CN111976836A - 副车架和车身纵梁的连接结构，及其套管接头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种一种副车架和车身纵梁的连接结构，及其套管接头，所述副车架和所述车身纵梁通过螺栓连接，所述套管接头能够与所述副车架固定，所述套管接头包括套管主体部和套管分离部，所述套管主体部和所述套管分离部围合形成封闭环形以外套所述螺栓，碰撞时，所述螺栓能够撞开所述套管分离部而脱离所述套管主体部。本方案中，副车架和车身纵梁在撞击时连接失效不再依赖于螺栓受到剪切力断裂，只要螺栓能够撞开套管分离部即可，套管分离部与套管接头的连接可以设置为相对薄弱，便于在撞击时螺栓脱离。而螺栓本身可以采用强度较高的规格，可以是标准件，从而满足连接、承载的需求。

Description

副车架和车身纵梁的连接结构，及其套管接头
技术领域
本发明涉及车辆连接技术领域，具体涉及一种副车架和车身纵梁的连接结构，及其套管接头。
背景技术
汽车副车架可用于安装发动机、悬挂等部件，能够进行隔振和减振，提高汽车乘员的舒适性，实现舒适性和操控性的平衡。
传统的副车架和车身纵梁的连接方式采用刚性连接，即使用螺栓将副车架与车身纵梁连接。一般在副车架上设置连接座，螺栓穿过连接座后插入车身纵梁，再将螺母旋紧，实现副车架和车身纵梁的刚性连接。
为了保证安全性，当汽车发生碰撞时，需要螺栓连接失效，具体是车身纵梁受到的碰撞力传递给螺栓，螺栓发生剪切断裂，连接失效后，副车架与车身纵梁分离，副车架在重力作用下下落，减少碰撞损害。
但上述方案存在下述问题：
螺栓起到连接副车架和车身纵梁的作用，其承载强度有一定要求，而如上述安全性设计，螺栓又需要在碰撞力作用下剪切断裂，强度就不能过高，这样对于螺栓的选择、设计，较为矛盾。
发明内容
本发明提供一种套管接头，用于副车架和车身纵梁的连接，所述副车架和所述车身纵梁通过螺栓连接，所述套管接头能够与所述副车架固定，所述套管接头包括套管主体部和套管分离部，所述套管主体部和所述套管分离部围合形成封闭环形以外套所述螺栓，碰撞时，所述螺栓能够撞开所述套管分离部而脱离所述套管主体部。
可选地，所述套管主体部和所述套管分离部分体设置，所述套管主体部的周壁设有开口，在所述开口的长度方向，所述套管分离部至少封闭所述开口的至少一段。
可选地，所述套管主体部包括套管本体和接头外壳，所述套管本体外套所述螺栓，所述套管本体呈U形，所述套管本体的内径与所述螺栓外径的尺寸适配；所述接头外壳用于固定所述副车架，所述接头外壳外套所述套管本体；
所述开口包括开设于所述套管本体的套管开口和开设于所述接头外壳的外壳开口，所述套管开口和所述外壳开口位置对应，所述套管分离部连接于所述接头外壳，以封闭所述外壳开口的至少一段。
可选地，所述套管分离部为薄壁件，沿所述外壳开口的长度方向，连接至少一个所述套管分离部。
可选地，所述接头外壳的两端向外延伸分别形成第一端凸缘和第二端凸缘；所述接头外壳的周壁外表面设置第一加强筋板，所述第一加强筋板的两端连接至所述第一端凸缘和所述第二端凸缘。
可选地，所述套管主体部还包括橡胶衬套，设于所述套管本体和所述接头外壳之间，所述开口还包括设于所述橡胶衬套的衬套开口，所述衬套开口与所述套管开口、所述外壳开口位置对应。
可选地，所述橡胶衬套过盈压入所述套管本体和所述接头外壳之间，或，所述橡胶衬套与所述套管本体、所述接头外壳浇注形成一体。
可选地，所述套管本体、所述接头外壳为钢材质制成。
可选地，所述橡胶衬套靠近所述螺栓的螺栓头的一端，伸出所述接头外壳。
可选地，还包括垫片，所述垫片位于所述橡胶衬套和所述螺栓头之间。
可选地，所述垫片与所述橡胶衬套相背的一侧，设置多个第二加强筋板。
本发明还提供一种副车架和车身纵梁的连接结构，包括套管接头和螺栓、螺母，所述套管接头为上述任一项所述的套管接头，所述螺栓穿过所述套管接头后，插入所述车身纵梁，并通过所述螺母旋紧固定。
