CN114655312A - 一种车架横梁及其汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车横梁的技术领域，公开了一种车架横梁及其汽车，包括两个中横梁和两个连接侧板，两个中横梁位于两个连接侧板之间，中横梁包括中梁部和斜梁部，中梁部的两端分别连接有斜梁部，同一中横梁中的两个斜梁部均相对中梁部朝向外侧斜向设置，各斜梁部分别与对应一端的连接侧板连接，两个中横梁背向设置，两个中横梁间隔设置，连接侧板上开设有纵梁连接孔，中横梁的侧面开设有推力杆连接孔。本发明的车架横梁及其汽车，在减少零件部件种类，减少零件数量，提升车架受力强度。

Description

一种车架横梁及其汽车
技术领域
本发明涉及汽车横梁的技术领域，特别是涉及一种车架横梁及其汽车。
背景技术
目前，现有车架的横梁总成的作用是对平衡悬架装配位置的车架进行结构加强，增加车架局部刚度和强度。现有的横梁总成包括中间横梁、上加强板和下加强板，中间横梁是由两个相同的槽形横梁铆连而成，中间横梁位于两个车架纵梁中间，分别垂直于两侧的车架纵梁安装，中间横梁的两端的上侧通过上加强板与两侧的车架纵梁铆接，中间横梁的两端的下侧通过下加强板与两侧的车架纵梁铆接。悬架总成中的推力杆分别与两端的推力杆支座相连，推力杆支座再通过上加强板和下加强板与车架纵梁铆接固定。
现有的车架存在需要多个加强板抵贴于车架纵梁进行加强以满足使用强度要求，导致零件部件种类多，连接螺栓或铆钉数量多，导致装配效率低，不便于生产管理，同时零件部件数量多，导致车架总体重量大，不节能环保。
发明内容
本发明的目的是：提供一种汽车横梁及其汽车，在减少零件部件种类，减少零件数量，提升车架受力强度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种车架横梁，包括两个中横梁和两个连接侧板，两个所述中横梁位于两个所述连接侧板之间，所述中横梁包括中梁部和斜梁部，所述中梁部的两端分别连接有所述斜梁部，同一所述中横梁中的两个所述斜梁部均相对所述中梁部朝向外侧斜向设置，各所述斜梁部分别与对应一端的所述连接侧板连接，两个所述中横梁背向设置，两个所述中横梁间隔设置，所述连接侧板上开设有纵梁连接孔，所述中横梁的侧面开设有推力杆连接孔。
作为优选方案，两个所述中横梁之间连接有两个第一加强筋，两个所述第一加强筋分别位于对应的所述斜梁部与所述中梁部的连接处。
作为优选方案，所述第一加强筋的宽度a为所述斜梁部长度b的0.2－0.4倍。
作为优选方案，所述中梁部的两端分别设有镜像设置的结构加强腔，所述结构加强腔由同一端的所述第一加强筋、两个所述斜梁部和所述连接侧板围合形成，所述结构加强腔内连接有第二加强筋、第三加强筋和加强板，所述第二加强筋和所述第三加强筋分别位于所述斜梁部与所述连接侧板的连接处，所述第一加强筋、所述第二加强筋和所述第三所述加强筋分别通过所述加强板连接。
作为优选方案，所述第二加强筋和所述第三加强筋设置于所述结构加强腔高度方向的中部位置，所述第二加强筋和所述第三加强筋的高度分别为所述结构加强腔高度的1/3－1/2，所述第三加强筋的高度为所述结构加强腔高度的1/2－2/3。
作为优选方案，所述车架横梁整体为一体成型结构。
作为优选方案，所述推力杆连接孔开设于所述第二加强筋、所述第二加强筋和所述第三加强筋。
作为优选方案，所述中横梁的侧面向内侧凹陷形成组装安装腔，所述组装安装腔的形状与所述中横梁的延伸形状相匹配，所述推力杆连接孔位于所述组装安装腔内。
一种汽车，包括车架纵梁、推力杆、平衡悬架支座和车架横梁，所述车架纵梁包括第一纵梁和第二纵梁，所述推力杆和所述车架横梁分别位于所述第一纵梁和所述第二纵梁之间，所述车架横梁为一体成型结构，所述推力杆的端部与所述推力杆连接孔连接，所述第一纵梁和所述第二纵梁分别与对应一侧的所述纵梁连接孔连接，所述连接侧板开设有悬架连接孔，所述平衡悬架支座通过所述车架纵梁与所述悬架连接孔连接。
作为优选方案，所述车架横梁为铝材质。
