CN116353750A - 用于摩托车车架的管节及其摩托车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于摩托车车架的管节及其摩托车车架，管节采用具有设定间隙的内管和外管结构，能够将荷载在车架管材的径向上分阶段传送并最终协同受力，且与相同直径的且壁厚较大的单管相比，承受弯矩的能力也较大程度的提高，因而，提高了抗振能力；用于车架后，与同等截面外部尺寸的车架单管相比提高整个车架的承载能力和减振能力，并且，减小了壁厚，从而，在同等载荷要求的条件下，可减小外部尺寸，提高减振能力，并且减轻重量以及空间占用，同时，利于保证摩托车的安全性，适用于包括大排量摩托车在内的所有摩托车，减小整车重量的同时，利于提高发动机效率，减少摩托车能耗，以及减小振动噪声，进而利于环保和节能。

Description

用于摩托车车架的管节及其摩托车

技术领域

本发明涉及一种摩托车部件，特别涉及一种用于摩托车车架的管节及其摩托车。

背景技术

现有技术中，用于摩托车车架是摩托车主要的承载部件。车架需要承载摩托车本身包括发动机在内的众多部件以及驾乘者，整体上需要具有较强的承载能力。同时，摩托车的动力源一般为发动机，并且行驶环境一般也较为复杂，路况较差，这些因素不但导致对摩托车车架的整体强度要求较高，对其抗振能力同样提出较高的要求。而摩托车作为灵活轻便的交通工具，并不具备增大车架的截面尺寸或者厚度而增加其承载能力和抗振能力的条件。而实际上，现有技术中为了增加车架的承载能力和减振能力，通常的做法就是增加车架管的壁厚和截面尺寸，或者增加加固部件。这些措施无疑是导致整个车架重量较重，特别是对大排量摩托车，车架更是显得粗重。

由此，粗重的摩托车车架不但在体积上浪费空间，而且在材料上使用量也较多，增加成本的同时还会增加整车重量，不利于摩托车的节能减排，且灵活性较差。

因此，需要对车架进行改进，同等条件下能够减小车架用管材的截面尺寸以及管壁厚度，从而减轻车架整体重量以及空间占用，同时，能够提高或者相对于现有技术不减小承载能力，适用于包括大排量摩托车在内的所有摩托车，从而减小整车重量，减少摩托车能耗，利于环保和节能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于摩托车车架的管节及其摩托车，管节用于车架，同等条件下能够减小车架用管材的截面尺寸以及管壁厚度，从而减轻车架整体重量以及空间占用，同时，能够提高或者相对于现有技术不减小承载能力，适用于包括大排量摩托车在内的所有摩托车，从而减小整车重量，减少摩托车能耗，利于环保和节能。

本发明的用于摩托车车架的管节，包括外管和同轴内套于外管的内管，所述外管与内管之间具有设定的径向间隙；

所述管节的两端设有用于保持所述径向间隙的隔离环，

进一步，所述隔离环在保持所述径向间隙的同时用于封堵所述径向间隙。

进一步，所述隔离环通过胀接或/和焊接固定在管节的两端。

进一步，所述管节的两端均设有焊接坡口，所述焊接坡口径向贯穿管节的内外圆。

进一步，所述径向间隙与外管外径之间的比例为1:8-14；所述外管壁厚与外管外径之间的比例为1:10-14，内管壁厚与内管外径之间的比例为1:10-14；用于车架立管的外管壁厚与外管外径之间的比例为1:8-12，内管壁厚与内管外径之间的比例为1:8-12。

本发明还公开了一种摩托车车架，包括头管、立梁、主梁和尾梁，所述立梁、主梁和尾梁均采用所述的所述管节。

进一步，位于立梁、主梁和尾梁进行振动检测时振幅最大的位置使用的所述管节为中部管节，所述中部管节的中部对应于振幅最大的位置，且该中部管节所占长度不小于对应的立梁、主梁和尾梁被固定的两端之间长度的三分之一。

