CN112823114B - 用于机动车辆的发动机托架 - Google Patents

Abstract

一种机动车辆的发动机支承结构(2)的支承装置(1)，该支承装置至少包括：支承部件(4)，该支承部件包括上部面(10)和下部面(12)，上部面和下部面在它们之间限定中空容积(14)；以及用于将支承部件附接至车身的至少一个固定装置(8)，其中，固定装置(8)包括固定部件(16)和至少部分地在支承部件(4)的中空容积(14)的内部延伸的基部部件(18)，上部面(10)的至少一部分和下部面(12)的至少一部分在所述基部部件(18)的两侧被施加抵靠于基部部件(18)的至少一部分，其中，固定部件(16)和基部部件(18)由附接在一起的至少两个不同部件形成。

Description

用于机动车辆的发动机托架

本发明涉及机动车辆的发动机支承结构的支承装置。本发明还涉及机动车辆的包括至少一个这种支承装置的发动机支承结构以及用于制造这种支承装置的方法。

这种支承装置例如已知为发动机托架。发动机托架支承动力总成、悬架元件和其他装置比如防倾杆。发动机托架承受重复的机械载荷，并且还涉及与关于悬架事件相关的偶然载荷情况。因此，发动机托架需要满足疲劳、刚性和偶然载荷方面的苛刻载荷情况。

发动机托架通常由连接在一起以界定中空内部容积的上壳和下壳制成。

近年来，例如已知为固定犄角件的竖向固定装置已经被引入以同时用作发动机托架的前部与车身其余部分之间的固定元件以及托架的上壳与下壳之间的机械间隔件。通过结合一些功能，固定犄角件允许降低组装复杂度，并且在车辆重量减轻和制造生产率方面可以是有利的。

因为在固定犄角件的附近存在大量部件，并且由于固定犄角件的作为固定元件和机械间隔件的多种功能，所以固定犄角件必须具有复杂形状，该复杂形状包括固定部件和基部部件，固定部件通常会弯曲以适应防倾杆或其他相邻的装置，固定部件从支承装置突起至支承装置在其上安装至车辆结构的其余部分的部件，基部部件需要具有足够大的表面，以有效地用作发动机托架的上壳与下壳之间的间隔件并且承受来自支承装置以及支承装置支承的元件的重量的机械载荷。

为了获得这种复杂的形状，从现有技术中已知通过金属模制将固定装置制造为一个一体部件。换言之，固定装置的固定部件和基部部件是通过在单个模制腔体中进行金属模制而获得的同一单个部件的部分。同一部件不能使用其他制造工艺比如弯曲、冲压或管成型直接制成一个单个部件。

然而，存在与金属模制相关的一些局限性，比方说例如低生产率、高成本、由于通过脱模步骤施加的约束而缺乏设计部件的自由度、由于模具不能容易修改的事实而缺乏使部件设计适应不同环境的自由度、由于只能使用有限数目的材料进行模制而缺乏在选择合适的材料方面的自由度。因此，所获得的固定装置在机械特性、形状和材料选择方面具有局限性。例如，该部件不能有利地由钢制成，因为该部件可能具有过高的重量。

文献FR-2 962 400公开了一种由两个部件制成的固定装置，每个部件包括在支承部件的中空容积中延伸的基部部分以及从支承部件突起的固定部分，基部部分和固定部分是一体的。因此，基部部分不能设计成独立于固定部分。

本发明的目的中的一个目的是通过提供下述支承装置来克服这些限制，该支承装置可以容易地大量生产并且可以在所用材料的选择、固定装置的形状以及使固定装置适应不同的环境的可能性上提供高的灵活性。

为此，本发明涉及一种机动车辆的发动机支承结构的支承装置，该支承装置至少包括：支承部件，该支承部件包括上部面和下部面，所述上部面和下部面在上部面与下部面之间限定中空容积；以及至少一个固定装置，固定装置用于将支承部件附接至车身，其中，固定装置包括固定部件和至少部分地在支承部件的中空容积的内部延伸的基部部件，上部面的至少一部分和下部面的至少一部分在所述基部部件的两侧被施加抵靠于基部部件的至少一部分，其中，固定部件和基部部件由附接在一起的至少两个不同部件形成，固定部件附接至基部部件的下端部部分，所述下端部部分在中空容积中延伸，基部部件包括从支承部件突起的上端部部分。

