CN115892221A - 一种前副车架及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术领域，公开了一种前副车架及车辆，该前副车架包括由前横梁、后横梁、左纵梁以及右纵梁组成的框架主体，还包括连接于左纵梁与右纵梁之间的加强组件，加强组件位于前横梁与后横梁之间，且位于框架主体的下方，加强组件包括吸能结构，该吸能结构能够对外界作用力进行缓冲和吸收，该前副车架及车辆改善了前副车架结构强度不理想的问题。

Description

一种前副车架及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种前副车架及车辆。

背景技术

前副车架安装在汽车的前部，是前车桥的骨架，其上安装各种摆臂以及控制臂等。在汽车行驶过程中前副车架承受各种力和力矩，起着重要的保护和缓冲作用，因而，前副车架的结构强度非常重要。

然而，现有技术中，前副车架的结构强度却并不理想，在恶劣工况及颠簸路面，容易被外力破坏。

所以，亟待设计一种新的前副车架，以改善上述问题。

发明内容

本发明提供了一种前副车架及车辆，用于改善前副车架结构强度不理想的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种前副车架包括由前横梁、后横梁、左纵梁以及右纵梁组成的框架主体，还包括连接于所述左纵梁与所述右纵梁之间的加强组件，所述加强组件位于所述前横梁与所述后横梁之间，且位于所述框架主体的下方；所述加强组件包括吸能结构，所述吸能结构能够对外界作用力进行缓冲和吸收。一方面，加强组件的设置能够提高前副车架的整体强度，从而降低前副车架被外力破坏的可能性；另一方面，加强组件位于框架主体的下方，能够降低框架主体直接被外力冲击的可能性，吸能结构的设置能够起到缓冲和吸能作用，有利于进一步降低前副车架被外力破坏的可能性。

可选地，所述加强组件包括沿所述左纵梁指向所述右纵梁的方向延伸的加强梁；所述吸能结构包括左吸能结构和右吸能结构，其中，所述左吸能结构设置于所述加强梁靠近所述左纵梁的一端，并与所述左纵梁连接；所述右吸能结构设置于所述加强梁靠近所述右纵梁的一端，并与所述右纵梁连接。

可选地，所述左吸能结构和/或所述右吸能结构包括与所述加强梁的相应一端连接的第一吸能件，以及连接所述第一吸能件与对应的所述左纵梁或右纵梁的第二吸能件，其中，所述第一吸能件与所述加强梁的连接处低于所述第二吸能件与对应的所述左纵梁或右纵梁的连接处。

可选地，以所述前横梁指向所述后横梁的方向为第一方向，所述第一吸能件包括在所述第一方向上相对设置的第一折弯部和第二折弯部，所述第一折弯部包括一体连接的第一板体和第二板体，所述第二折弯部包括一体连接的第三板体和第四板体，所述第一板体与所述第三板体沿所述第一方向相对设置，所述第二板体和所述第四板体均位于所述第一板体和所述第三板体之间；且所述第二板体与所述第四板体均与所述第一吸能件的底部相对，所述第二板体与所述第四板体相互连接；

所述第一板体与所述第三板体均为类直角三角形结构，且一条直角边与所述加强梁共面，另一直角边与对应的所述第二吸能件连接；所述第一吸能件远离对应的所述左纵梁或右纵梁的一端与所述加强梁连接。

可选地，所述第二板体连接于所述第一板体的顶边，所述第四板体连接于所述第三板体的顶边；

所述第一吸能件还包括连接板，所述连接板的一端与所述第一板体连接，另一端与所述第三板体连接。

可选地，所述第二吸能件包括在所述第一方向上相对设置的第三折弯部和第四折弯部，所述第三折弯部包括一体连接的第五板体和第六板体，所述第四折弯部包括一体连接的第七板体和第八板体；所述第五板体与所述第七板体沿所述第一方向相对设置，所述第六板体和所述第八板体均位于所述第五板体和所述第七板体之间，且位于所述第二吸能件朝向所述第一吸能件的一端；所述第五板体和所述第七板体的顶边均与对应的左纵梁或者右纵梁连接，所述第六板体与所述第八板体相互连接，且所述第六板体与所述第一折弯部连接，所述第八板体与所述第二折弯部连接。

