CN210454964U - 一种连接副车架和车身的双套筒承载接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连接副车架和车身的双套筒承载接头，其包括内套筒、外套筒、内外套筒连接螺栓、内外套筒连接螺母、垂向连接螺栓和垂向连接螺母；所述内套筒套入所述外套筒中，所述内套筒里端设有破坏面；所述内外套筒连接螺栓与所述内外套筒连接螺母将内外套筒锁紧；所述外套筒一侧设有延伸部，所述延伸部配合所述垂向连接螺栓和所述垂向连接螺母可与副车架中塔连接。本实用新型用一对过渡配合的套筒代替传统接头的螺栓连接结构，提高了连接的可靠性，又提高了结构的抗疲劳性能；同时在内套筒的破坏面上开有应力集中槽，使碰撞工况下破坏面更容易产生应力集中而破坏，从而使接头更易脱开释放碰撞能量。

Description

一种连接副车架和车身的双套筒承载接头

技术领域

本实用新型属于汽车产品加工设备技术领域，具体涉及一连接副车架和车身的双套筒承载接头。

背景技术

副车架作为前桥的组成部分，主要用于连接悬架与车身，对汽车的操纵稳定性起着至关重要的作用。传统的副车架与车身接头结构一般采用螺栓连接，将副车架钣金件与车身钣金件以及支撑套筒通过螺栓预紧力固定到一起。这种方法依靠车身与副车架的接触面产生的摩擦力来承载，需要施加较大的螺栓预紧力来保证结构强度，而碰撞时的失效方式主要有两种。一种是克服摩擦力使螺栓剪断失效，碰撞过程中，车身和副车架之间主要是产生沿纵梁方向的纵向力和纵向位移，而传统接头为垂向布置，故传统接头在碰撞时的失效形式为螺栓的剪切断裂，通过选取合适强度的螺栓，来同时满足极限强度工况和安全失效工况，虽然螺栓为标准件，但是产品的质量参次不齐，不可能每颗螺栓的极限强度为标称强度，使得安全失效工况不能满足。另一种是撕裂连接处的钣金件使连接脱开，但由于传统连接结构的强度较高，导致在碰撞过程中副车架无法与车身顺利脱开，释放碰撞能量，减小碰撞对乘员造成的伤害。

理想的副车架与车身的连接方案，一方面应满足汽车在行驶过程中要应对的极限强度工况要求，例如过不平路面，以及方坑和路沿等，要求车身底盘结构具有抗冲击的性能；另一方面满足安全失效工况的要求，即汽车在碰撞时副车架与车身的接头结构较传统接头可失效脱开，释放碰撞能量，从而达到保护乘员的目的。专利CN201610891704.1、CN201520375529.1、CN201310009414.6、CN20162 1471792.1、CN201480044537.6、CN201620416789.3等公开了几种汽车车身用的连接结构，但是这些结构均无法同时实现上述两方面的技术目的，即无法在具备较佳抗冲击性能的情况下，同时在汽车碰撞时可使副车架和车身的顺利脱开。因此，急需设计一种具备较佳抗冲击性能的且能够使副车架和车身在碰撞工况下容易脱开释放碰撞能量的连接机构。

实用新型内容

针对现有技术中汽车副车架和车身的连接结构难以在具备较佳抗冲击性能的同时在汽车在碰撞时容易脱开的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种新型的连接副车架和车身的双套筒承载接头，一方面满足汽车在行驶过程中要应对的极限强度工况要求，例如过不平路面，以及方坑和路沿等，要求车身底盘结构具有抗冲击的性能；另一方面满足安全失效工况的要求，即汽车在碰撞时副车架与车身的接头结构较传统接头更容易失效脱开，释放碰撞能量，从而达到保护乘员的目的。

本实用新型的连接副车架和车身的双套筒承载接头包括内套筒、外套筒、内外套筒连接螺栓、内外套筒连接螺母、垂向连接螺栓和垂向连接螺母；

所述内套筒套入所述外套筒中，所述内套筒里端设有破坏面，所述破坏面中心设有第一螺孔，所述破坏面沿周向还开有若干条状的应力集中槽，所述内套筒外端连有焊接块用于焊接车身纵梁；

所述外套筒设有容纳所述内套筒的孔槽，所述外套筒端面设有第二螺孔，所述第二螺孔与所述第一螺孔同轴相通；所述内外套筒连接螺栓穿过所述第二螺孔和所述第一螺孔并通过所述内外套筒连接螺母锁紧；

