專利名稱：：一種車架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型屬于摩托車
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說，涉及一種騎式摩托車的車架。
背景技術(shù)：
：摩托車的振動不僅影響其操縱穩(wěn)定性和安全性，更重要的是嚴重影響著人的乘坐舒適性和身體健康。因此，摩托車的乘坐舒適性，就是摩托車在行駛過程中使駕駛員和乘員所處的振動環(huán)境中所具有的一定舒適度的能力。其中，車架是整個摩托車的骨架和基體，摩托車發(fā)動機及變速傳動總成、轉(zhuǎn)向裝置、懸掛裝置、車輪等都通過車架聯(lián)結(jié)成一個整體。車架不但要承載摩托車部件、乘員和貨物的重量，在不平的道路行駛時還要承受來自路面的沖擊、發(fā)動機等機構(gòu)運轉(zhuǎn)等外部激勵的作用?，F(xiàn)有車架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖4、圖5、圖6所示，由車頭管l，前主管2，前斜管3，加強管4，前左、右支撐管5、6，中左、右主管7、8，后左、右主管9、10等部件構(gòu)成。其中車頭管1的下部與前斜管3的上端焊接，車頭管1的上部與前主管2的前端焊接，前主管2的后端焊接在中左、右主管7、8前部之間的連接管11上，中左、右主管7、8的中后部之間焊接油箱后安裝板，中左、右主管7、8的前端分別與前左、右支撐管5、6的上部焊接，中左、右主管7、8的后端分別與后左、右主管9、10的中部焊接，所述前左、右支撐管5、6的上端分別焊接于前主管2后部的兩側(cè)面，前左、右支撐管5、6的下部分別與后左、右主管9、10的前端焊接，在后左、右主管9、10的后部之間連接有后擋泥板安裝支架12，該后擋泥板安裝支架12為弧形條狀結(jié)構(gòu)。為了方便發(fā)動機安裝，在前左、右支撐管5、6的下部之間設(shè)置有上、下橫管13、14，其中上橫管13上并排焊接有兩個第一支耳15，下橫管14上并排焊接有兩個第二支耳16。為了便于后擱腳裝配，在前左、右支撐管5、6下部的后方均設(shè)有后擱腳安裝管17，該后擱腳安裝管17的前端與對應(yīng)的前支撐管焊接，后擱腳安裝管17的后端通過后擱腳組合連接管18與對應(yīng)的后主管連接?？紤]到摩托車的運行速度與路面條件以及車架與發(fā)動機進行綜合分析的情況可知，摩托車的激勵主要是路面激勵和發(fā)動機激勵，路面激勵為低頻激勵，而發(fā)動機激勵主要是一、二階頻率。摩托車發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)速為9000r/min，因此選取0250Hz作為其計算頻段范圍，提取車架的前9階非剛體模態(tài)。計算的前9階模態(tài)頻率見表1。表1車架模態(tài)理論計算結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1、表2和各階模態(tài)振形描述得出以下結(jié)論理論計算模態(tài)與實驗?zāi)B(tài)相對最大誤差為_8.29%，如表3所示。振形基本吻合，表明了有限元模型能較好地反映車架的動力學(xué)特性，模型簡化較為合理。表3車架理論和實驗?zāi)B(tài)結(jié)果對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>結(jié)合實驗?zāi)B(tài)結(jié)果和計算模態(tài)結(jié)果來看，兩者的差異可以接受，滿足工程需求。實驗數(shù)值和理論數(shù)值相似頻率的點還是可信的，因為車架的結(jié)構(gòu)在實驗中和有限元計算中體現(xiàn)出的特性本質(zhì)上是相同的。近似的頻率值說明了實驗和有限元理論如果剔出了各自的誤差累計，還是可以相互驗證的。因此可以判定所建的車架有限元模型是正確可靠的，能足夠精確的描述該車架的主要結(jié)構(gòu)力學(xué)特征?，F(xiàn)有騎式車的車架屬于傳統(tǒng)的鋼制車架，是由圓鋼管和鋼板焊接而成的。一般情況下，圓鋼管均為直縫焊接鋼管，焊接工藝好，剛度和強度比鋼板好，比無縫鋼管差，優(yōu)點主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，但質(zhì)量大。