进一步，位于中部管节的两端分别焊接连接设有端部管节，两端的所述端部管节的内侧端部焊接于中部管节的对应端部，外侧端部焊接于摩托车车架的设定位置。

进一步，所述主梁包括前主梁和后主梁，前主梁包括前上主梁和前下主梁，后主梁包括后上主梁和后下主梁，所述前上主梁向前固定于头管，向后固定于后上主梁，前下主梁向前固定于立管，向后固定于后上主梁，后下主梁前端固定于后上主梁或/和前上主梁，后端向后下方倾斜延伸，所述尾梁向后上方倾斜延伸，所述后上主梁向后延伸固定于尾梁的向后上方延伸段，尾梁的前端固定于后下主梁。

与所述端部管节焊接的所述设定位置具有与端部管节的端面近似平行的焊接面。

本发明的有益效果：本发明的用于摩托车车架的管节及其摩托车，管节采用具有设定间隙的内管和外管结构，能够将荷载在车架管材的径向上分阶段传送并最终协同受力，且与相同直径的且壁厚较大的单管相比，承受弯矩的能力也较大程度的提高，因而，提高了抗振能力；用于车架后，与同等截面外部尺寸的车架单管相比提高整个车架的承载能力和减振能力，并且，减小了壁厚，从而，在同等载荷要求的条件下，可减小外部尺寸，提高减振能力，并且减轻重量以及空间占用，同时，利于保证摩托车的安全性，适用于包括大排量摩托车在内的所有摩托车，减小整车重量的同时，利于提高发动机效率，减少摩托车能耗，以及减小振动噪声，进而利于环保和节能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的管节第一种结构的纵向剖视图；

图2为本发明的管节第二种结构的纵向剖视图；

图3为图1的管节间焊接结构示意图；

图4为图2的管节间焊接结构示意图；

图5为本发明的车架结构示意图；

图6为横截面外形尺寸相同的车架本发明与现有技术的振动测试对比图。

具体实施方式

如图所示：本实施例的用于摩托车车架的管节，包括外管1和同轴内套于外管1的内管2，所述外管1与内管2之间具有设定的径向间隙3；设定的径向间隙指的是根据外管和内管的外径进行确定，一般不大于外管外径尺寸的一半，以保证内管能够及时承受所受的载荷以及振动；径向间隙的设置，使得管节在承受外部冲击载荷产生弯矩时外管和内管协同抵抗，产生分别承受长度上的抗拉和抗压效应，与相同外径的单管(壁厚为外管的两倍)相比，具有更强的承载能力；同时，收到振动激励后，由于内管和外管的协同约束，振幅衰减迅速，抗振效果大大优于现有技术；即使本发明的管节外径小于单管管径(单管管壁厚度大于外管管壁)，试验使得二者承载能力相近似，但本发明的管节的振幅衰减依然优于单管；

所述管节的两端设有用于保持所述径向间隙3的隔离环4，如图所示，隔离环4分别与外管1和内管2固定，形成内管2和外管1之间的支撑，保证二者之间的径向间隙，一般情况下，隔离环需与外管和内管进行固定，保证内管和外管之间形成力的传递，形成弯矩在内管和外管之间传递、转换拉力和压力的支点，从而形成协调承担载荷和振动的抗冲击结构。

本实施例中，所述隔离环在保持所述径向间隙的同时用于封堵所述径向间隙，隔离环将径向间隙两端固定封堵，具有较好的穿力效果，同时，空气被封闭在间隙内，形成气压，具有一定的阻尼作用以及协调内管和外管之间受力的效果。

本实施例中，所述隔离环4通过胀接或/和焊接固定在管节的两端，即隔离环4需要与内管2和外管1之间固定并密封，采用现有的机械连接结构即可；如图1所示，第一种结构的隔离环4采用胀接的方式固定在内外管之间；当然，也可采用图2所示的第二种结构，隔离环4’位于外管的端部并焊接，隔离环4’的内圆外套于内管外圆并形成焊接，实现固定并且封闭；当然，也可以采用其他机械结构，最终时隔离环与内管外管形成固定且封闭即可。

本实施例中，所述管节的两端均设有焊接坡口，所述焊接坡口径向贯穿管节的内外圆，焊接坡口用于管节之间的焊接连接或者焊接在车架的设定位置完成车架整体的完成，坡口在径向上应向内到达内管2，在连接时可通焊，以保证焊接牢固可靠；对于图1的隔离环胀接结构，可在胀接后开设坡口(隔离环的轴向厚度应足够开设坡口)，并在外管和内管与隔离环之间满焊后再打平坡口即可，保证牢固性；对于图2的结构，焊接完成后直接开设坡口即可，在此不再赘述。

