一种模块化连接的轻量化车架主体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及汽车【技术领域】，特指一种模块化连接的轻量化车架主体，包括车底架模块、车身架模块和车顶架模块，所述各模块分别由若干纵梁、横梁相互榫接而成，所述车底架模块设置有若干插接套，所述车顶架模块的两侧连接有转接梁结构，所述车身架模块的纵梁一端与车底架模块的插接套插接，所述车身架模块的纵梁另一端与转接梁结构连接；所述纵梁、横梁、转接梁结构均为型材梁，通过上述连接结构的设置，使车架实现模块化设计，便于制造和安装，保证安装精度，降低生产成本，造型美观，使车架实现轻量化的同时又达到安全标准。
【专利说明】一种模块化连接的轻量化车架主体
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车【技术领域】，特指一种模块化连接的轻量化车架主体。
【背景技术】
[0002]随着地球石油资源的日益匮乏，燃油价格节节攀升，汽车数量仍然持续增加，长此以往，不可避免地将迎来一场汽车能源危机；而且汽车尾气的排放，对地球环境污染较为严重。因此以新能源汽车替代传统燃油汽车势在必行，其中电动汽车以车载电源为动力，对环境影响相对较小，前景被广泛看好。无论是传统汽车还是新能源汽车，车身的轻量化是必要的，汽车车身的轻量化也成为汽车领域主要的研究方向。在确保汽车安全性的前提下，尽可能地将车辆的整车质量减轻，可以提高其动力性，同时也可以减少燃料消耗和降低排气污染。有实验证明:如果将汽车的整车质量减轻10%，燃油效率即可提升6?8% ;如果整车质量每减轻100kg，百公里油耗就可降低0.3?0.6L ;尤其对于电动汽车，由于电池携带的能量有限，车身轻量化对于电动汽车显得尤为重要。
[0003]如图1所示，现有技术车架包括车底架模块1、车身架模块2和车顶架模块3，车底架模块1、车身架模块2和车顶架模块3需要榫接各自的环形框，以实现车架的整体连接。为了提高车身强度和刚度，现有技术车架上的杆件数量越来越多、结构越来越繁杂，导致车身加重、能耗增加；现有车身结构中的杆件布置混乱、拓扑结构不尽合理，影响了整体结构受力能力的发挥；由于拓扑结构不合理，导致焊接点增加，制造难度加大、车架焊接变形增大，延长制造周期。对轻量化汽车，需要设计一种结构简单、轻量化、同时又达到安全标准的全新车身框架。而目前结构无法同时满足这三种要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种转接梁结构的车架，其结构简单，车架实现模块化设计，便于制造和安装，保证安装精度，降低生产成本，且实现轻量化的同时又达到安全标准。
[0005]为实现上述目的,本发明的一种模块化连接的轻量化车架主体,包括车底架模块、车身架模块和车顶架模块，所述各模块分别由若干纵梁、横梁相互榫接而成，所述车底架模块设置有若干插接套，所述车顶架模块的两侧连接有转接梁结构，所述车身架模块的纵梁一端与车底架模块的插接套插接，所述车身架模块的纵梁另一端与转接梁结构连接；
所述纵梁、横梁、转接梁结构均为型材梁。
[0006]作为优选，所述转接梁结构包括弯曲连接型材，所述弯曲连接型材的两侧分别连接有榫接边型材和/或抓接边型材，所述榫接边型材和/或抓接边型材与弯曲连接型材一体成型。
[0007]作为优选，所述弯曲连接型材至少一侧连接有榫接边型材，所述榫接边型材一侧与弯曲连接型材一体成型，榫接边型材的另一侧开设有榫接孔，所述车顶架模块的横梁和/或车身架模块的纵梁与转接梁结构的榫接边型材的榫接孔插接。[0008]作为优选，所述弯曲连接型材至少一侧连接有抓接边型材,所述抓接边型材的一侧与弯曲连接型材一体成型，所述抓接边型材的另一侧连接有立柱抓头，所述车顶架模块的横梁和/或车身架模块的纵梁与转接梁结构的抓接边型材的立柱抓头插接。
[0009]作为优选，所述榫接边型材主要由两个封闭腔体构成，与弯曲连接型材连接的封闭腔体内部相对设置有榫接筋，所述榫接边型材的外侧面开设有与封闭腔体内部连通的榫接孔，所述榫接孔的宽度与榫接筋之间的距离相等。
