CN216374840U - 一种复合材料摩托车副车架结构 - Google Patents

Abstract

一种复合材料摩托车副车架结构，包括上部安装板和与之连接的底部托板，上部安装板包括主体、第一系统安装面、第二系统安装面、第三系统安装面、第一操作空间开口、第二操作空间开口和第三操作空间开口；底部托板包括底壳和设于底板两侧的两个护板，底壳内部设有与上部安装板嵌接的容腔，两个护板为前高后低的翼板，两个护板内侧包括对应设置的设于护板前端的与主车架连接硬点，与主车架连接硬点为带有两个连接孔的嵌于护板内部的金属板。本新型采用复合材料板壳结构替代原有焊接骨架加塑料外饰件组合结构，实现整体化集成，能够有效降低装配难度，提高产品性能，减轻重量。

Description

一种复合材料摩托车副车架结构

技术领域

本实用新型属于摩托车结构技术领域，具体涉及一种复合材料摩托车副车架结构。

背景技术

摩托车轻量化设计在高档赛车款型上的应用非常普遍，通过使用强度高、质量轻的复合材料替代传统钢、铝合金材料，能够有效减轻整车重量，从而降低车辆惯性，提升操控性，能够更快更灵活的应对加速、减速、过弯等不同路况，同时摩托车轻量化还可以降低噪音、震动，提升动力性和稳定性，节省燃油，降低碳排放，保护生态环境。

现有技术中，主、副车架是摩托车最主要的承载部件，发动机悬挂在车架上，再加上外饰件、系统和设备的重量，故对于车架的整体承载能力提出了较高的要求。对于副车架来说，传统结构形式由焊接骨架3和塑料外饰件4（参见图1），通过机械连接方式组装在一起，焊接骨架主承力部分采用钢管切削后焊接成网状结构，除此之外，还要将各类系统支架，例如坐垫安装支架、牌照安装支架、油箱安装支架、电池整流调压器安装支架等焊接至主骨架上，其零部件数量多，焊接残余变形及内应力大，且焊接工艺易出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷，骨架承载能力及整体精度很难得到有效控制；塑料外饰件一般为多分块式，包括左右尾灯护罩、底板、坐垫护板、左右盖板等。其零部件数量多，装配复杂，且存在一定的公差累积。本新型引入摩托车轻量化设计理念，将骨架、外饰件及系统支架进行整体化集成，采用复合材料板壳结构设计，通过胶接、机械连接方式紧固，在满足刚强度性能要求下，实现副车架总成整体重量减轻，进而带来摩托车轻量化收益。

实用新型内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本实用新型提供一种复合材料摩托车副车架结构，采用复合材料板壳结构替代原有焊接骨架加塑料外饰件组合结构，实现整体化集成，本新型提供的复合材料整体式副车架结构，能够有效降低装配难度，提高产品性能，减轻重量。

技术方案：一种复合材料摩托车副车架结构，包括上部安装板和与之连接的底部托板，所述上部安装板包括主体、第一系统安装面、第二系统安装面、第三系统安装面、第一操作空间开口、第二操作空间开口和第三操作空间开口，主体为弧形结构，所述第一系统安装面、第二系统安装面和第三系统安装面从前到后依次设于主体上表面，第三系统安装面设于主体尾端，所述第一操作空间开口、第二操作空间开口和第三操作空间开口从前到后依次贯穿主体，第一操作空间开口设于主体前端，第二操作空间开口设于第一系统安装面和第二系统安装面之间，第三操作空间开口设于第二系统安装面和第三系统安装面之间；

所述底部托板包括底壳和设于底板两侧的两个护板，所述底壳内部设有与上部安装板嵌接的容腔，所述两个护板为前高后低的翼板，两个护板内侧包括对应设置的设于护板前端的与主车架连接硬点，所述与主车架连接硬点为带有两个连接孔的嵌于护板内部的金属板。

作为优选，所述第一系统安装面和第二系统安装面所在的主体上表面相应位置处为凸起平台结构，第三系统安装面所在的主体上表面相应位置处为平板结构。

作为优选，所述复合材料摩托车副车架结构还包括第一金属背板、第二金属背板和第三金属背板，所述第一金属背板设于第一系统安装面底部，所述第二金属背板设于第二系统安装面底部，所述第三金属背板设于第三系统安装面底部，所述第一金属背板、第二金属背板和第三金属背板与上部安装板的连接关系为胶接或者胶铆连接。