可选地，所述第六板体和所述第八板体均为向所述加强梁所在方向隆起的弧面状，所述第三板体用于与所述第二吸能件连接的直角边处形成有第一翻边，所述第一翻边为与所述第八板体的弧面相匹配的弧面，所述第一翻边与所述第八板体连接。

可选地，所述第五板体上远离所述第六板体的一端形成有第二翻边，所述第七板体上远离所述第八板体的一端形成有第三翻边，所述第二翻边和所述第三翻边均与对应的所述左纵梁或右纵梁的外侧壁抵接；

和/或，所述第一吸能件的顶端与对应的所述左纵梁或右纵梁的内侧壁抵接。

可选地，所述加强梁包括平板，所述平板的前端形成有向所述框架主体所在方向延伸的第四翻边，所述平板的后端形成有向所述框架主体所在方向延伸的第五翻边，所述第四翻边中部的高度大于所述第五翻边中部的高度。

可选地，所述平板长度方向上的中部设有加强板，沿所述平板的长度方向，所述平板上、所述加强板的两侧均设有加强筋。

本发明还提供一种车辆，包括上述技术方案中提供的任意一种前副车架，因而，至少能够达到上述前副车架所能够达到的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种前副车架在使用状态时的结构示意图；

图2为图1所示的前副车架另一角度的结构示意图；

图3为图1所示的前副车架又一角度的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种前副车架中加强组件的结构示意图；

图5为图4所示加强组件另一角度的结构示意图；

图6为图4所示加强组件另一角度的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种前副车架中第一吸能件的结构示意图；

图8为图7所示的第一吸能件另一角度的结构示意图；

图9为图7所示的第一吸能件又一角度的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种前副车架中第二吸能件的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种前副车架中加强梁的结构示意图。

图标：1-前横梁；2-后横梁；3-左纵梁；4-右纵梁；5-加强组件；6-加强梁；61-平板；62-第四翻边；63-第五翻边；64-加强板；641-加工定位孔；65-加强筋；66-套筒；67-底护板安装孔；68-主定位孔；69-次定位孔；7-左吸能结构；71-第一吸能件；711-第一板体；712-第二板体；713-第三板体；714-第四板体；715-连接板；716-第一翻边；72-第二吸能件；721-第五板体；722-第六板体；723-第七板体；724-第八板体；725-第二翻边；726-第三翻边；8-右吸能结构。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，本实施例提供的一种前副车架包括由前横梁1、后横梁2、左纵梁3以及右纵梁4组成的框架主体，还包括连接于左纵梁3与右纵梁4之间的加强组件5，其中，加强组件5位于前横梁1与后横梁2之间，且位于框架主体的下方。加强组件5包括吸能结构，该吸能结构能够对外界作用力进行缓冲和吸收。一方面，加强组件5的设置能够提高前副车架的整体强度，从而降低前副车架被外力破坏的可能性；另一方面，加强组件5位于框架主体的下方，能够降低框架主体直接被外力冲击的可能性，吸能结构的设置能够起到缓冲和吸能作用，有利于进一步降低前副车架被外力破坏的可能性。

具体的实施例中，如图1、图4-图6所示，上述加强组件5可以包括沿左纵梁指向右纵梁的方向延伸的加强梁6；吸能结构可以包括左吸能结构7和右吸能结构8，其中，左吸能结构7设置于加强梁6靠近左纵梁3的一端，并与左纵梁3连接；右吸能结构8设置于加强梁6靠近右纵梁4的一端，并与右纵梁4连接。