通过以至少两个不同部件的方式制造固定装置，不再需要模制固定装置，因此在材料选择、形状和制造方法方面给予了更多的自由度。

依据根据本发明的支承装置的其他可选特征，单独考虑或根据任何可能的技术组合来考虑：

-将基部部件的上周缘与基部部件的下周缘分开的高度与将支承部件的上部面与下部面沿着基部部件的至少一部分分开的距离大致相等，

-基部部件包括附接至固定部件的近端端部部分以及与所述近端端部部分相反的远端端部部分，所述远端端部部分在所述远端端部部分的两侧附接至所述支承部件的上部面和下部面，

-固定部件由管状部件形成，该管状部件从支承部件突起并且旨在从所述支承部件延伸至机动车辆的本体的一部分，

-基部部件的近端端部部分在管状固定部件的下端部部分的内部延伸并且附接至所述管状固定部件的至少一个壁，

-固定装置至少包括：第一基部部件，该第一基部部件从固定部件沿着第一径向方向突起；以及第二基部部件，该第二基部部件从固定部件沿着第二径向方向突起，第一径向方向和第二径向方向在彼此之间形成非零角度(α)，

-所述第一基部部件在所述固定部件的第一区域中附接至管状固定部件，所述第二基部部件在所述固定部件的第二区域中附接至管状固定部件，所述第二区域不同于所述第一区域，第一基部部件和第二基部部件在与第一区域和第二区域不同的公共区域中进一步附接至管状固定部件，

-所述第一区域、第二区域和公共区域包括位于固定部件的下端部部分中的凹口，所述第一基部部件和所述第二基部部件延伸穿过所述凹口，

-第一基部部件的近端端部部分和第二基部部件的近端端部部分在彼此之间接纳用以将固定装置附接至支承部件的插口，

-基部部件通过沿着至少一个焊缝进行焊接而附接至固定部件，所述焊缝沿着与固定部件的下端部部分的轴线大致平行的方向延伸，并且

-固定部件和基部部件由钢制成。

本发明还涉及一种用于机动车辆的发动机支承结构，所述发动机支承结构包括至少一个如上所述的支承装置。

本发明还涉及一种用于制造如上所述的支承装置的方法，该方法包括下述步骤：

-提供至少一个固定部件，

-提供至少一个基部部件，

-将所述固定部件和所述基部部件组装在一起以形成固定装置，

-将所述基部部件定位在支承部件的中空容积的内部，

-通过至少将固定装置的基部部件附接至支承部件而将所述固定装置组装至所述支承部件。

依据根据本发明的方法的其他可选特征，单独考虑或根据任何可能的技术组合来考虑：

-组装固定部件和基部部件的步骤包括将基部部件焊接至固定部件的下端部部分，

-在组装的所述步骤期间形成的焊缝全部沿着与所述下端部部分的轴线大致平行的单个方向直线延伸，

-固定部件通过对金属管材成形而制成，

-基部部件通过对金属片材成形而制成，并且

-基部部件和支承部件通过机械连结而组装。

本发明的其他方面和优点将在阅读通过示例给出并参照附图的以下描述时显现，在附图中：

-图1是根据本发明的实施方式的支承装置的整体立体图，

-图2是图1的结合在根据本发明的实施方式的发动机支承结构中的支承装置的侧视图，

-图3是沿着图2的线III-III的横截面图，

-图4是图1的支承装置的固定装置的侧视立体图，

-图5是图4的固定装置的仰视立体图，

在以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“横向”、“纵向”是根据所安装车辆的常用方向来限定。更具体地，术语“上”和“下”是根据车辆的高度方向来限定，术语“前”、“后”和“纵向”是根据车辆的前/后方向来限定，并且术语“横向”是根据车辆的宽度来限定。“大致平行”或“大致垂直”是指可以从平行方向或垂直方向偏离不多于10°的方向。

