CN212046756U - 扭梁悬架的横梁加强件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扭梁悬架的横梁加强件，所述横梁加强件的一端为纵臂连接部，另一端为横梁连接部，纵臂连接部高于横梁连接部设置，纵臂连接部与横梁连接部之间通过弧形的连接板平滑过渡；横梁连接部开设有连接通孔；连接板上设置有U形加强筋和蝶形加强筋；U形加强筋沿连接板的长度方向设置，蝶形加强筋沿连接板的宽度方向设置；U形加强筋的开口端靠近纵臂连接部，U形加强筋的弧形端靠近蝶形加强筋的弧形端，蝶形加强筋的开口端靠近连接通孔；纵臂连接部、横梁连接部和连接板的2侧边缘均向上延伸形成翻边。该横梁加强件焊接于横梁与纵臂的连接处，可提高扭梁的侧倾刚度，从而提高横梁与纵臂的连接强度。

Description

扭梁悬架的横梁加强件

技术领域

本实用新型涉及汽车扭梁的结构设计，具体涉及到一种扭梁悬架的横梁加强件。

背景技术

扭转梁半独立悬架是目前常用的汽车后悬挂结构，如图1所示，在轻型汽车或轿车中，它通常通过一根整体的V型或U型断面的横梁1把左右两侧的纵臂3焊接在一起构成。纵臂3的前端通过橡胶-金属衬套管4与车身作绞式连接，后端通过轮毂安装板5、减震器支架6和弹簧座7与轮毂、减震器和弹簧相连。这样，纵臂3可绕硬性连接点上下摆动以便通过减震器和减震弹簧吸收震动，起到吸震的作用，因此，悬架关系到车辆的操控性和舒适性。当悬架两侧的变形不等时，横梁1发生扭转变形，因横梁1有较大的弹性，可起到横向稳定器的作用，因此横梁1是扭转梁式半独立悬架中的关键部件，起到传力、受力和连接平衡两侧的作用。当横梁1发生扭转变形时，纵臂3由于受车身、轮毂、减震器和弹簧的限制而无法作相应的改变，这样便在横梁1与纵臂3连接的焊接区形成应力集中。再加上，横梁1直接垂直于纵臂3纵向中心线焊接在纵臂3上，焊接处的连接强度并不高，在转弯工况及扭转台架试验中，很容易使横梁1与纵臂3在该焊接区折断，大大地缩短了扭转梁半独立悬架的使用寿命，增加了发生安全事故的概率。提升扭梁的侧倾刚度能较好地解决上述问题，在过去，多是采用增加横梁1的厚度和增加扭杆的方式提升侧倾刚度，但这样做会导致重量的大量增加，不能满足当今时代下的轻量化要求，因此现在急需一种新的提升扭梁侧倾刚度的解决方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种扭梁悬架的横梁加强件，通过横梁加强件提升扭梁的侧倾刚度，确保横梁与纵臂焊接处的连接强度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

扭梁悬架的横梁加强件，所述横梁加强件的一端为纵臂连接部，另一端为横梁连接部，纵臂连接部高于横梁连接部设置，纵臂连接部与横梁连接部之间通过弧形的连接板平滑过渡；横梁连接部开设有连接通孔；连接板上设置有U形加强筋和蝶形加强筋；U形加强筋沿连接板的长度方向设置，蝶形加强筋沿连接板的宽度方向设置；U形加强筋的开口端靠近纵臂连接部，U形加强筋的弧形端靠近蝶形加强筋的弧形端，蝶形加强筋的开口端靠近连接通孔；纵臂连接部、横梁连接部和连接板的2侧边缘均向上延伸形成翻边。该横梁加强件焊接于横梁与纵臂的连接处，可提高扭梁的侧倾刚度，从而提高横梁与纵臂的连接强度。

作为上述方案的进一步技术方案，所述连接通孔为圆形通孔。连接通孔的通孔焊接形式改善了传统的端部焊接形式所带来的应力集中的问题，使横梁连接部的焊接应力分布更均匀，从而减小焊缝应力并增强横梁加强件的刚度，满足疲劳寿命需要。

作为上述方案的进一步技术方案，所述连接通孔为椭圆形通孔，椭圆形通孔的长轴线与横梁的长度方向平行。椭圆形通孔具有更长的分散应力范围，从而使横梁连接部与横梁之间的焊接位置更宽泛，应力分布更均匀。

作为上述方案的更进一步技术方案，所述连接通孔靠近蝶形加强筋一端的直径大于另一端的直径。由于靠近蝶形加强筋一端比另一端的受力更大，因此该非标准椭圆形通孔能进一步改善横梁连接部的应力分布，使横梁连接部的应力分布更均匀，从而使横梁加强件具有更长的疲劳寿命，更加耐用。