整車最高車速為90Km/h，時速在6090Km/h區(qū)間，整車多處振動較大，影響了騎乘者乘車的舒適性。從模態(tài)理論計算和模態(tài)實驗中可以看出，車架振動主要表現(xiàn)為前、后部的俯仰振動和前部相對于中部的扭轉(zhuǎn)振動，通過人員感受的主要振動反映情況為1)駕駛員部位手把(振動輕微，可接受)，前腳蹬、座墊前部、油箱兩側(cè)，時速6090Km/h時振動較大，不可接受。2)乘客部位大貨架的后擱腳、大貨架的扶手、座墊后部，從時速30Km/h開始振動就變大，不可接受。從模態(tài)分析結(jié)果來看，在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)(最高轉(zhuǎn)速為9000r/min，頻率范圍約在150Hz以下)車架具有5階模態(tài)，如表4所示。表4車架前5階模態(tài)結(jié)果對比表階數(shù)模態(tài)理論計算頻率(Hz)模態(tài)實驗頻率(Hz)相對誤差(％)振型描述17876.6-1.83俯仰28278-5.13彎曲39890.5-8.29一階扭轉(zhuǎn)4125121-3.31二階扭轉(zhuǎn)51371391.44尾部開闔其中人體比較敏感的俯仰和扭轉(zhuǎn)有3階，并且俯仰的頻率最低。因此改進的重點在提高俯仰和扭轉(zhuǎn)的頻率。另外，車架前后兩部分只有一個連接位置，焊接點在車架變形的過程中容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能有效降低振動的車架結(jié)構(gòu)。本實用新型的技術(shù)方案如下一種車架結(jié)構(gòu)，車頭管的下部與前斜管的上端焊接，車頭管的上部與前主管的前端固定，在前主管與前斜管之間焊接有加強管，所述前主管的后端焊接在中左、右主管前部之間的連接管上，中左、右主管的中后部之間焊接油箱后安裝板，中左、右主管的前端分別與前左、右支撐管的上部焊接，中左、右主管的后端分別與后左、右主管的中部焊接，所述前左、右支撐管的上端焊接在前主管后部的兩側(cè)上，前左、右支撐管的下部分別與后左、右主管的前端焊接，在后左、右主管的后部之間連接有后擋泥板安6裝支架；所述前左、右支撐管的下部之間設(shè)置有上、下橫管，其中上橫管上并排焊接有兩個第一支耳，下橫管上并排焊接有兩個第二支耳，在所述前左、右支撐管下部的后方均設(shè)有后擱腳安裝管，該后擱腳安裝管的前端與對應(yīng)的前支撐管焊接，后擱腳安裝管的后端通過后擱腳組合連接管與對應(yīng)的后主管連接，其關(guān)鍵在于A、所述前主管和中左、右主管均為矩管，在中左主管與中右主管之間焊接有連接管，該連接管的前側(cè)面與油箱后安裝板的前翻邊焊接；B、在所述后左、右主管的內(nèi)部均設(shè)置有塞管；C、所述兩個第一支耳與兩個第二支耳之間通過支架連接成一個整體。由于車架剛度對車架的固有頻率有很大的影B向，要提高車架的抗振能力，減少對外界激勵的響應(yīng)就要從提高車架的剛度著手。眾所周知，在相同質(zhì)量情況下，矩形截面的鋼管比圓管的結(jié)構(gòu)強度要好。因此，本實用新型將前主管由圓管改為矩管，可以很好地抑制車架前部的俯仰變形；將中左、右主管由圓管改為矩管，并增加連接管，可以改善車架的扭轉(zhuǎn)變形；在后主管的內(nèi)部加裝塞管，能夠很好地抑制車架后部的俯仰變形；安裝發(fā)動機的第一支耳與第二支耳之間由盒式支架連成一體，抗振效果顯著，能夠有效減小發(fā)動機工作對車架的影響，大大提高了摩托車的乘坐舒適性。為了增加前主管與加強管之間的連接強度，在所述前主管與加強管之間的夾角處焊接有第一加強板。所述后擋泥板安裝支架為拱形板狀結(jié)構(gòu)，該后擋泥板安裝支架的兩端具有前后兩個支腳，各支腳焊接在對應(yīng)的后主管上。后擋泥板安裝支架在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了寬度，并且增大了與后左、右主管的接觸面積，這樣進一步增強了后左、右主管之間的連接強度，能有效降低車架尾部開闔的幅度。為了增加后擱腳安裝管和后擱腳組合連接管的連接強度，減小后擱腳處的振動，所述同一側(cè)的后擱腳安裝管、后擱腳組合連接管、后主管和前支撐管所形成的夾角處焊接有第二加強板，后擱腳安裝管與后擱腳組合連接管之間的夾角處焊接有第三加強板。