CN113942577A - 一种前副车架总成及包括其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前副车架总成，其包括前横梁、后横梁，以及连接在前横梁和后横梁之间的左纵梁和右纵梁；左纵梁和右纵梁均包括从前往后依次设置的前溃缩段、过渡段和后溃缩段，前溃缩段的截面面积从前往后逐渐增大，后溃缩段的截面面积从前往后逐渐减小。本发明提供的前副车架总成提升了前副车架的碰撞性能，其结构简单便于制作，轻量化程度高易于平台化。本发明还提供给了一种汽车，其同样具有碰撞性能好，对乘员损伤小等优点。

Description

一种前副车架总成及包括其的汽车

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，特别是涉及一种前副车架总成。

背景技术

副车架是连接悬架和车身的缓冲装置，是汽车底盘系统中的重要组成部分。作为底盘系统中的重要承载件，副车架为摆臂、稳定杆、转向机等零部件提供安装位置，同时传递悬架和车身之间的力和力矩，这就要求副车架在使用时具有足够的强度和刚度，既不能产生塑性变形，也不能产生裂纹和损坏，以保证行驶中的安全性及操纵稳定性。作为前副车架布置在驾驶舱前部，还需实现碰撞性能的优化，具有良好的吸能特性。

目前高级别轿车的前副车架多为框形结构，作为框式副车架的主要受力结构的纵梁及摆臂支架则成为设计的关键点，对整车的强度、碰撞及NVH有很大的影响。具体而言，现有的框式副车架为达到碰撞要求，一般在车架前端增加吸能盒或者通过合理设计其纵梁的结构来达到目的，但碰撞性能均不理想，且前者导致重量增加较多，不利于轻量化设计，后者纵梁的截面特征复杂，不易把控。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种前副车架总成，能够提升前副车架的碰撞性能，且其具有结构简单等优点。

基于此，本发明提供了一种前副车架总成，包括前横梁、后横梁，以及连接在所述前横梁和所述后横梁之间的左纵梁和右纵梁；所述左纵梁和所述右纵梁均包括从前往后依次设置的前溃缩段、过渡段和后溃缩段，所述前溃缩段的截面面积从前往后逐渐增大，所述后溃缩段的截面面积从前往后逐渐减小。

本申请的一些实施例中，所述前溃缩段的上端面从前往后依次设有第一前底面和第一前台阶面，所述第一前台阶面的前端由所述第一前底面的后端上升，所述第一台前阶面的后端连接所述过渡段的前端。

本申请的一些实施例中，所述第一前底面的一侧设有弱化槽。

本申请的一些实施例中，所述前溃缩段的下端面从前往后依次设有第二前底面和第二前台阶面，所述第二台前阶面的前端由所述第二前底面的后端上升，所述第一前台阶面的前端对应于所述第二前台阶面的中部，第二前台阶面的前端对应于第一前底面的中部。

本申请的一些实施例中，所述前溃缩段的下端面还设有第三前台阶面，所述第三前台阶面的前端由所述第二前台阶面的后端上升，所述第三前台阶面的前端对应于所述第一前台阶面的中部，所述第三前台阶面的后端连接所述过渡段的前端。

本申请的一些实施例中，所述左纵梁和所述右纵梁还均包括渐变段，所述渐变段连接在所述前横梁与所述前溃缩段之间，所述渐变段的截面面积从前往后逐渐增大。

本申请的一些实施例中，所述后溃缩段的上端面设有第一后台阶面，所述第一后台阶面的前端由所述过渡段的后端下降。

本申请的一些实施例中，所述后溃缩段的上端面还设有第二后台阶面，所述第二后台阶面的前端由所述第一后台阶面的后端下降。

本申请的一些实施例中，所述后溃缩段的下端面设有第一后底面和第三后台阶面，所述第一后底面的前端连接所述过渡段的后端，所述第三后台阶面的前端由所述第一后底面的后端下降，所述第三后台阶面的前端对应于所述第一后台阶面的中部。

本申请的一些实施例中，所述左纵梁和所述右纵梁均连接有用于安装汽车摆臂的前摆臂支架，所述前摆臂支架设于所述过渡段，所述过渡段内对应所述前摆臂支架处竖向设有加强支架。