[0010]作为优选，所述抓接边型材主要由一个密封腔体的型材构成，所述抓接边型材的两侧面均设置有卡槽；所述抓接边型材的底部端面设置有T形槽口。
[0011]作为优选，所述立柱抓头包括抓头部和插接部，所述抓头部包括两个侧壁和连接两个所述侧壁的底壁，两个所述侧壁设置有向内伸展的爪钩，所述底壁设置有T形爪；所述插接部连接于所述底壁，所述爪钩卡接入所述抓接边型材两侧面的卡槽，所述T形爪卡接入所述抓接边型材的底部端面的T形槽口。
[0012]作为优选，所述立柱抓头通过第一螺栓固接于抓接边型材的底部；所述弯曲连接型材与抓接边型材的连接处开设有开口，固定螺 母由开口进入弯曲连接型材的内部并与第一螺栓螺接；所述车身架模块的纵梁与插接部相互插接，纵梁与插接部通过第二螺栓固定连接。
[0013]作为优选，所述插接套焊接于车底架模块的边缘，车身架模块的纵梁与插接套插接后通过第三螺栓相互固定。
[0014]一种模块化连接的轻量化车架主体，通过转接梁结构实现车身架模块和车顶架模块之间的连接，车底架模块设置有若干插接套，所述车身架模块由若干纵梁、横梁相互榫接而成，车身架模块的纵梁的一端与车底架模块的插接套插接；所述车身架模块的纵梁的另一端与转接梁结构连接；通过上述连接结构的设置，使车架实现模块化设计，便于制造和安装，保证安装精度，降低生产成本，造型美观；纵梁、横梁和转接梁结构均为型材梁，使车架实现轻量化的同时又达到安全标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图I为现有技术的车架的结构示意图。
[0016]图2为本发明模块化连接的轻量化车架主体的结构示意图。
[0017]图3为本发明模块化连接的轻量化车架主体的主视图。
[0018]图4为沿图3中A-A线的剖切视图。
[0019]图5为图3中B处的放大示意图。
[0020]图6为沿图5中C-C线的剖切视图。
[0021]图7为本发明转接梁结构的分解结构示意图。
[0022]图8为本发明模块化连接的轻量化车架主体的分解结构示意图。
[0023]附图标记包括：
I一车底架模块11一插接套2—车身架模块
3—车顶架模块31—纵梁32—横梁
4一转接梁结构41 一弯曲连接型材 42—榫接边型材
421—榫接筋43—抓接边型材 431— T形槽口432—卡槽44 一立柱抓头441 一抓头部
442—插接部443—侧壁444一底壁
445—爪钩446— T形爪51—第一螺栓
52—固定螺母6—第二螺栓7 一第三螺栓。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本发明进行详细的描述。
[0025]实施例一。
[0026]如图2至图7所示，本发明的一种模块化连接的轻量化车架主体，包括车底架模块
1、车身架模块2和车顶架模块3，所述各模块分别由若干纵梁31、横梁32相互榫接而成，所述车底架模块i设置有若干插接套11，所述车顶架模块3的两侧连接有转接梁结构4，所述车身架模块2的纵梁31 —端与车底架模块I的插接套11插接，所述车身架模块2的纵梁31另一端与转接梁结构4连接；所述纵梁31、横梁32、转接梁结构4均为型材梁。转接梁结构4实现车身架模块2和车顶架模块3之间的连接，通过上述连接结构的设置，使车架实现模块化设计，便于制造和安装，保证安装精度，降低生产成本，造型美观；纵梁31、横梁32和转接梁结构4均为型材梁，转接梁结构4通过整体挤压成型，力学性能好，使车架实现轻量化的同时又达到安全标准。
[0027]所述转接梁结构4包括弯曲连接型材41，所述弯曲连接型材41的两侧分别连接有榫接边型材42和/或抓接边型材43，所述榫接边型材42和/或抓接边型材43与弯曲连接型材41 一体成型。所述车`顶架模块3由若干纵梁31、横梁32相互榫接而成。本实施例的弯曲连接型材41的两侧连接有榫接边型材42时，所述榫接边型材42的一侧与弯曲连接型材41 一体成型，榫接边型材42的另一侧开设有榫接孔，所述车顶架模块3的横梁32和车身架模块2的纵梁31分别与转接梁结构4的榫接边型材42的榫接孔插接。
