一种封闭式简单轻量化前副车架论文和设计-刘黎明

全文摘要

本实用新型涉及汽车制造、设计领域，具体为一种封闭式简单轻量化前副车架。上板和下板的相互盖合封闭式腔体结构，在腔体重还设置有内加强板，轻质化但还能保证整个副车架的刚度。包括上板、下板、左密封板、右密封板，上板、下板相互拼接，下板左侧设置左密封板，右侧设置右密封板，左密封板、右密封板上方架设上板，上述四者焊接拼合为一起，整体内部中空形成车架内腔，车架内腔的腔体中设置有内加强板组，所述内加强板组包括内支撑柱和内主加强板，内支撑柱和内主加强板底部设置在下板上，顶部和上板连接；以下板的中轴线为准线在下板中轴线左右两边镜像对称位置上各设置一个内支撑柱，内支撑柱和内支撑柱之间连接设置内主加强板。

主设计要求

1.一种封闭式简单轻量化前副车架，包括上板、下板、左密封板、右密封板，上板、下板相互拼接，下板左侧设置左密封板，右侧设置右密封板，左密封板、右密封板上方架设上板，上述四者焊接拼合为一起，其特征是：所述左密封板、右密封板高度至少大于1cm使上板、下板上板以上下方形拼合后，左密封板、右密封板在两者左右方向拼合，整体内部中空形成车架内腔，车架内腔的腔体中设置有内加强板组，所述内加强板组包括内支撑柱和内主加强板，内支撑柱和内主加强板底部设置在下板上，顶部和上板连接；以下板的中轴线为准线在下板中轴线左右两边镜像对称位置上各设置一个内支撑柱，内支撑柱和内支撑柱之间连接设置内主加强板，所述内主加强板包括侧斜板和中央横板，两者一体塑形，中央横板的两侧向下斜向设置侧斜板，两只侧斜板分别连接左侧和右侧设置的内支撑柱上，由此内支撑柱和内主加强板相互连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述下板的表面凸起设置左应力凸台和右应力凸台，两者结构一致，设置在下板的左右，形状、位置互为镜像；所述左应力凸台和右应力凸台的中心点处最高度最高，在这个中心点位置上竖直向上设置内支撑柱，内支撑柱顶部接触上板。

3.根据权利要求2所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述左应力凸台和右应力凸台之间设置有连接嵌条，连接嵌条是下板的表面凸起的条状凸线，连接嵌条的设置形状和位置和内主加强板连接在下板上的位置一致。

4.根据权利要求1或2所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述下板在连接嵌条的下端还设置有下凹设置的挤压断力槽。

5.根据权利要求1所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述侧斜板朝下连接到上板的后侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述内主加强板的中央横板镂空设置减重槽，而侧斜板前侧方向凸起设置斜板分力凸块。

7.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述下板底部两侧，从下向上贴合焊接设置摆臂安装板，摆臂安装板的斜前方部分和内侧本体插入下板底部，外侧本体表面凸起，并且设置螺接摆臂的安装孔。

8.根据权利要求1所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述上板两侧设置安装缺槽，贴合两侧的安装缺槽左密封板、右密封板竖向焊接并延伸连接到下板上，且安装缺槽顶部还设置羊角管贴合左密封板、右密封板焊接使得三者连接为一体。

9.根据权利要求1或8所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述上板匹配内支撑柱设置位置，向上凸起设置上支撑柱连接凸台，上支撑柱连接凸台向内上板下凹设置断力槽，上支撑柱连接凸台向外，也就是安装缺槽一侧设置外断力槽。

10.根据权利要求1或8所述的一种封闭式简单轻量化前副车架，其特征是：所述上板在安装缺槽前端形成摆臂安装片，摆臂安装片上焊接摆臂安装腔成型折页，摆臂安装腔成型折页为L形状或凹字形状，摆臂安装腔成型折页顶部折页横向设置和上板边沿走向平行，摆臂安装腔成型折页折合后笔直向下，和羊角管焊接连接，顶部被上板遮盖，且上板的前折页，和摆臂安装腔成型折页的顶部折页重叠设置。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车制造、设计领域，具体为一种封闭式简单轻量化前副车架。

