CN111634335A - 车体空间构架及车辆 - Google Patents

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CN111634335A CN201910156226.3A CN201910156226A CN111634335A CN 111634335 A CN111634335 A CN 111634335A CN 201910156226 A CN201910156226 A CN 201910156226A CN 111634335 A CN111634335 A CN 111634335A
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王宇鹏
秦致
黄南贤
李贤秀
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Beijing Zhicheng Automotive Technology Co ltd
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Beijing Zhicheng Automotive Technology Co ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D23/00Combined superstructure and frame, i.e. monocoque constructions
    • B62D23/005Combined superstructure and frame, i.e. monocoque constructions with integrated chassis in the whole shell, e.g. meshwork, tubes, or the like

Abstract

本发明提供一种车体空间构架及车辆,包括:车身骨架,连接固定车身侧部右侧总成、车身侧部左侧总成、顶盖前横梁、顶盖后横梁、前围横梁、后围外梁;以及车体底盘结构,包括按顺序连接的前端连接结构、纵梁连接结构、车身前部与车身中部的连接结构以及车身中部与车身后部的连接结构;在所述车身前部与车身中部的连接结构以及所述车身中部与车身后部的连接结构中设置有加固连接的加固结构,由此与现有的冲压模具形成冲压件的车辆空间构架相比,简化工艺,降低成本,而且方管质量轻、满足刚性要求,因此有利于汽车安全性和经济性的提高。

Description

车体空间构架及车辆
技术领域
本发明涉及车体空间构架及车辆,尤其涉及通过方管焊接制作车身骨架,以实现车辆的轻量化,减少制作成本,保证人员安全和车辆刚性的车体空间构架及车辆。
背景技术
随着日益关注节能环保,轻量化也广泛应用到普通汽车领域,汽车轻量化在保证汽车整体品质、性能、强度和安全性,甚至成为能够优化的前提,尽可能降低汽车自身重量,可以提高输出功率、降低噪声、提升操控性、可靠性、提高车速、降低油耗、减少废气排放量。
如图1所示,目前汽车的轻量化,通过制作冲压模具,冲压成型各部件,以焊接方式连接冲压件,从而形成车架。
通常,冲压成型需要开发模具,早期投资会大幅增加,而且,冲压件需要先进行预成型,预成型后的冲压件根据最终尺寸的要求进行予组对,测量尺寸合格后,按照焊接工艺的要求进行焊接作业和控制,对焊缝要进行无损检测,导致成本再次提升。因此,面对冲压焊接过程复杂,且初期投资费过高,需要成本低且可靠性高的车架制造方法。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于,提供通过方管焊接制作车架,以实现车辆的轻量化,并减少制作成本、优化结构的车体空间构架及车辆。
在本发明的一实施方式中,提供一种车体空间构架,其特征在于,包括:
车身骨架,连接固定车身侧部右侧总成、车身侧部左侧总成、顶盖前横梁、顶盖后横梁、前围横梁、后围外梁,以及
车体底盘结构,包括按顺序连接的前端连接结构、纵梁连接结构、车身前部与车身中部的连接结构以及车身中部与车身后部的连接结构;
所述前端连接结构用于连接车辆的前端部件与前纵梁部件,在所述前端部件与所述前纵梁部件的一端分别设有相匹配的固定板,通过螺栓固定连接各自的所述固定板,从而使所述前端部件与所述前纵梁部件以对接的方式固定连接;
在所述车身前部与车身中部的连接结构以及所述车身中部与车身后部的连接结构中设置有加固连接的加固结构。