此时，加强梁6受到外力作用时，作用力经左吸能结构7才能传递至左纵梁3，经右吸能结构8才能传递至右纵梁4，即，经过左吸能结构7和右吸能结构8才能传递至框架主体，加强梁6、左吸能结构7和右吸能结构8能够对破坏力进行缓冲和吸收，从而降低前副车架被外力破坏的可能性。

左吸能结构7和右吸能结构8可以为对称结构，也可以结构不同。请继续参照图4和图5，一种可选的实现方式种，左吸能结构7和右吸能结构8中的至少一个包括：与加强梁6的相应一端连接的第一吸能件71，以及连接第一吸能件71与对应的左纵梁3或右纵梁4的第二吸能件72，其中，第一吸能件71与加强梁6的连接处低于第二吸能件72与对应的左纵梁3或右纵梁4的连接处，以使加强梁6位于整个前副车架的最底部，能够在前副车架受到外力冲击时，降低框架主体直接被外力冲击的可能性，甚至避免框架主体直接被外力冲击。

为了便于装配，同时，保证前副车架的可靠性，优选地，左吸能结构7和右吸能结构8为对称结构，即，二者均包括上述结构。

下面以一个吸能结构(即，左吸能结构7或右吸能结构8)为例，对吸能结构的一种可选的实现方式进行说明。

以前横梁1指向后横梁2的方向为第一方向，如图7-图9所示，第一吸能件71包括在第一方向上相对设置的第一折弯部和第二折弯部，第一折弯部包括一体连接的第一板体711和第二板体712，第二折弯部包括一体连接的第三板体713和第四板体714，第一板体711与第三板体713沿第一方向相对设置，第二板体712和第四板体714均位于第一板体711和第三板体713之间；且第二板体712与第四板体714均与第一吸能件71的底部相对，第二板体712与第四板体714相互连接。

第一吸能件71包括在第一方向上相对设置的第一折弯部和第二折弯部，且第一折弯部和第二折弯部通过第二板体712与第四板体714连接，从而使得第一吸能件71为三维立体结构，使得第一吸能件71的结构强度更高。

为了进一步提高第一吸能件71的结构强度，同时便于第一吸能件71的加工与组装，示例性地，第一板体711与第三板体713均为类直角三角形结构，且一条直角边与加强梁6共面，另一直角边与对应的第二吸能件72连接。第一吸能件71远离对应的左纵梁3或右纵梁4的一端与加强梁6连接。

需要说明的是，本实施例中提到的类直角三角形结构，即，近似于直角三角形的结构，具体地，可以是第一板体711和第三板体713均某一条边或几条边包括弧线段，也可能缺少某一个或某几个顶角，第一板体711和第三板体713的整体结构近似于直角三角形。

进一步地，第二板体712可以连接于第一板体711的顶边，第四板体714可以连接于第三板体713的顶边。为了提高第一吸能件71的结构强度，一种可选的实现方式中，第一吸能件71还包括连接板715，连接板715的一端与第一板体711连接，另一端与第三板体713连接。进一步地，连接板715与第一板体711的连接处靠近第一板体711的底端，与第三板体713的连接处靠近第三板体713的底端，从而使得第一吸能件71近似于周向封闭，结构可靠性更强。

为了在保证第一吸能件71结构强度的同时，使得第一吸能件71的吸能效果更好，示例性的，第二板体712与第四板体714、以及连接板715与第一板体711和第三板体713之间均可以为焊接连接。

一种可选的实现方式中，第一板体711的中部设置有孔径为11mm的转向器安装定位孔，第二板体712的中部也设置有转向器安装定位孔，从而能够实现转向器的巧妙安装定位，确保转向力可以高效传递到力臂上，提升转向侧向传递力，同时提升转向器作用在车轮上的力矩，提高车轮转向力。