作为上述方案的更进一步技术方案，所述横梁连接部端部2侧的翻边与连接板的交界处均开设有弧形圆角。该弧形圆角使得翻边与连接板的交界处应力平滑过渡，均匀分布，从而提高横梁加强件的疲劳寿命。

作为上述方案的更进一步技术方案，所述弧形圆角的顶点与连接通孔远离纵臂连接部的顶点在横梁的长度方向上的间距为连接通孔的2个顶点之间距离的1/4～3/4。此设计均是为了优化弧形圆角的结构形状，进一步使翻边与连接板的交界处应力平滑过渡，均匀分布，从而提高横梁加强件的疲劳寿命。

作为上述方案的更进一步技术方案，所述横梁连接部的端部边缘轮廓为连接通孔的扩展轮廓与弧形圆角轮廓的平滑过渡轮廓。该平滑过渡轮廓不与横梁焊接，作为过渡部分分散连接通孔的焊接应力，此结构设计是为了进一步促使横梁连接部的端部边缘应力分布更均匀，提高横梁加强件的疲劳寿命。

作为上述方案的进一步技术方案，所述纵臂连接部端部2侧的翻边与连接板的交界处均开设有R形圆角。该R形圆角缺口的大小、形状、位置布置合理，使得横梁加强件本体应力均匀过度，改善由于形状急剧变化带来的应力集中，提升耐久疲劳次数。

作为上述方案的进一步技术方案，所述连接板上开设有至少1个夹具定位孔。该夹具定位孔用于在焊接时方便对横梁加强件进行定位。

附图说明

图1为本实用新型应用于扭梁悬架时的结构示意图；

图2为本实用新型的立体结构示意图；

图3为本实用新型的正视结构示意图。

图中各标号的释义为：横梁1，横梁加强件2，纵臂3，衬套管4，轮毂安装板5，减震器支架6，弹簧座7，U形加强筋21，翻边22，蝶形加强筋23，弧形圆角24，横梁连接部25，连接通孔26，第一夹具定位孔27，第二夹具定位孔28，R形圆角29，纵臂连接部30。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步具体说明，以便对本实用新型的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。但是，需要说明的是，对这些实施方式的说明是示意性的，并不构成对本实用新型的具体限定。

本实用新型为提升扭梁的侧倾刚度所采用的技术方案为：在横梁1与纵臂3的焊接处增加焊接一个横梁加强件2。

该横梁加强件2的一端为纵臂连接部30，另一端为横梁连接部25，纵臂连接部30高于横梁连接部25设置，纵臂连接部30与横梁连接部25之间通过弧形的连接板平滑过渡。纵臂连接部30的端部与纵臂3焊接，横梁连接部25则是通过连接通孔26与横梁1焊接。

具体的，横梁连接部25开设有连接通孔26，连接通孔26的孔内边缘与横梁1焊接。连接通孔26的通孔焊接形式改善了传统的端部焊接形式所带来的应力集中的问题，使横梁连接部25的焊接应力分布更均匀，从而减小焊缝应力并增强横梁加强件2的刚度，满足疲劳寿命需要。该连接通孔26为圆形通孔或椭圆形通孔，优选为靠近蝶形加强筋23一端的直径大于另一端直径的非标准椭圆形通孔，由于靠近蝶形加强筋23一端比另一端的受力更大，因此该非标准椭圆形通孔能进一步改善横梁连接部25的应力分布，使横梁连接部25的应力分布更均匀，从而使横梁加强件2具有更长的疲劳寿命，更加耐用。

连接板上设置有U形加强筋21和蝶形加强筋23，U形加强筋21沿连接板的长度方向设置，蝶形加强筋23沿连接板的宽度方向设置。U形加强筋21的开口端朝向纵臂连接部30，U形加强筋21的弧形端靠近蝶形加强筋23的弧形端，蝶形加强筋23的开口端朝向连接通孔26。

U形加强筋21的2侧边靠近连接板的边缘设置，U形加强筋21降低了整个连接板的刚度，使得纵臂连接部30到横梁连接部25之间的应力分布更均匀，不会出现弯曲部应力集中的情况。蝶形加强筋23则增强横梁加强件2宽度方向的刚度，U形加强筋21和蝶形加强筋23再配合连接板使得整个横梁加强件2结构的刚度均匀过渡，使整个横梁加强件2的应力分布更均匀，提高疲劳寿命。

纵臂连接部30的2侧边缘、横梁连接部25的2侧边缘和连接板的2侧边缘均向上延伸形成翻边22，翻边22焊接于横梁1的内侧壁，使得横梁加强件2与横梁1及纵臂3之间形成一个封闭腔体，该封闭腔体结构可增强纵臂3与横梁1焊接处的刚度。同时，由于该翻边22也随连接板的结构平滑过渡，使得翻边22与横梁1内侧壁之间的焊接应力也均匀分布，利于提高横梁加强件2的疲劳寿命。

