CN112810696A

CN112810696A - 一种车架

Info

Publication number: CN112810696A
Application number: CN202110020691.1A
Authority: CN
Inventors: 蓝军; 周友明; 李骏; 李德光; 王利娟; 陆开洋; 刘陶凤
Original assignee: Dongfeng Liuzhou Motor Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Liuzhou Motor Co Ltd
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2021-05-18

Abstract

本发明涉及汽车零部件技术领域，公开了一种车架，其包括第一横梁和两个相对设置的纵梁，所述第一横梁包括中横梁，所述中横梁的形状为圆管状，所述中横梁的两端分别连接在各所述纵梁的中部，所述中横梁的材料为铝合金，各所述纵梁的材料均为钢材。本发明提供的车架重量较轻，而且扭转刚度较大，具有更高的稳定性和可靠性。

Description

一种车架

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别是涉及一种车架。

背景技术

车架一般由纵梁和横梁组成。车架一般是采用铆接法或者焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。车架是支撑全车的基础，承受着在其上所安装的各个总成的各种载荷。因此车架作为整车的主要承载结构，其受力复杂，性能要求高。车架上的冲压件类零部件一般都采用钢材制成，铸件为铸钢材料，因此，车架结构笨重，重量大，车架的扭转刚度低。

发明内容

本发明的目的是：提供一种车架，其重量较轻，而且扭转刚度较大，具有更高的稳定性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种车架，其包括第一横梁和两个相对设置的纵梁，所述第一横梁包括中横梁，所述中横梁的形状为圆管状，所述中横梁的两端分别连接在各所述纵梁的中部，所述中横梁的材料为铝合金，各所述纵梁的材料均为钢材。

可选地，所述第一横梁还包括两个分别连接在所述中横梁两端的管梁支座，所述管梁支座与所述纵梁连接，所述中横梁通过所述管梁支座与所述纵梁连接。

可选地，所述管梁支座的材料为铝合金。

可选地，还包括第二横梁，所述第二横梁的两端分别连接在各所述纵梁的第一端部，所述第二横梁的材料为铝合金。

可选地，在平行于所述纵梁的轴线方向上，所述第二横梁的截面形状为U型，所述第二横梁的开口朝向所述纵梁的第二端部。

可选地，还包括两个相对设置的前接梁，所述前接梁的一端与所述纵梁的第一端部连接，所述前接梁的另一端与所述第二横梁的端部连接，所述第二横梁通过所述前接梁与所述纵梁连接。

可选地，所述前接梁的材料为铝合金。

可选地，还包括设置在所述纵梁的第二端部的第三横梁，所述第三横梁包括后横梁和两块分别连接在各所述纵梁上的连接块，所述连接块与所述后横梁的端部连接，所述后横梁通过各所述连接块与各所述纵梁连接，所述后横梁的材料为铝合金，所述连接块的材料为钢材。

可选地，所述后横梁上设有开口朝向所述纵梁的第一端部的通槽。

可选地，所述通槽的两侧均设有翻边，设置在所述通槽一侧的所述翻边朝向设置在所述通槽另一侧的所述翻边方向延伸。

本发明提供的一种车架与现有技术相比，其有益效果在于：本发明的纵梁采用钢材制成，确保车架的结构强度符合运载要求。第一横梁采用铝合金制成，由于铝合金材料较钢材轻，能够为车架减重。为了保证车架的结构强度，第一横梁为圆管状结构。圆管状结构的横梁扭转刚度较大，能有效提高车架的扭转刚度，提高车架的结构稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的车架的立体图；

图2是本发明实施例的第一横梁的立体图；

图3是本发明实施例的第二横梁的立体图；

图4是本发明实施例的前接梁与第二横梁、第四横梁的连接结构示意图；

图5是本发明实施例的第三横梁的立体图；

图6是本发明实施例的后横梁的立体图。

图中，1、纵梁；2、第二横梁；3、第一横梁；31、中横梁；32、管梁支座；4、前接梁；5、第三横梁；51、后横梁；52、连接块；6、通槽；7、翻边；8、第四横梁；9、第一加强板；10、第二加强板；11、第五横梁；12、第一连板；13、第二连板；14、角铁板；15、第六横梁；16、连接槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“上”、“下”、“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。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

在本发明的描述中，需要说明的是，将两条纵梁相对的一侧定义为纵梁的内侧，将与纵梁内侧相对设置的一侧定义为纵梁的外侧。

如图1至图6所示，本发明的优选实施例的一种车架，其包括第一横梁3和两个相对设置的纵梁1，第一横梁3包括中横梁31，中横梁31的形状为圆管状，中横梁31的两端分别连接在各纵梁1的中部。中横梁31的材料为铝合金，各纵梁1的材料均为钢材。