本申请的一些实施例中，所述左纵梁和所述右纵梁均连接有用于安装汽车摆臂的后摆臂支架，所述后摆臂支架设于所述后溃缩段，所述后摆臂支架设有用于连接稳定杆的稳定杆安装点、用于连接车身辅助支架的车身辅助支架安装点以及用于连接车身的纵梁后安装点。

本申请的一些实施例中，所述前副车架总成整体为框架结构，所述左纵梁和所述右纵梁结构相同且关于所述框架的中心线对称设置。

本发明的另一目的在于提供一种汽车，其具有上述的前副车架总成。

本发明实施例提供的一种前副车架总成，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明提供的前副车架总成包括框架，框架包括前横梁、后横梁、左纵梁以及右纵梁，其中，左纵梁和右纵梁包括从前至后依次设置的前溃缩段、过渡段和后溃缩段，前溃缩段的截面面积从前往后逐渐增大，后溃缩段的截面面积从前往后逐渐减小。基于此，当车辆发生碰撞时，碰撞能量在左纵梁和右纵梁内传递，前溃缩段、过渡段以及后溃缩段依次对碰撞能量进行吸收与消能，截面的变化能够对碰撞能量进行弱化与吸收，进一步强化吸能效果，提升了前副车架的碰撞性能，提高了乘员的安全性。

本发明还提供了一种汽车，由于其具有上述的前副车架总成，因此同样具有碰撞性能好，对乘员损伤小等优点。

附图说明

图1为本发明实施例的前副车架总成的结构示意图；

图2为本发明实施例的左纵梁的结构示意图；

图3为本发明实施例的左后摆臂支架的结构示意图；

图4为A－A截面的剖视图。

图中：1、前横梁；2、后横梁；3、左纵梁；31、前溃缩段；311、弱化槽；312、第一前底面；313、第一前台阶面；314、第二前底面；315、第二前台阶面；316、第三前台阶面；317、渐变段；32、过渡段；321、加强支架；33、后溃缩段；331、第一后台阶面；332、第二后台阶面；333、第一后底面；334、第三后台阶面；34、左前摆臂支架；35、左后摆臂支架；351、车身辅助支架安装点；352、摆臂支架加强筋；353、稳定杆安装点；354、纵梁车身后安装点；4、右纵梁；41、右前摆臂支架；42、右后摆臂支架；5、左前悬置支架；6、右前悬置支架；7、车身前套管；8、车身后套管；100、框架。

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。

应当理解的是，本发明中采用术语“前”、“后”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别开。例如，在不脱离本发明范围的情况下“前”信息也可以被称为“后”信息，“后”信息也可以被称为“前”信息。

如图1至图4所示，本发明提供了一种前副车架总成，其包括框架100，框架100包括前横梁1、后横梁2、左纵梁3和右纵梁4，前横梁1的左端和右端分别连接在左纵梁3的前端和右纵梁4的前端，后横梁2的左端和右端分别连接在左纵梁3的后端和右纵梁4的后端，左纵梁3和右纵梁4结构相同且关于框架的中心线对称设置，具体而言，左纵梁3和右纵梁4均包括从前往后依次设置的前溃缩段31、过渡段32和后溃缩段33，前溃缩段31的截面面积从前往后逐渐增大，后溃缩段33的截面面积从前往后逐渐减小。

本发明通过纵梁截面的优化在纵梁长度方向设置前溃缩段31、过渡段32及后溃缩段33，可保障碰撞力沿着纵梁方向传递并通过截面的变化有效的吸收碰撞的能量，使左纵梁3及右纵梁4不易发生向乘员舱的折弯变形，提升副车架的碰撞性能能力。

可选的，作为本发明提供的前副车架总成的一种具体实施方式，前溃缩段31的上端面从前往后依次设有第一前底面312和第一前台阶面313，第一前台阶面313的前端由第一前底面312的后端上升，第一台前阶面313的后端连接过渡段32的前端。

基于上述结构，第一前台阶面313的前端由第一前底面312的后端上升在前溃缩段31的上端面形成了吸能台阶，吸能台阶的设置确保了碰撞能量沿着左纵梁3及右纵梁4传导，避免左纵梁3及右纵梁4发生向乘员舱的折弯变形，减少碰撞时乘员舱的变形量，进一步提升前副车架的碰撞性能。

进一步的，第一前底面312的一侧设有弱化槽311。由于前溃缩段31设置有弱化槽311，能够对碰撞能量进行弱化与吸收，进一步强化吸能效果，提升了前副车架的碰撞性能，提高了乘员的安全性。