本实施例中，所述径向间隙与外管外径之间的比例为1:8-14，一般采用1:10，以保证二者受力时协调的同时具有独立性，承受弯矩过程中内管和外管受力明确；所述外管壁厚与外管外径之间的比例为1:20-24，一般采用1：22；内管壁厚与内管外径之间的比例为1:20-24，一般采用1:22；与现有技术的单管相比，内外管的厚度和小于单管壁厚，大大减轻车架整体重量；用于车架立管的外管壁厚与外管外径之间的比例为1:11-16，一般为1：13，内管壁厚与内管外径之间的比例为1:11-16，一般为1:13；立管承受上下的支撑载荷以及前后的冲击载荷，因此，壁厚需要大于主梁等位置管节的内外管厚度尺寸，但是，与现有技术的单管相比，内外管壁厚的和依然小于单管壁厚。

本发明还公开了一种摩托车车架，包括头管5、立梁7、主梁和尾梁11，所述立梁5、主梁和尾梁11均采用所述的所述管节。

本实施例中，位于立梁、主梁和尾梁进行振动检测时振幅最大的位置使用的所述管节为中部管节，所述中部管节的中部对应于振幅最大的位置，且该中部管节所占长度不小于对应的立梁、主梁和尾梁被固定的两端之间长度的三分之一；

进行振动检测时振幅最大的位置指的是针对现有技术相同截面尺寸的单管车架进行的检测，在振幅最大的位置替换成中部管节，从而有效提高载荷能力、减小振动并减轻车架重量，立梁7、主梁和尾梁11被固定的两端指的是被焊接固定的位置，比如为了形成车架整体，尾梁通过两个焊接点固定后并向后延伸，这两个焊接点即为尾梁11被固定的两端，即使某一个梁为了组成车架而具有三个焊接固定点，被固定的两端指的是相邻两个焊接固定点之间的梁段，在此不再赘述。

本实施例中，位于中部管节的两端分别焊接连接设有端部管节，两端的所述端部管节的内侧端部焊接于中部管节的对应端部，外侧端部焊接于摩托车车架的设定位置；如图所示，各个梁位于被固定的两端之间均为三段管节顺序焊接，中部管节位于振动最大的位置(试验检测现有技术单管车架获得)，与两端隔开相对独立受力，可充分发挥内管外管的协调承载抗振效果，并且振动传递至拉你高端的端部管节进一步被衰减阻尼，从而达到较好的减震作用；当然，中部管节并不必然位于中间，只是与振动最大的位置相对应，两端分别焊接端部管节而已。

本实施例中，所述主梁包括前主梁和后主梁，前主梁包括前上主梁6和前下主梁8，如图所示，前上主梁6包括中部管节601和两端的端部管节602、603，当然，前上主梁6还根据需要以及车架结构的不同包括左前上主梁和右前上主梁，当然，可以是单个梁，结构均是采用三段式管节的结构，在此不再赘述；前下主梁8包括中部管节801和两端的端部管节802、803，当然，前下主梁8还根据需要以及车架结构的不同包括左前下主梁和右前下主梁，当然，可以是单个梁，结构均是采用三段式管节的结构，在此不再赘述；后主梁包括后上主梁9和后下主梁10，如图所示，后上主梁9包括中部管节901和两端的端部管节902、903，当然，后上主梁9还根据需要以及车架结构的不同包括左后上主梁和右后上主梁，当然，可以是单个梁，结构均是采用三段式管节的结构，在此不再赘述；后下主梁10包括中部管节1001和两端的端部管节1002、1003，当然，后下主梁10还根据需要以及车架结构的不同包括左后下主梁和右后下主梁，当然，可以是单个梁，结构均是采用三段式管节的结构，在此不再赘述；

所述前上主梁6向前固定于头管5，向后固定于后上主梁9，前下主梁8向前固定于立管7，向后固定于后上主梁9，后下主梁前端固定于后上主梁或/和前上主梁，本实施例采用覆盖后上主梁9和前上主梁6并焊接，后端向后下方倾斜延伸，增加焊接强度；所述尾梁11向后上方倾斜延伸，所述后上主梁9向后延伸固定于尾梁11的向后上方延伸段，尾梁11的前端固定于后下主梁10；如图所示，尾梁11固定于后上主梁9和后下主梁10之间梁段为前述的三段式结构，包括中部管节1101和端部管节1102/1103，且尾梁11向后延伸段同样采用本发明的管节顺序焊接形成；当然，尾梁11的向后延伸段的后端部也需固定，或者形成回旋并由下部支撑固定，依然在振动最大的位置焊接中部管节，在此不再赘述。

