CN105292262B - 前副车架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种前副车架，该前副车架包括前横梁、后横梁、左纵梁及右纵梁，左纵梁由前至后依次包括第一前溃缩段、第一过渡段及第一后溃缩段，第一前溃缩段上设置有第一溃缩吸能筋；右纵梁由前至后依次包括第二前溃缩段、第二过渡段及第二后溃缩段，第二前溃缩段上设置有第二溃缩吸能筋；第一前溃缩段及第二前溃缩段与前横梁处于同一平面，且第一前溃缩段及第二前溃缩段分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端平行。本发明的前副车架，副车架的左纵梁及右纵梁不易发生向乘员舱的折弯变形，因而可以减小碰撞时乘员舱的变形量，保护车内乘员的安全。
Description
技术领域
本发明属于车辆底盘技术领域，特别是涉及一种前副车架。
背景技术
前副车架是车辆底盘系统的重要构件，主要包括前副车架主体，以及与车身、悬置及悬架等零件连接的连接结构。前副车架除了支撑以上零件外，还可以阻隔振动与噪声，减少其直接进入车厢。
框架式结构的前副车架除了保证足够副车架的刚度和强度，也能在整车碰撞过程中发挥重要作用。汽车碰撞过程中，乘员舱的变形与乘员伤害有直接关系，乘员舱变形应尽量小，以保证乘员的生存空间，车辆的安全性能就相应提高。例如，在汽车正面40％偏置碰撞试验中，由于只有一侧车身参与碰撞，且碰撞能量大，车内乘员因乘员舱变形产生的伤害较大。因此在碰撞中乘员舱必须要具备足够的刚度来抵抗变形，前副车架的纵梁对乘员舱在碰撞过程中的变形具有重要的作用。因而，几乎所有中高级轿车均采用框式结构的前副车架，以提升碰撞时的吸能效果。
现有的前副车架其纵梁(左纵和右纵梁)截面面积较小，并且副车架纵梁前端为保持与车身纵梁连接的刚性，副车架纵梁前端需与车身纵梁成一锐角布置，因而，导致整个前副车架纵梁在碰撞过程中前部不压溃，进而拉动车身纵梁的前段向乘员舱折弯，造成乘员舱变形量较大，对车内乘员的保护不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的前副车架在碰撞过程中前副车架纵梁的前部不压溃，进而拉动车身纵梁的前段向乘员舱折弯，造成乘员舱变形量较大的缺陷，提供一种前副车架。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种前副车架，包括前横梁、后横梁、左纵梁及右纵梁，所述前横梁的左端及右端分别连接在所述左纵梁的前端及所述右纵梁的前端，所述后横梁的左端及右端分别连接在所述左纵梁的后端及所述右纵梁的后端，所述左纵梁的前端及所述右纵梁的前端分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端连接，所述左纵梁的后端及所述右纵梁的后端分别与车身左前纵梁的后端及车身右前纵梁的后端连接，所述左纵梁由前至后依次包括第一前溃缩段、第一过渡段及第一后溃缩段，所述第一前溃缩段上设置有第一溃缩吸能筋；所述右纵梁由前至后依次包括第二前溃缩段、第二过渡段及第二后溃缩段，所述第二前溃缩段上设置有第二溃缩吸能筋；所述第一前溃缩段及所述第二前溃缩段与所述前横梁处于同一平面，且所述第一前溃缩段及所述第二前溃缩段分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端平行。
进一步地，所述第一过渡段的前端与所述第一前溃缩段的后端连续相接，所述第一过渡段的后端与所述第一后溃缩段的前端连续相接，所述第一过渡段的截面面积由前至后逐渐减小；所述第二过渡段的前端与所述第二前溃缩段的后端连续相接，所述第二过渡段的后端与所述第二后溃缩段的前端连续相接，所述第二过渡段的截面面积由前至后逐渐减小。
进一步地，所述第一前溃缩段及所述第一后溃缩段大致水平，所述第一过渡段与所述第一前溃缩段所呈夹角为10-20°；所述第二前溃缩段及所述第二后溃缩段大致水平，所述第二过渡段与所述第二前溃缩段所呈夹角为10-20°。
