CN201694252U - 一种车架部件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汽车制造领域，尤其是指一种用于客车骨架结构的车架部件。本实用新型车架部件本体为长条形凹槽结构，凹槽的两个侧边分别向凹槽外侧延展出两个翻边，凹槽底边平直，底边与侧边以及侧边与翻边之间的拐角均为圆角，整个车架部件采用镁合金或型号为6005T5、6005T6、6082T5、6082T6、7A04、7003、7005的铝合金材料。与现有的钢制车架部件相比，使用本实用新型的铝型材部件其在大大减轻重量的同时，能够达到现有骨架为矩形钢管结构的客车的强度，使客车的自重减轻，能耗减少，并且不会生锈，相比钢制部件，其使用寿命大大延长，可达25年，并且汽车报废后，该车架部件还可回收再利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车制造领域，尤其是指一种用于客车骨架结构的车架部件。
背景技术
现有的客车骨架结构形式主要有三种：
第一种，非承载式。汽车有刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹性元件联接，主要靠车架承重，车身不参与受力。这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。
第二种，半承载式。半承载式车身的汽车没有刚性大梁架，只是加强了前围，侧围，后围，底架等部位，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种半承载式，车身只是部分参与受力，质量比非承载式车身稍小。
第三种，采用巨型钢管焊接而成的全承载式车身结构。该全承载式车身结构虽然质量比前两种小，但还不能有效的大幅度降低车身重量。
以上三种结构均为钢制结构，整车重量大，导致承载能力下降，客车能耗偏高，再有钢骨架容易生锈，即使磷化处理过的骨架寿命也不过8年左右，而且不能回收利用。磷化液中的磷是一种剧毒物质，以及矩型钢管上所喷的防锈漆，均严重污染环境。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新的铝型材部件来替代目前客车在车顶骨架中所使用的钢制骨架型材，在保证车顶刚度需要的同时，降低车身的重量，并且不易腐蚀，延长骨架的使用寿命。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种车架部件，所述车架部件本体为横截面呈Ω型的长条形凹槽结构，凹槽的两个侧边分别向凹槽外侧延展出两个翻边，所述车架部件材料为铝合金或镁合金。
本实用新型的有益效果是：采用铝合金或镁合金材料替代传统钢制材料，大幅延长了车顶的使用寿命；同时，采用横截面呈Ω型的长条形凹槽状的铝合金或镁合金结构设计大大降低了由其组合后的车顶骨架的重量，一方面可降低车体骨架侧围的承重，延长车体侧围骨架的寿命，另一方面降低了汽车使用中的油耗，节约了汽车的使用成本；采用铝合金或镁合金材料可防止对本实用新型车架部件的锈蚀，并且当整车报废后，还可回收利用。US20030136477A1专利、JP2004-017682A专利以及范军锋在2009年第2期的《汽车工艺与材料》上发表的《现代轿车轻量化技术研究----新材料技术、轻量化工艺和轻量化结构》均没有公开本实用新型的横截面呈Ω型的长条形凹槽车架部件。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述凹槽的两个侧边互相平行，所述凹槽的底边垂直于凹槽的两个侧边，且底边与两个翻边相平行。
采用上述进一步方案的有益效果是，一方面“所述凹槽的两个侧边互相平行，所述凹槽的底边垂直于凹槽的两个侧边，且底边与两个翻边相平行”的结构便于其与其他部件之间的铆接，另一方面也增强车架部件本体的抗弯曲能力。
进一步，所述凹槽底边与侧边之间的拐角为圆角。
采用上述进一步方案的有益效果是，防止当本实用新型车架部件受到外力而变形或扭转时，凹槽底边与第一侧边之间的拐角或者凹槽底边与第二侧边之间的拐角因应力集中而产生裂纹。
进一步，所述凹槽的侧边与翻边之间的拐角为圆角。
采用上述进一步方案的有益效果是，防止当本实用新型车架部件受到外力而变形或扭转时，凹槽的侧边与翻边之间的拐角因应力集中而产生裂纹。
进一步，所述凹槽长度为10～14000mm，凹槽壁厚度1～8mm，翻边的厚度为1～8mm，两翻边边缘之间的距离为30～200mm。
进一步，所述底边到翻边的垂直距离为20～80mm。
进一步，所述圆角半径为0.5～8mm。
进一步，所述铝合金为6005T5、6005T6、6082T5、6082T6、7A04、7003或者7005型铝合金。
采用上述进一步方案的有益效果是，保证本实用新型车架部件达到与钢材相近的强度或高于钢材的强度。
附图说明
图1为本实用新型车架部件结构图；
图2为图1中本实用新型车架部件沿A方向的横截面剖视图；
图3为本实用新型车架部件作为顶盖横梁和顶盖纵梁的连接结构图。
图4为图3中所使用的中角码的横截面结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1、图2所示，本实用新型车架部件本体为一横截面呈Ω型的长条形凹槽结构，凹槽的底边101垂直于凹槽的第一侧边102和第二侧边103，第一侧边102与第二侧边103相平行，第一侧边102和第二侧边103分别向凹槽外侧延展出第一翻边104和第二翻边105，凹槽的底边101与第一翻边104和第二翻边105相平行；凹槽中底边101与第一侧边102之间的拐角为圆角，底边101与第二侧边103之间的拐角为圆角，第一侧边102与第一翻边104之间的拐角为圆角，第二侧边103与第二翻边105之间的拐角为圆角。本实用新型车架部件中的各拐角采用圆角形式，可以防止当受到外力而变形或扭转时因拐角处应力集中而产生裂纹。
