一種車輛水箱橫梁的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車輛水箱橫梁，包括相連接的橫梁上本體和橫梁下本體，所述橫梁上本體的截面呈“幾”字型結(jié)構(gòu)，橫梁上本體與所述橫梁下本體之間形成有空腔體。本車輛水箱橫梁，將橫梁上本體設(shè)置成截面為“幾”字型的結(jié)構(gòu)，且橫梁上本體與橫梁下本體之間形成有空腔體的結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的水箱橫梁結(jié)構(gòu)，在同等鋼板厚度的情況下，這種水箱橫梁的強度和剛度更大，能很好的起到支撐水箱和冷凝器的沖擊，因此可以用較薄鋼板來制作，在保證強度的同時，可以達(dá)到輕量化的目的，從而可以減小水箱橫梁的自身重量和成本，同時還能增加整車的扭轉(zhuǎn)剛度，提升整車的碰撞性能。
【專利說明】一種車輛水箱橫梁

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及車輛車身橫梁結(jié)構(gòu)，具體地說，本實用新型涉及一種車輛水箱橫梁。

【背景技術(shù)】
[0002]水箱橫梁的主要功能是支撐水箱和冷凝器，傳遞力和力矩，一般布置在發(fā)動機的前方位置。現(xiàn)有技術(shù)的水箱橫梁主要分成如下三種類型:
[0003]1、與車身一體式的水箱橫梁，其一般是由橫梁本體以及一些加強板構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)在同等鋼板厚度的情況下，結(jié)構(gòu)較弱、強度和剛度比較難滿足要求。
[0004]2、與副車架一體式的水箱橫梁，水箱橫梁與副車架焊接在一起，組成副車架整體。這種水箱橫梁由水箱橫梁本體、固定支架及焊接螺母組成。這種水箱橫梁作為汽車懸架的重要組成部分，必須有足夠的強度和剛度支撐散熱器及冷凝器的沖擊。
[0005]3、分體式水箱橫梁，其是由橫梁上本體和橫梁下本體相連接構(gòu)成，橫梁下本體相當(dāng)于加強板結(jié)構(gòu)。相比前兩種水箱橫梁結(jié)構(gòu)，在同等鋼板厚度的情況下，分體式水箱橫梁的強度和剛度更大，能很好的起到支撐水箱和冷凝器的沖擊。而在保證水箱橫梁強度的同時，水箱橫梁的截面寬度較大，橫梁上本體和橫梁下本體的結(jié)構(gòu)也復(fù)雜，需要設(shè)置很多加強筋來滿足水箱橫梁的強度，從而導(dǎo)致水箱橫梁的自身重量重，而且成本高，相應(yīng)也導(dǎo)致車重加大。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種車輛水箱橫梁，以達(dá)到輕量化的目的。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種車輛水箱橫梁，包括相連接的橫梁上本體和橫梁下本體，所述橫梁上本體的截面呈“幾”字型結(jié)構(gòu)，橫梁上本體與所述橫梁下本體之間形成有空腔體。
[0008]所述橫梁下本體的截面呈“L”型結(jié)構(gòu)。
[0009]所述橫梁上本體包括頂板、第一側(cè)板、第二側(cè)板和第三側(cè)板,第一側(cè)板和第二側(cè)板分別在頂板相對的兩側(cè)與頂板連接且均朝向頂板下方延伸，第三側(cè)板與第二側(cè)板連接且與頂板相平行。
[0010]所述頂板的兩端各設(shè)有一個第一彎曲部和一個第二彎曲部，兩個第二彎曲部是位于兩個第一彎曲部之間，第一彎曲部使頂板兩端為向上彎曲，第二彎曲部使頂板兩端為朝向頂板一側(cè)彎曲。
[0011]所述第一彎曲部的半徑比所述第二彎曲部的半徑大。
[0012]所述橫梁下本體包括與所述頂板位置相對的底板和與底板側(cè)部連接且朝向底板下方延伸的第四側(cè)板，底板并與所述第三側(cè)板連接，第四側(cè)板并與所述第一側(cè)板連接。
[0013]所述空腔體中設(shè)有多個套管，套管一端與所述頂板連接，另一端與所述底板連接，套管上設(shè)有讓螺栓穿過的中心孔，頂板和底板上相應(yīng)設(shè)有與套管中心孔連通的通孔。