作为优选，所述第一金属背板、第二金属背板和第三金属背板为钢板，厚度为0.5~3 mm。

作为优选，所述上部安装板和底部托板胶接，上部安装板两侧设有第一胶接装配面，底部托板与上部安装板两侧相接处设有第二胶接装配面。

作为优选，所述第一胶接装配面和第二胶接装配面的宽度为25~40 mm，胶层厚度为0.5~3 mm。

作为优选，所述上部安装板和底部托板均一体成型，为复合材料铺层结构或复合材料铺层夹芯结构，所述夹芯结构为硬质泡沫层。

作为优选，当上部安装板和底部托板为复合材料铺层结构时，复合材料铺层结构的厚度为1~4 mm；当上部安装板和底部托板为复合材料铺层夹芯结构时，单侧复合材料铺层厚度为0.5~2 mm，硬质泡沫层厚度为2~10 mm。

作为优选，所述金属板为钢板，金属板与护板的连接关系为胶接或胶铆连接，金属板的厚度为0.5~3 mm。

有益效果：1）本新型通过提出一种复合材料摩托车副车架结构，采用复合材料板壳结构替代原有焊接骨架加塑料外饰件组合结构，此结构对复合材料在摩托车上的应用提供更合理的设计方法，以及更充足的设计空间，实现摩托车轻量化目标。

2）本新型所述复合材料摩托车副车架结构采用的复合材料结构为多分块组合形式，在满足工艺成型可行前提下尽量减少分块数量。以上下组合式为例，复合材料副车架可将众多系统支架集成至上部安装板及底部托板，预留设备安装操作空间开口，并保证与主车架安装硬点连接可靠。在系统安装面处，复合材料结构内侧相应位置增加金属背板零件，以增强局部连接点强度。上部安装板、底部托板与金属背板通过胶接、机械连接组合在一起。复合材料整体式副车架结构，能够有效降低装配难度，提高产品性能，减轻重量。

附图说明

图1 为现有技术中摩托车副车架及本新型所述复合材料摩托车副车架结构示意图，（a）为现有技术中摩托车副车架结构示意图，（b）为本新型所述复合材料摩托车副车架结构示意图；

图2为本新型所述复合材料摩托车副车架结构拆解示意图。

图中各数字标号代表如下：1. 上部安装板；2. 底部托板；3.焊接骨架；4.塑料外饰件；5.第一系统安装面；6.第二系统安装面；7.第三系统安装面；8.第一操作空间开口；9.第二操作空间开口；10.第三操作空间开口；11.底壳；12.护板；13. 与主车架连接硬点；14.第一金属背板；15.第二金属背板；16.第三金属背板；17.第一胶接装配面；18.第二胶接装配面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种复合材料摩托车副车架结构，参见图1和图2，包括上部安装板1和与之连接的底部托板2，所述上部安装板1包括主体、第一系统安装面5、第二系统安装面6、第三系统安装面7、第一操作空间开口8、第二操作空间开口9和第三操作空间开口10，主体为弧形结构，所述第一系统安装面5、第二系统安装面6和第三系统安装面7从前到后依次设于主体上表面，第三系统安装面7设于主体尾端，所述第一操作空间开口8、第二操作空间开口9和第三操作空间开口10从前到后依次贯穿主体，第一操作空间开口8设于主体前端，第二操作空间开口9设于第一系统安装面5 和第二系统安装面6之间，第三操作空间开口10设于第二系统安装面6和第三系统安装面7之间；

所述底部托板2包括底壳11和设于底板两侧的两个护板12，所述底壳11内部设有与上部安装板1嵌接的容腔，所述两个护板12为前高后低的翼板，两个护板12内侧包括对应设置的设于护板前端的与主车架连接硬点13，所述与主车架连接硬点13为带有两个连接孔的嵌于护板内部的金属板。

本实施例中所述上部安装板1及底部托板2采用连续纤维（包括但不限于碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维或以上混合纤维等）增强树脂（包括但不限于环氧、聚氨酯、不饱和、乙烯基等树脂）基复合材料，复合材料整体采用液体灌注（包扩但不限于VARI、LP-RTM、HP-RTM等相关的变种工艺）工艺成型。