与所述端部管节焊接的所述设定位置具有与端部管节的端面近似平行的焊接面；由于本发明的管节端面为标准的结构，并形成径向贯穿的坡口，因此，只能与平面(或者加工成坡口)焊接，对于形成较小角度的对接并焊接，需要在焊接位置先焊接具有焊接平面的基础构件后再焊接本管节，基础构件可以是短管或者支座，可先与管节端部焊接后再焊接到指定位置，也可以是先焊接在指定位置在与管节焊接，均能实现发明目的；端部管节的端面指的是径向截面平行的端面，指的不是开设坡口后形成的斜面，在此不再赘述。

本发明的车架安装于摩托车后与现有技术的单管车架进行对比的结果如图6所示，具体检测位置为车架的前上主梁和尾梁靠近端部的位置；现有技术的前上主梁外径34mm，壁厚3mm，本发明的前上主梁外管外径34mm，壁厚1.5mm，内管外径28mm，壁厚1mm；现有技术的尾梁外径26mm，壁厚2.5mm，本发明的尾梁外管外径26mm，壁厚1.5mm，内管外径23mm，壁厚1mm；

行驶路面为较为平整的沥青路面，图6的曲线为修正了相对平滑的曲线(修正路面异常颠簸的突然振动加大的部分曲线)；由图中可以看出，无论是尾梁还是主梁，均大大减小了振动幅度，并且本发明的车架相对重量明显变轻，适合于摩托车使用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于摩托车车架的管节，其特征在于：包括外管和同轴内套于外管的内管，所述外管与内管之间具有设定的径向间隙；

所述管节的两端设有用于保持所述径向间隙的隔离环。

2.根据权利要求1所述的用于摩托车车架的管节，其特征在于：所述隔离环在保持所述径向间隙的同时用于封堵所述径向间隙。

3.根据权利要求1所述的用于摩托车车架的管节，其特征在于：所述隔离环通过胀接或/和焊接固定在管节的两端。

4.根据权利要求2所述的用于摩托车车架的管节，其特征在于：所述管节的两端均设有焊接坡口，所述焊接坡口径向贯穿管节的内外圆。

5.根据权利要求2所述的用于摩托车车架的管节，其特征在于：所述径向间隙与外管外径之间的比例为1:8-14；所述外管壁厚与外管外径之间的比例为1:10-14，内管壁厚与内管外径之间的比例为1:10-14；用于车架立管的外管壁厚与外管外径之间的比例为1:8-12，内管壁厚与内管外径之间的比例为1:8-12。

6.一种摩托车车架，其特征在于：包括头管、立梁、主梁和尾梁，所述立梁、主梁和尾梁均采用权利要求1-5任一权利要求的所述管节。

7.根据权利要求6所述的用于摩托车车架的管节，其特征在于：位于立梁、主梁和尾梁进行振动检测时振幅最大的位置使用的所述管节为中部管节，所述中部管节的中部对应于振幅最大的位置，且该中部管节所占长度不小于对应的立梁、主梁和尾梁被固定的两端之间长度的三分之一。

8.根据权利要求7所述的摩托车车架，其特征在于：位于中部管节的两端分别焊接连接设有端部管节，两端的所述端部管节的内侧端部焊接于中部管节的对应端部，外侧端部焊接于摩托车车架的设定位置。

9.根据权利要求8所述的摩托车车架，其特征在于：所述主梁包括前主梁和后主梁，前主梁包括前上主梁和前下主梁，后主梁包括后上主梁和后下主梁，所述前上主梁向前固定于头管，向后固定于后上主梁，前下主梁向前固定于立管，向后固定于后上主梁，后下主梁前端固定于后上主梁或/和前上主梁，后端向后下方倾斜延伸，所述尾梁向后上方倾斜延伸，所述后上主梁向后延伸固定于尾梁的向后上方延伸段，尾梁的前端固定于后下主梁。

与所述端部管节焊接的所述设定位置具有与端部管节的端面近似平行的焊接面。

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