背景技术

随着汽车在国内的迅速发展，汽车行业的竞争也是越来越大，由于汽车尾气对环境的影响，国家对降低排气污染也是抓得越来越严格。各大汽车制造商也尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗和汽车尾气的排放。所以必须将，副车架轻量化，但是轻量化的同时还需要能满足前副车架相关安装点的强度、刚度、模态及各项性能要求。

如中国专利CN201621122473.X的副车架焊接总成，涉及汽车制造技术领域，包括前副车架上体、前副车架下体、加强板、方形螺母、销套、控制臂左右支架、悬置支架、螺母、转向机前后固定支撑、前副车架前固定支撑弯管、前副车架前固定支撑衬管、前副车架前固定支撑衬板、支座套和前副车架后衬套总成；前副车架上体左右侧边分别焊接有一个加强板，前副车架上体前侧上部左右侧分别焊接有一个前副车架前固定支撑弯管；前副车架下体表面左右位置分别有两个竖直设置的转向机前后固定支撑；前副车架下体上左右侧分别焊接有一个控制臂左右支架，控制臂左右支架上焊接有销套。解决了现有的汽车副车架焊接完成后，还需要安装转向机、横拉杆、控制臂和发动机悬置，安装孔位不准的问题。这种福车架本副车架为封闭式结构。这种结构简单但为保证副车架的刚度，都要用钢制材料，重量很重，强加结构也多，成本比较高。

实用新型内容

本实用新型设计的目的是提供一种封闭式简单轻量化前副车架为上板和下板的相互盖合封闭式腔体结构，在腔体重还设置有内加强板，轻质化但还能保证整个副车架的刚度。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：一种封闭式简单轻量化前副车架，包括上板、下板、左密封板、右密封板，上板、下板相互拼接，下板左侧设置左密封板，右侧设置右密封板，左密封板、右密封板上方架设上板，上述四者焊接拼合为一起，其中：所述左密封板、右密封板高度至少大于1cm使上板、下板上板以上下方形拼合后，左密封板、右密封板在两者左右方向拼合，整体内部中空形成车架内腔，车架内腔的腔体中设置有内加强板组，所述内加强板组包括内支撑柱和内主加强板，内支撑柱和内主加强板底部设置在下板上，顶部和上板连接；以下板的中轴线为准线在下板中轴线左右两边镜像对称位置上各设置一个内支撑柱，内支撑柱和内支撑柱之间连接设置内主加强板，所述内主加强板包括侧斜板和中央横板，两者一体塑形，中央横板的两侧向下斜向设置侧斜板，两只侧斜板分别连接左侧和右侧设置的内支撑柱上，由此内支撑柱和内主加强板相互连接。

作为优选所述下板的表面凸起设置左应力凸台和右应力凸台，两者结构一致，设置在下板的左右，形状、位置互为镜像；所述左应力凸台和右应力凸台的中心点处最高度最高，在这个中心点位置上竖直向上设置内支撑柱，内支撑柱顶部接触上板。这种设置能加强底板对上板下压应力的承重能力和应力分散能力，特别是提升整个副车架侧边的承重能力，尽可能的将整个内腔的受力区划分为4个区域，也就是左密封板到左侧内支撑柱，左侧内支撑柱到右侧内支撑柱，左侧内支撑柱到右密封板，区域的分隔能使得力度干涉性比较小，整体通过性很强。

作为优选所述左应力凸台和右应力凸台之间设置有连接嵌条，连接嵌条是下板的表面凸起的条状凸线，连接嵌条的设置形状和位置和内主加强板连接在下板上的位置一致。

作为优选所述下板在连接嵌条的下端还设置有下凹设置的挤压断力槽。他主要是匹配设置凸起的连接嵌条，让应力过渡的时候不是硬直传递，而是两者结合后是界面S形状，这种结构弹性效果大，应力传递分散高。

作为优选所述侧斜板朝下连接到上板的后侧壁上。这种结构能加强从左应力凸台和右应力凸台以及内支撑柱，将上者吸收到的应力传递到整个上板和下板的侧面，并且支持整个斜下结构，以及增强摆臂安装后的最斜下侧的薄弱结构。