在所述实施方式中,所述车身骨架是通过将方管进行切割、弯曲并连接固定来形成的。
在所述实施方式中,所述连接固定是指,焊接固定。
在所述实施方式中,所述连接固定是指,在方管上焊接固定板,通过螺栓连接固定板来实现方管之间的连接。
在所述实施方式中,所述纵梁连接结构包括前纵梁部件、中心纵梁部件以及侧挡板,所述前纵梁部件与所述中心纵梁部件在车体纵向平行配置,所述侧挡板相对于所述前纵梁部件与中心纵梁部件倾斜,所述侧挡板的一端焊接在所述前纵梁部件上,所述侧挡板的另一端焊接在中心纵梁部件上。
在所述实施方式中,所述加固结构可以为三角焊接加固结构。
在所述实施方式中,所述加固结构可以为加固块或加固板
本发明还提供一种车辆,其特征在于,包括上述的车体空间构架。
根据本发明的车体空间构架,能够减少车体的重量、易于制作,还具备刚性,因此降低制造成本的同时,增加接合刚性,实现车辆的轻量化。
进一步地,根据本发明的车体空间构架,当车体前端发生碰撞、损坏等需要维修时,通过拆卸车体前端,仅更换破损部位的部件,有利于车辆的组装性,容易拆卸车体损坏部件,有利于修理维护,降低了维修成本。
另外,根据车体构架的具体形状需求,将方管进行切割、弯曲,通过焊接连接、螺栓连接或其他连接方式连接构成车体整体骨架,因此与冲压模具形成冲压件来形成车辆空间构架的现有方法相比,简化工艺,降低成本,而且方管质量轻,且满足刚性要求,因此有利于汽车安全性和经济性的提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,以下对实施例描述中所需的附图进行简单的说明,下面描述中的附图是本发明的部分实施例,对于本领域的技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,可根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有车体的空间构架的结构示意图。
图2是本发明的车体空间构架的整体结构示意图。
图3是本发明的车体空间构架的分解示意图。
图4是本发明的车体侧部总成的示意图。
图5是本发明的车体空间构架的车体底盘结构的立体图。
图6是本发明的车体空间构架的车体底盘结构的侧视图。
图7是本发明的车体空间构架中前端连接结构的局部放大图。
图8是本发明的车体空间构架中纵梁连接结构的局部放大图。
图9是本发明的车体空间构架中车身前部与车身中部的连接结构的局部放大图。
图10是本发明的车体空间构架中车身中部与车身后部的连接结构的局部放大图。
附图标记说明:
10:车体底盘结构 15:车身侧部右侧总成
20:车身侧部左侧总成 25:顶盖前横梁
30:顶盖后横梁 35:前围横梁
40:后围外梁
11:前端连接结构 12:纵梁连接结构
13:车身前部与车身中部的连接结构
14:车身中部与车身后部的连接结构
111:前端部件 112:前纵梁部件
113、113’:固定板 121:侧挡板
122:中心纵梁部件 131、131’:前部梁部件
132、132’、141、141’:中部纵梁部件
133、133’:加固块 142、142’:后部梁部件
143:加固梁 144:加固板
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下,结合附图对本发明的实施方式进行进一步详细说明。应当理解,附图和实施例所限定的技术方案仅仅用于对本发明进行说明,并非用于限定本发明。
另外,在发明的实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“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;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,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。
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
如图2、图3所示,本发明的车体空间构架大体包括车身骨架和车体底盘结构10,所述车身骨架包括车身侧部左侧总成15、车身侧部右侧总成20、顶盖前横梁(Roof BodyFront Beam)25、顶盖后横梁(Roof Body Rear Beam)30、前围横梁(Cowl Beam)35以及后围外梁(Back Outer Beam)40;如图6所示,通过按顺序连接前端连接结构11、纵梁连接结构12、车身前部与车身中部的连接结构13以及车身中部与车身后部的连接结构14,来形成所述车体底盘结构10。
