专利名称：轻量化巴士车底架的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车技术领域，特指一种轻量化巴士车底架。
背景技术：
无论是传统汽车还是新能源汽车，车身轻量化已成为研究热点，但是对电动汽车，轻量化的意义更大，对轻量化的要求更高。为了达到显著的轻量化效果，需要从材料、结构和制造工艺上寻找新的解决方案。皮卡和公交巴士大都采用双纵梁式底盘承载结构，在纵梁上布置一系列安装点用于安装底盘零部 件和车厢，因此两条纵梁既是安装基础件，又是主要受力结构件。由于汽车底盘上要安装各种零部件，导致纵梁呈复杂的空间形状，从侧面水平看，纵梁的中部位置最低，前部和尾部都要抬高，尤其是尾部抬高幅度最大，从俯视纵向看，两条纵梁也不互相平行，前部距离最窄，后部距离最宽，中部由窄到宽渐变。可见，现有双纵梁式底盘结构比较复杂，自身重量较重，且制造复杂，不利于整车的轻量化设计，尤其是不适合轻量化的电动巴士。用于轻量化巴士的底盘结构最好同时满足结构简单、便于制造安装、轻量化，同时又达到安全标准的要求，为此，本发明提出了一种轻量化底盘结构构成原理以及实现案例，可以全面达到这些要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全、简单、轻量化的巴士车底架。为实现上述目的，本发明提供一种轻量化巴士车底架，包括用于形成底盘的多条纵梁，这多条纵梁当中有前后连接的在前纵梁和在后纵梁，在前纵梁跟在后纵梁同向但不共线，这两条纵梁为型材梁，在所述的前后连接处设有两条均与在前纵梁和在后纵梁连接的交接梁，交接梁为型材梁，从而在所述的前后连接处这两条纵梁和这两条交接梁形成口字型结构实现所述的前后连接。其中，前部左侧设置有左前纵梁，中部左侧设置有左中纵梁，左前纵梁和左中纵梁通过所述口字型结构实现前后连接；后部左上侧设置有左后上纵梁，左中纵梁和左后上纵梁通过所述口字型结构实现前后连接；左前纵梁、左中纵梁和左后上纵梁连接形成左纵向组合梁；
前部右侧设置有右前纵梁，中部右侧设置有右中纵梁，右前纵梁和右中纵梁通过所述口字型结构实现前后连接；后部右上侧设置有右后上纵梁，右中纵梁和右后上纵梁通过所述口字型结构实现前后连接；右前纵梁、右中纵梁和右后上纵梁连接形成右纵向组合梁；
左纵向组合梁和右纵向组合梁之间设置有前前横梁和后后横梁，前前横梁连接左纵向组合梁和右纵向组合梁这两者的前端，后后横梁连接左纵向组合梁和右纵向组合梁这两者的后端。其中，左纵向组合梁和右纵向组合梁之间设置有前中横梁、中后横梁、中后上横梁，前中横梁连接左中纵梁和右中纵梁的前端，中后横梁连接左中纵梁和右中纵梁这两者的后端，中后上横梁连接左后上纵梁和右后上纵梁的前端；
左纵向组合梁、右纵向组合梁、前前横梁、前中横梁、中后横梁、中后上横梁和后后横梁连接成基本结构层。其中，前部上方设置有多条前上纵梁和多条前上横梁，前上纵梁和前上横梁相交连接成前上部子结构层，前上部子结构层通过多条竖梁与基本结构层在前部连接。其中，中部设置有多条中纵梁和中横梁，多条中纵梁分别平行设置于基本结构层中部的内侧及两外侧，多条中纵梁通过中横梁与基本结构层在中部相交连接。其中，后部内侧设置有后部纵梁和后部横梁，后部纵梁和后部横梁这两者与基本结构层在后部相交连接；