参照图1和图2，描述了机动车辆的发动机支承结构2的支承装置1。支承装置1包括支承部件4，支承部件4经由至少一个固定装置8附接至发动机支承结构2的至少一个纵向侧部构件6。更普遍地，支承装置1可以至少通过固定装置8而附接至车辆的本体的任何部件。根据图1中所示的实施方式，支承部件4通过例如位于支承部件4的横向方向的两侧的两个固定装置8而附接至两个纵向侧部构件6。支承部件4还可以通过位于支承部件4的沿着纵向方向的相反端部上的紧固区域9进一步附接至纵向构件6，如图2中所示。

支承部件4包括上部面10和下部面12。如图3中所示，上部面10和下部面12在它们之间限定中空容积14。支承部件4旨在用作用于车辆悬架的至少一部分的支承件。支承部件4还可以用作用于机动车辆的发动机的支承件。支承部件4例如已知为发动机托架。支承部件4可以位于机动车辆的前室和/或后室中。上部面10和下部面12例如各自通过由金属片材冲压而形成。

参照图4至图5，固定装置8包括：固定部件16，固定部件16将支承装置1附接至纵向侧部构件6；以及至少一个基部部件18，基部部件18至少部分地在中空容积14的内部延伸。固定部件16和基部部件18是附接在一起的两个不同的部件，如随后将更详细地描述的。

固定部件16从支承部件4大致沿着高度方向在下端部部分20与上端部部分22之间突起。上端部部分22从支承件4突起，并且下端部部分20在支承件4的中空容积14中延伸。

固定部件16的形状适合于支承装置结合在机动车辆中的环境。固定部件16具有例如犄角的形状，以适应在该区域中存在其他机械元件。根据特定实施方式，固定部件16在下端部部分20与上端部部分22之间根据横向方向向外弯曲。根据实施方式，固定部件16是中空的金属管状部件。例如固定部件16是钢制管状部件。例如固定部件16是具有梯形横截面的管状部件。根据其他变型，管状部件的横截面可以是圆形或任何其他适合的形状。应当注意的是，所述横截面可以沿着高度方向变化，以进一步适应在该区域中存在机械元件。横截面布置成赋予固定部件16期望的惯量和刚度，更特别地以维持预定的机械特性组。尽管管状形状有利于实现所述惯量和刚度，但是还应当注意的是，固定部件16也可以由金属杆或金属片材制成。

固定部件16的上端部部分22可以经由机械紧固元件比如螺钉并且在可以向紧固件添加阻尼器(silent bloc)的情况下紧固至纵向侧部构件6，以便滤除来自悬架和发动机的振动。为了接纳机械紧固元件，插口24例如沿着高度方向延伸穿过固定部件16的上端部部分22。应当注意的是，其他固定方法比如焊接也可以将固定部件16附接至纵向侧部构件6。还应当注意的是，其他固定元件可以延伸穿过固定部件16。例如，如图4中所示，固定部件16接纳沿纵向方向延伸并且位于在上端部部分22与下端部部分20之间延伸的中央部分中的插口26，以附接用于机动车辆的防倾杆的支承件。

基部部件18包括近端端部部分28、远端端部部分30以及将近端端部部分28和远端端部部分30两者连结的中央部分32。近端端部部分28附接至固定部件16的下端部部分20。中央部分32从固定部件16的下端部部分20沿径向方向至少部分地在中空容积14的内部延伸，使得远端端部部分30以距固定部件16的下端部部分20一定距离而位于所述中空容积14的内部。径向方向是指从固定部件16的下端部部分20延伸并且与所述下端部部分20的轴线大致垂直的方向。基部部件18还包括上周缘31和下周缘35，上周缘31代表形成基部部件18在基部部件18的上侧部的厚度的表面，下周缘35代表形成同一基部部件18在该基部部件18的下侧部的厚度的表面。高度h表示将上周缘31和下周缘35分开的沿着高度方向测量的距离。

基部部件18用作支承部件4的上部面10与下部面12之间的机械间隔件。换言之，所述支承部件4的上部面10和下部面12的至少一部分被分别施加抵靠于所述基部部件18的上周缘31和下周缘35的至少一部分，如图3中所示。换言之，将上部面10与下部面12在中空容积14的插入有基部部件18的区域中分开的距离与沿着基部部件18的至少一部分的高度h相等。更具体地，机械间隔件功能由基部部件18的中央部分32的至少一部分和/或远端端部部分30的至少一部分执行。换言之，基部部件18起到增加支承部件4的刚度的作用，由此防止中空容积14自身塌陷。

