CN113492915A - 小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件 - Google Patents

小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件 Download PDF

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Abstract

一种小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,包括板簧前支座、板簧后支座和减震器支座,均为挤压铝型材经过机加工制造而成,纵梁为截面竖向多腔体铝型材,型材截面从上至下隔为若干个型腔。本发明通过板簧支座和减震器支座与纵梁之间形成U形榫卯接触面,在接触面上涂胶并通过螺栓拉紧固定,达到将支座与车架纵梁紧密结合的目的,同时,在硬点组件上设计各类销轴配合结构,达到安装底盘板簧系统和避震系统的目标。

Description

小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件
技术领域
本发明涉及新能源汽车制造技术领域,具体为一种小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件。
背景技术
车架是整个车身结构中最重要的结构单元,在车架上,需要安装诸如减震器、板簧、电机和转向等部件,这些部件的支承结构通常称为硬点结构,主要布置在车架大梁上。。
传统的钢制车架上所安装的硬点构件通常为铸钢或者锻钢材质,并通过螺栓、铆接或焊接直接安装固定在车架上、且大部分安装在钢制大梁上。为了减轻车架重量,车架的铝合金化成为一种发展趋势,但是,在铝合金车架上不能简单沿用钢结构的硬点结构以及安装方法,其主要原因是:1)钢硬点与铝合金结构之间如果采用螺接或铆钉连接方式,会在连接点局部产生很大的接触应力,极易超出铝合金的承受能力;2)钢硬点与铝合金结构接触后,在接触面容易形成电化学腐蚀,影响构件寿命。因此,急需开发全新结构、全新连接方式的铝合金硬点系统。
查询到关于车架铝合金硬点的公开文献如下:关键词,硬点、铝合金
1、一种铝合金汽车底盘硬点系统及汽车;申请号:CN201810985616.7;申请人:武汉智能控制工业技术研究院有限公司;摘要:一种铝合金汽车底盘硬点系统及汽车,属于汽车技术领域。包括车架,前板簧前支座,前板簧后支座,后板簧前支座,后板簧后支座,电机硬点支座,转向硬点支座。车架包括左纵梁、右纵梁、第一组合横臂、第二组合横臂、第三组合横臂和第四组合横臂,四者从前至后依次榫卯连接并固定于左纵梁和右纵梁上。前板簧前支座连接于第一组合横臂。前板簧后支座连接于第二组合横臂。后板簧前支座连接于第三组合横臂。后板簧后支座连接于第四组合横臂。电机硬点支座固定于左纵梁和右纵梁之间。电机硬点支座固定于左纵梁或右纵梁。这种铝合金汽车底盘硬点系统,在实现轻量化的同时,具有很好的硬点刚度和强度。
2、一种汽车悬架支座结构;申请号:CN201610581140.1;申请人:东莞中山大学研究院; 东莞三新电动汽车技术有限公司;摘要:一种汽车悬架支座结构,包括轴套本体,轴套本体内部开设有贯穿自身轴线的套孔,轴套本体通过套孔安装固定于车身的型材梁,轴套本体设置有用于安装摆动件的安装耳片,安装耳片设置有轴孔,摆动件通过轴孔转动连接于安装耳片,该支座结构具备简单紧凑、安装定位精度高、制造装配方便等特点,适用于多种悬架的支座定位,通过优化连接件的拓扑结构和尺寸,可以减轻车身重量,采用本发明的支座结构,可以方便可靠地将汽车悬挂系统安装到车身结构上,并保证悬架足够的强度和刚度,从而保证汽车的安全性。采用上述汽车悬架支座结构的汽车悬挂系统,具备重量轻、灵敏性好、结构简单、节省空间等特点。
以上为本申请人和相关开发设计单位进行的前代设计,包括了前板簧前支座,前板簧后支座,后板簧前支座,后板簧后支座,电机硬点支座,转向硬点支座。在此前设计的铝合金板簧支座有如下缺点:1)专利2仍采用钢材硬点,将钢硬点焊接在钢制前后底盘支架上,未实现硬点的铝合金化;2)专利1实现了硬点铝合金化,但是将铝合金板簧硬点布置在组合横梁上,结构比较复杂,制造装配工艺比较困难;3)专利1、2的板簧硬点和减震器支座均未直接安装在纵梁上,导致受力的传递路线长,承载能力不足。
发明内容
本发明小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,与竖向多腔体纵梁型材结构结合,将板簧支座和减震器支座简化成专门的型材结构,并直接安装在纵梁上,形成U型榫卯接触配合,再通过螺栓和接触面打胶的方式进行固定,最终达到将支座与车架纵梁紧密结合的目的。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
一种小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,包括板簧前支座、板簧后支座和减震器支座,均为挤压铝合金型材经过机加工制造而成,并通过U型面榫卯连接安装于纵梁上,纵梁为截面竖向多腔体铝型材,型材截面从上至下隔为若干个型腔。
所述纵梁截面从上至下分别为第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔、第五空腔和第六空腔。
所述板簧前支座型材截面中间为中空型腔,中空型腔中部预留板簧销通孔及凸台。加厚的侧壁和凸台设计,可以使空腔侧壁给予板簧销A足够的支撑面积,以免侧壁销孔处发生变形和应变。
