CN203854730U - 一种车辆水箱横梁 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种车辆水箱横梁,包括相连接的横梁上本体和横梁下本体,所述横梁上本体的截面呈“几”字型结构,横梁上本体与所述横梁下本体之间形成有空腔体。本车辆水箱横梁,将横梁上本体设置成截面为“几”字型的结构,且横梁上本体与横梁下本体之间形成有空腔体的结构,相比传统的水箱横梁结构,在同等钢板厚度的情况下,这种水箱横梁的强度和刚度更大,能很好的起到支撑水箱和冷凝器的冲击,因此可以用较薄钢板来制作,在保证强度的同时,可以达到轻量化的目的,从而可以减小水箱横梁的自身重量和成本,同时还能增加整车的扭转刚度,提升整车的碰撞性能。

Description

一种车辆水箱横梁
技术领域
[0001] 本实用新型涉及车辆车身横梁结构,具体地说,本实用新型涉及一种车辆水箱横梁。
背景技术
[0002] 水箱横梁的主要功能是支撑水箱和冷凝器,传递力和力矩,一般布置在发动机的前方位置。现有技术的水箱横梁主要分成如下三种类型:
[0003] 1、与车身一体式的水箱横梁,其一般是由横梁本体以及一些加强板构成,这种结构在同等钢板厚度的情况下,结构较弱、强度和刚度比较难满足要求。
[0004] 2、与副车架一体式的水箱横梁,水箱横梁与副车架焊接在一起,组成副车架整体。这种水箱横梁由水箱横梁本体、固定支架及焊接螺母组成。这种水箱横梁作为汽车悬架的重要组成部分,必须有足够的强度和刚度支撑散热器及冷凝器的冲击。
[0005] 3、分体式水箱横梁,其是由横梁上本体和横梁下本体相连接构成,横梁下本体相当于加强板结构。相比前两种水箱横梁结构,在同等钢板厚度的情况下,分体式水箱横梁的强度和刚度更大,能很好的起到支撑水箱和冷凝器的冲击。而在保证水箱横梁强度的同时,水箱横梁的截面宽度较大,横梁上本体和横梁下本体的结构也复杂,需要设置很多加强筋来满足水箱横梁的强度,从而导致水箱横梁的自身重量重,而且成本高,相应也导致车重加大。
实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种车辆水箱横梁,以达到轻量化的目的。
[0007]为了解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:一种车辆水箱横梁,包括相连接的横梁上本体和横梁下本体,所述横梁上本体的截面呈“几”字型结构,横梁上本体与所述横梁下本体之间形成有空腔体。
[0008] 所述横梁下本体的截面呈“L”型结构。
[0009] 所述横梁上本体包括顶板、第一侧板、第二侧板和第三侧板,第一侧板和第二侧板分别在顶板相对的两侧与顶板连接且均朝向顶板下方延伸,第三侧板与第二侧板连接且与顶板相平行。
[0010] 所述顶板的两端各设有一个第一弯曲部和一个第二弯曲部,两个第二弯曲部是位于两个第一弯曲部之间,第一弯曲部使顶板两端为向上弯曲,第二弯曲部使顶板两端为朝向顶板一侧弯曲。
[0011] 所述第一弯曲部的半径比所述第二弯曲部的半径大。
[0012] 所述横梁下本体包括与所述顶板位置相对的底板和与底板侧部连接且朝向底板下方延伸的第四侧板,底板并与所述第三侧板连接,第四侧板并与所述第一侧板连接。
[0013] 所述空腔体中设有多个套管,套管一端与所述顶板连接,另一端与所述底板连接,套管上设有让螺栓穿过的中心孔,顶板和底板上相应设有与套管中心孔连通的通孔。
[0014] 所述套管共设有两个,两个套管分别在所述空腔体的两端与所述顶板和所述底板焊接连接。
[0015] 本车辆水箱横梁还包括与所述横梁上本体焊接连接且朝向横梁上本体外侧延伸的横梁安装支架。
[0016] 本车辆水箱横梁还包括与所述横梁上本体焊接连接的用于安装冷凝器的冷凝器安装支架。
[0017] 本实用新型的车辆水箱横梁,将横梁上本体设置成截面为“几”字型的结构,且横梁上本体与横梁下本体之间形成有空腔体的结构,相比传统的水箱横梁结构,在同等钢板厚度的情况下,这种水箱横梁的强度和刚度更大,能很好的起到支撑水箱和冷凝器的冲击,因此可以用较薄钢板来制作,在保证强度的同时,可以达到轻量化的目的,从而可以减小水箱横梁的自身重量和成本,同时还能增加整车的扭转刚度,提升整车的碰撞性能。
附图说明
[0018] 图1为本实用新型车辆水箱横梁的结构示意图;
[0019] 图2为本实用新型车辆水箱横梁的分解图;
[0020] 图3是横梁上本体的结构示意图;
