CN112298361B - 一种前副车架结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前副车架结构及车辆，所述前副车架结构为对称框架结构，包括依次连接形成闭合结构的第一横梁、第二前安装座、第二前摆臂安装座、第一纵梁、第二后安装座、第二横梁、第一后安装座、第二纵梁、第一前摆臂安装座和第一前安装座；所述第一前摆臂安装座和第二前摆臂安装座之间设置第三横梁，所述第一前安装座、第二前安装座、第一前摆臂安装座、第二前摆臂安装座、第一后安装座和第二后安装座均为一体成型结构，本发明能够将前副车架中多个安装点集成在一起，减少零件的数量，降低装配难度，简化生产工艺，同时能达到轻量化的目标。

Description

一种前副车架结构及车辆

技术领域

本发明涉及汽车底盘技术领域，特别涉及一种前副车架结构及车辆。

背景技术

前副车架结构是底盘零部件系统中非常重要的构件，其主要连接车身、发动机悬置和悬架等零部件，可减少路面的振动及噪声等激励向车身传递。前副车架结构可提高悬架的刚度，以便获得整车较好的耐久和舒适性。此外，在汽车底盘技术领域中，前副车架结构的安全可靠性会直接关系到行车及行人安全。因此，前副车架结构在碰撞过程中，必须具有足够的刚度来抵抗变形，以提高碰撞时的吸能效果。现在的前副车架结构通常为钢制材质结构，存在产品重量较大，工艺制作较为繁琐，焊缝较多且焊接质量不易控制，材料的耐腐蚀性较差等问题，从而造成传统前副车架结构的零件数量多，焊缝比较长，结构工艺复杂，拆装不便，且不利于副车架的轻量化。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种前副车架结构及车辆。

为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一方面，本发明提供一种前副车架结构，所述前副车架结构为对称框架结构，包括依次连接形成闭合结构的第一横梁、第二前安装座、第二前摆臂安装座、第一纵梁、第二后安装座、第二横梁、第一后安装座、第二纵梁、第一前摆臂安装座和第一前安装座；所述第一前摆臂安装座和第二前摆臂安装座之间设置第三横梁，所述第一前安装座、第二前安装座、第一前摆臂安装座、第二前摆臂安装座、第一后安装座和第二后安装座均为一体成型结构。

具体地，所述前副车架结构的结构及各个零件的位置关系通过拓扑优化技术，识别出前副车架结构的载荷主要传递路径设计的，从而使所述前副车架结构在能满足性能的情况下，其结构的设计达到最优，便于起到轻量化的目的。

进一步地，所述第一横梁包括前悬置套筒，用于悬置电机。

作为可选地，所述悬置套筒为两个。

进一步地，所述第一前安装座和第二前安装座均包括稳定杆安装孔和车身前安装孔，所述稳定杆安装孔用于连接稳定杆，所述车身前安装孔用于将前副车架结构与车身连接。

进一步地，所述第一后安装座和第二后安装座均包括后摆臂安装孔、车身后安装孔和后悬置支座安装孔；所述后摆臂安装孔用于将前副车架结构与后摆臂连接，所述车身后安装孔用于将前副车架结构与车身连接，所述后悬置支座安装孔用于将前副车架结构与后悬置支座连接。

作为可选地，所述第一后安装座和第二后安装座还包括加强筋。

具体地，所述前悬置套筒与所述后悬置支座安装孔配合悬置电机。

进一步地，所述第一前摆臂安装座和第二前摆臂安装座均包括转向机管柱安装孔，所述转向机管柱安装孔用于固定转向机管柱。

作为可选地，所述第一横梁、第二前安装座、第二前摆臂安装座、第一纵梁、第二后安装座、第二横梁、第一后安装座、第二纵梁、第一前摆臂安装座和第一前安装座之间通过焊缝形式焊接，所述第一前摆臂安装座和第二前摆臂安装座均通过焊缝形式与所述第三横梁连接。

