CN103121470A - 全承载商用车平台及其模块化应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全承载商用车平台，其特征在于，所述全承载商用车平台包括车体骨架，所述车体骨架包括多个横向构面和多个纵向构面，所述横向构面与纵向构面相交产生的节点与其相邻构面的对应节点相连接，形成多维三角形空间框架结构的车体骨架，所述横向构面包括横向边梁和横向斜撑构成的三角形或者多边形或者三角形与多边形的组合；所述纵向构面包括纵向边梁和纵向斜撑构成的三角形或者多边形或者三角形与多边形的组合。该技术方案使车体的自重更轻、承载力更强，结构稳定性更好；由于车体的载荷全部作用在车用平台上，因此，可以实现在上装侧围的任意位置开设任意尺寸的货舱门，以满足装卸货物的要求，极大地提高了装卸效率和水平。

Description

全承载商用车平台及其模块化应用

技术领域

    本发明涉及一种商用车平台，具体来说，涉及一种全承载商用车平台及其应用。 

背景技术

近年来，随着我国城镇化进程的加快，快速建设的高等级公路网促使我国物流事业的迅速发展，这给运输能力强、实载率高、成本低的全挂车、半挂车带来了巨大的发展动力，但是目前的半挂车大都是工字钢、槽钢构成的梯形车身骨架，在车架上加装密封厢构成半挂车或者全挂车。目前，常见的半挂车车体主要是由两根纵梁和若干根横梁构成的网格状平面结构，虽然制造工艺简单，技术相对成熟,但由于属于非承载结构，其自重偏大，类似于简支梁结构，车体中部易受载荷而弯曲变形，甚至断裂，严重影响了车体的使用寿命，给物流企业带来了巨大损失。目前，市场上也出现了普通全承载厢式车身，其只是将客车的全承载车体结构进行简单的移植应用，将两侧面桁架上纵梁的节点处通过若干拱形横梁连成一体形成拱形顶，两侧围下纵梁的节点处通过若干底斜梁和底横梁彼此相连形成底桁架；其虽然载货空间大、承载能力较强、自重较轻，但是因避免破坏桁架的力学结构致使无法在车厢侧围任意处开设任意尺寸满足装卸要求的货舱门，同时亦因承载面高度与通用装卸作业平台落差很大，而严重影响了装卸效率，无法满足市场的实际需求。 

发明内容

    本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种结构简单、成本较低，既可以解决普通商用车车体自重大、车体易变形的问题；同时也可以解决普通全承载厢式车身无法在车厢侧围任意处开设满足装卸要求的货舱门的技术难题。 

    为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下，一种全承载商用车平台，其特征在于，所述全承载商用车平台包括车体骨架，所述车体骨架包括多个横向构面和多个纵向构面，所述横向构面与纵向构面相交产生的节点与其相邻构面的对应节点相连接，形成多维三角形空间框架结构的车体骨架。 

作为本发明的一种改进，所述横向构面包括横向边梁和横向斜撑构成的三角形或者多边形或者三角形与多边形的组合；所述纵向构面包括纵向边梁和纵向斜撑构成的三角形或者多边形或者三角形与多边形的组合。由几何数学和结构力学的原理可知，体由面所构，而面结构中最稳定的简单几何图形是三角形，由多个共用节点的异面三角形构成的多维空间体具有其他结构形式所无法比拟的稳定性特征。当多维空间体受到载荷作用时，即某个三角形的边受力，载荷经过边向两端的节点传导，而载荷再通过两端节点传导到与之相交的其他三角形的边进行二次传导，以此类推。当载荷扩散至整个多维空间体时，作用在每个三角形各边上载荷的平均水平值将大为降低，整体受力能力大大提高。车体骨架结构主要由横向构面和纵向构面组成。当包含有若干个三角形及多边形的纵向构面与横向构面形成组合时，又会形成多个相交节点。当车体受到载荷作用时，各端节点共同参与载荷的传导，进而形成多维的力流场空间，使车体成为了多维封闭力环系统。载荷在系统中快速传递、扩散，最终是车体达到力学平衡状态，完成了载荷的分散作用，降低了系统的应力水平，使车体自重更轻，承载力更强，结构稳定性更好。 