[0021] 图4是横梁下本体的结构示意图;
[0022] 图5是车辆水箱横梁的截面图;
[0023] 图6是车辆水箱横梁与水箱和冷凝器的装配图;
[0024] 图7是车辆水箱横梁与车身的装配图;
[0025] 上述图中的标记均为:1、横梁上本体;11、顶板;111、第一弯曲部;112、第二弯曲部;12、第一侧板;13、第二侧板;14、第三侧板;2、横梁下本体;21、底板;22、第四侧板;3、
空腔体;4、套管;5、横梁安装支架;6、冷凝器安装支架。
具体实施方式
[0026] 下面对照附图,通过对实施例的描述,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明,目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解,并有助于其实施。
[0027] 如图1至图7所示,本实用新型一种车辆水箱横梁,为分体式水箱横梁,其包括相连接的横梁上本体I和横梁下本体2,横梁上本体I的截面呈“几”字型结构,横梁上本体I与横梁下本体2之间形成有空腔体3。如图6和图7所示,水箱横梁安装在车辆的车架的前端,横梁上本体I是位于横梁下本体2的上方。相比传统的水箱横梁结构,在同等钢板厚度的情况下,本水箱横梁的强度和刚度更大,能很好的起到支撑水箱和冷凝器的冲击,因此可以用较薄钢板来制作,在保证强度的同时,可以达到轻量化的目的,从而可以减小水箱横梁的自身重量和成本,同时还能增加整车的扭转刚度,提升整车的碰撞性能
[0028] 具体地说,横梁上本体I和横梁下本体2都是采用长板件冲压成型的构件,如图5所示,横梁上本体I的纵截面呈“几”字型结构,横梁下本体2的纵截面呈“L”型结构。如图3所示,横梁上本体I包括顶板11、第一侧板12、第二侧板13和第三侧板14,第一侧板12和第二侧板13分别在顶板11长度方向上相对的两侧与顶板11连接且均朝向顶板11的下方延伸,第一侧板12和第二侧板13与顶板11之间的夹角角度大于90度,这样第一侧板12和第二侧板13均是朝向顶板11下方外侧倾斜延伸的状态,第三侧板14与第二侧板13的下部边缘连接且与顶板11为相平行的,第三侧板14朝向第二侧板13的外侧延伸。横梁下本体2包括与顶板11位置相对的底板21和与底板21侧部连接且朝向底板21下方延伸的第四侧板22,底板21并与第三侧板14的底面焊接连接,第四侧板22并与第一侧板12的内侧面焊接连接。
[0029] 采用上述结构,本水箱横梁的横梁上本体I与横梁下本体2搭接之后,可以形成空腔结构,这样水箱横梁截面不需要做很宽,很窄的截面就能满足强度、刚度等性能要求。因此可以用较少的材料来制作水箱横梁,在保证水箱横梁强度、抗扭、刚度等性能的前提下,达到轻量化的目的,这个空腔结构的截面只需要做到40_即可满足要求。
[0030] 横梁上本体I和横梁下本体2的两端采用弯曲成型工艺,可以使本水箱横梁的强度得到显著加强。具体的,顶板11的两端各设有一个第一弯曲部111和一个第二弯曲部112,两个第二弯曲部112是位于两个第一弯曲部111之间,第一弯曲部111使顶板11两端为向上弯曲,从而使顶板11的中部为向下凹陷的结构,第二弯曲部112使顶板11两端为朝向顶板11的前侧略微弯曲。第一弯曲部111的半径且比第二弯曲部112的半径大,在本实施例中,第一弯曲部111的半径为100mm,第二弯曲部112的半径为90mm。与横梁上本体I的形状相匹配,横梁下本体2的两端相应各设有两个弯曲部,以确保横梁下本体2的表面能够与横梁上本体I的第一侧板12和第三侧板14的表面贴合焊接。本水箱横梁采用弯曲成型工艺,可以使横梁的强度得到显著加强。通过试验采用CAE分析,同时在横梁中间部位对不弯曲成型和采用弯曲成型工艺的横梁加载1000N的力值,两端弯曲成型的横梁应力值为66.5Mpa,而两端不采用弯曲成型的横梁应力值达到了 95.1Mpa,这样当车辆发生碰撞时,这种新型水箱横梁能够吸收碰撞过程中的一部分冲击动能,减少碰撞侵入量,提升整车的碰撞性能。
[0031] 如图3和图4所示,第一侧板12、第二侧板13与顶板11之间、第二侧板13与第三侧板14之间、以及底板21与第四侧板22之间均为圆弧过渡,在本实施例中,圆弧过渡处的圆角半径为5mm。第一侧板12、第二侧板13与顶板11之间的夹角均为95度,以保证成型的工艺过渡和拔模角度。底板21与顶板11相平行,第四侧板22与底板21之间的夹角也为95度,以保证成型的工艺过渡和拔模角度。