后部下方设置有后下纵梁和后下横梁，后下纵梁和后下横梁相交连接成后下部子结构层，后下部子结构层通过多条竖梁与基本结构层在后部下方连接。其中，中部上方设置有中上纵梁和中上横梁，中上纵梁和中上横梁相交连接成中上部子结构层，中上部子结构层通过多条竖梁与基本结构层在中部上方连接。其中，前上部子结构层和中上部子结构层等高，前上纵梁和中上纵梁两者由一条长纵梁制成。其中，前上部子结构层、中上部子结构层和基本结构层的后部等高，前上纵梁、中上纵梁和后部纵梁三者由一条长纵梁制成。其中，全部或部分梁与梁之间的连接为榫接，榫接是通过相连接的两条梁之间形成如下所述的榫节实现的:所连接的两条梁为型材梁，其中一条为公梁，另一条为母梁，公梁自身有一对外边形成榫头被夹面，母梁在自身外边的内侧设有一对夹持筋，这对夹持筋的间距等于榫头被夹面间的宽度，公梁插入到所述的一对夹持筋之间，插入后夹持筋面夹持禪头被夹面。本发明的有益效果:由于每条交接梁与在前纵梁和在后纵梁连接，把同向但不共线的在前纵梁和在后纵梁这两条型材梁连接起来，使型材梁无需弯曲即可实现同向但不共线的两条型材梁之间的连接。两条纵梁和两条交接梁形成口字型结构，结构简单，无需过多的附加连接件，制造和装配简单；在口字型结构附近，每条梁均有两个连接点，形成了牢固的连接，确保了安全；与采用双空间纵梁的现有技术相比，本申请采用型材梁，连接简单，使整车重量得以减轻，而仍然保持了连接的强度。
图1为本发明基本结构层的结构原理图。图2为本发明榫节的连接结构示意图。图3为本发明榫节的分解结构示意图。图4为本发明实施例2的结构原理图。图5为本发明实施例2的结构示意图。图6为本发明实施例3的结构原理图。图7为本发明实施例3的结构示意图。图8为本发明实施例4的结构原理图。
附图标记包括:
I 一左前纵梁 2—左中纵梁3—左后上纵梁 6—前前横梁 8—后后横
梁11一右前纵梁 12—右中纵梁13—右后上纵梁15—后部纵梁 16—后部
横梁21—前上纵梁 22—前上横梁23—中纵梁 24 —中横梁 25—后下纵
梁26—后下横梁 27—中上纵梁28—中上横梁 30—公梁 31—榫头被夹
面 40—母梁 41 一夹持筋71—前中横梁 72—中后横梁 73—中后上
横梁 100—左纵向组合梁200—右纵向组合梁300—基本结构层400—前上部子结构层600—后下部子结构层700—中上部子结构层。
具体实施例方式以下结合附图对本发明进行详细的描述。实施例一
如图1至图3所示，本发明的轻量化巴士车底架，包括用于形成底盘的多条纵梁，这多条纵梁当中有前后连接的在前纵梁和在后纵梁，在前纵梁跟在后纵梁同向但不共线，这两条纵梁为型材梁，在所述的前后连接处设有两条均与在前纵梁和在后纵梁连接的交接梁，交接梁为型材梁，从而在所述的前后连接处这两条纵梁和这两条交接梁形成口字型结构实现所述的前后连接；由于每条交接梁与在前纵梁和在后纵梁连接，把同向但不共线的在前纵梁和在后纵梁这两条型材梁连接起来，使型材梁无需弯曲即可实现同向但不共线的两条型材梁之间的连接。两条纵梁和两条交接梁形成口字型结构，结构简单，无需过多的附加连接件，制造和装配简单；在口字型结构附近，每条梁均有两个连接点，形成了牢固的连接，确保了安全。与采用双空间纵梁的现有技术相比，本申请采用型材梁，连接简单，使整车重量得以减轻，而仍然保持了连接的强度。前部左侧设置有左前纵梁1，中部左侧设置有左中纵梁2，左前纵梁I和左中纵梁2通过所述口字型结构实现前后连接；后部左上侧设置有左后上纵梁3，左中纵梁2和左后上纵梁(3)通过所述口字型结构实现前后连接；左前纵梁1、左中纵梁2和左后上纵梁3连接形成左纵向组合梁100 ;前部右侧设置有右前纵梁11，中部右侧设置有右中纵梁12，右前纵梁11和右中纵梁12通过所述口字型结构实现前后连接；后部右上侧设置有右后上纵梁13，右中纵梁12和右后上纵梁13通过所述口字型结构实现前后连接；右前纵梁11、右中纵梁12和右后上纵梁13连接形成右纵向组合梁200 ;左纵向组合梁100和右纵向组合梁200之间设置有前前横梁6和后后横梁8，前前横梁6连接左纵向组合梁100和右纵向组合梁200这两者的前端，后后横梁8连接左纵向组合梁100和右纵向组合梁200这两者的后端。