前副車架及汽車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車技術(shù)，具體涉及一種前副車架及汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]前副車架是汽車前軸的承載部件，前副車架的頂部連接車身并承載車輛前軸的載荷，前副車架的底部與懸架、車輪和固定轉(zhuǎn)向器等連接，用于將這些部件集合成一個(gè)分總成以與車身連接。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中前副車架的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，前副車架包括兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的縱臂11和連接兩個(gè)縱臂11的橫梁12，前副車架一般設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的橫梁12，各橫梁12通常選用的等截面直梁。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，橫梁一般選用等截面的直梁，為了保證橫梁12的力學(xué)性能，對(duì)等截面直梁的要求是:在橫梁12受到最大的設(shè)計(jì)應(yīng)力時(shí)，橫梁12的最薄弱處也不至于損壞。在實(shí)際應(yīng)用中，受到最大設(shè)計(jì)應(yīng)力時(shí)，橫梁12上各部分因應(yīng)力而受到的彎矩各不相同，即橫梁12各部分在應(yīng)對(duì)最大應(yīng)力時(shí)所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度實(shí)際上各不相同，而等截面直梁上各處的強(qiáng)度基本相同，如此橫梁12上部分部位的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于實(shí)際需要的強(qiáng)度，同時(shí)其鋼材用量也大幅高于真正需要的鋼材用量，這一方面增加了橫梁12的鋼材用量，另一方面也導(dǎo)致了整車的重量加重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種前副車架及汽車，以解決現(xiàn)有技術(shù)中橫梁所用鋼材過(guò)多的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種前副車架，包括相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)縱臂以及連接兩個(gè)所述縱臂的橫梁，所述橫梁包括位于兩端與所述縱臂相連的第一部、位于中部的第三部、以及連接所述第一部和第三部的第二部，所述橫梁上從所述第一部到所述第三部截面系數(shù)依次減小。
[0008]上述的前副車架，所述第三部相對(duì)于所述第二部的截面系數(shù)減小幅度大于所述第二部相對(duì)于所述第一部的截面系數(shù)減小幅度。
[0009]上述的前副車架，所述第二部為凹槽。
[0010]上述的前副車架，所述凹槽中設(shè)置有加強(qiáng)筋。
[0011]上述的前副車架，在汽車的前后方向上，所述第三部的頂面包括相連的水平部和傾斜部。
[0012]上述的前副車架，所述橫梁包括倒U形板和設(shè)置于所述倒U形板開(kāi)口端的平板。
[0013]上述的前副車架，所述縱臂上設(shè)置有下擺臂安裝支架，所述下擺臂安裝支架的中心位于所述前副車架的外側(cè)。
[0014]所述縱臂包括相連的直臂和加強(qiáng)支架，所述第一部與所述加強(qiáng)支架相連接。
[0015]一種汽車，包括前副車架，所述前副車架上述的前副車架。
[0016]在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的前副車架，橫梁在受到來(lái)自兩端縱臂的彎曲應(yīng)力時(shí)，根據(jù)材料力學(xué)可知，橫梁兩端離縱臂較近的部位受到較大的彎矩作用，而中間部分受到的彎矩則較小，由于本發(fā)明提供的橫梁的截面系數(shù)從兩端到中間依次減小，較好了適應(yīng)了橫梁承受的應(yīng)力變化。如此，相比現(xiàn)有技術(shù)中等截面的直梁，橫梁中間部位所用的鋼材量就少于兩端所用的鋼材量，這就在保證了橫梁的受力需求的前提下節(jié)省了用鋼量。
[0017]由于上述前副車架具有上述技術(shù)效果，包含該前副車架的汽車也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中前副車架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的前副車架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的前副車架的仰視圖；
[0022]圖4為圖3中A-A的剖面圖；
[0023]圖5為圖3中B-B的剖面圖；
[0024]圖6為圖3中C-C的剖面圖；
[0025]圖7為圖3中D-D的剖面圖；
[0026]圖8為圖3中E-E的剖面圖。
[0027]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0028]現(xiàn)有技術(shù):
[0029]11、縱臂；12、橫梁。
[0030]本發(fā)明:
[0031]21、縱臂；211、直臂；212、加強(qiáng)支架；213、連接管；214、加強(qiáng)板；22、橫梁；221、第一部；222、第二部；223、第三部；224、加強(qiáng)筋；225、倒U形板；226、平板；23、下擺臂安裝支架。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)介紹。
[0033]如圖2-8所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種前副車架，包括相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)縱臂21以及連接兩個(gè)縱臂21的橫梁22，橫梁22包括位于兩端與縱臂21相連的第一部221、位于中部的第三部223、以及連接第一部221和第三部223的第二部222，第一部221、第二部222、第三部223的截面系數(shù)依次減小。
[0034]具體的，截面系數(shù)又稱截面模量，是工程力學(xué)的幾何參量之一，本實(shí)施例中，橫梁22用于與縱臂21連接的第一部221具有最大的截面系數(shù)，橫梁22上遠(yuǎn)離與縱臂21連接的第三部223具有最小的截面系數(shù)，從第一部221到第三部223的其余部分截面系數(shù)依次減小。如此，在橫梁22在受到來(lái)自兩端的縱臂21的彎曲應(yīng)力時(shí)，根據(jù)彎矩與彎曲應(yīng)力的工程力學(xué)知識(shí)可知，橫梁22兩端離縱臂21較近部位受到較大的彎矩作用，而中間部分受到的彎矩則較小，由于本發(fā)明橫梁22的截面系數(shù)從兩端到中間依次減小，較好了適應(yīng)了橫梁22承受的應(yīng)力變化。相比現(xiàn)有技術(shù)中等截面的直梁，本實(shí)施例中橫梁22中間部分第三部223相對(duì)于兩側(cè)的第一部221用料更少，這就在保證了橫梁22的受力需求的前提下節(jié)省了用鋼量。
[0035]截面系數(shù)、彎矩與彎曲應(yīng)力的關(guān)系及其計(jì)算皆為材料力學(xué)的現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例不對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行具體計(jì)算，后文涉及這些計(jì)算的部分均作相同處理。
[0036]本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，第三部223相對(duì)于第二部222的截面系數(shù)減小幅度大于第二部222相對(duì)于第一部221的截面系數(shù)減小幅度。根據(jù)前述分析，在理想情況下，橫梁22上從兩端的第一部221到中間第三部223的截面系數(shù)，其幅度下降的速率應(yīng)相同，如此，在橫梁22受到最大的預(yù)設(shè)應(yīng)力時(shí)，橫梁22的各部分同時(shí)受到最大彎矩，橫梁22各部分的強(qiáng)度應(yīng)能恰好承受該彎矩應(yīng)力。本實(shí)施例中，由于第三部223區(qū)域的截面系數(shù)降低幅度大于其他區(qū)域的截面系數(shù)降低幅度，如此在車輛受到超預(yù)設(shè)大沖擊力(如撞車)時(shí)，橫梁22的第三部223將預(yù)先變形，這樣一方面就預(yù)先定位了車輛變形的部位，可以基于此設(shè)計(jì)安全措施；另一方面更進(jìn)一步的，可以在橫梁22的該區(qū)域設(shè)計(jì)回復(fù)結(jié)構(gòu)，如將橫梁22的該部分設(shè)計(jì)為具有彈性的弧形結(jié)構(gòu)等，在輕微量的變形時(shí)使其具有自動(dòng)回復(fù)功能，相比現(xiàn)有技術(shù)中直梁的永久變形該設(shè)計(jì)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
[0037]本實(shí)施例中，優(yōu)選的，第二部222為凹槽。凹槽中設(shè)置有加強(qiáng)筋224。第二部222上設(shè)置加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)該區(qū)域強(qiáng)度，防止該區(qū)域發(fā)生變形。
[0038]本實(shí)施例中，如圖6所示，優(yōu)選的，在汽車的前后方向上，第三部223的頂面包括相連的水平部和傾斜部。在第二部222和第三部223整體大概為直臂的前提下，設(shè)置一個(gè)傾斜部降低第三部223的截面系數(shù)。
[0039]本實(shí)施例中，如圖5所示，優(yōu)選的，橫梁22包括倒U形板225和設(shè)置于倒U形板225開(kāi)口端的平板226。平板226指的是整體上為平整狀的板材，允許其表面有小尺寸的彎折部和皺褶，在倒U形板225的開(kāi)口端焊接平板226以加強(qiáng)倒U形板225的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0040]本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，縱臂21上設(shè)置有下擺臂安裝支架23，下擺臂安裝支架23的中心位于前副車架的外側(cè)。車輛在行駛過(guò)程中會(huì)引起部分部件的共振，本實(shí)施例中下擺臂安裝支架23的布置形式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能夠有效的降低甚至消除車輛的40km/h左右行駛速度時(shí)的簧上共振。
