一种车架及汽车的制作方法

本发明涉及汽车车架领域，尤其是一种车架及汽车。

背景技术：

现有行业内梯形车架的开发方案是根据整车定义的性能目标来设计车架的结构方案，针对性比较强，每个车型都有独自的车架技术方案，前悬模块各个支架单独的焊接在纵梁总成上，后悬模块各个支架分别焊接在纵梁和横梁上，变速器支撑梁与纵梁焊接而成，纵梁由前后两段加内补强板拼接而成。每个系统及零部件拥有自己独立的冲压模具及焊接工装，各个零部件的没有集成为模块单元。在制造过程中由于零部件无法借用而造成的专用冲压模具、焊接工装、检具等设备太多增加开发费用、增加开发周期，投入较多的人力资源。这种开发模式也不利于车架的管理与平台扩展。车架的目前方案无法通过本身零部件的搭接改变实现轮距、轴距、性能的变化，去适应同一平台不同车型的使用。

参照图1，在图1的车架基础上对车架的轴距或者轮距进行增加，会出现以下问题：

1、制作完成的车架不能满足路试可靠性要求，在路试过程中，容易出现开裂、开焊等问题；

2、经过制作完成后的车架，在施加载荷时，所受到的最大压力大于了车架材料的许用屈服强度，会引起车架在路试以及试验中开裂开焊，并且，不满足最大应力应当小于1％的要求；

3、现有的车架的横梁种类为8种(包括：横梁B、横梁C、横梁D、横梁E、横梁F、横梁G、横梁H、横梁I)，在生产时，由于8种横梁的结构不相同，在增加横梁的长度时，需要对8套模具进行同时调整，会大大增加生产成本；

4、现有技术的车架的纵梁A和横梁(B、C、D、E、F、G、H、I)的截面尺寸均较窄，无法满足车架加长加宽后的整车性能的要求；

5、原有车架的纵梁是由4个板在不同位置搭接完成的，若要通过更改零部件的长度增加轴距至少需要调整左侧纵梁的后板的四套模具以及右侧纵梁的后板的四套模具。

并且，由于现有的车架平台的限制，一个车架平台不能同时对8种结构不同的横梁进行生产。

以上这些条件综合起来，导致无法对现有的车架结构的轴距或轮距进行改变而实现生产出符合性能要求的不同型号的车架，并且，还无法通过一种车架平台对结构相同、型号不同的多种车架进行生产。

技术实现要素：

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种车架及汽车，用以实现在一个车架平台上通过一种车架结构生产出满足车架性能要求的多种型号的车架。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的车架，包括：

相对设置的第一纵梁和第二纵梁；

固定于所述第一纵梁和所述第一纵梁之间、相互平行设置的第一横梁、第二横梁、第三横梁和第四横梁，且所述第四横梁设置于所述第一纵梁和所述第二纵梁的中部位置处；

其中，所述第一纵梁和所述第二纵梁均包括：

第一分纵梁；

与所述第一分纵梁连接的第二分纵梁，且所述第二分纵梁上设有贯通所述第二分纵梁的相对两个端面的开槽；

与所述第二分纵梁远离所述第一分纵梁的一端连接的第三分纵梁。

优选地，所述第二分纵梁的与所述第一分纵梁相对的截面形成为U型，所述第二分纵梁与所述第一横梁、所述第二横梁、所述第三横梁和所述第四横梁相平行的一侧方向的长度为一第一预设值。

优选地，所述第一横梁包括：

第一横梁本体；

依次焊接于所述第一横梁本体上的前保横梁补板和前保横梁后板，所述第一纵梁与所述前保横梁补板相焊接，所述第二纵梁与所述前保横梁后板焊接。

优选地，所述第一横梁与所述第一纵梁相平行的一侧方向的长度为一第二预设值。

优选地，所述第二横梁包括：

相对设置的第一转向器横梁下补板和第二转向器横梁下补板；

设置于所述第一转向器横梁下补板和所述第二转向器横梁下补板之间的转向器固定横梁；

焊接于所述转向器固定横梁上的至少一个转向器横梁上补板，且所述转向器横梁上补板上设有转向器安装点；

所述第一转向器横梁下补板与所述第一纵梁相焊接；所述第二转向器横梁下补板与所述第二纵梁相焊接。

优选地，所述第三横梁包括：

相对设置的油气弹簧横梁上板和油气弹簧横梁下板，所述油气弹簧横梁上板与所述油气弹簧横梁下板之间形成一密封腔体；

设置于所述油气弹簧横梁上板和所述油气弹簧横梁下板之间的支撑板和至少一个安装套筒，且所述安装套筒部分外露于所述油气弹簧横梁下板远离所述油气弹簧横梁上板的端面。

优选地，所述油气弹簧横梁上板和所述油气弹簧横梁下板均包括：

油气弹簧横梁本体；

第一弯折部，突出设置于所述油气弹簧横梁本体第一端；

第二弯折部，突出设置于所述油气弹簧横梁本体第二端，其中，所述油气弹簧横梁上板的第一弯折部与所述油气弹簧横梁下板的第一弯折部相焊接，所述油气弹簧横梁上板的第二弯折部与所述油气弹簧横梁下板的第二弯折部相焊接。