[0032] 本水箱横梁的横梁上本体I与横梁下本体2配合通过点焊焊接,这样可以减少焊接的变形,保证水箱横梁左右连车架的安装点位置。
[0033] 如图2所示,本水箱横梁的空腔体3中还设有多个套管4,套管4 一端与顶板11的底面焊接连接,另一端与底板21的顶面焊接连接。套管4所在位置为水箱横梁与车架连接的安装点位置,套管4可以增加安装点Z向的强度。由于本水箱横梁是通过螺栓与车架固定连接,在套管4上设有用于让螺栓穿过的中心孔,顶板11和底板21上相应设有与套管4中心孔连通的通孔。在本实施例中,套管4共设有两个,两个套管4分别在空腔体3的两端与顶板11和底板21焊接连接,相应在顶板11和底板21的两端各设有一个通孔。
[0034] 如图1和图2所示,本车辆水箱横梁还包括与横梁上本体I焊接连接且朝向横梁上本体I外侧延伸的横梁安装支架5,如图6所示,横梁安装支架5用于与在车架上位于水箱横梁后方的前悬置横梁搭接。在本实施例中,横梁安装支架5共设有两个,分别在横梁上本体I的第一侧板12的两端与第一侧板12在搭接处缝焊焊接。各横梁安装支架5上还设有两个安装孔,用于与前悬置横梁固定连接时让螺栓穿过。横梁安装支架5搭接在前悬置横梁上,通过与前悬置横梁一起连接在车身上,这样水箱横梁与车身相当于有六个连接安装孔,保证了连接的可靠性。
[0035] 如图1和图2所示,本车辆水箱横梁还包括与横梁上本体I焊接连接冷凝器安装支架6,冷凝器安装支架6是用于安装水箱和冷凝器,冷凝器安装支架6和横梁安装支架5分布在横梁上本体I相对的两侧。在本实施例中,冷凝器安装支架6共设有两个,分别在横梁上本体I的顶板11的两端与顶板11焊接,且还与第二侧板13焊接。两个冷凝器安装支架6都采用翻边结构,保证支架自身的强度。同时考虑到水箱和冷凝器都是通过橡胶软垫装在水箱横梁上的,冷凝器安装支架6的安装孔结构设计也采用翻边结构,这样易于水箱和冷凝器的安装和提高橡胶件的耐磨性。
[0036] 如图7所示,为本水箱横梁与车身的装配示意图,水箱和冷凝器支撑在冷凝器安装支架6上,采用分体式结构的水箱横梁,提高了整车的扭转刚度,改善了力的传递,图中箭头所示为力的传递路径。当车辆发生碰撞时,力传递到车架的吸能处,提升了整车的碰撞性能,当车辆发生碰撞时可以很好的吸收一部分冲击动能。
[0037] 上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述,显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆水箱横梁,包括相连接的横梁上本体和横梁下本体,其特征在于:所述横梁上本体的截面呈“几”字型结构,横梁上本体与所述横梁下本体之间形成有空腔体。
2.根据权利要求1所述的车辆水箱横梁,其特征在于:所述横梁下本体的截面呈“L”型结构。
3.根据权利要求2所述的车辆水箱横梁,其特征在于:所述横梁上本体包括顶板、第一侧板、第二侧板和第三侧板,第一侧板和第二侧板分别在顶板相对的两侧与顶板连接且均朝向顶板下方延伸,第三侧板与第二侧板连接且与顶板相平行。
4.根据权利要求3所述的车辆水箱横梁,其特征在于:所述顶板的两端各设有一个第一弯曲部和一个第二弯曲部,两个第二弯曲部是位于两个第一弯曲部之间,第一弯曲部使顶板两端为向上弯曲,第二弯曲部使顶板两端为朝向顶板一侧弯曲。
5.根据权利要求4所述的车辆水箱横梁,其特征在于:所述第一弯曲部的半径比所述第二弯曲部的半径大。
6.根据权利要去3至5任一所述的车辆水箱横梁,其特征在于:所述横梁下本体包括与所述顶板位置相对的底板和与底板侧部连接且朝向底板下方延伸的第四侧板,底板并与所述第三侧板连接,第四侧板并与所述第一侧板连接。
7.根据权利要求6所述的车辆水箱横梁,其特征在于:所述空腔体中设有多个套管,套管一端与所述顶板连接,另一端与所述底板连接,套管上设有让螺栓穿过的中心孔,顶板和底板上相应设有与套管中心孔连通的通孔。
8.根据权利要求7所述的车辆水箱横梁,其特征在于:所述套管共设有两个,两个套管分别在所述空腔体的两端与所述顶板和所述底板焊接连接。
9.根据权利要求8所述的车辆水箱横梁,其特征在于:还包括与所述横梁上本体焊接连接且朝向横梁上本体外侧延伸的横梁安装支架。
10.根据权利要求9所述的车辆水箱横梁,其特征在于:还包括与所述横梁上本体焊接连接的用于安装冷凝器的冷凝器安装支架。
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