作为优选所述内主加强板的中央横板镂空设置减重槽，而侧斜板前侧方向凸起设置斜板分力凸块。斜板分力凸块带有指向性，将应力凸台处和羊角管处的应力进行融合，减重槽用来调配内主加强版的整体重量，最大极限实现最轻重量，最大支持度。

作为优选所述下板底部两侧从下向上贴合焊接设置摆臂安装板，摆臂安装板的斜前方部分和内侧本体插入下板底部，外侧本体表面凸起，并且设置螺接摆臂的安装孔。

作为优选所述上板两侧设置安装缺槽，贴合两侧的安装缺槽左密封板、右密封板竖向焊接并延伸连接到下板上，且安装缺槽顶部还设置羊角管贴合左密封板、右密封板焊接使得三者连接为一体。这种设置能避免以往的羊角和密封板、上板、下板并不能完全连接的缺陷，能将4者完全连接，并且使得羊角管能承担或者将力引导到车体或是的副车架和车体的应力能完全分担。

作为优选所述上板匹配内支撑柱设置位置，向上凸起设置上支撑柱连接凸台，上支撑柱连接凸台向内上板下凹设置断力槽，上支撑柱连接凸台向外，也就是安装缺槽一侧设置外断力槽。这样的结构会形成上支撑柱连接凸台在凸出上板表面后，在左右下凹结构的承托下显得更高，提高内支撑柱站立能力，不会因为过于平整设计造成会弯曲的情况，而且形成将承重应力完全断开形成中央的主台和上支撑柱连接凸台三个主受力面，这3个主受力面正好对应本发明创造的核心设计的主支撑位置，让分力结构前呼后应。

作为优选所述上板在安装缺槽前端形成摆臂安装片，摆臂安装片上焊接摆臂安装腔成型折页，摆臂安装腔成型折页为L形状或凹字形状，摆臂安装腔成型折页顶部折页横向设置和上板边沿走向平行，摆臂安装腔成型折页折合后笔直向下，和羊角管焊接连接，顶部被上板遮盖，且上板的前折页，和摆臂安装腔成型折页的顶部折页重叠设置。

通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：本新型发明的副车架主要解决了副车架的轻量化和减少开发制造成本，板材利用率高，加工工艺简单，生产成本低，且各项性能指标满足，实施中最优情况能使得同形状的副车架的重量从整体上得到减轻，但还是能在不损失任何参数要求下，满足前副车架相关安装点的强度、刚度、模态及各项性能要求。整体大部件只有5个轻轻巧巧的部件加上整体结构部件简洁，能够迅速的制造和组装；

主要的结构可以更具实用情况加强内主加强板的厚度或者镂空孔物件的情况进行增减调整，或者加强内支撑柱的直径调整就可以达到整体，而上板下板等现有技术的同套物件不需要改造和调整；这样的副车架会非常适合动机悬置，摆臂，稳定杆，转向器等其它零件的安装，形成一个组件然后再与车架相连，以提高方便生产安装和提高汽车的操纵性稳定性和舒适性。

附图说明

图1为整体结构立体图。

图2为整体结构爆炸图。

图3整体结构爆炸主视图。

图4整体结构爆炸侧视图。

图5下板和内主加强板连接结构示意图。

图6内主加强板组整体立体图。

图7 下板仰视主要部件与羊角管安装结构图。

图8下板主要结构仰视结构及连接嵌条结构图。

图9侧斜板和内支撑柱连接实施方式2结构图。

图10摆臂安装板安装实施图。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本实用新型的技术方案作作为优选具体的说明：

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上” 和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离，如果是描述壳腔结构，则是描述壳体内部和壳体外部，本发明创造或其特定部件几何中心的方向。

