角部用第六连接套套接互相垂直的横筋，在中部用第十三连接套套接呈丁字状的横筋，再将各个横筋与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，这样就做成了高强度无焊接整体性左侧板；再用同样的方法做成高强度无焊接整体性右侧板。

最后用锁铆铆接方式将前侧板固定垂直装接在底板前侧，在底板的左右两侧固定安装侧边框架，将后侧板活动装接在左右两个侧边框架的后上角，然后将左侧板和右侧板通过铰链活动装接在底板的左侧和右侧，这样就做成了本发明轻量化镁合金车厢。

本发明的有益效果是除转动磨擦件等易摩损件外，整体车厢全为镁合金材料铆接而成，有效的实现了轻量化，采用横筋和竖筋与连接套相结合，做成纵横交错的加强筋，有效提高了强度，采用高强锁铆铆钉将加强筋与各镁合金板材铆接，避免了焊接变形，特别是根据装接特点将连接件做成方状闭管和凹状槽管相结合的结构，可以使加强筋与板材无缝紧贴，大大提高了车厢的整体性能。

附图说明

图1为实施例中车厢的仰视方位斜视结构示意图。

图2为实施例中车厢的俯视方位斜视结构示意图。

图3为第一连接套的结构示意图及其使用实例图。

图4为第二连接套的结构示意图及其使用实例图。

图5为第三连接套的结构示意图及其使用实例图。

图6为第四连接套的结构示意图及其使用实例图。

图7为第五连接套的结构示意图及其使用实例图。

图8为第六连接套的结构示意图及其使用实例图。

图9为第七连接套的结构示意图及其使用实例图。

图10为第八连接套的结构示意图及其使用实例图。

图11为第九连接套的结构示意图及其使用实例图。

图12为第十连接套的结构示意图及其使用实例图。

图13为第十一连接套的结构示意图及其使用实例图。

图14为第十二连接套的结构示意图及其使用实例图。

图15为第十三连接套的结构示意图及其使用实例图。

图16为第十四连接套的结构示意图及其使用实例图。

图17为加强筋即方形管材与连接套的使用结构放大示意图。

图中：1.第一连接套、2.第二连接套、3.第三连接套、4.第四连接套、5.第五连接套、6.第六连接套、7.第七连接套、8.第八连接套、9.第九连接套、10.第十连接套、11.第十一连接套、12.第十二连接套、13.第十三连接套、14.第十四连接套、15.加强筋即方管型材、16.竖筋、17.横筋、18.侧边框架、19.垂直连接板、20.外槽、21.底板、22.前侧板、23.后侧板、24.左侧板、25.右侧板、26.连接轴柱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。

如图所示，制作一种轻量化镁合金车厢，首先用镁合金材料制作厢体的底板21、前侧板22、后侧板23、左侧板24和右侧板25，以及左右两边的侧边框架18。

再用镁合金材料制作横切面为长方形的长条形方管型材作为加强筋15，在将加强筋铆接在厢体的底板21、前侧板22、后侧板23、左侧板24或右侧板25外侧时，当加强筋15的窄面紧贴板面时称为竖筋16，当加强筋15的宽面紧贴板面时称为横筋17。在本实施例中，所述加强筋15的横切面与侧边框架18的边框横切面的规格相同。

再用镁合金材料制作十四种连接套结构体，该十四种连接套结构体分别如下。

第一连接套1为十字钉连接套，即十字状底管上接一个立管，其中十字状底管由横式直管和竖式直管交叉连接，其中竖式直管的一侧为凹状槽管，另一侧为方状闭管，横式直管的两侧均为方状闭管，其立管为凹状槽管，立管的凹状槽管的开口朝向竖式直管的凹状槽管开口；其用于相同规格型材不同方向的竖筋和横筋直角连接。所述方状闭管为四面封闭的长方形管体，所述凹状槽管为三面封闭一面开口的长方形槽体。