[0028]本实施例的弯曲连接型材41两侧均连接有榫接边型材42，车顶架模块3的横梁32与转接梁结构4的榫接边型材42的榫接孔插接形成组合车顶。所述榫接边型材42主要由两个封闭腔体构成，与弯曲连接型材41连接的封闭腔体内部相对设置有榫接筋421，所述榫接边型材42的外侧面开设有与封闭腔体内部连通的榫接孔，所述榫接孔的宽度与榫接筋421之间的距离相等。车身架模块2的纵梁31与转接梁结构4的榫接边型材42的榫接孔插接，使车身架模块2与车顶架模块3实现连接，车底架模块I通过插接套11与车身架模块2的纵梁31连接，车顶架模块3、车身架模块2和车底架模块I组合成整体车架，使车架形成模块式组装，结构简单，便于制造和安装，保证安装精度，降低生产成本。该转接梁结构44既是车架的主骨架，又是车身各个侧面的连接件，不仅提高车架的力学性能，而且便于车架的装配，降低生产成本。
[0029]所述插接套11焊接于车底架模块I的边缘，车身架模块2的纵梁31与插接套11插接后通过第三螺栓7相互固定，使车身架模块2与车底架模块I牢固连接，满足车架的安全标准，便于后期的拆卸。
[0030]实施例二。
[0031]如图7至图8所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例的弯曲连接型材41两侧均连接有抓接边型材43。所述抓接边型材43的一侧与弯曲连接型材41 一体成型,所述抓接边型材43的另一端连接有立柱抓头44，所述车顶架模块3的横梁32及车身架模块2的纵梁31与转接梁结构4的抓接边型材43的立柱抓头44插接。
[0032]车顶架模块3由若干纵梁31、横梁32相互榫接而成，车顶架模块3的横梁32与抓接边型材43的立柱抓头44插接形成组合车顶。车身架模块2的纵梁31与转接梁结构4的抓接边型材43的立柱抓头44插接，使车身架模块2与车顶架模块3实现连接，车底架模块I通过插接套11与车身架模块2的纵梁31连接，同样可使车顶架模块3、车身架模块2和车底架模块I组合成整体车架，车架形成模块式组装。
[0033]所述抓接边型材43主要由一个密封腔体的型材构成，所述抓接边型材43的两侧面均设置有卡槽432 ;所述抓接边型材43的底部端面设置有T形槽口 431。
[0034]作为优选，所述立柱抓头44包括抓头部441和插接部442，所述抓头部441包括两个侧壁443和连接两个所述侧壁443的底壁444，两个所述侧壁443设置有向内伸展的爪钩445，所述底壁444设置有T形爪446 ;所述插接部442连接于所述底壁444，所述爪钩445卡接入所述抓接边型材43两侧面的卡槽432，所述T形爪446卡接入所述抓接边型材43的底部端面的T形槽口 431。只需要将多个立柱抓头44沿T形槽口 431滑入，多个卡接结构强度高，安装快速方便，抓接边型材43与弯曲连接型材41 一体成型，结构简单，便于制造与组装，避免组装后发生松动和变形。
[0035]本实施例立柱抓头44通过第一螺栓51固接于抓接边型材43的底部；所述弯曲连接型材41与抓接边型材43的连接处开设有开口，固定螺母52由开口进入弯曲连接型材41的内部并与第一螺栓51螺接；所述车身架模块2的纵梁31与插接部442相互插接，纵梁31与插接部442通过第二螺栓6固定连接。可使车顶架模块3的横梁32或车身架模块2的纵梁31牢靠固定于立柱抓头44，立柱抓头44牢靠固定于抓接边型材43，确保汽车车身的连接稳固，使车架实现轻量化的同时又达到安全标准，还便于后期的拆卸。
[0036]本实施例的其余部分与实施例一相同，这里不再赘述。
[0037]实施例三。
[0038]本实施例与实施例二的不同之处在于，本实施例的弯曲连接型材41与车顶架模块3连接的一侧连接有榫接边型材42，弯曲连接型材41与车身架模块2连接的一侧连接有抓接边型材43，抓接边型材43与立柱抓头44连接，车顶架模块3的横梁32与转接梁结构4的榫接边型材42的榫接孔插接形成组合车顶，车身架模块2的纵梁31与转接梁结构4的抓接边型材43的立柱抓头44插接，使车身架模块2与车顶架模块3实现连接，车底架模块I通过插接套11与车身架模块2的纵梁31连接。模块化设计的车身安装于立柱抓头44，多个立柱抓头44沿T形槽口 431滑入，多个卡接结构强度高，安装快速方便。组合式车架采用模块式组装，大大便于后期的生产，保证装配精度，降低生产成本。
