CN217170398U - 一种汽车前摆臂结构 - Google Patents

Abstract

一种汽车前摆臂结构，包括铝合金下板、碳纤维上板，所述铝合金下板、碳纤维上板分别由中心交汇处向三个方向延伸，形成球销安装端、前衬套安装端、后衬套安装端，所述铝合金下板的前衬套安装端设置前衬套安装孔，铝合金下板的后衬套安装端设置后衬套安装孔，铝合金下板的球销安装端用于安装球销总成，所述铝合金下板中设置向各安装端延伸的凹腔，所述凹腔的腔口设置沿腔壁延伸的定位沉台，所述碳纤维上板与凹腔的腔口形状吻合，并通过定位沉台与铝合金下板连接固定，使碳纤维上板与铝合金下板之间形成空腔结构，其为碳纤维与铝合金的复合材料结构，既能达到前摆臂轻量化的效果，又能降低制造成本。

Description

一种汽车前摆臂结构

技术领域

本实用新型涉及汽车控制臂技术领域，特别涉及一种汽车前摆臂结构。

背景技术

汽车轻量化作为汽车发展技术的布局之一，对国家能源安全和环境保护具有重要意义。目前，现有的汽车前摆臂通常采用钢板焊接或是铝合金锻造而成，但是钢板的重量较大，使得整车重量加大，容易导致汽车出现油耗高、操控差、加速慢、制动距离增加等问题，而铝合金材质的前摆臂虽然能一定程度的减轻汽车重量，在锻造的过程中容易因锻造压力不均而出现裂纹等问题，甚至是因锻造过程中夹杂部分非金属杂质降低铝合金材质的使用性能，这些都会影响前摆臂成品的质量及合格率。因此，亟需一种即使满足汽车轻量化需求，又能保证制造质量的前摆臂结构。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种汽车前摆臂结构，其形成碳纤维与铝合金的复合材料结构，既能达到前摆臂轻量化的效果，又能降低制造成本。

本实用新型的技术方案是：一种汽车前摆臂结构，包括铝合金下板、碳纤维上板，所述铝合金下板、碳纤维上板分别由中心交汇处向三个方向延伸，形成球销安装端、前衬套安装端、后衬套安装端，所述铝合金下板的前衬套安装端设置前衬套安装孔，铝合金下板的后衬套安装端设置后衬套安装孔，铝合金下板的球销安装端用于安装球销总成，所述铝合金下板中设置向各安装端延伸的凹腔，所述凹腔的腔口设置沿腔壁延伸的定位沉台，所述碳纤维上板与凹腔的腔口形状吻合，并通过定位沉台与铝合金下板连接固定，使碳纤维上板与铝合金下板之间形成空腔结构。

进一步的，所述铝合金下板的定位沉台上设置多个向凹腔凸起的安装凸台，各安装凸台上分别设置螺孔。

进一步的，所述凹腔的腔底设置一条形孔，所述条形孔的两端分别向球销安装端、后衬套安装端延伸。

进一步的，所述碳纤维上板上沿边缘设置加强凸沿，所述加强凸沿上设置与定位沉台对应的螺孔。

进一步的，所述碳纤维上板的各安装端交汇处设置圆形凹槽，所述圆形凹槽的两侧相对设置两条形凹槽，其中，第一条形凹槽向球销安装端延伸，第二条形凹槽向后衬套安装端延伸。

进一步的，所述碳纤维上板的后衬套安装端的端头设置弧形让位槽，该弧形让位槽的直径与后衬套安装孔的孔径一致。

进一步的，所述碳纤维上板的前衬套安装端的端头呈与前衬套安装孔孔壁轴向形状吻合的弧形。

进一步的，所述铝合金下板的球销安装端设置下安装台，碳纤维上板的球销安装端设置与下安装台对应的上安装台，所述下安装台、上安装台的厚度均分别大于铝合金下板、碳纤维上板的底板厚度，各安装台上分别设置相互对应的螺栓过孔，使球销总成通过螺栓与铝合金下板、碳纤维上板固定连接。