如图1所示，一种封闭式简单轻量化前副车架，包括上板（1）、下板（2）、左密封板（3）、右密封板（4），上板（1）、下板（2）相互拼接，首先利用现有技术的水涨法采用钢板或钢铁合金板利用制作出俯视图如2、正视如图3，横向截面为如4结构的上板（1），也就是形成两侧不弯折而前后进行完整的侧面不密封的盖状物结构，而下板（2）利用压铸机直接进行压铸切片制作如图7所示的下板（2）结构，然后上板（1）盖合在下板（2）上，因为上板（1）盖合下来，可见侧面还是是未密封的，所以在下板（2）左侧设置左密封板，右侧设置右密封板，左密封板（3）、右密封板（4）上方架设上板，上述四者焊接拼合为一起，这样就完成了整个副车架的完全密封，并形成内部空腔结构；其中：如图所述左密封板（3）、右密封板（4）高度至少大于1cm，这里的1cm的高度实质是根据上班截面的高度来的，也就是实际上板和下板盖合后的内径数据，这样可以做到完全密封，并且在侧面连接拼合好后，沿整个左密封板（3）、右密封板（4）全部焊接密封一圈4者全部结合；从而达到使上板（1）、下板（2）、左密封板（3）、右密封板（4），上板（1）以上下左右方向拼合后内部中空形成车架内腔（5）的目的；

进一步的，因为车架内腔（5）的形成，这种腔体结构单单凭上板薄薄的一层板体结构来进行承压是不可能的，所以需要支持物体，现有技术都是依赖支撑管的，但是支撑管调节参数指标对设置定位要求很高，基本定算设计上比较累赘，所以在替代方法，这里就是我们设计的直接加入横向弧形的内加强板组（6）来进行支撑；

所述车架内腔（5）中设置有内加强板组（6），这种内加强板组（6）如图5，利用钢板进行压铸一般是内外凹凸进行定型，增加应力强度，表面的镂空减重孔视具体重量需求自由进行调配，所述内加强板组包括内支撑柱（7）和内主加强板（8），内支撑柱（7）和内主加强板（8）底部设置在下板上，顶部和上板连接；以下板的中轴线为准线在下板中轴线左右两边镜像对称位置上各设置一个内支撑柱（7），内支撑柱（7）底部的下板（2）下板会形成一个圆形凸起的平台也就是后面所述的左应力凸台（11）和右应力凸台（12），这样可以加强承压后的一定弹性能力，免得如果下板设置点如果是平面的，一旦下压就会向下沉，从而带动整个底部接触的圆形范围点内的应力效果全部下降，而且顶部还没办法支撑，内支撑柱（7）顶部焊接会崩裂，而采用本结构后会克服这个缺点；

所述内支撑柱和内支撑柱之间连接设置内主加强板（8），所述内主加强板包括侧斜板（9）和中央横板（10），两者一体塑形或二分为一设置，当一体塑形的情况下在中央横板（10）和内支撑柱（7）接触的时候进行管形弯曲绕合内支撑柱（7）一圈然后再如图8所示情况斜向下延伸设置出侧斜板（9），

而单独结构的时候中央横板的两侧直接和两侧的内支撑柱进行接触并且焊接在内支撑柱的管壁上，另外一面还是按照如6所示情况，单独的向下斜向设置侧斜板，两只侧斜板分别连接左侧和右侧设置的内支撑柱上，由此侧斜板（9）通过内支撑柱（7）和内主加强板（8）相互焊接连接，然后内主加强板（8）的顶部和底部分别和上板和下板进行焊接。

如图7所示，所述下板（2）的表面凸起设置左应力凸台（11）和右应力凸台（12），两者结构一致，设置在下板的左右，形状、位置互为镜像；所述左应力凸台（11）和右应力凸台（12）的中心点处最高度最高，在这个中心点位置上竖直向上设置内支撑柱（7），内支撑柱顶部接触上板（1），也就是前面所述的加强承压后的一定弹性能力，免得如果下板设置点如果是平面的，一旦下压就会向下沉技术效果。这种设置能加强底板对上板下压应力的承重能力和应力分散能力，特别是提升整个副车架侧边的承重能力，另外如图尽可能的将整个内腔的受力区划分为4个区域，分别是也就是左密封板到左侧内支撑柱，左侧内支撑柱到右侧内支撑柱，左侧内支撑柱到右密封板，区域的分隔能使得力度干涉性比较小，整体通过性很强内加强板组（6）斜侧的左右侧梁部分，以及内加强板组（6）上下两个分隔部位。

作为优选所述左应力凸台（11）和右应力凸台（12）之间设置有连接嵌条（13），连接嵌条（13）是下板（2）的表面凸起的条状凸线，连接嵌条的设置形状和位置和内主加强板连接在下板上的位置一致。连接嵌条（13）主要是有2个作用，1是起到定位作为，规划了内主加强板（8）的走位，另外是给内主加强板（8）提供底部的焊接台结构位置，能增加承压的弹性，而且他是多层结构，这样就形成一种弹性比较高的结构；