作为可选地，所述第一横梁、第三横梁、第一纵梁、第二纵梁、第一前安装座和第二前安装座均为铝挤压件；所述第一前摆臂安装座、第二前摆臂安装座、第一后安装座和第二后安装座均为铝铸件，同时由于铝铸件和铝挤压件本身自带一层防腐防锈的氧化膜，不需要表面涂层，从而避免了表面喷涂材料对环境的污染。

另一方面，本发明还提供一种车辆，所述车辆设置上述所述的一种前副车架结构。

采用上述技术方案，本发明所述的一种前副车架结构及车辆具有如下有益效果：

1.本发明所述的一种前副车架结构及车辆，通过在第一前摆臂安装座和第二前摆臂安装座之间增加第三横梁，有效提高了该点的Y向静、动刚度和连接强度，避免了后期断裂风险。

2.本发明所述的一种前副车架结构及车辆，整体采用铝铸件和铝挤压件便于集成多个安装点，结构简单，从而有效的减少零件数量，减少焊接的工序，从而减少了成本，达到轻量化的目的。

3.本发明所述的一种前副车架结构及车辆，由于连接零件数量少，焊接区域少，焊缝较短，大大减少了焊缝热影响区域，从而降低中心柱碰工况断裂的风险。

4.本发明所述的一种前副车架结构及车辆，由于铝铸件和铝挤压件本身自带一层防腐防锈的氧化膜，不需要表面涂层，从而避免了表面喷涂材料对环境的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本发明所述的一种前副车架结构的结构图；

图2是图1所示的前副车架结构的爆炸图；

图3是图1中第一横梁的结构示意图；

图4是图1中第二横梁的结构示意图；

图5是图1中第三横梁的结构示意图；

图6是图1中第一纵梁的结构示意图；

图7是图1中第二纵梁的结构示意图；

图8是图1中第一前安装座的结构示意图；

图9是图1中第二前安装座的结构示意图；

图10是图1中第一前摆臂安装座的结构示意图；

图11是图1中第二前摆臂安装座的结构示意图；

图12是图1中第一后安装座的结构示意图；

图13是图1中第二后安装座的结构示意图。

图中：1-第一横梁，2-第二横梁，3-第三横梁，4-第一纵梁，5-第二纵梁，6-第一前安装座，7-第二前安装座，8-第一前摆臂安装座，9-第二前摆臂安装座，10-第一后安装座，11-第二后安装座，101-前悬置套筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

汽车前副车架结构作为汽车底盘系统中非常重要的结构件，其主要功能是连接前桥与车身，并起着承载和传递载荷的作用。由于与前副车架结构连接的零件和结构较多，因此前副车架结构的设计就显得尤为重要。针对现有的副车架连接零件较多，结构不稳定的情况，本说明书的一个实施例提供了一种前副车架结构前安装座结构，如图1和图2所示，为本发明提供的副车架的整体结构示意图和爆炸图。

如图3-13所示，为本说明书实施例提供的一种前副车架结构的各个部件的结构图，所述前副车架结构为呈对称的闭合框架，具体地，为依次连接形成闭合结构的第一横梁1、第二前安装座7、第二前摆臂安装座9、第一纵梁4、第二后安装座11、第二横梁2、第一后安装座10、第二纵梁5、第一前摆臂安装座8和第一前安装座6。

同时，在现有的技术中，拓扑优化技术可以在设计空间内找到最优的设计路径。因此本说明书所述的前副车架结构结构可以通过拓扑优化技术，在识别出前副车架结构载荷主要传递路径后，通过该路径设计出前副车架结构结构，可以保证前副车架结构的结构最优最合理，因此在前副车架结构在满足性能的前提下达到重量最轻，成本最低，具体地，第一横梁1、第二前安装座7、第二前摆臂安装座9、第一纵梁4、第二后安装座11、第二横梁2、第一后安装座10、第二纵梁5、第一前摆臂安装座8和第一前安装座6均可以按照拓扑优化技术进行设计。