进一步地，所述第一过渡段与所述第一前溃缩段的连接处圆滑过渡，所述第一过渡段与所述第一后溃缩段的连接处圆滑过渡；所述第二过渡段与所述第二前溃缩段的连接处圆滑过渡，所述第二过渡段与所述第二后溃缩段的连接处圆滑过渡。
进一步地，所述第一过渡段的外侧及第二过渡段的外侧分别设置有第一加强板及第二加强板，所述第一加强板及第二加强板上分别连接左摆臂及右摆臂。
进一步地，所述左纵梁的前端及所述右纵梁的前端分别固定连接有左前安装塔座及右前安装塔座，所述左前安装塔座及右前安装塔座中分别过盈压装有左前衬套及右前衬套，所述左前衬套及右前衬套分别与所述车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端连接；所述左纵梁的后端及所述右纵梁的后端分别过盈压装有左后衬套及右后衬套，所述左后衬套及右后衬套与车身地板连接。
进一步地，所述左纵梁的后端及右纵梁的后端分别固定连接有左加强支架及右加强支架，所述左加强支架及右加强支架分别连接车身左前纵梁的后端及车身右前纵梁的后端。
进一步地，所述左加强支架及右加强支架均呈三角形，所述左加强支架的一个角与所述左纵梁的后端固定连接，所述左加强支架的另外两个角连接至车身左前纵梁的后端，所述右加强支架的一个角与所述右纵梁的后端固定连接，所述右加强支架的另外两个角连接至车身右前纵梁的后端。
进一步地，所述左纵梁及右纵梁均由相互扣合的上钣金及下钣金拼焊而成。
进一步地，所述左纵梁的前端及所述右纵梁的前端分别设置有第一插槽及第二插槽，所述前横梁的左端及右端分别插接在所述第一插槽及第二插槽中。
进一步地，所述前横梁由相互扣合的上钣金及下钣金拼焊而成。
进一步地，所述前横梁的截面形状大致为矩形，所述左纵梁的前端及右纵梁的前端的截面形状大致为矩形，所述前横梁的截面宽度与所述左纵梁的前端及右纵梁的前端的截面宽度基本相等，所述前横梁的截面高度小于所述左纵梁的前端及右纵梁的前端的截面高度。
根据本发明的前副车架，左纵梁的第一前溃缩段及右纵梁的第二前溃缩段与前横梁处于同一平面，且左纵梁的第一前溃缩段与右纵梁的第二前溃缩段分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端平行，这样，能够保证车辆发生碰撞时，碰撞力在由左纵梁的第一前溃缩段、右纵梁的第二前溃缩段及前横梁所构成的平面内传递，因而，左纵梁及右纵梁首先分别会在第一溃缩吸能筋处及第二溃缩吸能筋处发生溃缩变形，在此处吸收了大量的碰撞能量后，多余的能量继续沿着左纵梁的第一过渡段及右纵梁的第二过渡段向后分别传递至左纵梁的第一后溃缩段及右纵梁的第二后溃缩段，这样，传递至副车架的左纵梁及右纵梁的碰撞能量大部分被吸收，因此，副车架的左纵梁及右纵梁不易发生向乘员舱的折弯变形，因而可以减小碰撞时乘员舱的变形量，保护车内乘员的安全。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的前副车架的立体图；
图2是本发明一实施例提供的前副车架其左纵梁的俯视图；
图3是本发明一实施例提供的前副车架其左纵梁的仰视图；
图4是本发明一实施例提供的前副车架其左纵梁与前横梁的连接示意图；
图5是沿图3中A-A方向的剖视图。
说明书附图中的附图标记如下：
1、前横梁；11、上钣金；12、下钣金；2、后横梁；3、左纵梁；31、第一前溃缩段；32、第一过渡段；33、第一后溃缩段；34、第一溃缩吸能筋；341、第一吸能槽；35、上钣金；36、下钣金；37、第一插槽；4、右纵梁；41、第二前溃缩段；42、第二过渡段；43、第二后溃缩段；44、第二溃缩吸能筋；441、第二吸能槽；5、左前安装塔座；6、右前安装塔座；7、左前衬套；8、右前衬套；9、左后衬套；10、右后衬套；20、左加强支架；30、右加强支架。