具体地,车身骨架中,以规定间隔配置顶盖前横梁25和顶盖后横梁30,在所述顶盖前横梁25和顶盖后横梁30之间沿横向水平固定连接车身侧部左侧总成15和车身侧部右侧总成20,在所述车身侧部左侧总成15和所述车身侧部右侧总成20的前端固定连接前围横梁35,所述车身侧部左侧总成15和所述车身侧部右侧总成20的后端固定连接后围外梁40,所述顶盖前横梁25、顶盖后横梁30、车身侧部左侧总成15、车身侧部右侧总成20、前围横梁35以及后围外梁40均为管状结构。
这些车架部件均可以由方管构成。方管是一种空心方形的截面轻型薄壁钢管,也称为钢制冷弯型材,综合力学性能好,焊接性,冷,热加工性能和耐腐蚀性能均好,具有良好的低温韧性,并且比起实心结构,方管的重量比较轻,且抗压能力很好,不会容易扭曲。
所述管状结构之间的固定连接可利用螺栓连接、焊接连接等固定连接方式,但不限定于此,只要根据需要,能够满足车架骨架的固定连接,也可以采用其他连接方式。
图4是本发明的车体侧部总成的示意图,图5是本发明的车体空间构架的车体底盘结构的立体图,图6是本发明的车体空间构架的车体底盘结构的侧视图。
如图4至图6所示,根据车体构架的具体形状需求,将方管进行切割、弯曲,通过焊接连接、螺栓连接或其他固定连接方式连接构成车体整体骨架。由此,能够减少车体的重量、易于制作,还具备刚性,因此降低制造成本的同时,实现刚性和车辆的轻量化。
图4所示的车体侧部总成中的梁部件示意性地表示前支柱、上边梁、顶盖侧梁、A柱、B柱、B柱加强梁等,但不限定于此,根据车辆结构需要,可以包括或表示其他结构。如图所示,根据车体构架的具体形状,按照车架骨架组件的形状对方管切割/弯曲部件进行焊接,来完成车体侧面的车身骨架、车体底盘结构,进一步形成车体空间骨架。
如图6、图7所示,车体底盘结构10大致包括按顺序连接的前端连接结构11、纵梁连接结构12、车身前部与车身中部的连接结构13以及车身中部与车身后部的连接结构14,具体地,所述前端连接结构11为前端部件111与前纵梁部件112的连接结构,所述纵梁连接结构12为前纵梁部件112与中心纵梁部件122的连接结构,所述车身前部与车身中部的连接结构13为车身前部梁部件131、131’与车身中部纵梁部件132、132’的连接结构,所述车身中部与车身后部的连接结构14为车身中部纵梁部件141、141’与车身后部梁部件142、142’的连接结构。
以下,参照附图对具体连接结构进行详细说明。
如上所述,所述前端连接结构11为前端部件111与前纵梁部件112的连接结构,所述前端部件111的一端焊接有具有螺栓孔的固定板113,该固定板113与所述前端部件111相垂直;同样地,前纵梁部件112的一端焊接有与固定板113相同形状的具有螺栓孔的固定板113’,该固定板113’与所述前纵梁部件112相垂直。所述前端部件111上焊接的所述固定板113与在所述前纵梁部件112上焊接的固定板113’大小一致,将两个固定板113、113’对接,使形成在各固定板113、113’的若干个螺栓孔对齐,通过螺栓拧紧,连接前端部件111与前纵梁部件112,从而形成前端连接结构11,这里示出螺栓连接方式,但连接方式不限于此,根据需要,也可以适用其他方式的可拆卸连接。
通过这种固定连接结构,当车体前端发生碰撞、损坏等需要维修时,仅拆卸车体前端需要更换的破损部件,无需将整体结构进行更换,有利于车辆的组装性,比起整体更换,拆卸车体破损部件有利于修理维护,降低了维修成本。
如图8所示,所述纵梁连接结构12为前纵梁部件112与中心纵梁部件122的连接结构,所述前纵梁部件112与所述中心纵梁部件122在车体纵向平行配置,所述侧挡板121相对于所述前纵梁部件112和中心纵梁部件122倾斜,所述侧挡板121的一端焊接在所述前纵梁部件112上,所述侧挡板121的另一端焊接在所述中心纵梁部件122上,由此实现所述前纵梁部件112与所述中心纵梁部件122的连接固定。这种焊接连接结构简单、省事省料,生产效率高。
而且,通过上述结构,当车辆正面撞击,前纵梁部件112冲撞受力时,撞击力流因直线方向上的相互作用力而抵消,传递到中心纵梁部件122的冲撞力变小,能够有效地吸收能量。