然后，所述前副车架结构的各个部件均为一体成型结构，可以将多个零件集成在一体，避免了多次的焊接，减少了组装的工艺流程。作为优选地，所述第一横梁1、第三横梁3、第一纵梁4、第二纵梁5、第一前安装座6和第二前安装座7均为铝挤压件；所述第一前摆臂安装座8、第二前摆臂安装座9、第一后安装座10和第二后安装座11均为铝铸件，一方面，铝挤压和铝铸件技术工艺成熟，可以保证大规律高效率的生产，不需要投入较大且复杂的成型模具，降低了成型难度，进而减少了成本，另一方面，由于所述铝挤压和铝铸件自带一层防腐防锈的氧化膜，因此不再需要进行表面涂层的步骤，从而避免了表面喷涂材料对环境的污染，同时减少了生产的工序。

由于前副车架结构表面氧化膜的存在，因此为了避免各个部件积液的形成，需要设置若干个漏液孔，以防止积液中的成分破坏氧化膜的结构。

所述前副车架结构为动力总成悬置，悬架系统摆臂、横向稳定杆，转向机等提供安装基体，具体的，所述第一横梁1上设置前悬置套筒101，用于悬置电机，所述第一后安装座10和第二后安装座11均设置后悬置支座安装孔，所述前悬置套筒101与所述后悬置支座安装孔配合悬置电机，在实际应用中，前悬置套筒101由于主要承受Z向载荷，通过合理增大第一横梁1的Z向高度，有效提高了Z向刚度；而后悬置支座安装孔主要承受Z向载荷，因此可以通过在第一后安装座10和第二后安装座11合理分布加强筋，达到提高Z向刚度的目的。

进一步地，所述第一后安装座10和第二后安装座11还设置后摆臂安装孔和车身后安装孔；所述第一前安装座6和第二前安装座7均设置稳定杆安装孔和车身前安装孔；所述车身前安装座和车身后安装座均用于将前副车架结构连接车身，所述后摆臂安装孔用于将前副车架结构与后摆臂连接，所述稳定杆安装孔用于连接稳定杆。

进一步地，所述第一前摆臂安装座8和第二前摆臂安装座9均包括转向管柱安装孔，所述转向管柱安装孔用于固定转向管柱，为了提高连接的强度和刚度，可以采用螺栓、焊接等连接方式。

由于第一前摆臂安装座8和第二前摆臂安装座9主要承受Y向载荷，通过在两个前摆臂安装座之间的第三横梁3提高Y向刚度。

需要说明的是，上述提供的安装孔均可以集成在相应的安装座中，铝铸件和铝挤压件便于集成多个安装孔，也减少了焊接的流程。

为了提高零件连接的刚度和强度，所述第一横梁1的两端分别套接在所述第一前安装座6和第二前安装座7上，所述第二横梁2的两端分别套接在所述第一后安装座10和第二后安装座11上，所述第一纵梁4的一端套接在所述第一后安装座10上，所述第二纵梁5的一端套接在所述第二后安装座11上，通过上述套接的关系能够增大连接的接触面积，并有效的较少焊接的长度。

然后，所述第一横梁1、第二前安装座7、第二前摆臂安装座9、第一纵梁4、第二后安装座11、第二横梁2、第一后安装座10、第二纵梁5、第一前摆臂安装座8和第一前安装座6之间通过焊缝形式焊接，所述第一前摆臂安装座8和第二前摆臂安装座9均通过焊缝形式与所述第三横梁3连接，结合上述提供的套接关系，焊接区域少，焊缝较短，大大减少了焊缝热影响区域，从而降低了中心柱碰工况下前横梁断裂的风险。