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图4所示，本发明一实施例提供的前副车架，包括前横梁1、后横梁2、左纵梁3及右纵梁4，所述前横梁1的左端及右端分别连接在所述左纵梁3的前端及所述右纵梁4的前端，所述后横梁2的左端及右端分别连接在所述左纵梁3的后端及所述右纵梁4的后端，所述左纵梁3的前端及所述右纵梁4的前端分别与车身左前纵梁(也称前舱左纵梁或车身左纵梁前段)的前端及车身右前纵梁(也称前舱右纵梁或车身右纵梁前段)的前端连接，所述左纵梁3的后端及所述右纵梁4的后端分别与车身左前纵梁的后端及车身右前纵梁的后端连接，所述左纵梁3由前至后依次包括第一前溃缩段31、第一过渡段32及第一后溃缩段33，所述第一前溃缩段31上设置有第一溃缩吸能筋34；所述右纵梁4由前至后依次包括第二前溃缩段41、第二过渡段42及第二后溃缩段43，所述第二前溃缩段41上设置有第二溃缩吸能筋44；所述第一前溃缩段31及所述第二前溃缩段41与所述前横梁1处于同一平面，且所述第一前溃缩段31及所述第二前溃缩段41分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端平行。第一溃缩吸能筋34处的强度小于左纵梁3其它位置处的强度，这样，在碰撞力传递至左纵梁时，首先在第一溃缩吸能筋34处溃缩。同样的，第二溃缩吸能筋44处的强度小于右纵梁4其它位置处的强度，这样，在碰撞力传递至右纵梁时，首先在第二溃缩吸能筋44处溃缩。
本实施例中，如图1至图3所示，第一溃缩吸能筋34由设置在左纵梁3两侧的四条第一吸能槽341构成，四条第一吸能槽341左右各两条，且左右两侧的第一吸能槽341对称设置。第二溃缩吸能筋44由设置在右纵梁3两侧的四条第二吸能槽441构成，四条第二吸能槽441左右各两条，且左右两侧的第二吸能槽441对称设置。当然，根据不同的吸能需要，第一溃缩吸能筋34与第二溃缩吸能筋44还能够有其它常规形式。
车身左前纵梁及车身右前纵梁为常规部件，本实施例中，并未对其作改进，因而图中也并未示出。
本实施例中，所述左纵梁3的前端及所述右纵梁4的前端分别固定连接有左前安装塔座5及右前安装塔座6，所述左前安装塔座5及右前安装塔座6中分别过盈压装有左前衬套7及右前衬套8，所述左前衬套7及右前衬套9分别与所述车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端连接；所述左纵梁3的后端及所述右纵梁4的后端分别过盈压装有左后衬套9及右后衬套10，所述左后衬套9及右后衬套10与车身地板连接。
本实施例中，所述左纵梁3的后端及右纵梁4的后端分别固定连接有左加强支架20及右加强支架30，所述左加强支架20及右加强支架30分别连接车身左前纵梁的后端及车身右前纵梁的后端。优选地，如图1所示，所述左加强支架20及右加强支架30均呈三角形，所述左加强支架30的一个角与所述左纵梁3的后端固定连接，所述左加强支架20的另外两个角连接至车身左前纵梁的后端，所述右加强支架30的一个角与所述右纵梁4的后端固定连接，所述右加强支架30的另外两个角连接至车身右前纵梁的后端。
这样，通过左前安装塔座5及右前安装塔座6将左纵梁3的前端及右纵梁4的前端分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端连接，通过左加强支架20及右加强支架30将左纵梁3的后端及右纵梁4的后端分别与车身左前纵梁的后端及车身右前纵梁的后端连接，使得碰撞时左纵梁3及右纵梁4的能量部分传递至车身左前纵梁及车身右前纵梁，车身左前纵梁及车身右前纵梁将与左纵梁3及右纵梁4一同压溃。
本实施例中，如图5所示，所述左纵梁3由相互扣合的上钣金35及下钣金36拼焊而成。右纵梁4也由相互扣合的上钣金及下钣金拼焊而成。由相互扣合的上下钣金拼焊而成的左纵梁3及右纵梁4，相对于圆管形式的左纵梁及右纵梁，制造工艺更为简单。
图2至图5均只示出了左纵梁3，应当理解的是，右纵梁4与左纵梁3关于副车架的纵向中心线对称。因而，右纵梁4的部分结构图中未示出。
本实施例中，如图4所示，所述前横梁1由相互扣合的上钣金11及下钣金12拼焊而成。由相互扣合的上下钣金拼焊而成的前横梁1，相对于圆管形式的前横梁，制造工艺更为简单。
本实施例中，如图1、图4及图5所示，所述左纵梁3的前端及右纵梁4的前端分别设置有第一插槽37及第二插槽38，所述前横梁1的左端及右端分别插接在所述第一插槽37及第二插槽38中。