所述纵梁的腹部加工装配缺口及安装凹槽,将前支座通过装配缺口插入安装凹槽,其上U型夹板结构与纵梁的两个侧面以及第三空腔的下边沿表面接触配合,下U型夹板结构与纵梁的两个侧面以及第五空腔的上边沿表面接触配合。纵梁型材上安装板簧前支座的部分加工安装凹槽,安装凹槽内,板簧前支座中空型腔的下边沿被第五空腔的上边沿支撑,上下夹板与纵梁的外壁和內筋形成U型面接触。
夹板处布置螺栓与纵梁紧固连接,U型接触面涂胶水,增加支座与纵梁的接触受力面积,使支座对纵梁的应力分散不集中,铝型材不易发生应力集中损坏开裂。另外,板簧前支座的空腔部分嵌入到纵梁的安装凹槽中,并由第五空腔的上边沿支撑,板簧销A的下拉力通过板簧前支座空腔的侧壁直接传递给纵梁,板簧前支座的左右方向则由上下的夹板结构固定,将支座夹持在纵梁上。由此,板簧前支座的上下左右四个方向的位置则完全固定限位,无法轻易松脱。夹板上的U型接触面还可设置若干胶水槽,留存更多胶水增加粘接力。
所述板簧后支座型材截面为U型槽型,槽型与纵梁两侧和第三空腔的下边沿形成U型面接触,槽型两侧面设置板簧销的通孔。板簧后支座受到板簧销B的下拉应力,槽型支座两侧壁设置螺栓孔,通过螺栓紧固在纵梁上,同时,形成的U型接触面涂满胶水,板簧后支座粘接在纵梁上,增加支座与纵梁的接触受力面积,使支座对纵梁的应力分散不集中,铝型材不易发生应力集中损坏开裂。
所述板簧前支座及后支座的U型槽型两侧面内壁均可设置胶水槽。胶水槽可留存更多胶水增加粘接力。
所述减震器支座型材截面为倒F形,F形两条水平边的间距与第一空腔的高度间距匹配,F形两条水平边分别夹持第一空腔的上边沿和下边沿;F形的竖直边上部设置减震器销的通孔,F形与纵梁的侧壁和第一空腔的上下沿形成U型面接触。倒F形的下水平边直接从纵梁的预设孔嵌入到纵梁内腔中,与纵梁形成套顶榫结构,将减震器支座所受到的向下应力传递到纵梁的第一空腔上承受。另外,上下水平边上设置螺栓孔,通过螺栓将上下水平边与纵梁紧固;第三,形成的U型接触面打胶,通过胶水粘接力,增加支座与纵梁的接触受力面积,使支座对纵梁的应力分散不集中,铝型材不易发生应力集中损坏开裂。
所述减震器支座F形的竖直边上部设置减震器销的通孔及凸台。可以使销孔处给予减震器销足够的支撑面积,以免侧壁销孔处发生变形和应变。
本发明的优点:
1、本发明的板簧支座和减震器支座,全部采用挤压铝型材加工制造而成,挤压铝合金金属通过挤压成型,支座的材料质量高,形状尺寸和配合尺寸精度高,单位重量轻,轻量化效果好,制造成本低。
2、本发明中的各个支座部件与纵梁均形成了U型榫卯接触面,在接触面打胶粘接,并通过螺栓与纵梁进行固定连接,这种“榫卯+胶粘+螺栓”的连接方式具有受力面积大、单位应力低的优点,防止了硬点区域的应力集中现象,且无需焊接,避免热焊接造成大梁应力损失。
3、本发明中的各个支座均直接安装在大梁上,传力路劲短,承载能力强,且装配工艺简单;支座周边空间充足,也便于板簧及减震器的装拆和维护。
附图说明:
图1为硬点组件安装在车架上的立体结构图;
图2为图1中Ⅰ处的放大结构图;
图3为车架侧视结构图;
图4为纵梁截面型材断面图;
图5为图3中A-A截面剖视结构图;
图6为板簧前支座的立体外观结构图;
图7为图3中B-B截面剖视结构图;
图8为板簧后支座立体外观结构图;
图9为图3中C-C截面剖视结构图;
图10为减震器支座立体外观结构图;
图中标号名称为:1、板簧前支座;11、板簧销A;12、铜套;13、钢套A;2、板簧后支座;21、板簧销B;22、钢套B;23、铜垫;24、吊耳;3、减震器支座;31、减震器销;4、横梁;41、第一空腔;42、第二空腔;43、第三空腔;44、第四空腔;45、第五空腔;46、第六空腔;5、板簧;6、减震器。
具体实施方式
实施例1
一种小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,包括板簧前支座1、板簧后支座2和减震器支座3,均为挤压铝合金型材经过机加工制造而成,并通过U型面榫卯连接安装于纵梁4上,纵梁为截面竖向多腔体铝型材,型材截面从上至下隔为若干个型腔;
所述纵梁4截面从上至下分别为第一空腔41、第二空腔42、第三空腔43、第四空腔44、第五空腔45和第六空腔46;
所述板簧前支座1型材截面中间为中空型腔,中空型腔中部预留板簧销11通孔及凸台;
所述纵梁4的腹部加工装配缺口及安装凹槽,将前支座1通过装配缺口插入安装凹槽,其上U型夹板结构与纵梁4的两个侧面以及第三空腔43的下边沿表面接触配合,下U型夹板结构与纵梁4的两个侧面以及第五空腔45的上边沿表面接触配合;
所述板簧后支座2型材截面为U型槽型,槽型与纵梁4两侧和第三空腔43的下边沿形成U型面接触,槽型两侧面设置板簧销21的通孔;
所述板簧前支座1及后支座2的U型槽型两侧面内壁均可设置胶水槽;
所述减震器支座3型材截面为倒F形,F形两条水平边的间距与第一空腔41的高度间距匹配,F形两条水平边分别夹持第一空腔41的上边沿和下边沿,F形与纵梁4的侧壁和第一空腔41的上下沿形成U型面接触;
所述减震器支座3F形的竖直边上部设置减震器销31的通孔及凸台。
应用实施例1:
本发明铝型材采用均使用6005A-T6材料进行加工制造。
对比例为背景技术文件1中的前后板簧支座,与本发明两者之间进行支座重量的对比:
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE001
由此可见,前代设计的板簧前后支座总重量为5650g,本发明的板簧前后支座总重量为4780g,本发明的板簧前后支座总重量较前代产品更轻。