进一步的，所述铝合金下板与碳纤维上板粘接，并通过螺栓连接固定。

进一步的，所述碳纤维上板采用碳纤维增强塑料（CFRP）通过模压工艺制作而成，所述铝合金下板采用低压铸造成型。

采用上述技术方案的有益效果：本结构由铝合金材料与碳纤维材料连接固定形成复合材料的前摆臂，充分利用碳纤维材料的高比强度、高比刚度、低密度性能，利用铝合金材料成本低、加工难度小，能极大地提高前摆臂的轻量化效果，可以解决单独使用铝合金材料时前摆臂不能满足轻量化需求，以及解决单独使用碳纤维材料时前摆臂成本较高、制造工艺难度大两个矛盾。而且，本结构采用铝合金材料制作下板，使前衬套安装孔和后衬套安装孔与铝合金下板一体铸造而成，可以有效保证尺寸加工精度，节约高成本的碳纤维材料的使用量，简化碳纤维上板的加工结构，从而降低整个前摆臂的制作成本。此外，本结构的碳纤维上板和铝合金下板采用粘接和螺栓固定连接，能提高前摆臂的连接强度和可靠性，有利于前摆臂承受复杂的载荷，提升产品的使用寿命。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型铝合金下板的主视图；

图3为本实用新型铝合金下板的轴测图；

图4为本实用新型碳纤维上板的主视图；

图5为本实用新型碳纤维上板的轴测图。

具体实施方式

参见图1至图5，一种汽车前摆臂结构的实施例，包括铝合金下板3、碳纤维上板2，所述铝合金下板3采用低压铸造成型，所述碳纤维上板2采用碳纤维增强塑料（CFRP）通过模压工艺制作而成，使结构较为复杂的下板采用铝合金材料，既能保证铝合金下板3的加工精度，又能节约碳纤维材料的使用量，降低加工难度。所述铝合金下板3、碳纤维上板2分别由中心交汇处向三个方向延伸，形成球销安装端、前衬套安装端、后衬套安装端，所述铝合金下板3的前衬套安装端设置前衬套安装孔4，通过压力机使前衬套5压装进前衬套安装孔4中，铝合金下板3的后衬套安装端设置后衬套安装孔7，同理，可使用压力机将后衬套6压装进后衬套安装孔7中，通过前衬套5、后衬套6使前摆臂与副车架连接，铝合金下板3的球销安装端用于安装球销总成1，使前摆臂通过球销总成1与转向节连接。所述铝合金下板3中设置向各安装端延伸的凹腔8，所述凹腔8的腔口设置沿腔壁延伸的定位沉台9，为安装碳纤维上板2起到定位作用，所述定位沉台9上设置多个向凹腔8内凸起的安装凸台10，各安装凸台10上分别设置螺孔。所述碳纤维上板2与凹腔8的腔口形状吻合，并通过定位沉台9与铝合金下板3连接固定，所述铝合金下板3与碳纤维上板2通过环氧树脂粘接，并通过螺栓连接固定，使碳纤维上板2与铝合金下板3之间形成空腔结构，且碳纤维上板2的上端面与铝合金下板3的腔口齐平，封闭的空腔结构有利于保证前摆臂的整体刚度和强度。所述碳纤维上板2的后衬套安装端的端头设置弧形让位槽16，该弧形让位槽16的直径与后衬套安装孔7的孔径一致，且碳纤维上板2的前衬套安装端的端头呈与前衬套安装孔4孔壁轴向形状吻合的弧形，避免碳纤维上板2形状与铝合金下板3的衬套安装孔发生干涉。

本实施例中所述碳纤维上板2上沿边缘设置加强凸沿12，该加强凸沿12与铝合金下板3的定位沉台9对应，所述加强凸沿12上设置与定位沉台9对应的螺孔，让加强凸沿12上的螺孔与定位沉台9上的螺孔一一对应，使加强凸沿12通过环氧树脂胶与定位沉台9的底面和侧面粘接，增大碳纤维上板2与铝合金下板3的粘接棉结，并用螺栓穿过定位沉台9和加强凸沿12的螺孔，从而将碳纤维上板2与铝合金下板3固定连接，增加连接强度，提高连接可靠性。

本实施例中所述铝合金下板3的球销安装端设置下安装台17，碳纤维上板2的球销安装端设置与下安装台17对应的上安装台18，所述下安装台17、上安装台18的厚度均分别大于铝合金下板3、碳纤维上板2的底板厚度，保证球销总成1安装后有足够的强度和刚度，各安装台上分别设置相互对应的螺栓过孔，下安装台17与上安装台18粘接后，使球销总成1通过螺栓与铝合金下板3、碳纤维上板2固定连接，将球销总成1与铝合金下板3、碳纤维上板2使用共同的螺栓连接固定，可提高球销总成1连接点的强度。