[0041]本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，縱臂21包括相連的直臂211和加強(qiáng)支架212，第一部221與加強(qiáng)支架212相連接。通過(guò)加強(qiáng)支架212加強(qiáng)縱臂21上用于與橫梁22第一部221連接的部位，如圖7所示，縱臂21包括直臂211和加強(qiáng)支架212，加強(qiáng)支架212的截面系數(shù)大于直臂211，加強(qiáng)支架212的一端容納直臂211，并通過(guò)一個(gè)連接管213與直臂211焊接，加強(qiáng)支架212的另一端設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)板214，同樣通過(guò)一個(gè)連接管213與加強(qiáng)板214相連，如此大大的增加了縱臂21與橫梁22的連接強(qiáng)度。一般的，為了保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，前副車架需要兩根或更多的橫梁22，本實(shí)施例中，通過(guò)橫梁22截面系數(shù)的優(yōu)化及縱臂21與橫梁22連接處強(qiáng)度的增加，可以僅設(shè)置一個(gè)橫梁22。
[0042]本實(shí)施還提供一種汽車，使用上述的前副車架。
[0043]由于上述前副車架具有上述技術(shù)效果，包含該前副車架的汽車也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。
[0044]以上只通過(guò)說(shuō)明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，毋庸置疑，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，上述附圖和描述在本質(zhì)上是說(shuō)明性的，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種前副車架，包括相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)縱臂以及連接兩個(gè)所述縱臂的橫梁，其特征在于，所述橫梁包括位于兩端與所述縱臂相連的第一部、位于中部的第三部、以及連接所述第一部和所述第三部的第二部，所述橫梁上從所述第一部到所述第三部截面系數(shù)依次減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述第三部相對(duì)于所述第二部的截面系數(shù)減小幅度大于所述第二部相對(duì)于所述第一部的截面系數(shù)減小幅度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述第二部為凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的前副車架，其特征在于，所述凹槽中設(shè)置有加強(qiáng)筋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前副車架，其特征在于，在汽車的前后方向上，所述第三部的頂面包括相連的水平部和傾斜部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述橫梁包括倒U形板和設(shè)置于所述倒U形板開(kāi)口端的平板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述縱臂上設(shè)置有下擺臂安裝支架，所述下擺臂安裝支架的中心位于所述前副車架的外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的前副車架，其特征在于，所述縱臂包括相連的直臂和加強(qiáng)支架，所述第一部與所述加強(qiáng)支架相連接。
9.一種汽車，包括前副車架，其特征在于，所述前副車架為權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的前副車架。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種前副車架及汽車，該前副車架包括相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)縱臂以及連接兩個(gè)縱臂的橫梁，橫梁包括位于兩端與縱臂相連的第一部、位于中部的第三部、以及連接第一部和第三部的第二部，第一部、第二部、第三部的截面系數(shù)依次減小。本發(fā)明提供的前副車架，橫梁在受到來(lái)自車身螺旋彈簧的作用力時(shí)，橫梁兩端離縱臂較近部位受到較大的彎矩作用，而中間部分受到的彎矩則較小，由于本發(fā)明提供的橫梁的截面系數(shù)從兩端到中間依次減小，較好了適應(yīng)了橫梁承受的應(yīng)力變化。如此，相比現(xiàn)有技術(shù)中等截面的直梁，橫梁中間部位所用的鋼材量就少于兩端所用的鋼材量，這就在保證了橫梁的受力需求的前提下節(jié)省了用鋼量。
【IPC分類】B62D21-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104590378
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510052109
【發(fā)明人】劉守銀, 周忍
【申請(qǐng)人】安徽江淮汽車股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日