Claims (8)

1.一种小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,其特征在于:包括板簧前支座(1)、板簧后支座(2)和减震器支座(3),均为挤压铝合金型材经过机加工制造而成,并通过U型面榫卯连接安装于纵梁(4)上,纵梁为截面竖向多腔体铝型材,型材截面从上至下隔为若干个型腔。
2.一种小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,其特征在于:所述纵梁(4)截面从上至下分别为第一空腔(41)、第二空腔(42)、第三空腔(43)、第四空腔(44)、第五空腔(45)和第六空腔(46)。
3.根据权利要求2所述小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,其特征在于:所述板簧前支座(1)型材截面中间为中空型腔,中空型腔中部预留板簧销(11)通孔及凸台。
4.根据权利要求2或3所述小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,其特征在于:所述纵梁(4)的腹部加工装配缺口及安装凹槽,将前支座(1)通过装配缺口插入安装凹槽,其上U型夹板结构与纵梁(4)的两个侧面以及第三空腔(43)的下边沿表面接触配合,下U型夹板结构与纵梁(4)的两个侧面以及第五空腔(45)的上边沿表面接触配合。
5.根据权利要求1所述小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,其特征在于:所述板簧后支座(2)型材截面为U型槽型,槽型与纵梁(4)两侧和第三空腔(43)的下边沿形成U型面接触,槽型两侧面设置板簧销(21)的通孔。
6.根据权利要求3或5所述小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,其特征在于:所述板簧前支座(1)及后支座(2)的U型槽型两侧面内壁均可设置胶水槽。
7.根据权利要求1所述小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,其特征在于:所述减震器支座(3)型材截面为倒F形,F形两条水平边的间距与第一空腔(41)的高度间距匹配,F形两条水平边分别夹持第一空腔(41)的上边沿和下边沿,F形与纵梁(4)的侧壁和第一空腔(41)的上下沿形成U型面接触。
8.根据权利要求7所述小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件,其特征在于:所述减震器支座(3)F形的竖直边上部设置减震器销(31)的通孔及凸台。
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