本发明实施例一种车架横梁及其汽车与现有技术相比，其有益效果在于：将推力杆连接孔设置在车架横梁的一侧，车架横梁和推力杆支座的功能整合为一个零件，实现集成化设计。车架横梁采用X形设计结构，局部多处也采用T形交叉结构，车架横梁的刚度比原中间横梁提升21％，有利于加强车架的局部刚度。经过CAE对比分析，更换了车架横梁的车架总成比原车架总成的最大应力有所下降，车架整体强度提升了约5％，说明本发明的车架横梁可以同时替代现有的中间横梁和上下加强板。采用本发明的车架横梁后，取消了车架的中间横梁、上下加强板和推力杆支座，有利于减少零部件种类，便于管理，同时减少了连接铆钉和螺栓的数量，节省装配工时，提高了制造装配效率。采用本发明的车架横梁的车架总成，连接螺栓和铆钉的数量共减少了76颗，提高的装配效率，减少工时成本。
附图说明
图1是本发明实施例的汽车车架的整体结构示意图。
图2是本发明实施例车架横梁的结构示意图。
图3是本发明实施例车架横梁的俯视结构示意图。
图4是本发明实施例车架横梁的主视结构示意图。
图5是本发明实施例车架横梁的截面结构示意图。
图中：
10、车架横梁；11、车架纵梁；12、第一纵梁；13、第二纵梁；14、推力杆；15、平衡悬架支座；16、支撑间隔口；
20、中横梁；21、中梁部；22、斜梁部；23、推力杆连接孔；24、第一加强筋；25、组装安装腔；
30、结构加强腔；31、第二加强筋；32、第三加强筋；33、加强板；
40、连接侧板；41、纵梁连接孔。
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。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图5所示，本发明实施例优选实施例的一种车架横梁10，包括两个中横梁20和两个连接侧板40，两个中横梁20位于两个连接侧板40之间，中横梁20包括中梁部21和斜梁部22，中梁部21的两端分别连接有斜梁部22，同一中横梁20中的两个斜梁部22均相对中梁部21朝向外侧斜向设置，各斜梁部22分别与对应一端的连接侧板40连接，两个中横梁20背向设置，两个中横梁20间隔设置，连接侧板40上开设有纵梁连接孔41，中横梁20的侧面开设有推力杆连接孔23，两个中横梁20与两个连接侧板40一体成型。
本发明的车架横梁10，同一中横梁20中的两个斜梁部22均相对中梁部21朝向外侧斜向设置，各斜梁部22分别与对应一端的连接侧板40连接，以使中横梁20与连接侧板40连接形成一整体，车架横梁10的部件数量少，两个中横梁20背向设置，两个中横梁20间隔设置，以形成两个中横梁20的中梁部21平行设置，四个斜梁部22呈X型布置，连接侧板40与对应一侧的两个斜梁部22形成三角支撑关系，以使中横梁20的两端分别与对应侧的连接侧板40形成强支撑结构，以增大两个连接侧板40之间的支撑强度，同时增大连接侧板40的受力面积的整体受力强度，进而实现在减少加强部件的情况下，满足支撑强度要求。
进一步的，如图3所示，两个中横梁20之间连接有两个第一加强筋24，两个第一加强筋24分别位于对应的斜梁部22与中梁部21的连接处。由于斜梁部22相对中梁部21向外斜向设置，斜梁部22受力后容易进一步向外侧倾斜，斜梁部22与中梁部21之间容易发生变形，进而在斜梁部22与中梁部21的连接处设置第一加强筋24，以防止斜梁部22受力进一步向外倾斜，同时进一步加强连接侧板40与对应一侧的两个斜梁部22形成三角支撑结构。
进一步的，如图3至图4所示，第一加强筋24的宽度a为斜梁部22长度的0.2－0.4倍。第一加强筋24设置的宽度设置在一定范围，进一步加强斜梁部22与中梁部21的受力强度，加强连接侧板40与对应一侧的两个斜梁部22形成三角支撑结构的受力强度。