左前纵梁I和左中纵梁2通过口字型结构前后连接，实现车底架在宽度方向的错位和延伸；左中纵梁2和左后上纵梁3通过口字型结构前后连接，实现车底架在高度方向的错位和延伸；左前纵梁1、左中纵梁2和左后上纵梁3通过所述口字型结构前后连接形成的左纵向组合梁100，使同向但不共线的型材梁之间无需弯曲即可连接。同理，右前纵梁11、右中纵梁12和右后上纵梁13通过所述口字型结构前后连接形成右纵向组合梁200，实现了同向但不共线的型材梁之间无需弯曲即可连接的效果。左纵向组合梁100和右纵向组合梁200之间设置有前中横梁71、中后横梁72、中后上横梁73，前中横梁71连接左中纵梁2和右中纵梁12的前端，中后横梁72连接左中纵梁2和右中纵梁12这两者的后端，中后上横梁73连接左后上纵梁3和右后上纵梁13的前端；左纵向组合梁100、右纵向组合梁200、前前横梁6、前中横梁71、中后横梁72、中后上横梁73和后后横梁8连接成基本结构层300。通过在基本结构层300的基础上连接不多的型材梁，可制造出不同尺寸和强度的车底架。全部或部分梁与梁之间的连接为榫接，榫接是通过相连接的两条梁之间形成如下所述的榫节实现的:所连接的两条梁为型材梁，其中一条为公梁30，另一条为母梁40，公梁30自身有一对外边形成榫头被夹面31，母梁40在自身外边的内侧设有一对夹持筋41，这对夹持筋41的间距等于榫头被夹面31间的宽度，公梁30插入到所述的一对夹持筋41之间，插入后夹持筋41面夹持榫头被夹面31。因为母梁40设有一对夹持筋41，夹持筋41的间距等于榫头被夹面31间的宽度，使榫头被夹面31同夹持筋41面接触，从而让母梁40同公梁30形成榫接，无需附加其它辅助零件即可实现稳固的连接。母梁30并不是用自身外边进行夹持，而是在自身外边的内侧设置一对夹持筋41来夹持，该夹持筋41同时起到了加强筋的作用，不会导致外边变形，从而在连接中保证了母梁71的强度。所述相连接的梁均采用型材梁，连接简单可靠，不但减轻了车底架的重量，而且保持了车底架的连接强度。实施例二
如图4至图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，前部上方设置有多条前上纵梁21和多条前上横梁22，前上纵梁21和前上横梁22相交连接成前上部子结构层400，前上部子结构层400通过多条竖梁与基本结构层300在前部连接；基本结构层300前部上方通过连接前上部子结构400能有效提高了车底架前部的高度和强度。中部设置有多条中纵梁23和中横梁24，多条中纵梁23分别平行设置于基本结构层300中部的内侧及两外侧，多条中纵梁23通过中横梁24与基本结构层300在中部相交连接；基本结构层300中部通过连接多条中纵梁23和中横梁24能有效提高了车底架中部的强度和拓宽底架中部的宽度。后部内侧设置有后部纵梁15和后部横梁16,后部纵梁15和后部横梁16这两者与基本结构层300在后部相交连接；后部下方设置有后下纵梁25和后下横梁26，后下纵梁25和后下横梁26相交连接成后下部子结构层600，后下部子结构层600通过多条竖梁与基本结构层300在后部下方连接；基本结构层300后部通过连接后部纵梁15和后部横梁16提高车底架后部的强度；在基本结构层300后部下方通过连接后下部子结构600进一步提高了车底架后部的强度。在基本结构层300的基础上，进一步附加一系列子结构，以进一步加强底盘力学性能，同时为零部件安装提供结构基础。本实施例的其余部分与实施例一相同，这里不再赘述。实施例三