[0014]所述套管共設(shè)有兩個，兩個套管分別在所述空腔體的兩端與所述頂板和所述底板焊接連接。
[0015]本車輛水箱橫梁還包括與所述橫梁上本體焊接連接且朝向橫梁上本體外側(cè)延伸的橫梁安裝支架。
[0016]本車輛水箱橫梁還包括與所述橫梁上本體焊接連接的用于安裝冷凝器的冷凝器安裝支架。
[0017]本實用新型的車輛水箱橫梁，將橫梁上本體設(shè)置成截面為“幾”字型的結(jié)構(gòu)，且橫梁上本體與橫梁下本體之間形成有空腔體的結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的水箱橫梁結(jié)構(gòu)，在同等鋼板厚度的情況下，這種水箱橫梁的強度和剛度更大，能很好的起到支撐水箱和冷凝器的沖擊，因此可以用較薄鋼板來制作，在保證強度的同時，可以達(dá)到輕量化的目的，從而可以減小水箱橫梁的自身重量和成本，同時還能增加整車的扭轉(zhuǎn)剛度，提升整車的碰撞性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型車輛水箱橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型車輛水箱橫梁的分解圖；
[0020]圖3是橫梁上本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是橫梁下本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是車輛水箱橫梁的截面圖；
[0023]圖6是車輛水箱橫梁與水箱和冷凝器的裝配圖；
[0024]圖7是車輛水箱橫梁與車身的裝配圖；
[0025]上述圖中的標(biāo)記均為:1、橫梁上本體；11、頂板；111、第一彎曲部；112、第二彎曲部；12、第一側(cè)板；13、第二側(cè)板；14、第三側(cè)板；2、橫梁下本體；21、底板；22、第四側(cè)板；3、
空腔體；4、套管；5、橫梁安裝支架；6、冷凝器安裝支架。

【具體實施方式】
[0026]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)的說明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本實用新型的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解，并有助于其實施。
[0027]如圖1至圖7所示，本實用新型一種車輛水箱橫梁，為分體式水箱橫梁，其包括相連接的橫梁上本體I和橫梁下本體2，橫梁上本體I的截面呈“幾”字型結(jié)構(gòu)，橫梁上本體I與橫梁下本體2之間形成有空腔體3。如圖6和圖7所示，水箱橫梁安裝在車輛的車架的前端，橫梁上本體I是位于橫梁下本體2的上方。相比傳統(tǒng)的水箱橫梁結(jié)構(gòu)，在同等鋼板厚度的情況下，本水箱橫梁的強度和剛度更大，能很好的起到支撐水箱和冷凝器的沖擊，因此可以用較薄鋼板來制作，在保證強度的同時，可以達(dá)到輕量化的目的，從而可以減小水箱橫梁的自身重量和成本，同時還能增加整車的扭轉(zhuǎn)剛度，提升整車的碰撞性能
[0028]具體地說，橫梁上本體I和橫梁下本體2都是采用長板件沖壓成型的構(gòu)件，如圖5所示，橫梁上本體I的縱截面呈“幾”字型結(jié)構(gòu)，橫梁下本體2的縱截面呈“L”型結(jié)構(gòu)。如圖3所示，橫梁上本體I包括頂板11、第一側(cè)板12、第二側(cè)板13和第三側(cè)板14，第一側(cè)板12和第二側(cè)板13分別在頂板11長度方向上相對的兩側(cè)與頂板11連接且均朝向頂板11的下方延伸，第一側(cè)板12和第二側(cè)板13與頂板11之間的夾角角度大于90度，這樣第一側(cè)板12和第二側(cè)板13均是朝向頂板11下方外側(cè)傾斜延伸的狀態(tài)，第三側(cè)板14與第二側(cè)板13的下部邊緣連接且與頂板11為相平行的，第三側(cè)板14朝向第二側(cè)板13的外側(cè)延伸。橫梁下本體2包括與頂板11位置相對的底板21和與底板21側(cè)部連接且朝向底板21下方延伸的第四側(cè)板22，底板21并與第三側(cè)板14的底面焊接連接，第四側(cè)板22并與第一側(cè)板12的內(nèi)側(cè)面焊接連接。