具体设置上述第二吸能件72时，如图10所示，一种可选的实现方式中，第二吸能件72包括在第一方向上相对设置的第三折弯部和第四折弯部，第三折弯部包括一体连接的第五板体721和第六板体722，第四折弯部包括一体连接的第七板体723和第八板体724，第五板体721与第七板体723沿第一方向相对设置，第六板体722和第八板体724均位于第五板体721和第七板体723之间，且位于第二吸能件72朝向第一吸能件71的一端；第五板体721和第七板体723的顶边均与对应的左纵梁3或者右纵梁4连接，第六板体722与第八板体724相互连接，且第六板体722与第一折弯部连接，第八板体724与第二折弯部连接，从而确保了扭力的传递。

为了在保证第二吸能件72结构强度的同时，使得第二吸能件72的吸能效果更好，示例性地，第六板体722与第八板体724、第六板体722与第一折弯部、以及第八板体724与第二折弯部之间的连接均可以为焊接连接。第五板体721和第七板体723与对应的左纵梁3或者右纵梁4之间也可以均为焊接连接。

第五板体721和第七板体723的中部可以设有孔径为15mm的孔，以用于控制臂安装。第八板体724上可以设有孔径为4.5mm的加工定位孔，以便于第二吸能件72加工时的定位。

为了进一步提高第二吸能件72的强度，同时，提高加强组件5的吸能缓冲效果，一种可选的实现方式中，第六板体722和第八板体724均为向加强梁6所在方向隆起的弧面状，第三板体713用于与第二吸能件72连接的直角边处形成有第一翻边716，第一翻边716为与第八板体724的弧面相匹配的弧面，第一翻边716与第八板体724连接，例如：焊接连接。

示例性地，第一板体711用于与第二吸能件72连接的直角边包括向加强梁6所在方向隆起的弧形段，以达到更好的缓冲效果；第一板体711与第五板体721焊接连接。

为了提高第二吸能件72的结构强度，一种可选的实现方式中，第五板体721上远离第六板体722的一端形成有第二翻边725，第七板体723上远离第八板体724的一端形成有第三翻边726。第二翻边725和第三翻边726均包括沿远离对应的左纵梁3或右纵梁4的方向依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第二区域和第三区域的宽度逐渐减小，从而能够在保证第二吸能件72强度的同时，使第二吸能件72更为轻量化。

示例性地，第三翻边726为弧面状，第二翻边725中：第一区域与纵梁焊接在一起；第二区域为过渡平面区，在确保第二吸能件72强度满足安全要求情况下，第二区域进行平稳区域设计；第三区域为曲面收边设计。在第一区域满足焊接接触面要求、第二吸能件72满足设计强度要求的前提下，将第二吸能件72进行拓扑优化，根据拓扑优化结果，对第二翻边725和第三翻边726的结构进行最佳的优化匹配，整体翻边结构设计更加紧密，具有有益的技术效果和轻量化实用价值。

可选地，第二翻边725和第三翻边726均与对应的左纵梁3或右纵梁4的外侧壁抵接，以提高本实施例提供的前副车架的结构可靠性。

一种可选的实现方式中，第一吸能件71的顶端与对应的左纵梁3或右纵梁4的内侧壁抵接，以提高本实施例提供的前副车架的结构可靠性。

具体设置上述加强梁6时，如图11所示，一种可选的实现方式中，加强梁6包括平板61，平板61的前端形成有向框架主体所在方向延伸的第四翻边62，平板61的后端形成有向框架主体所在方向延伸的第五翻边63。第四翻边62和第五翻边63的设置，有利于提高加强梁6的结构强度。

一种具体实现方式中，第一吸能件71用于与加强梁6连接的一端设有孔径为6mm的连接孔，加强梁6用于与各吸能件连接的一端均设置有孔径为6mm套筒66，各吸能件和加强梁6均通过紧固螺栓连接。