所述支架為敞口向前的盒狀結(jié)構(gòu)，該支架左右兩邊的側(cè)板為鉤型，且側(cè)板的上端與第一支耳相貼合并焊接，側(cè)板的下端與第二支耳貼合并焊接。支架采用盒狀結(jié)構(gòu)，強度可靠，不易發(fā)生變形，進一步降低了發(fā)動機振動對骨架的影響；支架側(cè)板的造型與前支撐管的下部相適應(yīng)，在保證結(jié)構(gòu)緊湊的同時，避免了對發(fā)動機安裝造成不利影響。通過以上改進之后，在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)(最高轉(zhuǎn)速為9000r/min，頻率范圍約在150Hz以下)車架具有5階模態(tài)。表5車架改進前5階計算模態(tài)分析對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>改進后車架的剛度明顯提高，尤其是人體比較敏感的俯仰剛度。第1階由俯仰變?yōu)榱藦澢?階由彎曲變?yōu)榱烁┭?。由于車架主體部位采用了較多的方形梁，車架的俯仰頻率由78Hz提高到99Hz，車架尾部的模態(tài)出現(xiàn)在150Hz以上，避開了發(fā)動機的激勵頻率，從而有效地降低了扶手和貨架的振動。通過臺架實驗可以清晰地顯示出車架改進前后整車的振動對比。1)駕駛員部位如表6所示。表6駕駛員部位整改前后振級對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>分析表6可知手把處一改進車比較原車左手把在20km/h左右，右手把80km/h左右的速度段振動突變得到了改善；前腳蹬一改進車比較原車前在6090km/h速度段振動增長趨勢減緩；座墊前部——改進車比較原車在8090km/h速度段振動明顯降低；油箱側(cè)面——改進車比較原車在《90km/h整個速度段振動有所降低，并減弱了突變點；油箱后部——改進車比較原車在5090km/h速度段振動有所降低；油箱前部——改進車比較原車在6090km/h速度段振動明顯降低。2)乘員部位如表7所示。表7乘客部位整改前后振級對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>分析表7可知后左右腳踏——改進車比較原車后右腳踏在6090km/h速度段振動突變得到了改善，后左腳踏在5090km/h速度段振動突變得到了改善，但在90km/h以上改進前后振動接近；座墊后部——改進車比較原車在6090km/h速度段振動有所改善；大貨架——改進車比較原車在6090km/h速度段振動有所改善。通過人員感受的道路試驗分析道路試驗時安排10個試驗組，每個組分別配備1名專業(yè)試車員和1名乘員；準備改進前后試驗樣車各兩輛。對試車員要求在各個速度段注意感受手把、座墊前部、前左右腳蹬、油箱兩側(cè)，試車員在高速行駛時，膝蓋是夾住油箱兩側(cè)的；對乘員要求在各個速度段注意感受座墊后部、后腳踏、大貨架，在行駛時乘員雙手必須握緊焊在大貨架兩側(cè)的扶手。道路試驗完成后將試車員和乘員的意見反饋匯總整理后，得比以下對比結(jié)果改進前1)駕駛者部位時速<60km/h時，座墊前部、手把、前腳蹬振動不明顯；時速在6090km/h時，座墊前部、手把、前腳蹬振動明顯，不可接受；時速在>90km/h時，座墊前部、手把、前腳蹬振動明顯，不可接受。[0063]2)乘客部位時速<50km/h時，座墊后部、后腳踏、大貨架振動不明顯；時速在5090km/h時，座墊后部、后腳踏、大貨架振動明顯，不可接受；時速在>90km/h時，座墊后部、后腳踏、大貨架振動明顯，不可接受。改進后1)駕駛者部位時速<60km/h時，座墊前部、手把、前腳蹬振動不明顯；時速在6090km/h時，座墊前部、手把、前腳蹬振動不明顯；時速在>90km/h時，座墊前部、手把、前腳蹬振動明顯，不可接受。2)乘客部位時速<50km/h時，座墊后部、后腳踏、大貨架振動不明顯；時速在5090km/h時，座墊后部、大貨架振動不明顯；時速在7090km/h時，后腳踏加速時振動明顯，不可接受。但在此速度段內(nèi)勻速行駛時，振動可接受。時速在>90km/h時，座墊后部、后腳踏、大貨架振動明顯，不可接受。綜上所述，通過儀器檢測的臺架實驗和人員感受的道路試驗來綜合評價車架的改進能減小整車振動。改進結(jié)果總體而言1)駕駛員部位的座墊前部、手把、前腳蹬在6090km/h速度段的振動得到明顯改善；2)乘客部位的座墊后部、大貨架在5090km/h速度段的振動得到明顯改善；3)乘客部位的后腳踏在7090km/h速度段，加速時振動明顯，但比原車要好些。但在此速度段內(nèi)勻速行駛時，振動可接受。圖1為本實用新型的主視圖。圖2為圖1俯視圖。圖3為圖1的A向視圖。圖4為