与背景技术方案相比，副车架和车身纵梁在撞击时连接失效不再依赖于螺栓受到剪切力断裂，只要螺栓能够撞开套管分离部即可，套管分离部与套管接头的连接可以设置为相对薄弱，便于在撞击时螺栓脱离。而螺栓本身可以采用强度较高的规格，可以是标准件，从而满足连接、承载的需求。
附图说明
图1为本发明所提供套管接头与副车架和车身纵梁连接的示意图；
图2为图1中套管接头的爆炸视图；
图3为图1中套管接头从正常工作状态转换到碰撞工况时，副车架和车身纵梁分离的过程示意图。
图1-3中附图标记说明如下：
10车身纵梁、20副车架；
30套管接头、301套管本体、301a套管开口、302接头外壳、302a外壳开口、302b第一加强筋、302c第一端凸缘、302d第二端凸缘、303橡胶衬套、303a衬套开口、304垫片、304a第二加强筋、305套管分离部；
40螺母、50螺栓、501螺栓头。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供套管接头30与副车架20和车身纵梁10连接的示意图。
如图1所示，副车架20和车身纵梁10采用螺栓50连接，套管接头30则用于外套螺栓50，套管接头30与副车架20固定，螺栓50插入套管接头30后，另一端伸出并插入车身纵梁10，穿出车身纵梁10后与螺母40配合旋紧，则可实现车身纵梁10和副车架20的固定。
该实施例中套管接头30包括套管主体部和套管分离部305，套管主体部和套管分离部305围合形成封闭环形。螺栓50插入在环形的套管接头30内，螺栓50限位在套管接头30内，特别说明的是，本方案所述的“封闭”并不要求套管接头30四周完全封闭，而是至少部分截面能够呈封闭环形，限制螺栓50沿径向脱离即可。而套管分离部305设置为，当发生碰撞时，螺栓50能够撞开套管分离部305，从而脱离套管主体部。本实施例中，套管主体部和套管分离部305分体设置，套管主体部呈管状，且周壁具有开口，开口即沿长度方向贯通且内外也贯通，即套管主体部非封闭的环形；而套管分离部则封闭开口沿长度方向的至少一段，从而与套管主体部围合形成封闭环形，即在至少封闭的该段上形成封闭的环形。
套管接头30的具体结构请参考图2理解，图2为图1中套管接头30的爆炸视图。
如图2所示，套管接头30的套管主体部包括套管本体301、橡胶衬套303以及接头外壳302，螺栓50能够贯穿套管本体301，橡胶衬套303外套套管本体301，接头外壳302再外套橡胶衬套303，即三者依次嵌套。此时，套管主体部周壁的开口，实际上包括开设于套管本体301周壁的套管开口301a、开设于橡胶衬套303周壁的衬套开口303a、开设于接头外壳302周壁的外壳开口302a，显然套管开口301a、衬套开口303a、外壳开口302a位置对应。上述的套管分离部305具体设于接头外壳302，以封闭外壳开口302a，套管分离部305可以采取薄壁件，通过焊接的方式固定于外壳开口302a。
如图2所示，套管本体301呈U形，且套管本体301的内径与螺栓50外径的尺寸适配，以保证螺栓50能够卡设在套管本体301的管腔内，在正常工作状态下，与套管本体301保持静止。但在外力作用下螺栓50可沿U形的套管本体301滑动。U形的套管本体301具有两条直侧壁，两条直侧壁之间的间距与螺栓50外径匹配，两条直侧壁能够导向螺栓50沿其直侧壁在管腔内滑动。套管主体部中的接头外壳302处于最外侧，用于固定副车架20，可以通过焊接固定于副车架20。
请参考图3，图3为图1中套管接头30从正常工作状态转换到碰撞工况时，副车架20和车身纵梁10分离的过程示意图。其中，白色箭头指代移动的方向，黑色箭头表示状态的变化顺序。
从图3可看出，在正常工作状态，螺栓50嵌套在套管接头30的套管本体301内，连接车身纵梁10和副车架20，当受到碰撞时，螺栓50、螺母40基于车身纵梁10的撞击力传递，从相对套管接头30静止的状态，变为可相对滑动的状态，具体在图3中即可相对套管接头30向右滑动，即螺栓50会沿套管本体301的管腔移动，移动到接头外壳302的外壳开口302a时，会撞击到连接于此处的套管分离部305，套管分离部305属于连接薄弱的环节，则螺栓50可撞开套管分离部305，从外壳开口302a处脱离。