[0029]采用上述結(jié)構(gòu)，本水箱橫梁的橫梁上本體I與橫梁下本體2搭接之后，可以形成空腔結(jié)構(gòu)，這樣水箱橫梁截面不需要做很寬，很窄的截面就能滿足強度、剛度等性能要求。因此可以用較少的材料來制作水箱橫梁，在保證水箱橫梁強度、抗扭、剛度等性能的前提下，達(dá)到輕量化的目的，這個空腔結(jié)構(gòu)的截面只需要做到40_即可滿足要求。
[0030]橫梁上本體I和橫梁下本體2的兩端采用彎曲成型工藝，可以使本水箱橫梁的強度得到顯著加強。具體的，頂板11的兩端各設(shè)有一個第一彎曲部111和一個第二彎曲部112，兩個第二彎曲部112是位于兩個第一彎曲部111之間，第一彎曲部111使頂板11兩端為向上彎曲，從而使頂板11的中部為向下凹陷的結(jié)構(gòu)，第二彎曲部112使頂板11兩端為朝向頂板11的前側(cè)略微彎曲。第一彎曲部111的半徑且比第二彎曲部112的半徑大，在本實施例中，第一彎曲部111的半徑為100mm，第二彎曲部112的半徑為90mm。與橫梁上本體I的形狀相匹配，橫梁下本體2的兩端相應(yīng)各設(shè)有兩個彎曲部，以確保橫梁下本體2的表面能夠與橫梁上本體I的第一側(cè)板12和第三側(cè)板14的表面貼合焊接。本水箱橫梁采用彎曲成型工藝，可以使橫梁的強度得到顯著加強。通過試驗采用CAE分析，同時在橫梁中間部位對不彎曲成型和采用彎曲成型工藝的橫梁加載1000N的力值，兩端彎曲成型的橫梁應(yīng)力值為66.5Mpa，而兩端不采用彎曲成型的橫梁應(yīng)力值達(dá)到了 95.1Mpa，這樣當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，這種新型水箱橫梁能夠吸收碰撞過程中的一部分沖擊動能，減少碰撞侵入量，提升整車的碰撞性能。
[0031]如圖3和圖4所示，第一側(cè)板12、第二側(cè)板13與頂板11之間、第二側(cè)板13與第三側(cè)板14之間、以及底板21與第四側(cè)板22之間均為圓弧過渡，在本實施例中，圓弧過渡處的圓角半徑為5mm。第一側(cè)板12、第二側(cè)板13與頂板11之間的夾角均為95度，以保證成型的工藝過渡和拔模角度。底板21與頂板11相平行，第四側(cè)板22與底板21之間的夾角也為95度，以保證成型的工藝過渡和拔模角度。
[0032]本水箱橫梁的橫梁上本體I與橫梁下本體2配合通過點焊焊接，這樣可以減少焊接的變形，保證水箱橫梁左右連車架的安裝點位置。
[0033]如圖2所示，本水箱橫梁的空腔體3中還設(shè)有多個套管4，套管4 一端與頂板11的底面焊接連接，另一端與底板21的頂面焊接連接。套管4所在位置為水箱橫梁與車架連接的安裝點位置，套管4可以增加安裝點Z向的強度。由于本水箱橫梁是通過螺栓與車架固定連接，在套管4上設(shè)有用于讓螺栓穿過的中心孔，頂板11和底板21上相應(yīng)設(shè)有與套管4中心孔連通的通孔。在本實施例中，套管4共設(shè)有兩個，兩個套管4分別在空腔體3的兩端與頂板11和底板21焊接連接，相應(yīng)在頂板11和底板21的兩端各設(shè)有一個通孔。
[0034]如圖1和圖2所示，本車輛水箱橫梁還包括與橫梁上本體I焊接連接且朝向橫梁上本體I外側(cè)延伸的橫梁安裝支架5，如圖6所示，橫梁安裝支架5用于與在車架上位于水箱橫梁后方的前懸置橫梁搭接。在本實施例中，橫梁安裝支架5共設(shè)有兩個，分別在橫梁上本體I的第一側(cè)板12的兩端與第一側(cè)板12在搭接處縫焊焊接。各橫梁安裝支架5上還設(shè)有兩個安裝孔，用于與前懸置橫梁固定連接時讓螺栓穿過。橫梁安裝支架5搭接在前懸置橫梁上，通過與前懸置橫梁一起連接在車身上，這樣水箱橫梁與車身相當(dāng)于有六個連接安裝孔，保證了連接的可靠性。