作为本发明的一种改进，所述三角形、多边形的数量至少是两个。所述多边形可以是四边形、五边形、六边形等其他多边形。 

作为本发明的一种改进，所述在车体骨架顶层的横向构面上焊接或者粘黏或者铆接承载面，所述承载面上安装与不同用途车辆相匹配的模块化上装组件。由于该平台特殊的结构构成，使得车体的全部载荷作用在车用平台上，车厢上装组件的侧围和顶盖不参与承载，因此，可以在上装侧围的任意处开设任意尺寸的货舱门，以满足装卸货物的要求，而对平台的承载能力不造成任何影响。 

作为本发明的一种改进，所述全承载商用车平台的材质是金属或者非金属材料。根据不同的实际需要选择不同的材料。 

作为本发明的一种改进，所述车体骨架杆件的截面形状为包括但不限于矩形管、方形管、圆管、角钢、槽钢、工字钢、H型钢、C型钢、Z型钢中的任意一种或者几种。 

作为本发明的一种改进，所述全承载商用车平台的前部下方设置与牵引车相匹配的牵引销板支撑杆件，所述全承载商用车平台的后部下方设置与行走系统相匹配的悬架支撑杆件。 

作为本发明的一种改进，将所述全承载商用车平台应用于平板车、厢式车、仓栏车、集装箱车、冷藏车、罐式车、房车、自卸车。通过使用该平台，使车体自重更轻，承载力更强，结构稳定性更好。 

一种采用所述全承载商用车平台的商用车，所述商用车包括全承载商用车平台，以及与全承载商用车平台相匹配的上装组件。 

相对于现有技术，本发明的优点如下：1）多个节点共用的异面三角形构成多维封闭力环系统，降低了整个车体的应力水平，使车体的自重更轻、承载力更强，结构稳定性更好；2）由于自重降低，可以大大的减少油耗，不仅节能环保，而且降低了车主的运营成本；3）由于车体的载荷全部作用在车用平台上，上装组件中的侧围以及顶盖不参与承载，因此，可以实现在上装侧围的任意位置开设任意尺寸的货舱门，以满足装卸货物的要求，极大地提高了装卸效率和水平。 

附图说明

图1为本发明全承载商用车平台的车体骨架结构示意图； 

图2为图1中一横向构面结构示意图；

图3为图1中一纵向构面结构示意图；

图4为图1中车体骨架后部与悬架及车桥连接方式示意图；

图5—1为本发明应用于仓栏车结构示意图；

图5—2为现有技术中仓栏车结构示意图；

图6—1为本发明应用于厢式车结构示意图；

图6—2为现有技术中厢式车结构示意图；

图6—3为现有技术中另一种厢式车结构示意图。

图中：1、横向边梁；2、纵向边梁；3、悬架支撑杆件；4、牵引销板支撑杆件；5、横向斜撑；6、纵向斜撑；7、悬架；8、车桥；9、设置有全承载平台的仓栏车；10、仓栏车车厢，11、模块化全承载车用平台；12、上装组件；13、前角立柱；14、侧立柱；15、后角立柱；16、角铁；17、侧挡板；18、车厢门；19、门合页；20、仓栏车大梁式车架；21、厢式车车厢，22、厢式车大梁式车架，23设置有全承载平台的厢式车，24侧围，25后围，26前围，27顶盖，28侧门，29车身底架。 

具体实施方式

    为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明作出进一步的说明和介绍。 

实施例1：

参见图1，一种全承载商用车平台，所述全承载商用车平台包括车体骨架，所述车体骨架包括多个横向构面和多个纵向构面，所述横向构面与纵向构面相交产生的节点与其相邻构面的对应节点相连接，形成多维三角形空间框架结构的车体骨架。车体骨架结构主要由横向构面和纵向构面组成，当包含有若干个三角形及多边形的纵向构面与横向构面形成组合时，又会形成多个相交节点。当车体受到载荷作用时，各端节点共同参与载荷的传导，进而形成多维的力流场空间，使车体成为了多维封闭力环系统。载荷在系统中快速传递、扩散，最终使车体达到力学平衡状态，完成了载荷的分散作用，降低了系统的应力水平，使车体自重更轻，承载力更强，结构稳定性更好。

