CN113247095A - 一种商用车车架横梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种商用车车架横梁结构，包括横梁顶板和连接于所述横梁顶板左右两端的横梁侧板；两块所述横梁侧板之间固定连接有横梁底板，所述横梁顶板的底面与所述横梁底板的顶面之间固定有桥梁式加强筋，所述桥梁式加强筋包括固定连接于所述横梁底板与所述横梁顶板之间的多个三角式加强筋。本发明所设计的车架横梁总成全部采用铝合金挤压型材，零件少、重量低、整体美观且通用化率高。较一般车架横梁降低了30％～50％的重量，实现了很好的轻量化效果。减少了零件的加工数量，可根据需要设定侧板固定孔的位置和间距，从而实现不同车架之间的通用。加强筋通过拓扑优化方式进行布置，主要呈三角形结构，厚度3mm～5mm，使得车架横梁具有良好的耐久性和结构强度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车架结构技术领域，具体地指一种商用车车架横梁结构。
背景技术
现有横梁总成为钢板冲压结构，由上横梁及左、右下连接板通过螺栓及铆钉连接，共计三个零件组合而成，需要两套冲压模具，且上横梁成形复杂，需要两道序冲压工艺。现有车架横梁的结构重量大，形状复杂，冲压易开裂。横梁总成零件多，含较多铆钉及螺栓。
专利号为CN201820097584.2，专利名称为《一种车架横梁总成》的专利中公开了一种车架横梁结构，匚型结构的横梁本体上连接有匚形结构的第一连接板和第二连接板，第一连接板的折弯处设有加强板，横梁本体上还设有减重孔、加强凸台和弧形凹槽，横梁总成通过带有锥形防松套筒的螺栓安装在汽车纵梁上，该专利虽然解决了横梁和纵梁连接处不牢固而导致车架的强度、刚度和抗扭转能力降低的问题，增加了车架使用寿命。但车架横梁的结构过于复杂，且由于车架横梁的内部是空心结构，因此必须设计前后连接板以增大车架横梁的整体结构强度，导致车架横梁的生产成型复杂，安装繁琐。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、易于生产制造，同时结构强度高、能满足车架整体强度要求的商用车车架横梁结构。
为实现此目的，本发明所设计的商用车车架横梁结构，包括横梁顶板和连接于所述横梁顶板左右两端的横梁侧板；两块所述横梁侧板之间固定连接有横梁底板，所述横梁顶板的底面与所述横梁底板的顶面之间固定有桥梁式加强筋，所述桥梁式加强筋包括固定连接于所述横梁底板与所述横梁顶板之间的多个三角式加强筋。
进一步的，所述横梁底板为中部向所述横梁顶板凸起的弧形板，所述横梁底板与所述横梁顶板之间设置有多个加强筋组，每个加强筋组均包括至少两个所述三角式加强筋。
进一步的，所述商用车车架横梁结构由左右两侧对称的拼装结构通过搅拌摩擦焊焊接而成，左右两侧的所述拼装结构的连接处设置有口字型加强筋，所述口字型加强筋位于所述横梁顶板下方中部左右两侧的所述三角式加强筋之间。车架横梁采用铝合金型材挤压结构，可分为左右两侧完全对称的拼装结构，并通过搅拌摩擦焊对拼装结构进行焊接以降低成型难度，不降低材料的强度。
进一步的，所述三角式加强筋组包括两个分别位于所述横梁顶板下方左右最外侧的第一三角式加强筋所组成的第一加强筋组、位于两个所述第一三角式加强筋之间且沿所述横梁顶板的长度方向间隔布置的多个第二加强筋组和位于相邻两个所述第二加强筋组之间的第三加强筋组。
进一步的，所述横梁顶板的左右两侧底面分别固定连接有一块底部朝向所述横梁侧板倾斜的第一加强板，两块所述第一加强板的底面固定连接于所述横梁底板的左右两侧顶面上，所述第一加强板、所述横梁顶板、所述横梁底板和两块所述横梁侧板围成两个所述第一三角式加强筋。
进一步的，所述第二加强筋组包括两个第二三角式加强筋，所述横梁顶板的底面固定连接有三块顶部固定连接为一体、底部分别朝向所述横梁底板左侧、所述横梁底板和所述横梁底板右侧的第二加强板，三块所述第二加强板和所述横梁底板围成两个所述第二三角式加强筋，所述第二加强筋组中部的所述第二加强板与所述横梁顶板垂直布置。
进一步的，位于所述横梁顶板下方左右最外侧的所述第二加强筋组的最外侧的所述第二加强板与所述第一加强板为一体结构。
进一步的，所述第三加强筋组包括两个第三三角式加强筋，所述横梁底板的顶面固定连接有三块底部固定连接为一体、顶部分别朝向所述横梁顶板左侧、所述横梁顶板和所述横梁顶板右侧的第三加强板，三块所述第三加强板和所述横梁顶板围成两个所述第三三角式加强筋，所述第三加强筋组中部的所述第三加强板与所述横梁顶板垂直布置。
进一步的，所述第三加强筋组左侧的所述第三加强板与所述第三加强筋组左侧相邻的所述第二加强筋组的右侧的所述第二加强板为一体结构，所述第三加强筋组右侧的所述第三加强板与所述第三加强筋组右侧相邻的所述第二加强筋组的左侧的所述第二加强板为一体结构。