如图6至图7所示，本实施例与实施例二的不同之处在于，本实施例在实施例二所述车底架的基础上，在中部上方设置有中上纵梁27和中上横梁28，中上纵梁27和中上横梁28相交连接成中上部子结构层700，中上部子结构层700通过多条竖梁与基本结构层300在中部上方连接；增加中上部子结构层700可进一步加强车底架力学性能，同时减少车底架的台阶数。在中上部子结构层700与基本结构层300的中部连接有多条竖梁，可进一步提高车底架结构的整体刚度。前上部子结构层400和中上部子结构层700等高，前上纵梁21和中上纵梁27两者由一条长纵梁制成，由此加强了车底架前部结构与中部结构的连接强度。简单的连接结构不仅实现了车底架前部的双层连接，增加了承载强度，而且还大大的减轻车底架的重量。本实施例的其余部分与实施例二相同，这里不再赘述。实施例四
如图8所示，本实施例与实施例三的不同之处在于，前上部子结构层400、中上部子结构层700和基本结构层300的后部等高，前上纵梁21、中上纵梁27和后部纵梁15三者由一条长纵梁制成；由此加强了车底架前部结构、中部结构和后部结构的连接强度并实现车底架无台阶双层结构，无需过多的附加连接件，便可实现车底架的双层构建，在满足强度和刚度的要求下，最大程度保持整车的轻量化，通过型材梁之间的榫接，大大降低了巴士车底架的制造难度。本实施例的其余部分与实施例三相同，这里不再赘述。本发明中，榫接也可以改成焊接等其它连接方式，但优选为榫接。以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.轻量化巴士车底架，包括用于形成底盘的多条纵梁，这多条纵梁当中有前后连接的在前纵梁和在后纵梁，在前纵梁跟在后纵梁同向但不共线，这两条纵梁为型材梁，其特征是，在所述的前后连接处设有两条均与在前纵梁和在后纵梁连接的交接梁，交接梁为型材梁，从而在所述的前后连接处这两条纵梁和这两条交接梁形成口字型结构实现所述的前后连接。
2.根据权利要求1所述的轻量化巴士车底架，其特征是: 前部左侧设置有左前纵梁(I)，中部左侧设置有左中纵梁(2)，左前纵梁(I)和左中纵梁(2)通过所述口字型结构实现前后连接；后部左上侧设置有左后上纵梁(3)，左中纵梁 (2)和左后上纵梁(3)通过所述口字型结构实现前后连接；左前纵梁(I)、左中纵梁(2)和左后上纵梁(3)连接形成左纵向组合梁(100)； 前部右侧设置有右前纵梁(11)，中部右侧设置有右中纵梁(12)，右前纵梁(11)和右中纵梁(12)通过所述口字型结构实现前后连接；后部右上侧设置有右后上纵梁(13)，右中纵梁(12)和右后上纵梁(13)通过所述口字型结构实现前后连接；右前纵梁(11)、右中纵梁(12)和右后上纵梁(13)连接形成右纵向组合梁(200)； 左纵向组合梁(100)和右纵向组合梁(200)之间设置有前前横梁(6)和后后横梁(8)，前前横梁(6)连接左纵向组合梁(100)和右纵向组合梁(200)这两者的前端，后后横梁(8)连接左纵向组合梁(100)和右纵向组合梁(200)这两者的后端。
3.根据权利要求2所述的轻量化巴士车底架，其特征是:左纵向组合梁(100)和右纵向组合梁(200)之间设置有前中横梁(71)、中后横梁(72)、中后上横梁(73)，前中横梁(71)连接左中纵梁(2)和右中纵梁(12)的前端，中后横梁(72)连接左中纵梁(2)和右中纵梁(12)这两者的后端，中后上横梁(73)连接左后上纵梁(3)和右后上纵梁(13)的前端； 左纵向组合梁(100)、右纵向组合梁(200)、前前横梁(6)、前中横梁(71)、中后横梁(72),中后上横梁(73)和后后横梁(8)连接成基本结构层(300)。