实施例2：

参见图1、2、3，作为本发明的一种改进，所述横向构面包括横向边梁1和横向斜撑5构成的三角形或者多边形或者三角形与多边形的组合；所述纵向构面包括纵向边梁2和纵向斜撑6构成的三角形或者多边形或者三角形与多边形的组合。按照图3所示的结构，用纵向边梁2、纵向斜撑6及框架杆件将车体的若干纵向构面焊好，再由工装夹具定位装卡后进行多个纵向组装焊接；并用横向边梁1和相邻的纵向构面的对应节点进行焊接，进而形成统一的框架体结构；用横向斜撑5将跨度较大的网格结构进行对角线焊接，形成图2所示的包含若干三角形及多边形在内的横向构面。由几何数学和结构力学的原理可知，体由面所构，而面结构中最稳定的几何图形是三角形，由多个共用节点的异面三角形构成的多维空间体具有其他结构形式无法比拟的稳定性。当多维空间体受到载荷作用时，即某个三角形的边受力，载荷经过边向两端的节点传导，而载荷再通过两端节点传导到与之相交的其他三角形的边进行二次传导，以此类推。当载荷扩散至整个多维空间体时，作用在每个三角形各边上载荷的平均水平值将大为降低，整体受力能力大大提高。其结构和优点与实施例1完全相同。

实施例3：

作为本发明的一种改进，所述三角形、多边形的数量至少是两个。所述多边形可以是四边形、五边形、六边形等其他多边形，可以根据实际情况需要进行自由组合和搭配。其结构和优点与实施例1完全相同。

实施例4：

作为本发明的一种改进，所述在车体骨架顶层的横向构面上焊接或者粘黏或者铆接承载面，所述承载面上安装与不同用途车辆相匹配的模块化上装组件12。由于该平台特殊的结构构成，使得车体的全部载荷作用在车用平台11上，车厢上装组件12的侧围和顶盖不参与承载，因此，可以在上装侧围的任意处开设任意尺寸的货舱门，以满足装卸货物的要求，而对平台的承载能力不造成任何影响。其结构和优点与实施例1完全相同。

实施例5：

作为本发明的一种改进，所述全承载商用车平台的材质是金属或者非金属材料。根据不同的实际需要选择不同的材料。其结构和优点与实施例1完全相同。

实施例6：

作为本发明的一种改进，所述车体骨架杆件的截面形状为矩形管、方形管、圆管、角钢、槽钢、工字钢、H型钢、C型钢、Z型钢中的任意一种或者几种。其结构和优点与实施例1完全相同。

实施例7：

参见图1、图4，作为本发明的一种改进，所述全承载商用车平台11的前部下方设置与牵引车相匹配的牵引销板支撑杆件4，所述全承载商用车平台11的后部下方设置与行走系统相匹配的悬架支撑杆件3。图1中可以看出，由于牵引销板支撑杆件4需要安装牵引销等连接组件，因此不能焊接横向斜撑5，在图1中悬架支撑杆件3的位置上按照图4的连接方式，将车体骨架与悬架7、车桥8进行安装。其结构和优点与实施例1完全相同。

实施例8：

作为本发明的一种改进，所述全承载商用车平台应用于平板车、厢式车、仓栏车、集装箱车、冷藏车、罐式车、房车、自卸车。通过使用该平台，使车体自重更轻，承载力更强，结构稳定性更好。其结构和优点与实施例1完全相同。

实施例9：

参见图5-1，一种采用所述全承载商用车平台的商用车，即采用该结构的仓栏车结构示意图，所述仓栏车包括车厢10，车厢门18，全承载商用车平台11，以及与全承载商用车平台相匹配的上装组件12，所述上装组件包括前角立柱13、侧立柱14、后角立柱15，角钢16，侧挡板17，所述前角立柱13、侧立柱14、后角立柱15与全承载商用车平台11的承载面进行焊接，焊接后再通过角钢16和侧挡板17对焊接处进行加固处理，所述车厢门18通过合页19与前后角立柱、侧立柱进行焊接。

图5—2为现有技术中普通仓栏车结构示意图，主要包括仓栏车车厢10以及仓栏车大梁式车架20。图5—1、5—2中的仓栏车相比，可以看出，图5—1中由于轻量化的车体底架结构取代了传统的双纵梁车架结构，自重减轻了约2吨，即可多运输2吨的货物。以年运货里程12万公里，单位运价0.5/元吨公里来计算，一年可多挣12万元人民币；同时，与总质量相同的传统半挂车相比，载货容积增加了约10立方，即可多运输10立方的货物，运营收入可多增加约15%；燃油经济性好，有研究数据显示，车辆自重每降低1吨，可减少油耗7%，而所述车型自重减轻了约2吨，即可减少油耗14%。 