第二连接套2为直角竖槽连接套，即直角状的竖式凹状槽管；其用于相同规格型材相同方向的竖筋呈直角连接。

第三连接套3为丁字凹槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管为横式凹状槽管，立管竖式凹状槽管；用于相同规格型材不同方向的横筋与竖筋直角T型连接。

第四连接套4为直角丁连接套，即呈直角的横式方状闭管结合垂直的连接板，该垂直连接板19上设有转轴连接孔；用于相同规格型材的横筋直角连接，并作为转轴使用。

第五连接套5为直角双管槽连接套，即一个直角方向为并行的两个横式方状闭管，另一个直角方向为阶梯式的横式凹状槽管，用于同种规格型材相同方向的横筋直角连接。

第六连接套6为直角横槽连接套，即直角状的横式凹状槽管，用于相同规格型材相同方向的横筋直角连接。

第七连接套7为丁字竖槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管和立管均为竖式凹状槽管；用于相同规格型材相同方向的竖筋直角T型连接。

第八连接套8为直角竖管连接套，即直角状的竖式方状闭管，用于相同规格型材相同方向的竖筋呈直角连接。

第九连接套9为平行横槽连接套，即两条平行的横式凹状槽管，用于相同规格型材相同方向的横筋呈直平行连接。

第十连接套10为十字横竖槽连接套，即十字连接套的一个为横式凹状槽管，另一个为竖式凹状槽管，用于相同规格型材不同方向的竖筋和横筋呈直角十字连接。

第十一连接套11为垂直双横槽连接套，即第一组紧贴的双横槽垂直在第二组紧贴的双横槽上，且第二组双横槽的外槽20上设有转轴连接孔；用于同种规格型材相同方向的横筋呈直角连接。

第十二连接套12为单槽垂直双横槽再垂直单横槽连接套，即第一个横槽垂直一组紧贴的双横槽，然后该组双横槽又垂直第二个单横槽，且第一个横槽紧贴第二个横槽的一侧，用于同种规格型材相同方向的横筋呈直角连接。

第十三连接套13为丁字横槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管和立管均为横式凹状槽管；用于相同规格型材相同方向的横筋直角T型连接。

第十四连接套14为十字竖槽连接套，即两个竖式凹状槽管呈十字连接，用于相同规格型材相同方向的竖筋呈直角十字连接。

另外配备若干铰链、铆钉、连接轴柱26。

然后制作整体车厢，首先在底板21的外侧搭接若干个田字形加强筋15，将各个加强筋15之间采用相匹配的连接套连接，如在底板21的中部用第十连接套10套接互相垂直的横筋17和竖筋16，在侧边中部用第十三连接套13套接呈丁字状连接的横筋，在前边中部用第一连接套1套接互相垂直的横筋17和竖筋16，以及下一步要铆接在前侧板上的竖筋16，在前边突出部用第八连接套8套接互相垂直的竖筋16，在前边角部用第五连接套5套接底板边缘的横筋17和侧边框架的并排双横筋17，在后边中部用第三连接套3套接底板边缘的横筋17和伸向中部的竖筋16；将各个加强筋与连接套都搭接好后，再将各个横筋17或竖筋16与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，再将底板21与各个横筋17或竖筋16采用高强锁铆铆钉铆接，这样就做成了高强度无焊接整体性底板21。

然后在前侧板22外侧搭接若干个口字型加强筋15，将各个加强筋15之间采用相匹配的连接套连接，如在前侧板22中部用第十四连接套14套接互相垂直的竖筋16，在侧边中部用第七连接套7套接呈丁字状连接的竖筋16，在下侧角部用第2连接套2连接呈直角套接的竖筋16，将各个加强筋15与连接套都搭接好后，再将各个加强筋15与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，再将前侧板22与各个加强筋15采用高强锁铆铆钉铆接，这样就做成了高强度无焊接整体性前侧板22。