本实施例中所述凹腔8的腔底设置一条形孔11，所述条形孔11的两端分别向球销安装端、后衬套安装端延伸，该条形孔11采用铸造成型，避免前摆臂在使用过程中积水，同时也能减少铝合金材料的用量，从而降低前摆臂重量和制作成本。所述碳纤维上板2的各安装端交汇处设置圆形凹槽13，所述圆形凹槽13的两侧相对设置两条形凹槽，其中，第一条形凹槽14向球销安装端延伸，第二条形凹槽15向后衬套安装端延伸，该设计可以提升碳纤维上板2的抗弯性能，使前摆臂具有更好的垂向刚度。

本实用新型在装配时，先在铝合金下板3的定位沉台9和下安装台17上涂抹环氧树脂胶，再将碳纤维上板2放置在定位沉台9上与铝合金下板3粘接固定，然后通过螺栓使碳纤维上板2、铝合金下板3固定连接，并用螺栓使球销总成1固定在碳纤维上板2、铝合金下板3的球销安装端，最后通过压力机将前衬套5、后衬套6过硬压装在前衬套安装孔4、后衬套安装孔7中，即可完成本前摆臂的装配。

本实用新型由铝合金材料与碳纤维材料连接固定形成复合材料的前摆臂，结构简单、装配简便可靠，可应用于麦弗逊悬架系统，用于连接汽车前副车架和前转向节，其充分利用碳纤维材料的高比强度、高比刚度、低密度性能，利用铝合金材料成本低、加工难度小，能极大地提高前摆臂的轻量化效果。而且，本结构采用铝合金材料制作下板，使前衬套安装孔和后衬套安装孔与铝合金下板一体铸造而成，可以有效保证尺寸加工精度，节约高成本的碳纤维材料的使用量，简化碳纤维上板的加工结构，从而降低整个前摆臂的制作成本。此外，本结构的碳纤维上板2和铝合金下板3采用粘接和螺栓固定连接，能提高前摆臂的连接强度和可靠性，有利于前摆臂承受复杂的载荷，提升产品的使用寿命。

Claims (10)

1.一种汽车前摆臂结构，其特征在于：包括铝合金下板（3）、碳纤维上板（2），所述铝合金下板（3）、碳纤维上板（2）分别由中心交汇处向三个方向延伸，形成球销安装端、前衬套安装端、后衬套安装端，所述铝合金下板（3）的前衬套安装端设置前衬套安装孔（4），铝合金下板（3）的后衬套安装端设置后衬套安装孔（7），铝合金下板（3）的球销安装端用于安装球销总成（1），所述铝合金下板（3）中设置向各安装端延伸的凹腔（8），所述凹腔（8）的腔口设置沿腔壁延伸的定位沉台（9），所述碳纤维上板（2）与凹腔（8）的腔口形状吻合，并通过定位沉台（9）与铝合金下板（3）连接固定，使碳纤维上板（2）与铝合金下板（3）之间形成空腔结构。

2.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述铝合金下板（3）的定位沉台（9）上设置多个向凹腔（8）凸起的安装凸台（10），各安装凸台（10）上分别设置螺孔。

3.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述凹腔（8）的腔底设置一条形孔（11），所述条形孔（11）的两端分别向球销安装端、后衬套安装端延伸。

4.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述碳纤维上板（2）上沿边缘设置加强凸沿（12），所述加强凸沿（12）上设置与定位沉台（9）对应的螺孔。

5.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述碳纤维上板（2）的各安装端交汇处设置圆形凹槽（13），所述圆形凹槽（13）的两侧相对设置两条形凹槽，其中，第一条形凹槽（14）向球销安装端延伸，第二条形凹槽（15）向后衬套安装端延伸。

6.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述碳纤维上板（2）的后衬套安装端的端头设置弧形让位槽（16），该弧形让位槽（16）的直径与后衬套安装孔（7）的孔径一致。

7.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述碳纤维上板（2）的前衬套安装端的端头呈与前衬套安装孔（4）孔壁轴向形状吻合的弧形。

8.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述铝合金下板（3）的球销安装端设置下安装台（17），碳纤维上板（2）的球销安装端设置与下安装台（17）对应的上安装台（18），所述下安装台（17）、上安装台（18）的厚度均分别大于铝合金下板（3）、碳纤维上板（2）的底板厚度，各安装台上分别设置相互对应的螺栓过孔，使球销总成（1）通过螺栓与铝合金下板（3）、碳纤维上板（2）固定连接。

9.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述铝合金下板（3）与碳纤维上板（2）粘接固定，并通过螺栓连接固定。

10.根据权利要求1所述的汽车前摆臂结构，其特征在于：所述碳纤维上板（2）采用碳纤维增强塑料通过模压工艺制作而成，所述铝合金下板（3）采用低压铸造成型。

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