通过这种连接结构,防止撞击传递至车内,尽可能减小结构物的变形,保障乘坐汽车的人员安全,优化空间构架的连接结构,由于方管的抗压能力很高,因此能够进一步防止车体向后方挤压变形。
图9是本发明的车体空间构架中车身前部与车身中部的连接结构的局部放大图,图10是本发明的车体空间构架中车身中部与车身后部的连接结构的局部放大图。
图9所示的车身前部与车身中部的连接结构13中,车身前部梁部件131、131’分别与车身中部纵梁部件132、132’进行角焊接,通过双重结构的焊接,能够加强焊接结构的稳定性。
并且,在所述前部梁部件131、131’与所述中部纵梁部件132、132’相互垂直连接的部分分别焊接有三角形的加固块133、133’,通过三角形的结构特性,进一步加固焊接结构,能够增加接合(Joint)刚性。
图10所示的车身中部与车身后部的连接结构14中,车身中部纵梁部件141、141’与车身后部梁部件142、142’也为双重方管结构,两个所述中部纵梁部件141、141’中,一个中部纵梁部件141’与所述后部梁部件142、142’垂直焊接,在相互垂直的焊接部分进一步焊接三角形的加固板144,来增加两个双重方管连接结构之间的接触面积,加固车身中部与车身后部的连接结构。
进一步地,在所述车身中部纵梁部件141的一端上焊接加固梁143的一端,所述加固梁143的另一端焊接到车身后部梁部件142’,所述加固梁143为斜线焊接方管,通过三角形的结构特性,以达到进一步焊接的目的,能够增加接合刚性。
本实施例中,梁结构的固定连接方式可以为焊接、卡接、粘接等,本实施例中不做限定。
根据本发明的车体空间构架,能够减少车体的重量、易于制作,还具备刚性,因此降低制造成本的同时,增加接合刚性,实现车辆的轻量化。
进一步地,根据本发明的车体空间构架,当车体前端发生碰撞、损坏等需要维修时,通过拆卸车体前端,仅更换破损部位的部件,有利于车辆的组装性,容易拆卸车体损坏部,有利于修理维护,降低了维修成本。
另外,根据车体构架的具体形状需求,将方管进行切割、弯曲,通过焊接、螺栓连接或其他连接方式连接构成车体整体骨架,因此与现有的冲压模具形成冲压件的车辆空间构架相比,简化工艺,降低成本,而且方管质量轻,且满足刚性要求,因此有利于汽车安全性和经济性的提高。
以上实施例仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例中记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种车体空间构架,其特征在于,包括:
车身骨架,连接固定车身侧部右侧总成、车身侧部左侧总成、顶盖前横梁、顶盖后横梁、前围横梁、后围外梁,以及
车体底盘结构,包括按顺序连接的前端连接结构、纵梁连接结构、车身前部与车身中部的连接结构以及车身中部与车身后部的连接结构;
所述前端连接结构用于连接车辆的前端部件与前纵梁部件,在所述前端部件与所述前纵梁部件的一端分别设有相互匹配的固定板,通过螺栓固定连接各自的所述固定板,从而使所述前端部件与所述前纵梁部件以对接的方式固定连接;
在所述车身前部与车身中部的连接结构以及所述车身中部与车身后部的连接结构中设置有加固连接的加固结构。
2.根据权利要求1所述的车体空间构架,其特征在于,
所述车身骨架是通过将方管进行切割、弯曲并连接固定来形成的。
3.根据权利要求2所述的车体空间构架,其特征在于,
所述连接固定是指,焊接固定。
4.根据权利要求2所述的车体空间构架,其特征在于,
所述连接固定是指,在方管上焊接固定板,通过螺栓连接所述固定板来实现方管之间的连接。
5.根据权利要求1所述的车体空间构架,其特征在于,
所述纵梁连接结构包括前纵梁部件、中心纵梁部件以及侧挡板,
所述前纵梁部件与所述中心纵梁部件在车体纵向平行配置,所述侧挡板相对于所述前纵梁部件和所述中心纵梁部件倾斜,所述侧挡板的一端焊接在所述前纵梁部件上,所述侧挡板的另一端焊接在所述中心纵梁部件上。
6.根据权利要求1所述的车体空间构架,其特征在于,
所述加固结构为三角焊接加固结构。
7.根据权利要求6所述的车体空间构架,其特征在于,
所述加固结构为加固块。
8.根据权利要求6所述的车体空间构架,其特征在于,
所述加固结构为加固板。
9.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1~8中任一项所述的车体空间构架。
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