更进一步的，所述横梁顶板的中部左右两侧底面对称垂直固定连接有一块中部加强板，两块所述中部加强板、所述横梁顶板和所述横梁底板围成所述口字型加强筋。
本发明的有益效果是：本发明所设计的车架横梁总成全部采用铝合金挤压型材，零件少、重量低、整体美观且通用化率高。较一般车架横梁降低了30％～50％的重量，实现了很好的轻量化效果。减少了零件的加工数量，可根据需要设定侧板固定孔的位置和间距，从而实现不同车架之间的通用。加强筋通过拓扑优化方式进行布置，主要呈三角形结构，厚度3mm～5mm，使得车架横梁具有良好的耐久性和结构强度。
附图说明
图1为本发明中车架横梁结构的立体图；
图2为本发明中车架横梁结构的主视图；
图3为本发明中车架横梁与车架纵梁固定的立体图
其中，1—横梁顶板，2—横梁侧板，3—横梁底板，4—口字型加强筋，5—第一三角式加强筋，6—第一加强板，7—第二三角式加强筋，8—第二加强板，9—第三三角式加强筋，10—第三加强板，11—中部加强板，12—侧板固定孔，13—车架横梁，14—车架纵梁。
具体实施方式
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。
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。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。
如图1—3所示的商用车车架横梁结构，包括横梁顶板1和连接于所述横梁顶板1左右两端的横梁侧板2；两块所述横梁侧板2之间固定连接有横梁底板3，横梁底板3为中部向所述横梁顶板1凸起的弧形板，横梁顶板1的底面与横梁底板3的顶面之间固定有桥梁式加强筋，桥梁式加强筋包括固定连接于所述横梁底板3与所述横梁顶板1之间的多个三角式加强筋。
横梁底板3与横梁顶板1之间设置有多个加强筋组，每个加强筋组均包括两个三角式加强筋。三角式加强筋组包括两个分别位于横梁顶板1下方左右最外侧的第一三角式加强筋5所组成的第一加强筋组、位于两个第一三角式加强筋5之间且沿横梁顶板1的长度方向间隔布置的多个第二加强筋组和位于相邻两个第二加强筋组之间的第三加强筋组。
横梁顶板1的左右两侧底面分别固定连接有一块底部朝向横梁侧板2倾斜的第一加强板6，两块第一加强板2的底面固定连接于横梁底板3的左右两侧顶面上，第一加强板6、横梁顶板1、横梁底板3和两块横梁侧板2围成两个第一三角式加强筋5。
第二加强筋组包括两个第二三角式加强筋7，横梁顶板1的底面固定连接有三块顶部固定连接为一体、底部分别朝向横梁底板3左侧、横梁底板3和横梁底板3右侧的第二加强板8，三块第二加强板8和横梁底板围成两个第二三角式加强筋7，第二加强筋组中部的第二加强板8与所述横梁顶板1垂直布置。位于横梁顶板1下方左右最外侧的第二加强筋组的最外侧的第二加强板8与第一加强板6为一体结构。
第三加强筋组包括两个第三三角式加强筋9，横梁底板3的顶面固定连接有三块底部固定连接为一体、顶部分别朝向横梁顶板1左侧、横梁顶板1和横梁顶板1右侧的第三加强板10，三块第三加强板10和横梁顶板1围成两个第三三角式加强筋9，第三加强筋组中部的第三加强板10与横梁顶板1垂直布置。第三加强筋组左侧的第三加强板10与第三加强筋组左侧相邻的第二加强筋组的右侧的第二加强板8为一体结构，第三加强筋组右侧的第三加强板10与第三加强筋组右侧相邻的第二加强筋组的左侧的第二加强板8为一体结构。
横梁顶板1下方中部左右两侧的三角式加强筋之间设置有口字型加强筋4：横梁顶板1的中部左右两侧底面对称垂直固定连接有一块中部加强板11，两块中部加强板11、横梁顶板1和横梁底板3围成口字型加强筋4。
本发明中，在横梁顶板1与横梁底板3之间设置有多个沿车架横梁长度方向布置的三角形加强筋，三角形加强筋通过交替布置的斜板和与横梁顶板1垂直的直板交错布置形成，与直板左右两侧连接的斜板的倾斜方向相反，从而构成了多组加强筋结构，大大增强了车架横梁的结构强度。车架横梁采用铝合金型材挤压结构，可分为左右两侧完全对称的拼装结构，并通过搅拌摩擦焊对拼装结构进行焊接以降低成型难度，不降低材料的强度。两端与纵梁的连接部位含有两排侧板固定孔12，下排的侧板固定孔12可以根据车架高度的不同进行上下移动，适应不同类型的车架总成。加强筋通过拓扑优化方式进行布置，主要呈三角形结构，厚度3mm～5mm。本发明所设计的车架横梁总成全部采用铝合金挤压型材，零件少、重量低、整体美观且通用化率高。较一般车架横梁降低了30％～50％的重量，实现了很好的轻量化效果。减少了零件的加工数量，可根据需要设定侧板固定孔12的位置和间距，从而实现不同车架之间的通用。加强筋通过拓扑优化方式进行布置，使得车架横梁具有良好的耐久性和结构强度。