从图3中下方分离视图可看出，当螺栓50撞开套管分离部305而从外壳开口302a脱离后，副车架20和车身纵梁10的连接关系失效，副车架20在自身重力作用下向下运动，实现副车架20和车身纵梁10的分离。
与背景技术方案相比，副车架20和车身纵梁10在撞击时连接失效不再依赖于螺栓50受到剪切力断裂，只要螺栓50能够撞开套管分离部305即可，套管分离部305与套管接头30的连接可以设置为相对薄弱，便于在撞击时螺栓50从开口脱离。而螺栓50本身可以采用强度较高的规格，可以是标准件，从而满足连接、承载的需求。
如图2所示，套管分离部305为薄壁件，并且设置两个套管分离部305，分别连接在外壳开口302a的两端，兼顾连接可靠性和被螺栓50撞开的需求。当然，沿外壳开口302a的长度方向，也可只设置一个套管分离部305，或者两个以上的套管分离部305，即设置至少一个套管分离部305。设置的所有套管分离部305，可以封住套管接头30的开口的至少一段，也可以全部封住。套管分离部305也不限于焊接固定于套管主体部(该实施例中，具体是接头外壳302)，也可以压铆固定、通过紧固件紧固，或者套管分离部305与套管主体部为整体式结构，属于套管主体部的一部分，只是制作为相对薄弱，例如厚度相对较薄，如此，套管主体部实际上在碰撞后才会与套管分离部305分离，从而形成上述的开口。
上述实施例中，在套管本体301和接头外壳302之间可设置减振件，减振件具体是上述的橡胶衬套303，则对于副车架20和车身纵梁10之间的连接具有隔振减振的作用。橡胶衬套303可以采用硫化橡胶材料制成，由注射工艺加工成型。橡胶衬套303可以过盈压入套管本体301和接头外壳302之间，或，橡胶衬套303与套管本体301、接头外壳302通过浇注形成一体。上述的套管本体301、接头外壳302以及螺母40均可以为钢材质制成，例如型号为40Cr的钢材。
该实施例中的套管主体部包括接头外壳302和套管本体301，则便于套管本体301加工成U型，利于导向螺栓50，而接头外壳302可加工为圆筒状，便于与副车架的连接，同时二者之间形成腔体可设置减振件，达到减振效果。但可以理解，可以不设置接头外壳302和橡胶衬套303，套管本体301同时完成供螺栓50贯穿、导向螺栓50向套管分离部305处滑动、与副车架20连接。
另外，上述实施例中，将套管本体301设置为U形，一方面利于套管本体301与螺栓50的配合稳定，另外也可导向螺栓50在碰撞时向套管分离部305滑动。但应知，套管本体301并不限于设置为U形，实际上只要能够供螺栓50贯穿且可与套管分离部305围合即可，当然，设置为U形为优选的实施例。
请继续参考图2，接头外壳302的两端向外延伸分别形成第一端凸缘302c和第二端凸缘302d。接头外壳302的周壁外表面设置第一加强筋302b板，第一加强筋302b板的两端连接至第一端凸缘302c和第二端凸缘302d。如此设置，可以提高接头外壳302的强度，以提升与副车架20连接的可靠性，进而增加副车架20与车身纵梁10连接的可靠性。
如图2所示，橡胶衬套303具有底端，底端即图2中靠近螺栓50的螺栓头501的一端，橡胶衬套303的底端伸出接头外壳302和套管本体301之外，安装时，螺栓50的螺栓头501可以抵压在橡胶衬套303的底端，可以进一步起到减振作用。
本实施例中，螺栓50的螺栓头501并不直接抵压橡胶衬套303的底端，而是通过垫片304抵压。如图2所示，套管接头30还包括垫片304，垫片304位于橡胶衬套303的底端和螺栓头501之间，设置垫片304有利于保护橡胶衬套303，避免螺栓头501抵压时磨损橡胶衬套303的底端。
另外，垫片304与橡胶衬套303相背的一侧，可设置多个第二加强筋304a板，如图2所示，第二加强筋304a板可以提高垫片304的强度，保证螺栓50和套管接头30连接的可靠性。第一加强筋302b和第二加强筋304a也可以是薄壁件。