进一步的，如图2至图5所示，中梁部21的两端分别设有镜像设置的结构加强腔30，结构加强腔30由同一端的第一加强筋24、两个斜梁部22和连接侧板40围合形成，结构加强腔30内连接有第二加强筋31、第三加强筋32和加强板33，第二加强筋31和第三加强筋32分别位于斜梁部22与连接侧板40的连接处，第一加强筋24、第二加强筋31和第三加强筋32分别通过加强板33连接。通过结构加强腔30的设置，加强了中梁部21两端的受力强度。第二加强筋31和第三加强筋32分别增加连接侧板40与斜梁部22之间的防型变能力。第一加强筋24、第二加强筋31和第三加强筋32分别通过加强板33连接，如图3所示，从俯视图角度看，连接侧板40与加强板33形成大T型交叉结构，两个斜梁部22分别与加强板33分别形成两个小T型交叉结构，如图4所示，从主视图角度看，第一加强筋24与加强板33形成T型交叉结构，如图5所示，从截面图角度看，在中梁部21与斜梁部22的连接处与第一加强筋24形成T型交叉结构，而连接侧板40与加强板33形成大T型交叉结构与在中梁部21与斜梁部22的连接处与第一加强筋24形成T型交叉结构能形成相互支撑，从不同受力角度形成多个T型交叉结构，有助于多点加强车架横梁10的局部刚度，从而提升车架横梁10的整体受力强度。
进一步的，如图2所示，第二加强筋31和第三加强筋32设置于结构加强腔30高度方向的中部位置，第二加强筋31和第三加强筋32的高度分别为结构加强腔30高度的1/3－1/2，第三加强筋32的高度为结构加强腔30高度的1/2－2/3，能满足结构强度要求的同时，减少材料的使用，降低生产成本，同时降低车架横梁10的整体重量。
作为优选的，如图5所示，第二加强筋31和第三加强筋32的高度分别为结构加强腔30高度的1/3，第三加强筋32的高度为结构加强腔30高度的2/3，第三加强筋32从下往上设置，加强板33的一侧分别与第二加强筋31和第三加强筋32的底面连接，加强板33的另一侧分别与第一加强筋24的中部连接，能满足结构强度要求的同时，进一步减少材料的使用，降低生产成本，同时降低车架横梁10的整体重量。
进一步的，如图2所示，车架横梁10整体为一体成型结构，使车架横梁10的结构完整性更强，整体力学性能更强，减少部件数量，便于配件管理，提升车架总成的装配效率，降低人工成本。其中，车架横梁10整体的一体成型结构至少包括中横梁20、连接侧板40、结构加强腔30、第一加强筋24、第二加强筋31、第三加强筋32和加强板33之间的一体成型连接。
进一步的，如图4所示，推力杆连接孔23开设于第二加强筋31、第二加强筋31和第三加强筋32，以增强对推力杆14作用力的支撑强度，防止车架横梁10变形。
进一步的，如图2所示，中横梁20的侧面向内侧凹陷形成组装安装腔25，组装安装腔25的形状与中横梁20的延伸形状相匹配，推力杆连接孔23位于组装安装腔25内。组装安装腔25的设置，有助于降低车架横梁10的整体重量，同时推力杆连接孔23位于组装安装腔25内，推力杆14的一端与推力杆连接孔23连接，有助于优化安装空间。
作为优选的，两个中梁部21之间开设有支撑间隔口16，支撑间隔口16位于两个第一加强筋24之间，支撑间隔口16有助于降低车架横梁10的整体重量，同时优化两个中横梁20之间的支撑强度。
一种汽车，如图1至图5所示，包括车架纵梁11、推力杆14、平衡悬架支座15和车架横梁10，车架纵梁11包括第一纵梁12和第二纵梁13，推力杆14和车架横梁10分别位于第一纵梁12和第二纵梁13之间，车架横梁10为一体成型结构，推力杆14的端部与推力杆连接孔23连接，第一纵梁12和第二纵梁13分别与对应一侧的纵梁连接孔41连接，连接侧板40开设有悬架连接孔，平衡悬架支座15通过车架纵梁11与悬架连接孔连接。
更为具体的，如图1所示，车架横梁10的两侧分别安装有推力杆14，车架横梁10的两端分别连接有平衡悬架支座15，平衡悬架支座15分别于车架纵梁11和悬架连接孔连接。
本发明的汽车，将推力杆连接孔23设置在车架横梁10的一侧，车架横梁10和推力杆支座的功能整合为一个零件，实现集成化设计。车架横梁10采用X形设计结构，局部多处也采用T形交叉结构，车架横梁10的刚度比原中间横梁提升21％，有利于加强车架的局部刚度。经过CAE对比分析，更换了车架横梁10的车架总成比原车架总成的最大应力有所下降，车架整体强度提升了约5％，说明本发明的车架横梁10可以同时替代现有的中间横梁和上下加强板33。采用本发明的车架横梁10后，取消了车架的中间横梁、上下加强板33、推力杆支座，有利于减少零部件种类，便于管理，同时减少了连接铆钉和螺栓的数量，节省装配工时，提高了制造装配效率。采用本发明的车架横梁10的车架总成，连接螺栓、铆钉的数量减少了76颗，提高的装配效率，减少工时成本。