背景技術(shù)：
的主視圖。圖5為圖4的俯視圖。圖6為圖4的B向視圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型車頭管1、前主管2、前斜管3、加強管4、前左支撐管5、前右支撐管6、中左主管7、中右主管8、后左主管9、后右主管10、連接管11、后擋泥板安裝支架12、上橫管13、下橫管14、第一支耳15、第二支耳16、后擱腳安裝管17、后擱腳組合連接管18、連接管19、塞管20、支架21、油箱后安裝板25和加強板等部件構(gòu)成，其中車頭管l采用圓管，位于前主管2和前斜管3的前方，并以前低后高傾斜布置，該車頭管1后側(cè)面的下部與前斜管3的上端焊接，前斜管3為圓管，以上端在前下端在后傾斜布置。車頭管1后側(cè)面的上部與前主管2的前端焊接，前主管2為矩管，以前高后低傾斜設(shè)置，在前主管2與前斜管3之間焊接有加強管4，加強管4為圓管，并且加強管4與前主管2之間的夾角處焊接有第一加強板22。從圖1、圖2中可知，前左、右支撐管5、6，中左、右主管7、8，后左、右主管9、10均呈左右對稱分布，并且前左、右支撐管5、6和后左、右主管9、10為圓管，而中左、右主管7、8為矩管。所述前主管2的后端焊接在中左、右主管7、8前部之間的連接管11上，中左、右主管7、8近似于水平，中左、右主管7、8的中后部之間焊接油箱后安裝板25和連接管19，連接管19位于油箱后安裝板25的下方，并且連接管19的前側(cè)面與油箱后安裝板25的前翻邊焊接。所述中左主管7的前端與前左支撐管5的上部焊接，中左主管7的后端焊接在后左主管9中部的彎形處。中右主管8的前端與前右支撐管6的上部焊接，中右主管8的后端焊接在后右主管10中部的彎形處。所述前左支撐管5的上端向內(nèi)彎形后與前主管2后部的左側(cè)面焊接，前左支撐管5下部彎形處的后側(cè)面與后左主管9的前端焊接；前右支撐管6的上端向內(nèi)彎形后與前主管2后部的右側(cè)面焊接，前右支撐管6的下部彎形處的后側(cè)面與后右主管10的前端焊接。從圖1、圖3中可知，在前左支撐管5與前右支撐管6的下部之間焊接有相互平行的上橫管13和下橫管14，其中上橫管13上并排焊接有兩個第一支耳15，下橫管14上并排焊接有兩個第二支耳16，所述兩個第一支耳15與兩個第二支耳16之間設(shè)置支架21，第一支耳15和第二支耳16通過支架21連接成一個整體。所述支架21為敞口向前的盒狀結(jié)構(gòu)，該支架21左右兩邊的側(cè)板為鉤型，與前支撐管下部的造型相適應(yīng)，且側(cè)板的上端與第一支耳15相貼合并焊接，側(cè)板的下端與第二支耳16貼合并焊接。在前左、右支撐管5、6下部的后方均設(shè)有后擱腳安裝管17，該后擱腳安裝管17的前端與對應(yīng)的前支撐管焊接，后擱腳安裝管17的后端通過后擱腳組合連接管18與對應(yīng)的后主管焊接。所述同一側(cè)的后擱腳安裝管17、后擱腳組合連接管18、后主管和前支撐管所形成的夾角處焊接有第二加強板23，后擱腳安裝管17與后擱腳組合連接管18之間的夾角處焊接有第三加強板24。從圖1、圖2中還可知，在后左、右主管9、10的內(nèi)部均設(shè)置有塞管20，該塞管20的長度與后主管相適應(yīng)，并在后左、右主管的后部之間設(shè)置有后擋泥板安裝支架12，該后擋泥板安裝支架12為拱形板狀結(jié)構(gòu)，后擋泥板安裝支架12的兩端具有前后兩個對稱的支腳，各支腳焊接在對應(yīng)的后主管上。本實用新型的其余結(jié)構(gòu)以及整體造型與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不做贅述。