CN113492915B - 小巴车架全铝合金榫卯式硬点组件 - Google Patents
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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
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：
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 (7)
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；
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）；
前支座（1）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。
2.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。
3.根据权利要求1或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。
4.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。
5.根据权利要求2或4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。
6.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。
7.根据权利要求6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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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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