本实用新型车架部件中，凹槽的长度为40～14000mm，更为优选地为400～2500mm；底边101的宽度为20～100mm，更为优选地为25～50mm；凹槽壁厚度为1～8mm，更为优选地为2～5mm；第一翻边104的厚度为1～8mm，更为优选地为2～5mm；第二翻边105的厚度为1～8mm，更为优选地为2～5mm；车架部件的宽度，即第一翻边104远离第二翻边105的边缘到第二翻边105远离第一翻边104的边缘的距离为30～200mm，更为优选地为40～100mm；车架部件的高度，即底边101到第一翻边104或者第二翻边105的垂直距离为20～80mm，更为优选地为25～55mm；车架部件中各个拐角的圆角半径为0.5～8mm，更为优选地为1～4mm。本实用新型车架部件采用镁合金或者型号为6005T5、6005T6、6082T5、6082T6、7A04、7003、7005的铝合金，以上各型号铝合金均可满足本实用新型车架部件的硬度要求。
实施例1-5
如前所述的铝型材部件，其可用于不同汽车的各参数的具体大小如下表所示：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 凹槽长度(mm) | 40 | 400 | 1500 | 2500 | 14000 |
| 底边101宽度(mm) | 20 | 25 | 40 | 50 | 100 |
| 凹槽壁厚度(mm) | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 |
| 第一翻边104的厚度(mm) | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 |
| 第二翻边105的厚度(mm) | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 |
| 车架部件的宽度(mm) | 30 | 40 | 70 | 100 | 200 |
| 车架部件的高度(mm) | 20 | 25 | 40 | 55 | 80 |
| 各拐角的圆角半径(mm) | 0.5 | 2 | 4 | 6 | 8 |
图3为本实用新型车架部件作为顶盖横梁和顶盖纵梁的连接结构图。图3中，本实用新型车架部件作为车架整体结构中的顶盖横梁和顶盖纵梁，通过中角码进行铆接。具体地，顶盖横梁d1通过第一中角码j1和第二中角码j2与第一顶盖纵梁d2铆接，其中第一中角码j1和第二中角码j2的一个边分别与第一顶盖纵梁d2的凹槽结构中的两个侧边通过铆钉铆接在一起，第一中角码j1和第二中角码j2的另一个边与顶盖横梁d1的一个侧边通过铆钉铆接在一起；顶盖横梁d2通过第三中角码j3和第四中角码j4与第二顶盖纵梁d3铆接，其中第三中角码j3和第四中角码j4的一个边分别与第二顶盖纵梁d3的凹槽结构中的两个侧边通过铆钉铆接在一起，第三中角码j3和第四中角码j4的另一个边与顶盖横梁d1的另一个侧边对称于第一中角码j1和第二中角码j2的铆接位置，通过铆钉铆接在一起。
图3连接结构中的中角码横截面结构如图4所示为“L”型直角结构，其内角以及两边的边缘处采用圆角结构，避免了局部应力过大而使中角码产生裂纹。
本实用新型与目前客车骨架结构中所使用的钢制部件相比，具有重量轻、寿命长的特点，并且本实用新型的车架部件的强度不低于钢制部件，举例说明如下：
目前，普通钢骨架客车顶盖横梁及顶盖纵梁一般为30mm×50mm×1.75mm矩形钢管，其1m长的重量为2.1kg，其到屈服极限时的抗拉力为
F＝Rm×S
其中Rm是抗拉强度，单位是MPa，S为矩形钢管截面积，单位是平方米。型号为Q235的矩形钢管抗拉强度Rm为415MPa，矩形钢管的截面积S＝0.00026775m2，所以可得抗拉力为
F＝Rm×S＝111116N。
若采用本实用新型车架部件作为顶盖横梁及纵梁，当其截面积S＝0.000542m2时，采用6082T6型铝合金，其抗拉强度为Rm＝310MPa，则可得出其抗拉力
F＝Rm×S＝168175N
而其1m长的重量为
G＝2.7g/cm3×542cm3＝1.46kg
由此可知，采用此种铝合金作为顶横梁和顶纵梁到屈服极限时的抗拉力高于30mm×50mm×1.75mm矩形钢管，而重量却只有矩形钢管的69.5％。因此使用本实用新型的铝型材部件其在大大减轻重量的同时，能够达到现有骨架为矩形钢管结构的客车的强度，使客车的自重减轻，减少能耗，并且不会生锈，相比钢制部件，其使用寿命大大延长，可达25年。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种车架部件，其特征在于：所述车架部件本体为横截面呈Ω型的长条形凹槽结构，凹槽的两个侧边分别向凹槽外侧延展出两个翻边，所述车架部件材料为铝合金或镁合金。
2.根据权利要求1所述的车架部件，其特征在于：所述凹槽的两个侧边互相平行，所述凹槽的底边垂直于凹槽的两个侧边，且底边与两个翻边相平行。
3.根据权利要求2所述的车架部件，其特征在于：所述凹槽底边与侧边之间的拐角为圆角。
4.根据权利要求1至3任一项所述的车架部件，其特征在于：所述凹槽的侧边与翻边之间的拐角为圆角。
5.根据权利要求1至3任一项所述的车架部件，其特征在于：所述凹槽长度为10～14000mm，凹槽壁厚度1～8mm，翻边的厚度为1～8mm，两翻边边缘之间的距离为30～200mm。
6.根据权利要求2或3所述的车架部件，其特征在于：所述底边到翻边的垂直距离为20～80mm。
7.根据权利要求4所述的车架部件，其特征在于：所述圆角的半径为0.5～8mm。
8.根据权利要求1至3任一项所述的车架部件，其特征在于：所述铝合金为6005T5、6005T6、6082T5、6082T6、7A04、7003或者7005型铝合金。
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