權(quán)利要求一種車架結(jié)構(gòu)，車頭管(1)的下部與前斜管(3)的上端焊接，車頭管(1)的上部與前主管(2)的前端固定，在前主管(2)與前斜管(3)之間焊接有加強管(4)，所述前主管(2)的后端焊接在中左、右主管(7、8)前部之間的連接管(11)上，中左、右主管(7、8)的中后部之間焊接油箱后安裝板(25)，中左、右主管(7、8)的前端分別與前左、右支撐管(5、6)的上部焊接，中左、右主管(7、8)的后端分別與后左、右主管(9、10)的中部焊接，所述前左、右支撐管(5、6)的上端焊接在前主管(2)后部的兩側(cè)面上，前左、右支撐管(5、6)的下部分別與后左、右主管(9、10)的前端焊接，在后左、右主管(9、10)的后部之間連接有后擋泥板安裝支架(12)；所述前左、右支撐管(5、6)的下部之間設(shè)置有上、下橫管(13、14)，其中上橫管(13)上并排焊接有兩個第一支耳(15)，下橫管(14)上并排焊接有兩個第二支耳(16)，在所述前左、右支撐管(5、6)下部的后方均設(shè)有后擱腳安裝管(17)，該后擱腳安裝管(17)的前端與對應(yīng)的前支撐管焊接，后擱腳安裝管(17)的后端通過后擱腳組合連接管(18)與對應(yīng)的后主管連接，其特征在于A、所述前主管(2)和中左、右主管(7、8)均為矩管，在中左主管(7)與中右主管(8)之間焊接有連接管(19)，該連接管(19)的前側(cè)面與油箱后安裝板(25)的前翻邊焊接；B、在所述后左、右主管(9、10)的內(nèi)部均設(shè)置有塞管(20)；C、所述兩個第一支耳(15)與兩個第二支耳(16)之間通過支架(21)連接成一個整體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車架結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述前主管(2)與加強管(4)之間的夾角處焊接有第一加強板(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的車架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述后擋泥板安裝支架(12)為拱形板狀結(jié)構(gòu)，該后擋泥板安裝支架(12)的兩端具有前后兩個支腳，各支腳焊接在對應(yīng)的后主管上。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的車架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述同一側(cè)的后擱腳安裝管(17)、后擱腳組合連接管(18)、后主管和前支撐管所形成的夾角處焊接有第二加強板(23)，后擱腳安裝管(17)與后擱腳組合連接管(18)之間的夾角處焊接有第三加強板(24)。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的車架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述支架(21)為敞口向前的盒狀結(jié)構(gòu)，該支架(21)左右兩邊的側(cè)板為鉤型，且側(cè)板的上端與第一支耳(15)相貼合并焊接，側(cè)板的下端與第二支耳(16)貼合并焊接。專利摘要一種車架結(jié)構(gòu)，前主管的后端焊接在中左、右主管前部之間的連接管上，前主管和中左、右主管均為矩管，中左、右主管的前端分別與前左、右支撐管的上部焊接，中左、右主管的后端分別與后左、右主管的中部焊接，所述前左、右支撐管的上端固定在前主管后部的兩側(cè)上，前左、右支撐管的下部分別與后左、右主管的前端焊接，在后左、右主管的內(nèi)部均設(shè)置有塞管；所述前左、右支撐管的下部之間設(shè)置有上、下橫管，其中上橫管上焊接第一支耳，下橫管上焊接第二支耳，所述第一支耳與第二支耳之間通過支架連接成一個整體。本實用新型可以很好地抑制車架前、后部的俯仰變形以及車架的扭轉(zhuǎn)變形，同時抗振效果顯著，能夠有效減小發(fā)動機工作對車架的影響。文檔編號B62K11/02GK201501477SQ20092012890公開日2010年6月9日申請日期2009年9月18日優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日發(fā)明者伯勇,龐奎,莫家君申請人:力帆實業(yè)(集團)股份有限公司