4.根据权利要求3所述的轻量化巴士车底架，其特征是:前部上方设置有多条前上纵梁(21)和多条前上横梁(22)，前上纵梁(21)和前上横梁(22)相交连接成前上部子结构层(400)，前上部子结构层(400)通过多条竖梁与基本结构层(300)在前部连接。
5.根据权利要求3所述的轻量化巴士车底架，其特征是:中部设置有多条中纵梁(23)和中横梁(24)，多条中纵梁(23)分别平行设置于基本结构层(300)中部的内侧及两外侧，多条中纵梁(23)通过中横梁(24)与基本结构层(300)在中部相交连接。
6.根据权利要求3所述的轻量化巴士车底架，其特征是:后部内侧设置有后部纵梁(15)和后部横梁(16)，后部纵梁(15)和后部横梁(16)这两者与基本结构层(300)在后部相交连接； 后部下方设置有后下纵梁(25)和后下横梁(26)，后下纵梁(25)和后下横梁(26)相交连接成后下部子结构层(600)，后下部子结构层(600)通过多条竖梁与基本结构层(300)在后部下方连接。
7.根据权利要求4所述的轻量化巴士车底架，其特征是:中部上方设置有中上纵梁(27)和中上横梁(28)，中上纵梁(27)和中上横梁(28)相交连接成中上部子结构层(700)，中上部子结构层(700)通过多条竖梁与基本结构层(300)在中部上方连接。
8.根据权利要求7所述的轻量化巴士车底架，其特征是:前上部子结构层(400)和中上部子结构层(700)等高，前上纵梁(21)和中上纵梁(27)两者由一条长纵梁制成。
9.根据权利要求8所述的轻量化巴士车底架:其特征是，前上部子结构层(400)、中上部子结构层(700)和基本结构层(300)的后部等高，前上纵梁(21)、中上纵梁(27)和后部纵梁(15 )三者由一条长纵梁制成。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的轻量化巴士车底架，其特征是:全部或部分梁与梁之间的连接为榫接，榫接是通过相连接的两条梁之间形成如下所述的榫节实现的:所连接的两条梁为型材梁，其中一条为公梁(30)，另一条为母梁(40)，公梁(30)自身有一对外边形成榫头被夹面(31 )，母梁(40)在自身外边的内侧设有一对夹持筋(41 )，这对夹持筋(41)的间距等于榫头被夹面(31)间的宽度，公梁(30)插入到所述的一对夹持筋(41)之间，插入后夹持筋(41 )面夹持榫头被夹面(31)。
全文摘要
本发明涉及汽车技术领域，特指一种轻量化巴士车底架，包括用于形成底盘的多条纵梁，这多条纵梁当中有前后连接的在前纵梁和在后纵梁，在前纵梁跟在后纵梁同向但不共线，这两条纵梁为型材梁，在所述的前后连接处设有两条均与在前纵梁和在后纵梁连接的交接梁，交接梁为型材梁，从而在所述的前后连接处这两条纵梁和这两条交接梁形成口字型结构实现所述的前后连接；两条纵梁和两条交接梁形成口字型结构，结构简单，无需过多的附加连接件，制造和装配简单；在口字型结构附近，每条梁均有两个连接点，形成了牢固的连接，确保了安全；与采用双空间纵梁的现有技术相比，本申请采用型材梁，连接简单，使整车重量得以减轻，而仍然保持了连接的强度。
文档编号B62D21/02GK103183054SQ20111045022
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者宗志坚 申请人:东莞三新电动汽车技术有限公司