优选地，所述油气弹簧横梁上板和所述油气弹簧横梁下板的截面均形成为几字型，且所述油气弹簧横梁上板和所述油气弹簧横梁下板均相同厚度的型材制成。

优选地，所述第四横梁包括：

第四横梁本体，所述第四横梁本体呈弧形状；

设置于所述第四横梁本体的第一端的上补强板，以及设置于所述第四横梁本体的第二端的下补强板，所述上补强板与所述第一纵梁焊接，所述下补强板与所述第二纵梁焊接。

优选地，所述第四横梁的截面形成为内部中空的矩形结构。

优选地，所述第一横梁、所述第三横梁和所述第四横梁均为2个；所述第二横梁设置在所述第一纵梁和所述第二纵梁的第一侧，且设置与所述第一横梁和所述第三横梁之间。

优选地，所述车架还包括：

与所述第一纵梁焊接的第一散件、第二散件、第三散件和第四散件；

与所述第二纵梁焊接的第五散件、第六散件、第七散件和第八散件；

所述第一散件与所述第五散件相对，所述第二散件与所述第六散件相对，所述第三散件与所述第七散件相对，所述第四散件与第八散件相对。

根据本发明实施例的另一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述的车架。

与现有技术相比，本发明实施例提供的车架及汽车，至少具有以下有益效果：

本发明提供的车架，能够以一种车架结构生产出多种符合车架性能要求的实际产品出来，并且，是通过一个车架生产平台制作完成的。该车架，大大降低了生产成本和研发成本。

附图说明

图1为现有技术的车架的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的车架的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的车架的分解示意图；

图4为本发明实施例所述的第一纵梁的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的第一横梁的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的第二横梁的结构示意图；

图7为本发明实施例所述的第三横梁的结构示意图；

图8为本发明实施例所述的第三横梁的截面示意图；

图9为本发明实施例所述的第四横梁的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

参照图2至图9，本发明实施例提供的车架，包括：

相对设置的第一纵梁1和第二纵梁2；

固定于所述第一纵梁1和所述第一纵梁1之间、相互平行设置的第一横梁3、第二横梁4、第三横梁5和第四横梁6，且所述第四横梁6设置于所述第一纵梁1和所述第二纵梁2的中部位置处；

其中，所述第一纵梁1和所述第二纵梁2均包括：

第一分纵梁101；

与所述第一分纵梁101连接的第二分纵梁102，且所述第二分纵梁102上设有贯通所述第二分纵梁102的相对两个端面的开槽；

与所述第二分纵梁102远离所述第一分纵梁101的一端连接的第三分纵梁103。

此处，在本发明实施例中，横梁的型号由原有的8种减少至4种，在对车架进行生产时，只需要对四种横梁的模具进行更改即可，减少了制造成本，同时，可以通过一种车架平台对该车架结构的多种型号进行生产。

具体的，在本发明实施例中，第一横梁3、第三横梁5和第四横梁6均为两组，两组第一横梁3分别设置在第一纵梁1和第二纵梁2的两端，第二横梁4为一组，且该第二横梁4位于其中一组第一横梁3和第三横梁5之间。

第一纵梁1和第二纵梁2均采用厚度为6mm的板材制成，且具体的是采用的B510L型号的板材。由于B510L型号的板材本身的屈服强度是355Mpa，强于原有车架的材料屈服强度。第一分纵梁101和第三分纵梁103的高度为350mm，第二分纵梁102的高度为310mm，第一分纵梁101和第三分纵梁103与多个横梁相平行的一侧的长度为106mm，第二分纵梁102与多个横梁相平行的一侧的长度为124mm。

在本发明实施例中，第二分纵梁102为直线形，将第二分纵梁102设置成为直线形的目的是为了便于对车架的纵梁的长度的调整，对纵梁长度的调整是通过对第二分纵梁102的长度进行调整而实现的。在第一分纵梁101和第三分纵梁103的长度不变的情况下，通过加长第二分纵梁102的长度就能满足将车架的型号由短轴距型号调整为长轴距型号尺寸要求。

由于本发明实施例中的第一分纵梁101、第二分纵梁102和第三分纵梁103的截面尺寸均大于原有纵梁的截面尺寸，在车架处于弯曲工况以及前后轴同时冲击时，纵梁提供了足够的抵抗变形能力，并且满足车架平台要求的机械性能。