所述外套筒一侧设有延伸部，所述延伸部设有垂向的第三螺孔并配合所述垂向连接螺栓和所述垂向连接螺母可与副车架中塔连接。

本实用新型应用时，所述内套筒可通过所述焊接块与车身纵梁焊接，所述外套筒可通过延伸部与副车架中塔用垂向连接螺栓连接，内外套筒的轴向为纵向，采用纵向布置的内外套筒连接螺栓连接，以此将车身和副车架中塔连接，不同工况下的承载面不同，在保障极限强度工况和碰撞工况的情况下，具有较强的可靠性。驱动工况下，由内外套筒连接螺母与内套筒的接触面传递车辆前进的动力；制动工况下，由内外套筒接触面传递车辆制动力；内外套筒过渡配合，保障了垂向力和侧向力的可靠传递。碰撞工况下，力的传递路径与驱动工况一样，但此时由于应力集中，在纵向力的作用下，内套筒的破坏面因开有应力集中槽会被破坏，从而将内套筒从外套筒中拽出，使副车架与车身脱离，减少了碰撞能量的传递。

为了有效利用碰撞过程中产生的纵向力和纵向位移，本实用新型考虑接头纵向布置。由于螺栓的不可控性，采用连接件破坏的方式来保证碰撞安全，即利用纵向力来破坏被连接面。为了使连接面更易被纵向力破坏，在被连接面(内套筒的破坏面)上进行开槽处理，使得碰撞过程中产生应力集中。在车辆行驶过程中，除了考虑纵向载荷在车身-副车架间的传递，还应考虑垂向力和侧向力。为了保障车辆行驶的可靠性，除了纵向布置的螺栓连接，还将被连接面拓展为内、外套筒的结构，使得接头能够有效承受侧向力和垂向力。

较佳的，所述外套筒的延伸部上设有外套筒限位凸块。对应的，副车架中塔上可对应设置限位槽与所述外套筒限位凸块配合，可保障连接的紧固，以此可防止副车架中塔与外套筒发生接触面的相对滑动，包括平动和转动。

较佳的，所述垂向连接螺栓配有支撑套管。所述支撑套管可置于副车架中塔内，以此保证连接的可靠性，避免中塔被压溃而变形，导致螺栓连接松动。

较佳的，所述内套筒呈圆柱形，所述外套筒呈长方体形。

较佳的，所述焊接块设有U形槽便于内外套筒连接螺栓和内外套筒连接螺母的安装。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供了一种新型的连接副车架和车身的双套筒承载接头，提高了连接的可靠性，同时碰撞工况下更易脱开。具体表现为：用一对过渡配合的套筒代替传统接头的螺栓连接结构，在汽车行驶过程中的不同工况下，采用不同的接触面承载，既提高了连接的可靠性，又提高了结构的抗疲劳性能。同时，在内套筒的破坏面上开有应力集中槽，使碰撞工况下破坏面更容易产生应力集中而破坏，从而使接头更易脱开，释放碰撞能量，减小碰撞对乘员造成的伤害。

本实用新型的连接副车架和车身的双套筒承载接头，一方面可满足汽车在行驶过程中要应对的极限强度工况要求，例如过不平路面，以及方坑和路沿等，要求车身底盘结构具有抗冲击的性能；另一方面可满足安全失效工况的要求，即汽车在碰撞时副车架与车身的接头结构较传统接头更容易失效脱开，释放碰撞能量，从而达到保护乘员的目的。

附图说明

图1为本实用新型的连接副车架和车身的双套筒承载接头的安装示意图；

图2为本实用新型的连接副车架和车身的双套筒承载接头的安装爆炸示意图；

图3为本实用新型的内套筒的结构示意图；

图4为本实用新型的外套筒的结构示意图；

图5为本实用新型的连接副车架和车身的双套筒承载接头的俯视图；

图6为图5所示A-A面的剖视图。

附图标记

副车架中塔1，垂向连接螺栓2、车身纵梁3，内套筒4，外套筒5，内外套筒连接螺栓6、支撑套管7，垂向连接螺母8，限位槽9，外套筒限位凸块10，应力集中槽11，内外套筒连接螺母12，焊接块13，U形槽14，孔槽15，延伸部16。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

图1和图2示出了本实用新型一较佳实施例的连接副车架和车身的双套筒承载接头的安装示意图，其将副车架中塔1与车身纵梁3连接。其包括内套筒4、外套筒5、内外套筒连接螺栓6、内外套筒连接螺母12、垂向连接螺栓2、垂向连接螺母8和支撑套管7。

内套筒4套入外套筒5中，内套筒4呈圆柱形，其进入外套筒5的里端设有破坏面，破坏面中心设有第一螺孔，第一螺孔外围沿周向开有三条条状的应力集中槽11。如图3所示，内套筒4外端连有焊接块13用于焊接车身纵梁3，焊接块13设有U形槽14便于内外套筒连接螺栓6和内外套筒连接螺母12的安装。