然后制作左边的侧边框架18，以底板21左侧的加强筋为底边框，在底边框两端的第五连接套5上分别垂直套接安装双排横筋17，在前侧的双排横筋17的上端装接第十二连接套12，在后侧的双排横筋17的上端装接第十一连接套11，然后在第十二连接套12和第十一连接套11之间装接双排横筋17，并将该双排横筋用第九连接套套接，再将各个横筋17与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，做成左边的侧边框架18；再用同样的方法做成右边的侧边框架18。

然后在后侧板23外侧搭接若干个口字型加强筋15，将各个加强筋15之间采用相匹配的连接套连接，如在后侧板23上角部用第四连接套4套接互相垂直的横筋17，并将垂直连接板19上的转轴连接孔与第十一连接套11上的外槽20上的转轴连接孔用连接轴柱26相连接；在下角部用第六连接套6套接互相垂直的横筋17，在中部用第十三连接套13套接呈丁字状的横筋17，再将各个横筋17与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，这样就做成了高强度无焊接整体性后侧板23。

然后在左侧板24外侧搭接若干个口字型加强筋15，将各个加强筋15之间采用相匹配的连接套连接，如在左侧板24的角部用第六连接套6套接互相垂直的横筋17，在中部用第十三连接套13套接呈丁字状的横筋17，再将各个横筋17与相套接的连接套之间采用高强锁铆铆钉铆接，这样就做成了高强度无焊接整体性左侧板24；再用同样的方法做成高强度无焊接整体性右侧板25。

这样将前侧板22固定垂直装接在底板21前侧，在底板21的左右两侧固定安装侧边框架18，将后侧板23活动装接在左右侧边框架18的后上角，然后将左侧板24和右侧板25通过铰链活动装接在底板21的左侧和右侧，这样就做成了本发明轻量化镁合金车厢。

Claims (3)

1.一种轻量化镁合金车厢，包括厢体，所述箱体包括底板和分别与底板固定相连的前侧板和左右侧边框架，以及与底板活动相连的左侧板和右侧板，以及与左右侧边框架活动相连的后侧板等板材，其特征在于所述底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和左右侧边框架等均由镁合金材料制作；所述底板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板的外侧面还各自铆接有加强筋，各个加强筋之间由连接套锁铆连接；所述加强筋和连接套均由镁合金材料制作。

2.根据权利要求1所述的轻量化镁合金车厢，其特征在于所述加强筋为横切面为长方形的方管型材，当方管型材的窄面紧贴板面时称为竖筋，当方管型材的宽面紧贴板面时称为横筋；所述连接套包括十四种结构体，其中：

第一连接套为十字钉连接套，即十字状底管上接一个立管，其中十字状底管由横式直管和竖式直管交叉连接，其中竖式直管的一侧为凹状槽管，另一侧为方状闭管，横式直管的两侧均为方状闭管，其立管为凹状槽管，立管的凹状槽管的开口朝向竖式直管的凹状槽管开口；所述方状闭管为四面封闭的长方形管体，所述凹状槽管为三面封闭一面开口的长方形槽体；

第二连接套为直角竖槽连接套，即直角状的竖式凹状槽管；

第三连接套为丁字凹槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管为横式凹状槽管，立管竖式凹状槽管；

第四连接套为直角丁连接套，即呈直角的横式方状闭管结合垂直的连接板，该连接板上设有转轴连接孔；

第五连接套为直角双管槽连接套，即一个直角方向为并行的两个横式方状闭管，另一个直角方向为阶梯式的横式凹状槽管；

第六连接套为直角横槽连接套，即直角状的横式凹状槽管；

第七连接套为丁字竖槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管和立管均为竖式凹状槽管；用于相同规格型材相同方向的竖筋直角T型连接；