实施例2

同实施例1，区别在于，所述第一系统安装面5和第二系统安装面6所在的主体上表面相应位置处为凸起平台结构，第三系统安装面7所在的主体上表面相应位置处为平板结构。所述复合材料摩托车副车架结构还包括第一金属背板14、第二金属背板15和第三金属背板16，所述第一金属背板14设于第一系统安装面5底部，所述第二金属背板15设于第二系统安装面6底部，所述第三金属背板16设于第三系统安装面7底部，所述第一金属背板14、第二金属背板15和第三金属背板16与上部安装板1的连接关系为胶接或者胶铆连接。所述第一金属背板14、第二金属背板15和第三金属背板16为钢板，厚度为0.5~3 mm。所述上部安装板1和底部托板2胶接，上部安装板1两侧设有第一胶接装配面17，底部托板2与上部安装板1两侧相接处设有第二胶接装配面18。所述第一胶接装配面17和第二胶接装配面18的宽度为25~40 mm，胶层厚度为0.5~3 mm。所述上部安装板1和底部托板2均一体成型，为复合材料铺层结构或复合材料铺层夹芯结构，所述夹芯结构为硬质泡沫层。当上部安装板1和底部托板2为复合材料铺层结构时，复合材料铺层结构的厚度为1~4 mm；当上部安装板1和底部托板2为复合材料铺层夹芯结构时，单侧复合材料铺层厚度为0.5~2 mm，硬质泡沫层厚度为2~10mm。所述金属板为钢板，金属板与护板的连接关系为胶接或胶铆连接，金属板的厚度为0.5~3 mm。

本实施例中，所述第一系统安装面5用于安装油箱支架平台，第二系统安装面6和第三系统安装面7用于安装坐垫。

所述复合材料上部安装板1及底部托板2采用连续纤维（包括但不限于碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维或以上混合纤维等）增强树脂（包括但不限于环氧、聚氨酯、不饱和、乙烯基等树脂）基复合材料，局部三明治夹芯加强采用硬质泡沫（PU、PVC、PET、PMI等闭孔类）材料，复合材料整体采用液体灌注（包扩但不限于VARI、LP-RTM、HP-RTM等相关的变种工艺）工艺成型。考虑复合材料副车架刚度需求，复合材料件在前期打样阶段可采用纯碳纤维材料，减重比高；后期量产可采用纯玻纤或玻碳混合材料，降低成本。铺层材料角度主要以0°承受拉伸压缩为主，辅以少量±45°抗剪切，纯层压板方案铺层厚度取值范围1mm~4mm。副车架局部主承载位置（例如上部安装板尾段、底部托板两侧）可配合使用泡沫三明治材料，三明治夹芯方案单侧铺层厚度取值范围0.5 mm~2 mm，泡沫夹芯厚度取值范围2 mm~10 mm，泡沫在铺层操作前根据具体材料类型及产量选择模内发泡或CNC机加成型，如泡沫含金属预埋嵌件，同样需提前加工出开槽特征预留位置，开槽尺寸与预埋金属件包络一致。

复合材料副车架结构分块方案不仅限于本专利上下（上部安装板、底部托板）组合形式，可根据具体摩托车款型风格及系统设备安装位置，灵活进行（例如左右、左中右等）分块，分块方案需满足铺层成型可行及脱模便利，避免结构存在负角区导致采用组合模方案，加大人工成本，影响生产效率。以上下组合形式为例，复合材料副车架需设计系统安装面、操作空间开口、与主车架连接硬点等特征，同时复合材料件需包含相互胶接装配面（着重考虑脱模负角问题），粘接宽度取值范围25 mm~40 mm，满足功能性与结构装配性需求。胶粘剂选用满足环境及粘接性能的结构胶（单双组分的环氧胶、聚氨酯胶或丙烯酸胶），胶层取值范围0.5 mm~3 mm。系统安装面内部设计金属背板零件，增强连接强度及可靠性，金属背板优选为钢材料，表面喷漆或电泳处理，金属背板厚度取值范围0.5 mm~3 mm。复合材料及金属背板在粘接前需对表面进行打磨处理，去除表面脱模剂、氧化皮、杂质等，并采用异丙醇进行擦拭、清洁，去除打磨后的粉末，提高复材及金属零件接触表面胶接质量。上部安装板及底部托板粘接后需采用大力钳夹持一段时间保证胶粘固化，也可采用UV加热灯烘烤减少胶粘固化时间。金属背板零件可采用胶铆混合连接设计，在胶粘后立刻与复材件拉铆紧固，保证结构连接可靠。复合材料副车架在装配完成后需进行整体喷漆处理，根据摩托车款型风格及色系要求进行表面喷色漆或清漆，具体要求及漆面质量与塑料外装饰件要求一致。