进一步地，第四翻边62中部的高度大于第五翻边63中部的高度，以在增加前副车架稳定性的同时，降低加速轰鸣的噪音影响。示例性地，第四翻边62中部的高度可以为12.75mm，第五翻边63中部的高度可以为4mm。

需要说明的是，第四翻边62的中部是指位于第四翻边62长度方向上的两端之间的部分，而非局限于第四翻边62的正中间；同理，第五翻边63的中部是指位于第五翻边63长度方向上的两端之间的部分，而非局限于第五翻边63的正中间。

进一步地，一种可选的实现方式中，平板61长度方向上的中部设有加强板64，沿平板61的长度方向，平板61上、加强板64的两侧均设有加强筋65，以增加抗弯抗扭性能，进一步提高加强梁6的结构强度，从而使力的传递更加高效。

示例性地，加强板64可以设置于平板61的上表面上；加强板64上可以设置有沿加强梁6长度方向间隔设置的两个加工定位孔641。

沿右纵梁4指向左纵梁3的方向，平板61上可以依次设置孔径为4mm的底护板安装孔67、孔径为4mm主定位孔68，以及次定位孔69，其中，主定位孔和次定位孔用于加强梁6加工过程中的定位。

第一吸能件71和第二吸能件72均可以采用钢板制成，示例性地，钢板的厚度不小于3.0mm。

本实施例提供的前副车架在保证有充分的结构零件安装孔和侧向力的情况下，能够使横梁与纵梁应力减少，提高焊接位置的强度和安全系数，从而避免焊缝应力集中，导致开裂的问题。经过实车理论和实车验证分析，本实施例提供的前副车架能够Y向扭转刚度提升12.91％，有效吸收碰撞的能量，缓和冲击、增强侧向力传递作用，从而更好的保证车辆的安全。使转向器能够承受更大的侧向力，增加车身稳定性。同时，还具有以下优点：

1、能够有效衰减轮胎激励振动传递能量，从而降低振动噪声；

2、转向系统零件与控制臂系统零件通过螺栓连接的结构，降低了加速轰鸣的危险。

3、通过焊接工艺连接在一起，将前副车架安装在车身上，结构简单、安装方便。

4、可以增强整车耐腐蚀性能，从而更好的保证了车辆的安全；

本实施例提供的一种车辆包括上述前副车架，前副车架包括由前横梁1、后横梁2、左纵梁3以及右纵梁4组成的框架主体，还包括连接于左纵梁3与右纵梁4之间的加强组件5，其中，加强组件5位于前横梁1与后横梁2之间，且位于框架主体的下方。一方面，加强组件5的设置能够提高前副车架的整体强度，从而降低前副车架被外力破坏的可能性；另一方面，加强组件5位于框架主体的下方，既能够降低框架主体直接被外力冲击的可能性，又能够起到缓冲和吸能作用，有利于进一步降低前副车架被外力破坏的可能性。

具体地，如图1、图4和图5所示，加强组件5包括加强梁6、左吸能结构7和右吸能结构8，加强梁6沿左纵梁3指向右纵梁4的方向延伸，左吸能结构7设置于加强梁6靠近左纵梁3的一端、并与左纵梁3连接，右吸能结构8设置于加强梁6靠近右纵梁4一端、并与右纵梁4连接。加强梁6受到外力作用时，作用力经左吸能结构7才能传递至左纵梁3，经右吸能结构8才能传递至右纵梁4，即，经过左吸能结构7和右吸能结构8才能传递至框架主体，加强梁6、左吸能结构7和右吸能结构8能够对破坏力进行缓冲和吸收，从而降低前副车架被外力破坏的可能性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种前副车架，其特征在于，包括由前横梁、后横梁、左纵梁以及右纵梁组成的框架主体，还包括连接于所述左纵梁与所述右纵梁之间的加强组件，所述加强组件位于所述前横梁与所述后横梁之间，且位于所述框架主体的下方；所述加强组件包括吸能结构，所述吸能结构能够对外界作用力进行缓冲和吸收。