基于上述技术方案，纵梁1采用钢质材料制成，使得车架具有较高的结构强度。中横梁31采用铝合金材料制成，铝合金材料较钢质材料的重量轻，能够降低整个车架的整体重量，使得车架轻量化。该车架采用钢铝混合结构，在满足承载强度的基础上，降低车架重量。中横梁31连接在纵梁1的中部，为变速处管横梁。在现有技术中，设置在纵梁1中部的横梁形状为扁平的槽形状，本发明中的中横梁31的形状为圆管状。根据材料力学知识，圆管状的中横梁31的抗扭刚度要比槽形梁的抗扭刚度高。此方案中圆管梁的抗扭刚度为471652MPa·mm⁴，而现有的槽形梁抗扭刚度为336894MPa·mm⁴。因此，采用圆管状的中横梁31能令车架的扭转刚度提高40％，使得车架具有较高的可靠性和结构稳定性。而且中横梁31为圆管状，设置在纵梁1中部靠近其第二端部的位置，管线能从中横梁31中走线，解决了车架管线走向空间小的问题。

其中，第一横梁3还包括两个分别连接在中横梁31两端的管梁支座32。本实施例中的管梁支座32通过焊接的方式连接在中横梁31的端部。管梁支座32与纵梁1连接。两个管梁支座32相对设置，且均连接在纵梁1的内侧。本实施例中的管梁支座32通过螺栓螺接在纵梁1的内侧。中横梁31通过管梁支座32与纵梁1连接。管梁支座32用于将中横梁31连接在两条纵梁1上，且保证中横梁31的轴线与纵梁1的轴线垂直。管梁支座32的材料为铝合金，进一步降低车架的整体重量。管线可以从管梁支座32的中部和下方走线，进入中横梁31中，再从另一管梁支座32中穿出。

此外，本发明提供的车架还包括第二横梁2，第二横梁2的两端分别连接在各纵梁1的第一端部。第二横梁2的材料为铝合金，能降低车架的重量。第二横梁2整体式铸造而成。如图3所示，在平行于纵梁1的轴线方向上，第二横梁2的截面形状为U型，且第二横梁2的开口朝向纵梁1的第二端部。第二横梁2的截面采用U形结构，不仅可以优化铸造工艺，而且能在降低车架重量的同时，增加车架的扭转刚度，令车架刚度提升5％。

可选地，该车架还包括两个相对设置的前接梁4，前接梁4的一端与纵梁1的第一端部连接。本实施例中的前接梁4通过铆钉铆接在纵梁1的第一端部外侧。前接梁4的另一端与第二横梁2的端部连接。如图4所示，本实施中的前接梁4通过螺栓连接在第二横梁2上。第二横梁2通过前接梁4与纵梁1连接。前接梁4用于将第二横梁2连接在纵梁1的第一端部。前接梁4采用挤压铸造成型工艺，零件成型质量好，内部无缺陷。前接梁4的材料为铝合金，在满足基本功能的情况下，能大幅减重，相比钢质零件，铝合金制成的前接梁4降重约45％。

优选地，车架还包括设置在纵梁1的第二端部的第三横梁5，第三横梁5包括后横梁51和两块分别连接在各纵梁1上的连接块52，连接块52与后横梁51的端部连接，后横梁51通过各连接块52与各纵梁1连接。第三横梁5由连接块52和后横梁51铆接而成，连接块52通过铆钉铆接在纵梁1的内侧。第三横梁5采用钢铝混合结构，其中，后横梁51的材料为铝合金，能降低车架重量。连接块52的材料为钢材，能保证车架的结构刚度。如图6所示，后横梁51上设有开口朝向纵梁1的第一端部的通槽6，使得该后横梁51在平行于纵梁1的轴线方向上的截面形状为“几”字型。采用半封闭槽型截面结构，使得后横梁51的重量进一步降低。如图5所示，连接块52与另一连接块52相对的一侧设有连接槽16，后横梁51的端部连接在连接槽16内。设置连接槽16能进一步降低第三横梁5的整体重量。如图6所示，通槽6的两侧均设有翻边7，设置在通槽6一侧的翻边7朝向设置在通槽6另一侧的翻边7方向延伸。后横梁51的上下翼均采用翻边7结构，两条翻边7相对设置，有效地提高了第三横梁5的刚度和强度。