第八连接套为直角竖管连接套，即直角状的竖式方状闭管，用于相同规格型材相同方向的竖筋呈直角连接；

第九连接套为平行横槽连接套，即两条平行的横式凹状槽管，用于相同规格型材相同方向的横筋呈直平行连接；

第十连接套为十字横竖槽连接套，即十字连接套的一个为横式凹状槽管，另一个为竖式凹状槽管；

第十一连接套为垂直双横槽连接套，即第一组紧贴的双横槽垂直在第二组紧贴的双横槽上，且第二组双横槽的外槽上设有转轴连接孔；

第十二连接套为单槽垂直双横槽再垂直单横槽连接套，即第一个横槽垂直一组紧贴的双横槽，然后该组双横槽又垂直第二个单横槽，且第一个横槽紧贴第二个横槽的一侧；

第十三连接套为丁字横槽连接套，即直条管结合立管，其中直条管和立管均为横式凹状槽管；

第十四连接套为十字竖槽连接套，即两个竖式凹状槽管呈十字连接。

3.根据权利要求1或2所述的轻量化镁合金车厢，其特征在于其制作方法包括如下步骤：

第一步：在底板的外侧搭接若干个田字形加强筋，将各个加强筋之间采用相匹配的连接套连接；包括在底板的中部用第十连接套套接互相垂直的横筋和竖筋，在侧边中部用第十三连接套套接呈丁字状连接的横筋，在前边中部用第一连接套套接互相垂直的横筋和竖筋，以及下一步要铆接在前侧板上的竖筋，在前边突出部用第八连接套套接互相垂直的竖筋，在前边角部用第五连接套套接底板边缘的横筋和侧边框架的并排双横筋，在后边中部用第三连接套套接底板边缘的横筋和伸向中部的竖筋；将各个加强筋与连接套都搭接好后，再将各个横筋或竖筋与连接套之间采用锁铆连接，再将底板与各个横筋或竖筋采用锁铆连接，做成高强度无焊接整体性底板；

第二步：在前侧板外侧搭接若干个口字型加强筋，将各个加强筋之间采用相匹配的连接套连接；包括在前侧板中部用第十四连接套套接互相垂直的竖筋，在侧边中部用第七连接套套接呈丁字状连接的竖筋，在下侧角部用第连接套连接呈直角套接的竖筋，将各个加强筋与连接套都搭接好后，再将各个加强筋与连接套之间采用锁铆铆接，再将前侧板与各个加强筋采用锁铆铆接，做成高强度无焊接整体性前侧板；

第三步：制作左右两边的侧边框架，首先以底板左侧的加强筋为底边框，在底边框两端的第五连接套上分别垂直套接安装双排横筋，在前侧的双排横筋的上端装接第十二连接套，在后侧的双排横筋的上端装接第十一连接套，然后在第十二连接套和第十一连接套之间装接双排横筋，并将该双排横筋用第九连接套套接；再将各个横筋与相套接的连接套之间采用锁铆铆接，做成左边的侧边框架；然后用同样的方法做成右边的侧边框架；

第四步：在后侧板外侧搭接若干个口字型加强筋，将各个加强筋之间采用相匹配的连接套连接；包括在后侧板上角部用第四连接套套接互相垂直的横筋，并将垂直连接板上的转轴连接孔与第十一连接套上的外槽上的转轴连接孔用连接轴柱相连接；在下角部用第六连接套套接互相垂直的横筋，在中部用第十三连接套套接呈丁字状的横筋；再将各个横筋与连接套之间采用锁铆铆接，做成高强度无焊接整体性后侧板；

第五步：在左侧板外侧搭接若干个口字型加强筋，将各个加强筋之间采用相匹配的连接套连接；包括在左侧板的角部用第六连接套套接互相垂直的横筋，在中部用第十三连接套套接呈丁字状的横筋；再将各个横筋与连接套之间采用锁铆铆接，做成高强度无焊接整体性左侧板；然后用同样的方法做成高强度无焊接整体性右侧板；

第六步：将前侧板固定垂直装接在底板前侧，在底板的左右两侧固定安装侧边框架，将后侧板活动装接在左右两个侧边框架的后上角，然后将左侧板和右侧板通过铰链活动装接在底板的左侧和右侧，做成轻量化镁合金车厢。

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