进一步的，如图1至图5所示，车架横梁10为铝材质。本发明的车架横梁10通过在结构和材料上的改进，以使车架横梁10实现轻量化，车架横梁10的重量比原来减少了约45Kg。
综上，本发明实施例提供一种车架横梁10及其汽车，将推力杆连接孔23设置在车架横梁10的一侧，车架横梁10和推力杆支座的功能整合为一个零件，实现集成化设计。车架横梁10采用X形设计结构，局部多处也采用T形交叉结构，车架横梁10的刚度比原中间横梁提升21％，有利于加强车架的局部刚度。经过CAE对比分析，更换了车架横梁10的车架总成比原车架总成的最大应力有所下降，车架整体强度提升了约5％，说明本发明的车架横梁10可以同时替代现有的中间横梁和上下加强板33。采用本发明的车架横梁10后，取消了车架的中间横梁、上下加强板33和推力杆支座，有利于减少零部件种类，便于管理，同时减少了连接铆钉和螺栓的数量，节省装配工时，提高了制造装配效率。采用本发明的车架横梁10的车架总成，连接螺栓和铆钉的数量共减少了76颗，提高的装配效率，减少工时成本。
以上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 (10)

1.一种车架横梁，其特征在于：包括两个中横梁和两个连接侧板，两个所述中横梁位于两个所述连接侧板之间，所述中横梁包括中梁部和斜梁部，所述中梁部的两端分别连接有所述斜梁部，同一所述中横梁中的两个所述斜梁部均相对所述中梁部朝向外侧斜向设置，各所述斜梁部分别与对应一端的所述连接侧板连接，两个所述中横梁背向设置，两个所述中横梁间隔设置，所述连接侧板上开设有纵梁连接孔，所述中横梁的侧面开设有推力杆连接孔。
2.根据权利要求1所述的车架横梁，其特征在于：两个所述中横梁之间连接有两个第一加强筋，两个所述第一加强筋分别位于对应的所述斜梁部与所述中梁部的连接处。
3.根据权利要求2所述的车架横梁，其特征在于：所述第一加强筋的宽度a为所述斜梁部长度b的0.2－0.4倍。
4.根据权利要求2所述的车架横梁，其特征在于：所述中梁部的两端分别设有镜像设置的结构加强腔，所述结构加强腔由同一端的所述第一加强筋、两个所述斜梁部和所述连接侧板围合形成，所述结构加强腔内连接有第二加强筋、第三加强筋和加强板，所述第二加强筋和所述第三加强筋分别位于所述斜梁部与所述连接侧板的连接处，所述第一加强筋、所述第二加强筋和所述第三所述加强筋分别通过所述加强板连接。
5.根据权利要求4所述的车架横梁，其特征在于：所述第二加强筋和所述第三加强筋设置于所述结构加强腔高度方向的中部位置，所述第二加强筋和所述第三加强筋的高度分别为所述结构加强腔高度的1/3－1/2，所述第三加强筋的高度为所述结构加强腔高度的1/2－2/3。
6.根据权利要求5所述的车架横梁，其特征在于：所述车架横梁整体为一体成型结构。
7.根据权利要求4所述的车架横梁，其特征在于：所述推力杆连接孔开设于所述第二加强筋、所述第二加强筋和所述第三加强筋。
8.根据权利要求7所述的车架横梁，其特征在于：所述中横梁的侧面向内侧凹陷形成组装安装腔，所述组装安装腔的形状与所述中横梁的延伸形状相匹配，所述推力杆连接孔位于所述组装安装腔内。
9.一种汽车，其特征在于：包括车架纵梁、推力杆、平衡悬架支座和权利要求1－8任一项所述的车架横梁，所述车架纵梁包括第一纵梁和第二纵梁，所述推力杆和所述车架横梁分别位于所述第一纵梁和所述第二纵梁之间，所述车架横梁为一体成型结构，所述推力杆的端部与所述推力杆连接孔连接，所述第一纵梁和所述第二纵梁分别与对应一侧的所述纵梁连接孔连接，所述连接侧板开设有悬架连接孔，所述平衡悬架支座通过所述车架纵梁与所述悬架连接孔连接。
10.根据权利要求9所述一种汽车，其特征在于：所述车架横梁为铝材质。
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