可选的，作为本发明提供的前副车架总成的一种具体实施方式，前溃缩段31的下端面从前往后依次设有第二前底面314和第二前台阶面315，第二台前阶面315的前端由第二前底面314的后端上升，第一前台阶面313的前端对应于第二前台阶面315的中部。同理，第二前台阶面315的前端由第二前底面314的后端上升在前溃缩段31的下端面也形成了吸能台阶，吸能台阶的设置确保了碰撞能量沿着左纵梁3及右纵梁4传导。同时，第一前台阶面313的前端对应于第二前台阶面315的中部，第二前台阶面315的前端对应于第一前底面312的中部，可使前溃缩段31上端面和下端面上的吸能台阶相互错开，从而增加碰撞吸能的层次。

进一步的，前溃缩段的下端面还设有第三前台阶面316，第三前台阶面316的前端由第二前台阶面315的后端上升，第三前台阶面316的前端对应于第一前台阶面313的中部，第三前台阶面316的后端连接过渡段32的前端。

基于上述结构，由于吸能台阶多一级，前溃缩段31的横截面就会增大一次，其吸能及传导效果也会同时得到提升，与之相对应的，左纵梁3及右纵梁4的生产升本也越高。具体而言，经过现阶段反复的测试，吸能台阶设为两级台阶状时，既能完成对碰撞能量的引导，又能够很好的控制生产成本。因此，在本发明实施例中，前溃缩段31的下端面的呈两级台阶状，使横截面跳跃式增大了两次。同时，第三前台阶面316的前端对应于第一前台阶面313的中部，可使前溃缩段31上端面和下端面上的吸能台阶相互错开，从而增加碰撞吸能的层次。

可选的，作为本发明提供的前副车架总成的一种具体实施方式，左纵梁3和右纵梁4还均包括渐变段317，渐变段317连接在前横梁1与前溃缩段31之间，渐变段317的截面面积从前往后逐渐增大。前溃缩段31上形成的台阶面则是相对于该渐变段317的突变段，突变段的横截面从前往后呈跳跃式增大，使得碰撞能量在渐变段先有一个缓冲，再通过突变段的台阶面沿着左纵梁3及右纵梁4传导，避免左纵梁3及右纵梁4发生向乘员舱的折弯变形。

可选的，如图1所示，作为本发明提供的前副车架总成的一种具体实施方式，与前溃缩段31横截面的面积变化相反，后溃缩段33的横截面面积从前往后逐渐减小。后溃缩段33同样能够完成对碰撞能量的吸收与消能，在保证后溃缩段33的消能能力的同时还能在一定程度上节省制作材料，有利于控制生产成本。

进一步的，后溃缩段33的上端面设有第一后台阶面331，第一后台阶面331的前端由过渡段32的后端下降；后溃缩段33的上端面还设有第二后台阶面332，第二后台阶面332的前端由所述第一后台阶面331的后端下降。

基于上述结构，碰撞能量沿着纵梁从前溃缩段31传导而来，通过前溃缩段31碰撞能量可得到大部分的吸收，多余的碰撞能量沿着过渡段32往纵梁后端传递至后溃缩段33，此处的截面变化与前端相反，截面逐渐变小，这样沿着纵梁传递的碰撞力至后溃缩段33大部分被吸收，且左纵梁及右纵梁不易发生向乘员舱的折弯变形，减少碰撞时乘员舱的变形量，提升副车架的碰撞性能。同时，同理于前溃缩段31上的吸能台阶，后溃缩段33的上端面也将吸能台阶设为两级台阶状，既能完成对碰撞能量的引导，又能够很好的控制生产成本。

进一步的，所述后溃缩段33的下端面设有第一后底面333和第三后台阶面334，所述第一后底面333的前端连接所述过渡段32的后端，所述第三后台阶面334的前端由所述第一后底面333的后端下降，所述第三后台阶面334的前端对应于所述第一后台阶面331的中部。第三后台阶面334的前端由所述第一后底面333的后端下降在后溃缩段33的下端面也形成了吸能台阶，吸能台阶的设置确保了碰撞能量沿着左纵梁3及右纵梁4继续向后传导。同时，所述第三后台阶面334的前端对应于所述第一后台阶面331的中部，可使后溃缩段33上端面和下端面上的吸能台阶相互错开，从而增加碰撞吸能的层次。