本说明书的第三个实施例提供了一种车辆，所述车辆设置上述提供的一种前副车架结构。

通过本实施例提供的一种前副车架结构及车辆具有以下有益效果：

1)本发明所述的一种前副车架结构及车辆，通过在第一前摆臂安装座和第二前摆臂安装座之间增加第三横梁，有效提高了该点的Y向静、动刚度和连接强度，避免了后期断裂风险。

2)本发明所述的一种前副车架结构及车辆，整体采用铝铸件和铝挤压件便于集成多个安装点，结构简单，从而有效的减少零件数量，减少焊接的工序，从而减少了成本，达到轻量化的目的。

3)本发明所述的一种前副车架结构及车辆，由于连接零件数量少，焊接区域少，焊缝较短，大大减少了焊缝热影响区域，从而降低中心柱碰工况断裂的风险。

4)本发明所述的一种前副车架结构及车辆，由于铝铸件和铝挤压件本身自带一层防腐防锈的氧化膜，不需要表面涂层，从而避免了表面喷涂材料对环境的污染。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种前副车架结构，其特征在于，所述前副车架结构为对称框架结构，包括依次连接形成闭合结构的第一横梁(1)、第二前安装座(7)、第二前摆臂安装座(9)、第二纵梁(5)、第二后安装座(11)、第二横梁(2)、第一后安装座(10)、第一纵梁(4)、第一前摆臂安装座(8)和第一前安装座(6)；所述第一前摆臂安装座(8)和第二前摆臂安装座(9)之间设置第三横梁(3)，所述第一前安装座(6)、第二前安装座(7)、第一前摆臂安装座(8)、第二前摆臂安装座(9)、第一后安装座(10)和第二后安装座(11)均为一体成型结构；所述第一横梁(1)包括用于悬置电机的前悬置套筒(101)，所述第一后安装座(10)和第二后安装座(11)均包括后摆臂安装孔、后悬置支座安装孔；所述前悬置套筒(101)与所述后悬置支座安装孔配合悬置电机。

2.根据权利要求1所述的一种前副车架结构，其特征在于，所述第一前安装座(6)和第二前安装座(7)均包括稳定杆安装孔和车身前安装孔，所述稳定杆安装孔用于连接稳定杆，所述车身前安装孔用于将前副车架结构与车身连接。

3.根据权利要求1所述的一种前副车架结构，其特征在于，所述第一后安装座(10)和第二后安装座(11)均包括车身后安装孔；所述后摆臂安装孔用于将前副车架结构与后摆臂连接，所述车身后安装孔用于将前副车架结构与车身连接，所述后悬置支座安装孔用于将前副车架结构与后悬置支座连接。

4.根据权利要求3所述的一种前副车架结构，其特征在于，所述第一后安装座(10)和第二后安装座(11)还包括加强筋。

5.根据权利要求1所述的一种前副车架结构，其特征在于，所述第一前摆臂安装座(8)和第二前摆臂安装座(9)均包括转向机管柱安装孔，所述转向机管柱安装孔用于固定转向机管柱。

6.根据权利要求1所述的一种前副车架结构，其特征在于，所述第一横梁(1)、第二前安装座(7)、第二前摆臂安装座(9)、第一纵梁(4)、第二后安装座(11)、第二横梁(2)、第一后安装座(10)、第二纵梁(5)、第一前摆臂安装座(8)和第一前安装座(6)之间通过焊缝形式焊接，所述第一前摆臂安装座(8)和第二前摆臂安装座(9)均通过焊缝形式与所述第三横梁(3)连接。

7.根据权利要求1所述的一种前副车架结构，其特征在于，所述第一横梁(1)、第三横梁(3)、第一纵梁(4)、第二纵梁(5)、第一前安装座(6)和第二前安装座(7)均为铝挤压件；所述第一前摆臂安装座(8)、第二前摆臂安装座(9)、第一后安装座(10)和第二后安装座(11)均为铝铸件。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置权利要求1至7任一项所述的一种前副车架结构。

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