在本实施例中，如图1所示，车架还包括第四横梁8、第一加强板9、第二加强板10、第五横梁11、第一连板12、第二连板13、角铁板14和第六横梁15。在纵梁1的第一端部至第二端部的方向上，第二横梁2、第四横梁8、第一横梁3、第五横梁11、第六横梁15和第三横梁5依次设置。其中，第二横梁2、第四横梁8、第一横梁3、第五横梁11、第六横梁15和第三横梁5相互平行，且均垂直于纵梁1的轴线。如图1和图4所示，第四横梁8为管状横梁，第四横梁8的两端连接有两块第一连板12，两块第一连板12相对设置，第四横梁8通过第一连板12连接在前接梁4上，前接梁4与纵梁1连接，使得第四横梁8安装在纵梁1上。如图1所示，第五横梁11通过螺栓螺接在纵梁1上。角铁板14的数量为两个，两个角铁板14相对设置且均连接在纵梁1的内侧。角铁板14连接在第六横梁15的端部，第六横梁15通过角铁板14与纵梁1连接。第六横梁15为平衡悬架横梁。第一加强板9设置在纵梁1的第一端部内侧，第二加强板10设置在纵梁1中部靠近第一端部的位置。第一加强板9和第二加强板10均通过螺丝螺接在纵梁1内侧，能够提高车架的刚度和结构强度。第二连板13的数量为两个，两个第二连板13相对设置。第二连板13通过螺丝连接在纵梁1的外侧。第四横梁8、第一加强板9、第二加强板10、第五横梁11、第一连板12、第二连板13、角铁板14和第六横梁15均采用钢质材料制成。

本发明的工作过程为：该车架涉及商用车车架制造，该车架采用钢铝混合结构，采用先进的挤压铸造、挤压成型技术制成。其中，第二横梁2、前接梁4、第一横梁3和后横梁51均采用铝合金材料，使得车架重量比现有的车架重量降低70Kg，降重11.5％，实现了整车轻量化。其余零件采用钢质材料制成，使得车架的刚度满足要求。中横梁31采用圆管梁结构，可有较提升车架扭转刚度。第二横梁2的截面形状为U型，进一步提高车架的扭转刚度。经CAE计算刚度约可提升30％，使车架具有更高稳定性及可靠性。

综上，本发明实施例提供一种车架，其纵梁采用钢材制成，确保车架的结构强度符合运载要求。第一横梁采用铝合金制成，由于铝合金材料较钢材轻，能够为车架减重。为了保证车架的结构强度，第一横梁为圆管状结构。圆管状结构的横梁扭转刚度较大，能有效提高车架的扭转刚度，提高车架的结构稳定性和可靠性。

以上所述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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种车架，其特征在于，包括第一横梁和两个相对设置的纵梁，所述第一横梁包括中横梁，所述中横梁的形状为圆管状，所述中横梁的两端分别连接在各所述纵梁的中部，所述中横梁的材料为铝合金，各所述纵梁的材料均为钢材。

2.如权利要求1所述的车架，其特征在于，所述第一横梁还包括两个分别连接在所述中横梁两端的管梁支座，所述管梁支座与所述纵梁连接，所述中横梁通过所述管梁支座与所述纵梁连接。

3.如权利要求2所述的车架，其特征在于，所述管梁支座的材料为铝合金。

4.如权利要求1所述的车架，其特征在于，还包括第二横梁，所述第二横梁的两端分别连接在各所述纵梁的第一端部，所述第二横梁的材料为铝合金。

5.如权利要求4所述的车架，其特征在于，在平行于所述纵梁的轴线方向上，所述第二横梁的截面形状为U型，所述第二横梁的开口朝向所述纵梁的第二端部。

6.如权利要求4所述的车架，其特征在于，还包括两个相对设置的前接梁，所述前接梁的一端与所述纵梁的第一端部连接，所述前接梁的另一端与所述第二横梁的端部连接，所述第二横梁通过所述前接梁与所述纵梁连接。

7.如权利要求6所述的车架，其特征在于，所述前接梁的材料为铝合金。

8.如权利要求1所述的车架，其特征在于，还包括设置在所述纵梁的第二端部的第三横梁，所述第三横梁包括后横梁和两块分别连接在各所述纵梁上的连接块，所述连接块与所述后横梁的端部连接，所述后横梁通过各所述连接块与各所述纵梁连接，所述后横梁的材料为铝合金，所述连接块的材料为钢材。

9.如权利要求8所述的车架，其特征在于，所述后横梁上设有开口朝向所述纵梁的第一端部的通槽。

10.如权利要求9所述的车架，其特征在于，所述通槽的两侧均设有翻边，设置在所述通槽一侧的所述翻边朝向设置在所述通槽另一侧的所述翻边方向延伸。