可选的，如图1所示，作为本发明提供的前副车架总成的一种具体实施方式，纵梁上焊接连接有用于安装汽车摆臂的摆臂支架，即，左纵梁3上焊接有左摆臂支架，右纵梁4上焊接有右摆臂支架，具体而言，左摆臂支架包括左前摆臂支架34和左后摆臂支架35，左前摆臂支架34设于左纵梁3的过渡段32，左后摆臂支架35设于左纵梁3的后溃缩段33。

同样的，右摆臂在右纵梁4上具有前后两个安装点，右摆臂支架包括右前摆臂支架41和右后摆臂支架42，右前摆臂支架41设于右纵梁4的过渡段32，左后摆臂支架35设于右纵梁4的后溃缩段33。

基于上述结构，左摆臂通过左前摆臂支架34和左后摆臂支架35与左纵梁33固定连接，右摆臂通过右前摆臂支架41和右后摆臂支架42与右纵梁4固定连接。

可选的，如图4所示，作为本发明提供的前副车架总成的一种具体实施方式，过渡段32内对应前摆臂支架处竖向设有加强支架321，使得左前摆臂支架34安装点的左纵梁3的横截面呈双矩形，且此横截面的大小超过左纵梁3的其他横截面。基于上述结构，前摆臂支架安装点处纵梁截面的双矩形截面，以及该截面在整个纵梁段是最大的，即使左纵梁3因碰撞局部弱化处理，对左前摆臂安装点的强度和动刚度也影响不大，同样的，右纵梁4也是如此。

可选的，如图3所示，作为本发明提供的前副车架总成的一种具体实施方式，左后摆臂支架35上还设有用于安装稳定杆的稳定杆安装点353、用于安装车身辅助支架的车身辅助支架安装点351以及用于连接车身的纵梁车身后安装点354。

基于上述结构，左后摆臂支架35将纵梁车身后安装点354与车身辅助支架安装点351集中在一起，左后摆臂支架35、稳定杆支架以及车身辅助安装支架三者固定连接在一起，有效的将摆臂的载荷通过纵梁车身后安装点354与车身辅助支架安装点351两条传力路径传递至上车体，分散了摆臂支架的载荷，提高了摆臂支架的强度，动刚度也有较大的提升；同时与现有的框式副车架大多只有四个车身安装点或者通过安装支架追加辅助安装点不同，本发明通过在摆臂支架上增加车身辅助安装点的方式实现与车身实现六点连接，提高了前副车架与车身的连接强度，结构更简单，轻量化程度高，还解决了前悬减速带因前副车架与车身连接不足导致的异响问题。

进一步的，如图3所示，左后摆臂支架35上还设有若干条摆臂支架加强筋352，其分布在左后摆臂支架35上，能够加强摆臂支架的强度及安装点的动刚度。

需要注意的是，其他几个摆臂支架如左前摆臂支架34以及右前摆臂支架41等的结构均与左后摆臂支架35相等，因此，其余各摆臂支架也都设有相应的车身辅助支架安装点351、摆臂支架加强筋352以及稳定杆安装点353，同时对于左前摆臂支架34和右前摆臂支架41则还设有纵梁车身前安装点(图未示)。

可选的，作为本发明提供的前副车架总成的一种具体实施方式，前横梁1上焊接连接有用于与汽车车身相连接的前悬置支架。具体而言，前悬置支架包括设于前横梁1左端的左前悬置支架5和设于前横梁1右端的右前悬置支架6，前副车架总成通过左前悬置支架5和右前悬置支架6与车身其他结构相连接，通过更换不同型号的前悬置支架即可可以满足不同车型动力总成硬点的要求，适应不同车型。

进一步的，前横梁1和后横梁2上还焊接连接有车身套管。具体而言，车身套管包括设于前横梁1的车身前套管7和设于后横梁2上的车身后套管8，车身前套管7设有两个，两个车身前套管7分别位于前横梁1的左右两端，车身后套管8设有两个，两个车身后套管8分别位于后横梁2的左右两端。