本实施例中，如图4及图5所示，所述前横梁1的截面形状大致为矩形，所述左纵梁3的前端及右纵梁4的前端的截面形状大致为矩形。另外，优选地，所述前横梁1的截面宽度与所述左纵梁3的前端及右纵梁4的前端的截面宽度基本相等，所述前横梁1的截面高度小于所述左纵梁3的前端及右纵梁4的前端的截面高度。这样，保证碰撞时前横梁有合理的抵抗变形能力，但同时前横梁的强度也会太大，并且有利于副车架的轻量化。
当发生正面碰撞时，碰撞力首先由前横梁1吸收，前横梁1吸收不掉的能量则传递至左纵梁3及右纵梁4。
本实施例中，所述第一过渡段32的前端与所述第一前溃缩段31的后端连续相接，所述第一过渡段32的后端与所述第一后溃缩段33的前端连续相接，所述第一过渡段31的截面面积由前至后逐渐减小(即第一前溃缩段31的截面面积要大于第一后溃缩段33的截面面积)；所述第二过渡段42的前端与所述第二前溃缩段41的后端连续相接，所述第二过渡段42的后端与所述第二后溃缩段43的前端连续相接，所述第二过渡段42的截面面积由前至后逐渐减小(即第二前溃缩段41的截面面积要大于第二后溃缩段43的截面面积)。这样，第一过渡段32与第一前溃缩段31的连接位置的强度要大于第一过渡段32与第一后溃缩段33的连接位置处的强度，第二过渡段42与第二前溃缩段41的连接位置的强度要大于第二过渡段42与第二后溃缩段43的连接位置处的强度，并且，通过第一过渡段32实现了第一前溃缩段31与第一后溃缩段33的平滑过渡，通过第二过渡段42实现了第二前溃缩段41与第二后溃缩段43的平滑过渡，因而，在碰撞后左纵梁的后部(第一后溃缩段)及右纵梁的后部(第二后溃缩段)变形更加充分，以便于吸收更多的碰撞能量。
本实施例中，所述第一前溃缩段31及所述第一后溃缩段33大致水平，所述第一过渡段32与所述第一前溃缩段31所呈夹角为10-20°；所述第二前溃缩段41及所述第二后溃缩段43大致水平，所述第二过渡段42与所述第二前溃缩段43所呈夹角为10-20°。10-20°的夹角是通过反复的仿真和试验得到的较优的夹角范围，角度太大满足不了强度要求，角度太小则满足不了吸能的要求。
本实施例中，所述第一过渡段32与所述第一前溃缩段31的连接处圆滑过渡，所述第一过渡段32与所述第一后溃缩段33的连接处圆滑过渡；所述第二过渡段42与所述第二前溃缩段41的连接处圆滑过渡，所述第二过渡段42与所述第二后溃缩段43的连接处圆滑过渡。这样，第一前溃缩段31至第一过渡段32的碰撞能量传递及第一过渡段32至第一后溃缩段33的碰撞能量传递更为平缓；同样，第二前溃缩段41至第二过渡段42的碰撞能量传递及第二过渡段42至第二后溃缩段43的碰撞能量传递更为平缓。这样，能量吸收更为充分。
本实施例中，所述第一过渡段32的外侧及第二过渡段42的外侧分别设置有第一加强板及第二加强板，所述第一加强板及第二加强板上分别连接左摆臂及右摆臂。第一加强板及第二加强板图中并未示出。
根据本发明上述实施例的前副车架，左纵梁的第一前溃缩段及右纵梁的第二前溃缩段与前横梁处于同一平面，且左纵梁的第一前溃缩段与右纵梁的第二前溃缩段分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端平行，这样，能够保证车辆发生碰撞时，碰撞力在由左纵梁的第一前溃缩段、右纵梁的第二前溃缩段及前横梁所构成的平面内传递，因而，左纵梁及右纵梁首先分别会在第一溃缩吸能筋处及第二溃缩吸能筋处发生溃缩变形，在此处吸收了大量的碰撞能量后，多余的能量继续沿着左纵梁的第一过渡段及右纵梁的第二过渡段向后分别传递至左纵梁的第一后溃缩段及右纵梁的第二后溃缩段，这样，传递至副车架的左纵梁及右纵梁的碰撞能量大部分被吸收，因此，副车架的左纵梁及右纵梁不易发生向乘员舱的折弯变形，因而可以减小碰撞时乘员舱的变形量，保护车内乘员的安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种前副车架，包括前横梁、后横梁、左纵梁及右纵梁，所述前横梁的左端及右端分别连接在所述左纵梁的前端及所述右纵梁的前端，所述后横梁的