应当注意的是，基部部件18的中央部分32和/或远端端部部分30不必完全施加至支承部件4的上部面12和下部面10，并且所述中央部分32的高度和/或所述远端端部部分30的高度和/或将所述上部面12与所述下部面10分开的距离可以变化。根据实施方式，机械间隔件功能由基部部件18的整个中央部分32和远端端部部分30执行，从而意味着所述中央部分32和远端端部部分30沿着径向方向全部与支承部件4的上部面12和下部面10接触。在这种情况下，支承部件4的刚度通过增加基部部件18与所述支承部件4的上部面10和下部面12之间的接触长度而进一步提高。

根据实施方式，基部部件18还用作固定装置8与支承部件4之间的紧固装置。为此，远端端部部分30和/或中央部分32紧固至所述支承部件4的上部面10和/或下部面12。在实施方式中，基部部件18沿着中央部分32的至少一部分和/或远端端部部分30的至少一部分焊接至支承部件4。根据另一实施方式，基部部件18机械地紧固至支承部件4，在这种情况下，远端端部部分30例如定形状成容纳机械紧固元件比如插口33，以将远端端部部分30在远端端部部分30的两侧附接至上部面10和下部面12，如在图3中更清楚地看到的。

固定装置8的基部部件18和固定部件16是通过固定部件16的下端部部分20和基部部件18的近端端部部分28附接在一起的单独部件。更具体地，所述近端端部部分28和所述下端部部分20在至少一个区域中例如通过焊接被附接在一起。在固定部件16为管状部件的实施方式中，基部部件的近端端部部分28在下端部部分20的内部延伸并且附接至所述管状固定部件16的至少一个壁。根据实施方式，所述壁包括在高度方向上延伸穿过所述壁并且被设计成接纳近端端部部分28的凹口34A、34B。所述近端端部部分插入穿过所述凹口34A、34B，并且借助于在凹口34A、34B的两侧沿高度方向延伸的焊缝36而紧固至所述下端部部分20。在该实施方式中，使用凹口紧固基部部件18有利地确保了基部部件18相对于固定部件16的容易定位和自动定向。此外，在该实施方式中，焊缝在与施加至固定装置8的主载荷大致平行的方向上延伸，由此有利地确保了基部部件18与固定部件16之间的牢固组装。实际上，如果焊缝在与施加至固定装置8的主载荷大致垂直或倾斜的方向上延伸，则焊缝将受到剪切力，这将使组件更易碎，由此需要明显更长的焊缝长度以确保与上述实施方式中的坚固性相同的坚固性。

根据实施方式并且如图4和图5中所示，固定装置8包括至少两个基部部件18、例如第一基部部件18A和第二基部部件18B。在该实施方式中，多个部件的存在通过增加支承部件4的上部面10和下部面12与基部部件18之间的接触长度来改善基部部件18的机械间隔件功能。在特定实施方式中，第一基部部件18A从固定部件16的下端部部分20沿着第一径向方向突起，并且第二基部部件18B从所述下端部部分20沿着第二径向方向突起，第一径向方向和第二径向方向在彼此之间形成非零角度α，如图5上可以看到的。在这种情况下，固定装置8在一些角度偏移的区域中紧固至支承部件4，无论施加至支承装置1的载荷的方向如何，都有利地赋予组件坚固性。应当理解的是，可以有多于两个的基部部件18、例如绕所述下端部部分20均匀分布的多于两个的基部部件18，由此进一步改善了基部部件18的机械间隔件性能和紧固性能。此外，还应注意的是，根据固定装置8周围的环境，基部部件18的根据基部部件18的径向方向的长度对于每个基部部件18不一定是相同的。