作为优选所述下板在连接嵌条（13）的下端还设置有下凹设置的挤压断力槽（26）。他主要是匹配设置凸起的连接嵌条（13），让应力过渡的时候不是硬直传递，而是两者结合后是界面S形状，这种结构弹性效果大，应力传递分散高。

作为优选所述左应力凸台（11）和右应力凸台（12）上还设置有下斜板（14），下斜板（14）朝下连接到上板的后侧壁（15）上。这种结构能加强从左应力凸台（11）和右应力凸台（12）以及内支撑柱，将上者吸收到的应力传递到侧面。

作为优选所述内主加强板（8）的中央横板（10）镂空设置减重槽（15a），而侧斜板（9）前侧方向凸起设置斜板分力凸块（16）。斜板分力凸块（16）带有指向性，将应力凸台处和羊角管处的应力进行融合，减重槽（15a）用来调配内主加强版的整体重量，最大极限实现最轻重量，最大支持度。

作为优选所述下板底部两侧从下向上贴合焊接设置摆臂安装板（16a），摆臂安装板的斜前方部分的内侧本体（17）插入下板底部，外侧本体（18）表面凸起，并且设置螺接摆臂的安装孔。基本上是现有技术，外侧本体（18）来提供个摆臂安装位，并且增加弹性应力分化结构。他的设计和规格可以根据实际需求额外进行不同的设计，所以可以任一替换，而且组装容易直接如图9所示的情况，直接到弧形处进行焊接就可以了。

作为优选所述上板两侧设置安装缺槽（19），贴合两侧的安装缺槽（19）左密封板（3）、右密封板（4）竖向焊接并延伸连接到下板上，且安装缺槽顶部还设置羊角管（23）来贴合左密封板（3）、右密封板（4）焊接使得三者连接为一体。这种设置能避免以往的羊角和密封板、上板、下板并不能完全连接的缺陷，能将4者完全连接，并且使得羊角管能承担或者将力引导到车体或是的副车架和车体的应力能完全分担。

作为优选所述上板匹配内支撑柱设置位置，向上凸起设置上支撑柱连接凸台（20），上支撑柱连接凸台向内上板下凹设置断力槽（21），上支撑柱连接凸台向外，也就是安装缺槽一侧设置外断力槽（22）。这样的结构会形成上支撑柱连接凸台在凸出上板表面后，在左右下凹结构的承托下显得更高，提高内支撑柱站立能力，不会因为过于平整设计造成会弯曲的情况，而且形成将承重应力完全断开形成中央的主台和上支撑柱连接凸台三个主受力面，这3个主受力面正好对应本发明创造的核心设计的主支撑位置，让分力结构前呼后应。

作为优选所述上板在安装缺槽（19）前端形成摆臂安装片（24），摆臂安装片（24）上焊接摆臂安装腔成型折页（25），摆臂安装腔成型折页（25）为L形状或凹字形状，摆臂安装腔成型折页顶部折页横向设置和上板边沿走向平行，摆臂安装腔成型折页折合后笔直向下，和羊角管焊接连接，顶部被上板遮盖，且上板的前折页（26），和摆臂安装腔成型折页的顶部折页重叠设置，而且底部、头端和尾端都设置弯折，这样可以增加和下板，上板的前折页，上板的上壁增加焊接连接面积。这样的设置能利用很简单的摆臂安装腔成型折页（25）就能形成摆臂安装腔，而且大小，朝向方位可以根据这个摆臂安装腔成型折页（25）随便进行调整，他结构简单，成本低廉。

作为优选所述下板和下板在底部的摆臂安装板（16a）内侧设置底螺栓连接耳（27），底螺栓连接耳（27）上设置螺栓孔，底螺栓连接耳（27）的螺栓孔设置螺栓进行固定。这种连接能在最前端除了能实现利用螺栓进行最容易边缘开裂的补偿紧固外还能利用匹配的螺丝在前端进行限位挡向，防止冲击下上壳前滑。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

设计图

一种封闭式简单轻量化前副车架论文和设计

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