左端及右端分别连接在所述左纵梁的后端及所述右纵梁的后端，所述左纵梁的前端及所述右纵梁的前端分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端连接，所述左纵梁的后端及所述右纵梁的后端分别与车身左前纵梁的后端及车身右前纵梁的后端连接，其特征在于，所述左纵梁由前至后依次包括第一前溃缩段、第一过渡段及第一后溃缩段，所述第一前溃缩段上设置有第一溃缩吸能筋；所述右纵梁由前至后依次包括第二前溃缩段、第二过渡段及第二后溃缩段，所述第二前溃缩段上设置有第二溃缩吸能筋；所述第一前溃缩段及所述第二前溃缩段与所述前横梁处于同一平面，且所述第一前溃缩段及所述第二前溃缩段分别与车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端平行。
2.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述第一过渡段的前端与所述第一前溃缩段的后端连续相接，所述第一过渡段的后端与所述第一后溃缩段的前端连续相接，所述第一过渡段的截面面积由前至后逐渐减小；所述第二过渡段的前端与所述第二前溃缩段的后端连续相接，所述第二过渡段的后端与所述第二后溃缩段的前端连续相接，所述第二过渡段的截面面积由前至后逐渐减小。
3.根据权利要求1或2所述的前副车架，其特征在于，所述第一前溃缩段及所述第一后溃缩段大致水平，所述第一过渡段与所述第一前溃缩段所呈夹角为10-20°；所述第二前溃缩段及所述第二后溃缩段大致水平，所述第二过渡段与所述第二前溃缩段所呈夹角为10-20°。
4.根据权利要求1或2所述的前副车架，其特征在于，所述第一过渡段与所述第一前溃缩段的连接处圆滑过渡，所述第一过渡段与所述第一后溃缩段的连接处圆滑过渡；所述第二过渡段与所述第二前溃缩段的连接处圆滑过渡，所述第二过渡段与所述第二后溃缩段的连接处圆滑过渡。
5.根据权利要求1或2所述的前副车架，其特征在于，所述第一过渡段的外侧及第二过渡段的外侧分别设置有第一加强板及第二加强板，所述第一加强板及第二加强板上分别连接左摆臂及右摆臂。
6.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述左纵梁的前端及所述右纵梁的前端分别固定连接有左前安装塔座及右前安装塔座，所述左前安装塔座及右前安装塔座中分别过盈压装有左前衬套及右前衬套，所述左前衬套及右前衬套分别与所述车身左前纵梁的前端及车身右前纵梁的前端连接；所述左纵梁的后端及所述右纵梁的后端分别过盈压装有左后衬套及右后衬套，所述左后衬套及右后衬套与车身地板连接。
7.根据权利要求1或6所述的前副车架，其特征在于，所述左纵梁的后端及右纵梁的后端分别固定连接有左加强支架及右加强支架，所述左加强支架及右加强支架分别连接车身左前纵梁的后端及车身右前纵梁的后端。
8.根据权利要求7所述的前副车架，其特征在于，所述左加强支架及右加强支架均呈三角形，所述左加强支架的一个角与所述左纵梁的后端固定连接，所述左加强支架的另外两个角连接至车身左前纵梁的后端，所述右加强支架的一个角与所述右纵梁的后端固定连接，所述右加强支架的另外两个角连接至车身右前纵梁的后端。
9.根据权利要求1所述的前副车架，其特征在于，所述左纵梁及右纵梁均由相互扣合的上钣金及下钣金拼焊而成。
10.根据权利要求9所述的前副车架，其特征在于，所述左纵梁的前端及所述右纵梁的前端分别设置有第一插槽及第二插槽，所述前横梁的左端及右端分别插接在所述第一插槽及第二插槽中。
11.根据权利要求10所述的前副车架，其特征在于，所述前横梁由相互扣合的上钣金及下钣金拼焊而成。
12.根据权利要求11所述的前副车架，其特征在于，所述前横梁的截面形状大致为矩形，所述左纵梁的前端及右纵梁的前端的截面形状大致为矩形，所述前横梁的截面宽度与所述左纵梁的前端及右纵梁的前端的截面宽度基本相等，所述前横梁的截面高度小于所述左纵梁的前端及右纵梁的前端的截面高度。
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