实施例10：参见图6-1，一种采用所述全承载商用车平台的商用车，即采用该结构的厢式车结构示意图，所述厢式车包括厢式车车厢21，车厢门18，全承载商用车平台11，以及与全承载商用车平台相匹配的上装组件12，所述上装组件包括前角立柱13、侧立柱14、后角立柱15，角钢16，侧挡板17，所述前角立柱13、侧立柱14、后角立柱15与全承载商用车平台11的承载面进行焊接，焊接后再通过角钢16和侧挡板17对焊接处进行加固处理，所述车厢门18通过合页19与前后角立柱、侧立柱进行焊接。 

图6—2为现有技术中厢式车实例结构示意图，主要包括厢式车车厢21和厢式车大梁式车架22。图6—1、6—2中的厢式车相比，可以看出，图6—1中由于轻量化的车体底架结构取代了传统的厢式车大梁车架结构，自重减轻了约2吨，即可多运输2吨的货物。以年运货里程12万公里，单位运价0.5/元吨公里来计算，一年可多挣12万元人民币；同时，与总质量相同的传统厢式车相比，载货容积增加了约10立方，即可多运输10立方的货物。运营收入可多增加约15%；燃油经济性好，有研究数据显示，车辆自重每降低1吨，可减少油耗7%。而所述车型自重减轻了2吨，即可减少油耗14%。其次，参见图6—3，现有技术中的另一种全承载式车身结构，其承载方式是车身底架29、左右侧围24、前围25，后围26和顶盖27均参与承载，该结构特点是车身结构的连续性，若车身结构某处的连续性被打断，载荷传导至此处势必产生高应力，这将破坏整个车身系统的承载能力。因此，该结构的全承载式车身不能在侧围的任意处开设任意尺寸的满足装卸要求的货舱门，仅仅在固定的位置开设尺寸较小的侧门28，门宽小于1.3米。而本专利中所涉及的车型，由于载荷全部作用在车用平台上，车厢上装组件中的侧围或顶盖不参与承载，因此，可以在侧围的任意处开设任意尺寸满足装卸要求的货舱门，而对平台的承载能力不造成任何影响，大大提高了装卸速度和效率，此外，由于本专利中所涉及的车型，由于载荷全部作用在车用平台上，对平台上的上装组件的要求不高，可以适当的减弱上装组件的强度、刚度的设计要求，即无需侧围腰梁和顶梁结构。 

本发明还可以将实施2、3、4、5、6、7、8所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。 

需要说明的是，上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同替换或者替代，均落入本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。 

Claims (9)

1.全承载商用车平台，所述全承载商用车平台包括车体骨架，其特征在于，所述车体骨架包括多个横向构面和多个纵向构面，所述横向构面与纵向构面相交产生的节点与其相邻构面的对应节点相连接，形成多维三角形空间框架结构的车体骨架。

2.根据权利要求1所述的全承载商用车平台，其特征在于，所述横向构面包括横向边梁和横向斜撑构成的三角形或者多边形或者三角形与多边形的组合；所述纵向构面包括纵向边梁和纵向斜撑构成的三角形或者多边形或者三角形与多边形的组合。

3.根据权利要求2所述的全承载商用车平台，其特征在于，所述三角形、多边形的数量至少是两个。

4.根据权利要求1或2或3所述的全承载商用车平台，其特征在于，所述在车体骨架顶层的横向构面上焊接或者粘黏或者铆接承载面，所述承载面上安装与不同用途车辆相匹配的模块化上装组件。

5.根据权利要求1或2或3所述的全承载商用车平台，其特征在于，所述全承载商用车平台的材质是金属或者非金属材料。

6.根据权利要求1或2或3所述的全承载商用车平台，其特征在于，所述车体骨架杆件的截面形状为矩形管、方形管、圆管、角钢、槽钢、工字钢、H型钢、C型钢、Z型钢中的任意一种或者几种。

7.根据权利要求1或2或3所述的全承载商用车平台，其特征在于，所述全承载商用车平台的前部下方设置有与牵引车相匹配的牵引销板支撑杆件，所述全承载商用车平台的后部下方设置有与行走系统相匹配的悬架支撑杆件。

8.根据权利要求1或2或3所述的全承载商用车平台，其特征在于，所述全承载商用车平台应用于平板车、厢式车、仓栏车、集装箱车、冷藏车、罐式车、房车、自卸车。

9.一种采用如权利要求1—8所述全承载商用车平台的商用车，其特征在于，所述商用车包括全承载商用车平台，以及与全承载商用车平台相匹配的上装组件。

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