外套筒5呈长方体形套在内套筒4外面，如图4所示，外套筒5设有用于容纳内套筒的孔槽15，外套筒5端面设有第二螺孔，第二螺孔与第一螺孔同轴相通；内外套筒连接螺栓6穿过第二螺孔和第一螺孔并通过内外套筒连接螺母12锁紧，将内外套筒沿轴向连接固定。

外套筒5一侧设有延伸部16，延伸部16设有垂向的第三螺孔并配合垂向连接螺栓2和垂向连接螺母8与副车架中塔1连接。副车架中塔1顶部弯曲成水平的中空结构，延伸部16连接中空结构的底部，延伸部16上设有外套筒限位凸块10。对应的，副车架中塔1水平的中空结构底部对应位置设有限位槽9，外套筒限位凸块10嵌入限位槽9中，可保障连接的紧固，以此可防止中塔1与外套筒5发生接触面的相对滑动，包括平动和转动。支撑套管7置于副车架中塔1水平的中空结构内，套在垂向连接螺栓2外部，以此保证连接的可靠性，避免副车架中塔1被压溃而变形，导致螺栓连接松动。

较佳的，内外套筒连接螺栓6和垂向连接螺栓2均为六角头法兰面螺栓，内外套筒连接螺母12和垂向连接螺母8均为六角头法兰面螺母，保证被连接面的局部强度满足要求。

由上可知，该接头结构主要由内套筒4和外套筒5构成。为保证安装精度，内、外套筒可由消失模铸造加工生产，并用过渡配合的方式安装到一起，然后用螺栓将内外套筒沿轴向连接固定。内外套筒装配而成的整体可视作一个零件，这样就通过功能合成减少了零件数目。分级装配，使装配操作分开，便于维修。

本实施例中，内套筒4通过焊接块13与车身纵梁3焊接，外套筒5通过延伸部16与副车架中塔1用垂向连接螺栓2连接，内外套筒的轴向为纵向，采用纵向布置的内外套筒连接螺栓6连接，以此将车身和副车架中塔连接，不同工况下的承载面不同，在保障极限强度工况和碰撞工况的情况下，具有较强的可靠性。如图5和图6所示，车辆在不同的行驶工况下，双套筒承载接头将会以不同的方式来传递车身与副车架之间的载荷，即以内套筒4和外套筒5不同的接触面传递力或力矩。这样可以提高接头的抗疲劳性能，同时提高接头的可靠性。驱动时，由内外套筒连接螺母12与内套筒4接触面(即图6中a面)承载；制动时，由内套筒4和外套筒5接触端面(即图6中b面)承载；垂向力均由内套筒4和外套筒5过渡配合的圆周接触面(即图6中c面)承载；在车辆发生碰撞时，承载面与驱动时的承载面相同，力的传递路径与驱动工况一样，但此时由于应力集中，在纵向力的作用下，内套筒的破坏面即开有应力集中槽11的面会被破坏，从而将内套筒从外套筒中拽出，使副车架与车身脱离，减少了碰撞能量的传递，释放碰撞能量，从而达到保护乘员的目的。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创新的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种连接副车架和车身的双套筒承载接头，其特征在于，其包括内套筒、外套筒、内外套筒连接螺栓、内外套筒连接螺母、垂向连接螺栓和垂向连接螺母；

所述内套筒套入所述外套筒中，所述内套筒里端设有破坏面，所述破坏面中心设有第一螺孔，所述破坏面沿周向还开有若干条状的应力集中槽，所述内套筒外端连有焊接块用于焊接车身纵梁；

所述外套筒设有容纳所述内套筒的孔槽，所述外套筒端面设有第二螺孔，所述第二螺孔与所述第一螺孔同轴相通；所述内外套筒连接螺栓穿过所述第二螺孔和所述第一螺孔并通过所述内外套筒连接螺母锁紧；

所述外套筒一侧设有延伸部，所述延伸部设有垂向的第三螺孔并配合所述垂向连接螺栓和所述垂向连接螺母可与副车架中塔连接。

2.如权利要求1所述的连接副车架和车身的双套筒承载接头，其特征在于，所述外套筒的延伸部上设有外套筒限位凸块。

3.如权利要求1所述的连接副车架和车身的双套筒承载接头，其特征在于，所述垂向连接螺栓配有支撑套管。

4.如权利要求1所述的连接副车架和车身的双套筒承载接头，其特征在于，所述内套筒呈圆柱形，所述外套筒呈长方体形。

5.如权利要求1所述的连接副车架和车身的双套筒承载接头，其特征在于，所述焊接块设有U形槽便于内外套筒连接螺栓和内外套筒连接螺母的安装。

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