基于上述结构，前副车架总成通过车身套管与车身其他结构相连接，通过将车身套管更换为橡胶衬套或者液压衬套，可以满足不同车型对成本定位和性能要求，适应性强。

综上，本发明实施例提供的前副车架总成包括前横梁1、后横梁2、左纵梁和3右纵梁4，前横梁1的左端和右端分别连接在左纵梁3的前端和右纵梁4的前端，后横梁2的左端和右端分别连接在左纵梁3的后端和右纵梁4的后端，左纵梁3和右纵梁4结构相同且关于框架的中心线对称设置，左纵梁3和右纵梁4均包括从前往后依次设置的前溃缩段31、过渡段32和后溃缩段33，前溃缩段31的截面面积从前往后逐渐增大，后溃缩段33的截面面积从前往后逐渐减小，前溃缩段31及后溃缩段33还设有双级吸能台阶。与现有技术相比，该前副车架总成提升了纵梁的强度与摆臂安装部的动刚度，相当于提升了前副车架的碰撞性能；还提升了车身连接强度，解决了前悬异响问题，提高NVH性能；另外，其结构简单便于制作，轻量化程度高易于平台化。

本发明还提供了一种汽车，由于其具有上述的前副车架总成，因此同样具有碰撞性能好，车身连接强度高，对乘员损伤小等优点。

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 (13)

1.一种前副车架总成，其特征在于，包括前横梁、后横梁，以及连接在所述前横梁和所述后横梁之间的左纵梁和右纵梁；所述左纵梁和所述右纵梁均包括从前往后依次设置的前溃缩段、过渡段和后溃缩段，所述前溃缩段的截面面积从前往后逐渐增大，所述后溃缩段的截面面积从前往后逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的前副车架总成，其特征在于，所述前溃缩段的上端面从前往后依次设有第一前底面和第一前台阶面，所述第一前台阶面的前端由所述第一前底面的后端上升，所述第一台前阶面的后端连接所述过渡段的前端。

3.根据权利要求2所述的前副车架总成，其特征在于，所述第一前底面的一侧设有弱化槽。

4.根据权利要求2所述的前副车架总成，其特征在于，所述前溃缩段的下端面从前往后依次设有第二前底面和第二前台阶面，所述第二台前阶面的前端由所述第二前底面的后端上升，所述第一前台阶面的前端对应于所述第二前台阶面的中部，所述第二前台阶面的前端对应于所述第一前底面的中部。

5.根据权利要求3所述的前副车架总成，其特征在于，所述前溃缩段的下端面还设有第三前台阶面，所述第三前台阶面的前端由所述第二前台阶面的后端上升，所述第三前台阶面的前端对应于所述第一前台阶面的中部，所述第三前台阶面的后端连接所述过渡段的前端。

6.根据权利要求1所述的前副车架总成，其特征在于，所述左纵梁和所述右纵梁还均包括渐变段，所述渐变段连接在所述前横梁与所述前溃缩段之间，所述渐变段的截面面积从前往后逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的前副车架总成，其特征在于，所述后溃缩段的上端面设有第一后台阶面，所述第一后台阶面的前端由所述过渡段的后端下降。

8.根据权利要求7所述的前副车架总成，其特征在于，所述后溃缩段的上端面还设有第二后台阶面，所述第二后台阶面的前端由所述第一后台阶面的后端下降。

9.根据权利要求7所述的前副车架总成，其特征在于，所述后溃缩段的下端面设有第一后底面和第三后台阶面，所述第一后底面的前端连接所述过渡段的后端，所述第三后台阶面的前端由所述第一后底面的后端下降，所述第三后台阶面的前端对应于所述第一后台阶面的中部。

10.根据权利要求1所述的前副车架总成，其特征在于，所述左纵梁和所述右纵梁均连接有用于安装汽车摆臂的前摆臂支架，所述前摆臂支架设于所述过渡段，所述过渡段内对应所述前摆臂支架处竖向设有加强支架。

11.根据权利要求1所述的前副车架总成，其特征在于，所述左纵梁和所述右纵梁均连接有用于安装汽车摆臂的后摆臂支架，所述后摆臂支架设于所述后溃缩段，所述后摆臂支架设有用于连接稳定杆的稳定杆安装点、用于连接车身辅助支架的车身辅助支架安装点以及用于连接车身的纵梁后安装点。

12.根据权利要求1所述的前副车架总成，其特征在于，所述前副车架总成整体为框架结构，所述左纵梁和所述右纵梁结构相同且关于所述框架的中心线对称设置。

13.一种汽车，其特征在于，具有如权利要求1至12任一项所述的前副车架总成。

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