根据实施方式，第一基部部件18A在第一区域中例如通过第一凹口34A附接至管状固定部件16的下端部部分20。第二基部部件18B在第二区域中例如通过第二凹口34B附接至下端部部分20。所述第二区域不同于所述第一区域，第一凹口和第二凹口例如延伸穿过所述下端部部分20的单独的壁，如图4和图5中所示。第一基部部件18A和第二基部部件18B在与第一区域和第二区域不同的公共区域38中进一步附接至下端部部分20。公共区域38包括公共凹口39，该公共凹口39被设计成容纳两个基部部件18A和18B的近端端部部分28。有利地，该公共区域38允许将两个基部部件18A和18B附接在一起并且将两个基部部件18A和18B在单个区域中利用相同焊缝40附接至下端部部分20，如图4和图5中所示。还应当注意的是，在存在多于两个的基部部件18的情况下，也可以形成公共区域38。

根据实施方式，更特别地在图5中可见，第一基部部件18A的近端端部部分28的形状和第二基部部件18B的近端端部部分28的形状被设计成在彼此之间接纳插口42。所述插口42允许在包括于管状固定部件16的下端部部分20的内部的区域中将固定装置8进一步紧固至支承部件4。有利地，在所述区域中存在机械紧固元件赋予组件更高的强度而无需增加空间要求。

包括由至少两个不同部件制成的固定装置的上述支承装置与包括模制的固定装置的支承装置相比呈现多个优点：由于基部部件的优化形状而产生的在固定装置的设计和材料的选择上的选择自由度、使固定部件的形状容易适应不同的环境的可能性、轻的重量。

与金属模制相比，使用生产率很高的制造工艺是本发明的另一优点，如将通过对用于制造上述支承装置的方法的描述可以看出。该方法包括提供至少一个固定部件16的步骤。例如，固定部件16通过下述方式制成：将中空金属管材成形为合适的形状、使用心轴形成部段、进一步弯曲管材并在适当区域中刺穿孔和凹口34A、34B。

该方法还包括提供至少一个基部部件18的步骤。例如，基部部件18通过冲压和/或弯曲金属片材制成。进一步的处理还可以包括将封闭的远端端部部分30自身焊接，以使远端端部部分30定形状成接纳插口33。

该方法还包括组装步骤，该组装步骤用以例如通过将基部部件18插入对应的凹口34A、34B的内部并且通过在所述凹口34A、34B的两侧形成焊缝36而将所述固定部件16和所述基部部件18连结在一起以形成固定装置8。在具有至少两个基部部件18的情况下，该组装步骤还可以包括例如在公共区域38中使用相同的焊缝40将基部部件18焊接在一起的步骤。应当注意的是，如果例如焊缝在高度方向上延伸，由于紧固区域对焊接工具的良好可及性以及由于所述焊接工具沿着紧固区域的运动自由度，则焊接操作更容易进行。实际上，焊缝仅在一个方向上延伸，焊接头的运动被限制于一个方向平移，并且不涉及更复杂的运动、比如沿着两个不同轴线的旋转或运动。

当需要时，固定装置8还配备有适当的插口。

一旦如此获得固定装置8，该方法还包括将固定装置8的基部部件18定位在支承部件4的中空容积14的内部的步骤。

然后，固定装置8例如通过借助于位于基部部件18的远端端部部分30中以及管状固定部件16的下端部部分20的内部的预定位插口的机械连结而紧固至支承部件4以获得支承装置1。

然后，通过将支承装置1借助于固定装置8并且可能借助于位于支承部件4在纵向方向上的相反端部上的其他紧固区域9而紧固至纵向构件6，将支承装置1结合到机动车辆的发动机支承结构中。

Claims (14)

1.一种机动车辆的发动机支承结构(2)的支承装置(1)，所述支承装置(1)至少包括：支承部件(4)，所述支承部件(4)包括上部面(10)和下部面(12)，所述上部面(10)和所述下部面(12)在所述上部面(10)与所述下部面(12)之间限定中空容积(14)；以及至少一个固定装置(8)，所述固定装置(8)用于将所述支承部件附接至车身，其中，所述固定装置(8)包括固定部件(16)以及至少部分在所述支承部件(4)的所述中空容积(14)的内部延伸的基部部件(18)，所述上部面(10)的至少一部分和所述下部面(12)的至少一部分在所述基部部件(18)的两侧被施加抵靠于所述基部部件(18)的至少一部分，其中，所述固定部件(16)和所述基部部件(18)由附接在一起的至少两个不同的部件形成，所述固定部件(16)在所述固定部件(16)的下端部部分(20)处附接至所述基部部件(18)，所述下端部部分(20)在所述中空容积(14)中延伸，所述基部部件包括从所述支承部件(4)突起的上端部部分(22)。