在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在以下描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
此外，在构成部件时，尽管没有其明确的描述，但可以理解必然包括一定的误差区域。
在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种商用车车架横梁结构，包括横梁顶板(1)和连接于所述横梁顶板(1)左右两端的横梁侧板(2)；其特征在于：两块所述横梁侧板(2)之间固定连接有横梁底板(3)，所述横梁顶板(1)的底面与所述横梁底板(3)的顶面之间固定有桥梁式加强筋，所述桥梁式加强筋包括固定连接于所述横梁底板(3)与所述横梁顶板(1)之间的多个三角式加强筋。
2.如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：所述横梁底板(3)为中部向所述横梁顶板(1)凸起的弧形板，所述横梁底板(3)与所述横梁顶板(1)之间设置有多个加强筋组，每个加强筋组均包括至少两个所述三角式加强筋。
3.如权利要求2所述的如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：它由左右两侧对称的拼装结构通过搅拌摩擦焊焊接而成，左右两侧的所述拼装结构的连接处设置有口字型加强筋(4)，所述口字型加强筋(4)位于所述横梁顶板(1)下方中部左右两侧的所述三角式加强筋之间。
4.如权利要求3所述的如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：所述三角式加强筋组包括两个分别位于所述横梁顶板(1)下方左右最外侧的第一三角式加强筋(5)所组成的第一加强筋组、位于两个所述第一三角式加强筋(5)之间且沿所述横梁顶板(1)的长度方向间隔布置的多个第二加强筋组和位于相邻两个所述第二加强筋组之间的第三加强筋组。
5.如权利要求4所述的如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：所述横梁顶板(1)的左右两侧底面分别固定连接有一块底部朝向所述横梁侧板(2)倾斜的第一加强板(6)，两块所述第一加强板(2)的底面固定连接于所述横梁底板(3)的左右两侧顶面上，所述第一加强板(6)、所述横梁顶板(1)、所述横梁底板(3)和两块所述横梁侧板(2)围成两个所述第一三角式加强筋(5)。
6.如权利要求5所述的如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：所述第二加强筋组包括两个第二三角式加强筋(7)，所述横梁顶板(1)的底面固定连接有三块顶部固定连接为一体、底部分别朝向所述横梁底板(3)左侧、所述横梁底板(3)和所述横梁底板(3)右侧的第二加强板(8)，三块所述第二加强板(8)和所述横梁底板围成两个所述第二三角式加强筋(7)，所述第二加强筋组中部的所述第二加强板(8)与所述横梁顶板(1)垂直布置。
7.如权利要求6所述的如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：位于所述横梁顶板(1)下方左右最外侧的所述第二加强筋组的最外侧的所述第二加强板(8)与所述第一加强板(6)为一体结构。
8.如权利要求6所述的如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：所述第三加强筋组包括两个第三三角式加强筋(9)，所述横梁底板(3)的顶面固定连接有三块底部固定连接为一体、顶部分别朝向所述横梁顶板(1)左侧、所述横梁顶板(1)和所述横梁顶板(1)右侧的第三加强板(10)，三块所述第三加强板(10)和所述横梁顶板(1)围成两个所述第三三角式加强筋(9)，所述第三加强筋组中部的所述第三加强板(10)与所述横梁顶板(1)垂直布置。
9.如权利要求8所述的如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：所述第三加强筋组左侧的所述第三加强板(10)与所述第三加强筋组左侧相邻的所述第二加强筋组的右侧的所述第二加强板(8)为一体结构，所述第三加强筋组右侧的所述第三加强板(10)与所述第三加强筋组右侧相邻的所述第二加强筋组的左侧的所述第二加强板(8)为一体结构。
10.如权利要求3所述的如权利要求1所述的商用车车架横梁结构，其特征在于：所述横梁顶板(1)的中部左右两侧底面对称垂直固定连接有一块中部加强板(11)，两块所述中部加强板(11)、所述横梁顶板(1)和所述横梁底板(3)围成所述口字型加强筋(4)。
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