本发明还提供一种副车架和车身纵梁的连接结构，包括套管接头和螺栓，且套管接头为上述任一实施例所述的套管接头，具有与以上实施例相同的技术效果，此处不再赘述。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.套管接头(30)，用于副车架(20)和车身纵梁(10)的连接，所述副车架(20)和所述车身纵梁(10)通过螺栓(50)连接，其特征在于，所述套管接头(30)能够与所述副车架(20)固定，所述套管接头(30)包括套管主体部和套管分离部(305)，所述套管主体部和所述套管分离部(305)围合形成封闭环形以外套所述螺栓(50)，碰撞时，所述螺栓(50)能够撞开所述套管分离部(305)而脱离所述套管主体部(301)。
2.如权利要求1所述的套管接头(30)，其特征在于，所述套管主体部和所述套管分离部(305)分体设置，所述套管主体部的周壁设有开口，在所述开口的长度方向，所述套管分离部(305)至少封闭所述开口的至少一段。
3.如权利要求2所述的套管接头(30)，其特征在于，所述套管主体部包括套管本体(301)和接头外壳(302)，所述套管本体(301)外套所述螺栓(50)，所述套管本体(301)呈U形，所述套管本体(301)的内径与所述螺栓(50)外径的尺寸适配；所述接头外壳(302)用于固定所述副车架(20)，所述接头外壳(302)外套所述套管本体(301)；
所述开口包括开设于所述套管本体(301)的套管开口(301a)和开设于所述接头外壳(302)的外壳开口(302a)，所述套管开口(301a)和所述外壳开口(302a)位置对应，所述套管分离部(305)连接于所述接头外壳(302)，以封闭所述外壳开口(302a)的至少一段。
4.如权利要求3所述的套管接头(30)，其特征在于，所述套管分离部(305)为薄壁件，沿所述外壳开口(302a)的长度方向，连接至少一个所述套管分离部(305)。
5.如权利要求3所述的套管接头(30)，其特征在于，所述接头外壳(302)的两端向外延伸分别形成第一端凸缘(302c)和第二端凸缘(302d)；所述接头外壳(302)的周壁外表面设置第一加强筋板(302b)，所述第一加强筋板(302b)的两端连接至所述第一端凸缘(302c)和所述第二端凸缘(302d)。
6.如权利要求3-5任一项所述的套管接头(30)，其特征在于，所述套管主体部(301)还包括橡胶衬套(303)，设于所述套管本体(301)和所述接头外壳(302)之间，所述开口还包括设于所述橡胶衬套(303)周壁的衬套开口(303a)，所述衬套开口(302a)与所述套管开口(301a)、所述外壳开口(302a)位置对应。
7.如权利要求6所述的套管接头(30)，其特征在于，所述橡胶衬套(303)过盈压入所述套管本体(301)和所述接头外壳(302)之间，或，所述橡胶衬套(303)与所述套管本体(301)、所述接头外壳(302)浇注形成一体。
8.如权利要求7所述的套管接头(30)，其特征在于，所述套管本体(301)、所述接头外壳(302)为钢材质制成。
9.如权利要求6所述的套管接头(30)，其特征在于，所述橡胶衬套(303)靠近所述螺栓(50)的螺栓头(501)的一端，伸出所述接头外壳(302)。
10.如权利要求9所述的套管接头(30)，其特征在于，还包括垫片(304)，所述垫片(304)位于所述橡胶衬套(303)和所述螺栓头(501)之间。
11.如权利要求10所述的套管接头(30)，其特征在于，所述垫片(304)与所述橡胶衬套(303)相背的一侧，设置多个第二加强筋板(304a)。
12.副车架和车身纵梁的连接结构，包括套管接头(30)和螺栓(50)、螺母(40)，其特征在于，所述套管接头(30)为权利要求1-11任一项所述的套管接头(30)，所述螺栓(50)穿过所述套管接头(30)后，插入所述车身纵梁(10)，并通过所述螺母(40)旋紧固定。
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