[0039]本实施例的其余部分与实施例二相同，这里不再赘述。
[0040]实施例四。
[0041]本实施例与实施例二的不同之处在于，本实施例的弯曲连接型材41与车顶架模块3连接的一侧连接有抓接边型材43，弯曲连接型材41与车身架模块2连接的一侧连接有榫接边型材42，抓接边型材43与立柱抓头44连接，车顶架模块3的横梁32与转接梁结构4的抓接边型材43的立柱抓头44插接形成组合车顶，车身架模块2的纵梁31与转接梁结构4的榫接边型材42的榫接孔插接，使车身架模块2与车顶架模块3实现连接，车底架模块I通过插接套11与车身架模块2的纵梁31连接。模块化设计的车身插接于榫接边型材42，使车架形成模块式组装，大大便于后期的生产，保证装配精度，降低生产成本。
[0042]本实施例的其余部分与实施例二相同，这里不再赘述。
[0043]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】
1.一种模块化连接的轻量化车架主体，包括车底架模块、车身架模块和车顶架模块，所述各模块分别由若干纵梁、横梁相互榫接而成，其特征在于:所述车底架模块设置有若干插接套，所述车顶架模块的两侧连接有转接梁结构，所述车身架模块的纵梁一端与车底架模块的插接套插接，所述车身架模块的纵梁另一端与转接梁结构连接； 所述纵梁、横梁、转接梁结构均为型材梁。
2.根据权利要求1所述的一种模块化连接的轻量化车架主体，其特征在于:所述转接梁结构包括弯曲连接型材，所述弯曲连接型材的两侧分别连接有榫接边型材和/或抓接边型材，所述榫接边型材和/或抓接边型材与弯曲连接型材一体成型。
3.根据权利要求2所述的一种模块化连接的轻量化车架主体，其特征在于:所述弯曲连接型材至少一侧连接有榫接边型材，所述榫接边型材一侧与弯曲连接型材一体成型，榫接边型材的另一侧开设有榫接孔，所述车顶架模块的横梁和/或车身架模块的纵梁与转接梁结构的榫接边型材的榫接孔插接。
4.根据权利要求2所述的一种模块化连接的轻量化车架主体，其特征在于:所述弯曲连接型材至少一侧连接有抓接边型材，所述抓接边型材的一侧与弯曲连接型材一体成型，所述抓接边型材的另一侧连接有立柱抓头，所述车顶架模块的横梁和/或车身架模块的纵梁与转接梁结构的抓接边型材的立柱抓头插接。
5.根据权利要求3所述的一种模块化连接的轻量化车架主体，其特征在于:所述榫接边型材主要由两个封闭腔体构成，与弯曲连接型材连接的封闭腔体内部相对设置有榫接筋，所述榫接边型材的外侧面开设有与封闭腔体内部连通的榫接孔，所述榫接孔的宽度与榫接筋之间的距离相等。
6.根据权利要求4所述的一种模块化连接的轻量化车架主体，其特征在于:所述抓接边型材主要由一个密封腔体的型材构成，所述抓接边型材的两侧面均设置有卡槽；所述抓接边型材的底部端面设置有T形槽口。
7.根据权利要求6所述的一种模块化连接的轻量化车架主体，其特征在于:所述立柱抓头包括抓头部和插接部，所述抓头部包括两个侧壁和连接两个所述侧壁的底壁，两个所述侧壁设置有向内伸展的爪钩，所述底壁设置有T形爪；所述插接部连接于所述底壁，所述爪钩卡接入所述抓接边型材两侧面的卡槽，所述T形爪卡接入所述抓接边型材的底部端面的T形槽口。
8.根据权利要求7所述的一种模块化连接的轻量化车架主体，其特征在于:所述立柱抓头通过第一螺栓固接于抓接边型材的底部；所述弯曲连接型材与抓接边型材的连接处开设有开口，固定螺母由开口进入弯曲连接型材的内部并与第一螺栓螺接； 所述车身架模块的纵梁与插接部相互插接，纵梁与插接部通过第二螺栓固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种模块化连接的轻量化车架主体,其特征在于:所述插接套焊接于车底架模块的边缘，车身架模块的纵梁与插接套插接后通过第三螺栓相互固定。
【文档编号】B62D25/00GK103693104SQ201410021954
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月18日 优先权日:2014年1月18日
【发明者】宗志坚, 龙飞永, 朱昊正 申请人:东莞中山大学研究院, 东莞三新电动汽车技术有限公司