在横梁连接部25端部的翻边22与连接板的交界处开设弧形圆角24，该弧形圆角24使得翻边22与连接板的交界处应力平滑过渡，均匀分布，从而提高横梁加强件2的疲劳寿命。在横梁连接部25端部的2侧均开设有弧形圆角24。

所述弧形圆角24的顶点与连接通孔26远离纵臂连接部30的顶点在横梁1的长度方向上的间距为连接通孔26的2个顶点之间距离的1/4～3/4。此设计均是为了优化弧形圆角24的结构形状，进一步使翻边22与连接板的交界处应力平滑过渡，均匀分布，从而提高横梁加强件2的疲劳寿命。

所述横梁连接部25的端部边缘轮廓为椭圆形通孔的扩展轮廓与弧形圆角24轮廓的平滑过渡轮廓，该平滑过渡轮廓不与横梁1焊接，作为过渡部分分散连接通孔26的焊接应力，此结构设计是为了进一步促使横梁连接部25的端部边缘应力分布更均匀，提高横梁加强件2的疲劳寿命。

在纵臂连接部30端部的翻边22与连接板22的交界处开设R形圆角29，该R形圆角29使纵臂连接部30的端部与纵臂3的焊接应力平滑过渡，均匀分布，该R形圆角29缺口的大小、形状、位置布置合理，使得横梁加强件2本体应力均匀过度，改善由于形状急剧变化带来的应力集中，提升耐久疲劳次数。在纵臂连接部30端部的2侧均开始有R形圆角29。

为了便于将横梁加强件2焊接到横梁1及纵臂3上，在连接板上开设有第一夹具定位孔27和第二夹具定位孔28用于夹具定位。

本实用新型通过采用合理布局的横梁加强件2，该横梁加强件2采用部分加筋、整体平滑过渡的结构，再结合创新的通孔式焊接结构，可提高扭梁30％～50％的侧倾刚度，从而增强横梁1与纵臂3的连接强度。同时，由于横梁加强件2的结构设计合理，重量较轻，也满足当今时代下的轻量化要求。除了纵臂连接部30需根据纵臂3的结构来适应性设计外，该横梁加强件2的大部分结构均为对称或相似设计，对称面位于长度方向的中线所在的平面，第一夹具定位孔27、第二夹具定位孔28和连接通孔26的中心均位于该平面内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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类。

Claims (9)

1.扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述横梁加强件的一端为纵臂连接部(30)，另一端为横梁连接部(25)，纵臂连接部(30)高于横梁连接部(25)设置，纵臂连接部(30)与横梁连接部(25)之间通过弧形的连接板平滑过渡；横梁连接部(25)开设有连接通孔(26)；连接板上设置有U形加强筋(21)和蝶形加强筋(23)；U形加强筋(21)沿连接板的长度方向设置，蝶形加强筋(23)沿连接板的宽度方向设置；U形加强筋(21)的开口端靠近纵臂连接部(30)，U形加强筋(21)的弧形端靠近蝶形加强筋(23)的弧形端，蝶形加强筋(23)的开口端靠近连接通孔(26)；纵臂连接部(30)、横梁连接部(25)和连接板的2侧边缘均向上延伸形成翻边(22)。

2.如权利要求1所述的扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述连接通孔(26)为圆形通孔。

3.如权利要求1所述的扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述连接通孔(26)为椭圆形通孔，椭圆形通孔的长轴线与横梁(1)的长度方向平行。

4.如权利要求3所述的扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述连接通孔(26)靠近蝶形加强筋(23)一端的直径大于另一端的直径。

5.如权利要求1-4中任一项所述的扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述横梁连接部(25)端部2侧的翻边(22)与连接板的交界处均开设有弧形圆角(24)。

6.如权利要求5所述的扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述弧形圆角(24)的顶点与连接通孔(26)远离纵臂连接部(30)的顶点在横梁(1)的长度方向上的间距为连接通孔(26)的2个顶点之间距离的1/4～3/4。

7.如权利要求6所述的扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述横梁连接部(25)的端部边缘轮廓为连接通孔(26)的扩展轮廓与弧形圆角(24)轮廓的平滑过渡轮廓。

8.如权利要求1所述的扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述纵臂连接部(30)端部2侧的翻边(22)与连接板的交界处均开设有R形圆角(29)。

9.如权利要求1所述的扭梁悬架的横梁加强件，其特征在于：所述连接板上开设有至少1个夹具定位孔。

Images