[0035]如圖1和圖2所示，本車輛水箱橫梁還包括與橫梁上本體I焊接連接冷凝器安裝支架6，冷凝器安裝支架6是用于安裝水箱和冷凝器，冷凝器安裝支架6和橫梁安裝支架5分布在橫梁上本體I相對的兩側(cè)。在本實施例中，冷凝器安裝支架6共設(shè)有兩個，分別在橫梁上本體I的頂板11的兩端與頂板11焊接，且還與第二側(cè)板13焊接。兩個冷凝器安裝支架6都采用翻邊結(jié)構(gòu)，保證支架自身的強度。同時考慮到水箱和冷凝器都是通過橡膠軟墊裝在水箱橫梁上的，冷凝器安裝支架6的安裝孔結(jié)構(gòu)設(shè)計也采用翻邊結(jié)構(gòu)，這樣易于水箱和冷凝器的安裝和提高橡膠件的耐磨性。
[0036]如圖7所示，為本水箱橫梁與車身的裝配示意圖，水箱和冷凝器支撐在冷凝器安裝支架6上，采用分體式結(jié)構(gòu)的水箱橫梁，提高了整車的扭轉(zhuǎn)剛度，改善了力的傳遞，圖中箭頭所示為力的傳遞路徑。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，力傳遞到車架的吸能處，提升了整車的碰撞性能，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時可以很好的吸收一部分沖擊動能。
[0037]上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛水箱橫梁，包括相連接的橫梁上本體和橫梁下本體，其特征在于:所述橫梁上本體的截面呈“幾”字型結(jié)構(gòu)，橫梁上本體與所述橫梁下本體之間形成有空腔體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:所述橫梁下本體的截面呈“L”型結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:所述橫梁上本體包括頂板、第一側(cè)板、第二側(cè)板和第三側(cè)板，第一側(cè)板和第二側(cè)板分別在頂板相對的兩側(cè)與頂板連接且均朝向頂板下方延伸，第三側(cè)板與第二側(cè)板連接且與頂板相平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:所述頂板的兩端各設(shè)有一個第一彎曲部和一個第二彎曲部，兩個第二彎曲部是位于兩個第一彎曲部之間，第一彎曲部使頂板兩端為向上彎曲，第二彎曲部使頂板兩端為朝向頂板一側(cè)彎曲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:所述第一彎曲部的半徑比所述第二彎曲部的半徑大。
6.根據(jù)權(quán)利要去3至5任一所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:所述橫梁下本體包括與所述頂板位置相對的底板和與底板側(cè)部連接且朝向底板下方延伸的第四側(cè)板，底板并與所述第三側(cè)板連接，第四側(cè)板并與所述第一側(cè)板連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:所述空腔體中設(shè)有多個套管，套管一端與所述頂板連接，另一端與所述底板連接，套管上設(shè)有讓螺栓穿過的中心孔，頂板和底板上相應(yīng)設(shè)有與套管中心孔連通的通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:所述套管共設(shè)有兩個，兩個套管分別在所述空腔體的兩端與所述頂板和所述底板焊接連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:還包括與所述橫梁上本體焊接連接且朝向橫梁上本體外側(cè)延伸的橫梁安裝支架。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛水箱橫梁，其特征在于:還包括與所述橫梁上本體焊接連接的用于安裝冷凝器的冷凝器安裝支架。
【文檔編號】B62D21/09GK203854730SQ201420203599
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】吳云飛, 彭志偉, 司凱中 申請人:奇瑞汽車股份有限公司