本新型所述复合材料副车架方案可将焊接骨架及外装饰件整体集成（考虑美观造型，左右尾灯护罩不考虑集成，沿用原塑料装饰件），同时满足性能与功能需求，复合材料件在满足结构拓扑主材料分布要求下可设计不同造型，以符合摩托车外装饰件外形美观要求。为满足副车架性能指标要求（一般为刚强度、耐久疲劳），复合材料件可设计为纯层压板或局部三明治夹芯增强结构，根据设计不同材料组合及结构形式，复合材料方案相比于传统金属加塑料组合式方案整体减重可达35%~55%。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，包括上部安装板（1）和与之连接的底部托板（2），所述上部安装板（1）包括主体、第一系统安装面（5）、第二系统安装面（6）、第三系统安装面（7）、第一操作空间开口（8）、第二操作空间开口（9）和第三操作空间开口（10），主体为弧形结构，所述第一系统安装面（5）、第二系统安装面（6）和第三系统安装面（7）从前到后依次设于主体上表面，第三系统安装面（7）设于主体尾端，所述第一操作空间开口（8）、第二操作空间开口（9）和第三操作空间开口（10）从前到后依次贯穿主体，第一操作空间开口（8）设于主体前端，第二操作空间开口（9）设于第一系统安装面（5）和第二系统安装面（6）之间，第三操作空间开口（10）设于第二系统安装面（6）和第三系统安装面（7）之间；

所述底部托板（2）包括底壳（11）和设于底板两侧的两个护板（12），所述底壳（11）内部设有与上部安装板（1）嵌接的容腔，所述两个护板（12）为前高后低的翼板，两个护板（12）内侧包括对应设置的设于护板前端的与主车架连接硬点（13），所述与主车架连接硬点（13）为带有两个连接孔的嵌于护板内部的金属板。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，所述第一系统安装面（5）和第二系统安装面（6）所在的主体上表面相应位置处为凸起平台结构，第三系统安装面（7）所在的主体上表面相应位置处为平板结构。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，所述复合材料摩托车副车架结构还包括第一金属背板（14）、第二金属背板（15）和第三金属背板（16），所述第一金属背板（14）设于第一系统安装面（5）底部，所述第二金属背板（15）设于第二系统安装面（6）底部，所述第三金属背板（16）设于第三系统安装面（7）底部，所述第一金属背板（14）、第二金属背板（15）和第三金属背板（16）与上部安装板（1）的连接关系为胶接或者胶铆连接。

4.根据权利要求3所述的一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，所述第一金属背板（14）、第二金属背板（15）和第三金属背板（16）为钢板，厚度为0.5~3 mm。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，所述上部安装板（1）和底部托板（2）胶接，上部安装板（1）两侧设有第一胶接装配面（17），底部托板（2）与上部安装板（1）两侧相接处设有第二胶接装配面（18）。

6.根据权利要求5所述的一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，所述第一胶接装配面（17）和第二胶接装配面（18）的宽度为25~40 mm，胶层厚度为0.5~3 mm。

7.根据权利要求1所述的一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，所述上部安装板（1）和底部托板（2）均一体成型，为复合材料铺层结构或复合材料铺层夹芯结构，所述夹芯结构为硬质泡沫层。

8.根据权利要求7所述的一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，当上部安装板（1）和底部托板（2）为复合材料铺层结构时，复合材料铺层结构的厚度为1~4 mm；当上部安装板（1）和底部托板（2）为复合材料铺层夹芯结构时，单侧复合材料铺层厚度为0.5~2 mm，硬质泡沫层厚度为2~10 mm。

9.根据权利要求1所述的一种复合材料摩托车副车架结构，其特征在于，所述金属板为钢板，金属板与护板的连接关系为胶接或胶铆连接，金属板的厚度为0.5~3 mm。

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