2.根据权利要求1所述的支承装置(1)，其中，将所述基部部件(18)的上周缘(31)与所述基部部件(18)的下周缘(35)分开的高度(h)与将所述支承部件(4)的所述上部面(10)与所述下部面(12)沿着所述基部部件(18)的至少一部分分开的距离大致相等。

3.根据权利要求1或2所述的支承装置(1)，其中，所述基部部件(18)包括附接至所述固定部件(16)的近端端部部分(28)以及与所述近端端部部分(28)相反的远端端部部分(30)，所述远端端部部分(30)在所述远端端部部分(30)的两侧附接至所述支承部件(4)的所述上部面(10)和所述下部面(12)。

4.根据权利要求1或2所述的支承装置(1)，其中，所述固定部件(16)由管状部件形成，所述管状部件从所述支承部件(4)突起并且旨在从所述支承部件(4)延伸至所述机动车辆的本体的一部分。

5.根据权利要求3所述的支承装置(1)，其中，所述基部部件(18)的所述近端端部部分(28)在管状固定部件(16)的下端部部分(20)的内部延伸并且附接至所述管状固定部件(16)的至少一个壁。

6.根据权利要求1或2所述的支承装置(1)，其中，所述固定装置(8)至少包括：第一基部部件(18A)，所述第一基部部件(18A)从所述固定部件沿着第一径向方向突起；以及第二基部部件(18B)，所述第二基部部件(18B)从所述固定部件沿着第二径向方向突起，所述第一径向方向和所述第二径向方向在彼此之间形成非零角度(α)。

7.根据权利要求6所述的支承装置(1)，其中，所述第一基部部件(18A)在所述固定部件(16)的第一区域中附接至所述固定部件(16)，所述第二基部部件(18B)在所述固定部件的第二区域中附接至所述固定部件(16)，所述第二区域不同于所述第一区域，所述第一基部部件和所述第二基部部件在与所述第一区域和所述第二区域不同的公共区域(38)中进一步附接至所述固定部件。

8.根据权利要求7所述的支承装置(1)，其中，所述第一区域、所述第二区域和所述公共区域(38)包括位于所述固定部件(16)的所述下端部部分(20)中的凹口(34)，所述第一基部部件(18A)和所述第二基部部件(18B)延伸穿过所述凹口(34)。

9.根据权利要求6所述的支承装置(1)，其中，所述第一基部部件(18A)的近端端部部分(28)和所述第二基部部件(18B)的近端端部部分(28)在彼此之间接纳用以将所述固定装置(8)附接至所述支承部件(4)的插口(42)。

10.根据权利要求1或2所述的支承装置(1)，其中，所述基部部件(18)通过沿着至少一个焊缝(36)进行焊接而附接至所述固定部件(16)，所述焊缝(36)沿着与所述固定部件(16)的下端部部分(20)的轴线大致平行的方向延伸。

11.根据权利要求1或2所述的支承装置(1)，其中，所述固定部件(16)和所述基部部件(18)由钢制成。

12.一种机动车辆的发动机支承结构(2)，所述发动机支承结构(2)包括至少一个根据权利要求1或2所述的支承装置(1)和至少一个纵向侧部构件(6)，所述支承装置(1)的所述固定装置(8 )附接至所述纵向侧部构件(6)。

13.一种用于制造根据权利要求1或2所述的支承装置(1)的方法，所述方法包括下述步骤：

-提供至少一个固定部件(16)；

-提供至少一个基部部件(18)；

-将所述固定部件(16)和所述基部部件(18)组装在一起以形成固定装置(8)；

-将所述基部部件(18)定位在支承部件(4)的所述中空容积(14)的内部；

-通过至少将所述固定装置(8)的所述基部部件(18)附接至所述支承部件(4)而将所述固定装置(8)组装至所述支承部件(4 )。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述固定部件(16)通过对金属管材成形而制成。

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