2.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述加强组件包括沿所述左纵梁指向所述右纵梁的方向延伸的加强梁；所述吸能结构包括左吸能结构和右吸能结构，其中，所述左吸能结构设置于所述加强梁靠近所述左纵梁的一端，并与所述左纵梁连接；所述右吸能结构设置于所述加强梁靠近所述右纵梁的一端，并与所述右纵梁连接。

3.根据权利要求2所述的前副车架，其特征在于，所述左吸能结构和/或所述右吸能结构包括与所述加强梁的相应一端连接的第一吸能件，以及连接所述第一吸能件与对应的所述左纵梁或右纵梁的第二吸能件，其中，所述第一吸能件与所述加强梁的连接处低于所述第二吸能件与对应的所述左纵梁或右纵梁的连接处。

4.根据权利要求3所述的前副车架，其特征在于，以所述前横梁指向所述后横梁的方向为第一方向，所述第一吸能件包括在所述第一方向上相对设置的第一折弯部和第二折弯部，所述第一折弯部包括一体连接的第一板体和第二板体，所述第二折弯部包括一体连接的第三板体和第四板体，所述第一板体与所述第三板体沿所述第一方向相对设置，所述第二板体和所述第四板体均位于所述第一板体和所述第三板体之间；且所述第二板体与所述第四板体均与所述第一吸能件的底部相对，所述第二板体与所述第四板体相互连接；

所述第一板体与所述第三板体均为类直角三角形结构，且一条直角边与所述加强梁共面，另一直角边与对应的所述第二吸能件连接；所述第一吸能件远离对应的所述左纵梁或右纵梁的一端与所述加强梁连接。

5.根据权利要求4所述的前副车架，其特征在于，所述第二板体连接于所述第一板体的顶边，所述第四板体连接于所述第三板体的顶边；

所述第一吸能件还包括连接板，所述连接板的一端与所述第一板体连接，另一端与所述第三板体连接。

6.根据权利要求4所述的前副车架，其特征在于，所述第二吸能件包括在所述第一方向上相对设置的第三折弯部和第四折弯部，所述第三折弯部包括一体连接的第五板体和第六板体，所述第四折弯部包括一体连接的第七板体和第八板体；所述第五板体与所述第七板体沿所述第一方向相对设置，所述第六板体和所述第八板体均位于所述第五板体和所述第七板体之间，且位于所述第二吸能件朝向所述第一吸能件的一端；所述第五板体和所述第七板体的顶边均与对应的左纵梁或者右纵梁连接，所述第六板体与所述第八板体相互连接，且所述第六板体与所述第一折弯部连接，所述第八板体与所述第二折弯部连接。

7.根据权利要求6所述的前副车架，其特征在于，所述第六板体和所述第八板体均为向所述加强梁所在方向隆起的弧面状，所述第三板体用于与所述第二吸能件连接的直角边处形成有第一翻边，所述第一翻边为与所述第八板体的弧面相匹配的弧面，所述第一翻边与所述第八板体连接；

和/或，所述第五板体上远离所述第六板体的一端形成有第二翻边，所述第七板体上远离所述第八板体的一端形成有第三翻边，所述第二翻边和所述第三翻边均与对应的所述左纵梁或右纵梁的外侧壁抵接；

和/或，所述第一吸能件的顶端与对应的所述左纵梁或右纵梁的内侧壁抵接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的前副车架，其特征在于，所述加强梁包括平板，所述平板的前端形成有向所述框架主体所在方向延伸的第四翻边，所述平板的后端形成有向所述框架主体所在方向延伸的第五翻边，所述第四翻边中部的高度大于所述第五翻边中部的高度。

9.根据权利要求8所述的前副车架，其特征在于，所述平板长度方向上的中部设有加强板，沿所述平板的长度方向，所述平板上、所述加强板的两侧均设有加强筋。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的前副车架。

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