通过将纵梁的结构进行优化，对纵梁制作材料的厚度的增加(由原有的3mm增加至6mm)，制造材料的更改，以及增加纵梁的截面尺寸，来实现平台对同一种车架结构生产出三种不同型号的车架的性能要求。

在本发明实施例中，该车架结构可以制作出三种型号的车架，包括：标准轴距车架、长轴距车架、宽体轮距车架，长轴距车架的轴距大于标准轴距的车架，宽体轮距车架的轮距大于标准轴距车架，三种型号的车架通过一个车架平台进行生产制造，由于不同型号的车架性能要求不同，在通过这一种车架平台生产时，首先统计出三种型号的车架各自的性能要求，以三种型号的车架的最高性能要求为目标进行生产，进而使得生产完的各种型号的车架均能够满足要求。

参照图4，本发明实施例中，所述第二分纵梁102的与所述第一分纵梁101相对的截面形成为U型，所述第二分纵梁102与所述第一横梁3、所述第二横梁4、所述第三横梁5和所述第四横梁6相平行的一侧方向的长度为一第一预设值。

此处，该第一预设值为124mm。

参照图5，本发明实施例中，所述第一横梁3包括：

第一横梁本体31；

依次焊接于所述第一横梁本体31上的前保横梁补板32和前保横梁后板33，所述第一纵梁1与所述前保横梁补板32相焊接，所述第二纵梁2与所述前保横梁后板33焊接。

两组第一横梁3分别设置在第一纵梁1和第二纵梁2的两端位置处。结合附图2，可以看出，第一横梁3是通过前保横梁补板32和前板横梁后板实现与第一纵梁1和第二纵梁2之间的连接，在需要生产出宽体轮距车架时，通过对第一横梁本体31的长度进行增加以及调整前保横梁补板32和前保横梁后板33的焊接位置即可。可以直接对第一横梁本体31的长度进行增加的原因在于，第一横梁本体31的结构未进行改变。

本发明实施例中，所述第一横梁3与所述第一纵梁1第一横梁3相平行的一侧方向的长度为一第二预设值。

此处，该第二预设值为159mm，第一横梁3的高度为229mm，并且，本发明实施例中，第一横梁3是采用厚度为6mm的B510L型号的型材制成，该种型号的型材制成的第一横梁3的屈服强度大于原有车架的横梁的屈服强度。本发明实施例提供的第一横梁3截面尺寸大于原有横梁的截面尺寸，在车架受到冲击时，第一横梁3提供的抵抗扭转变形的能力得到增强，并且，本发明实施例中的第一横梁3能够满足平台的所有车架的机械性能要求。

参照图6，本发明实施例中，所述第二横梁4包括：

相对设置的第一转向器横梁下补板41和第二转向器横梁下补板42；

设置于所述第一转向器横梁下补板41和所述第二转向器横梁下补板42之间的转向器固定横梁43；

焊接于所述转向器固定横梁43上的至少一个转向器横梁上补板44，且所述转向器横梁上补板44上设有转向器安装点441；

所述第一转向器横梁下补板41与所述第一纵梁1相焊接；所述第二转向器横梁下补板42与所述第二纵梁2相焊接。

具体的，转向器横梁上补板44为2个，转向器安装点441用于安装转向器，转向器安装点441为1个。在需要生产宽体轮距车架时，对第二横梁4的处理是通过对转向器固定横梁43的长度进行增加实现的，同时需要对转向器横梁上补板44、第一转向器横梁下补板41和第二转向器横梁下补板42的焊接位置进行调整。

本发明实施例中，第二横梁4同样也是采用厚度为6mm的B510L型号的型材制成的，提高了第二横梁4的屈服强度。转向器横梁上补板44和转向器横梁下补板的设置是为了增大第二横梁4与第一纵梁1和第二纵梁2之间的接触面积，降低搭接区域的应力。

在本发明实施例中，该第二横梁4的应变小于1％，为转向器提供了有力支撑，保证了整车转向系统的正常工作。

参照图7，本发明实施例中，所述第三横梁5包括：

相对设置的油气弹簧横梁上板51和油气弹簧横梁下板52，所述油气弹簧横梁上板51与所述油气弹簧横梁下板52之间形成一密封腔体；

设置于所述油气弹簧横梁上板51和所述油气弹簧横梁下板52之间的支撑板53和至少一个安装套筒54，且所述安装套筒54部分外露于所述油气弹簧横梁下板52远离所述油气弹簧横梁上板51的端面。

上述的安装套筒54为10个，且10个安装套筒54均设置有内螺纹，其采用45#材质的钢制成，通过10个安装套筒54的设置，使得油气弹簧的冲击力被安装套筒54分担，降低了第二横梁4的局部应力。

参照图8，本发明实施例中，所述油气弹簧横梁上板51和所述油气弹簧横梁下板52均包括：

油气弹簧横梁本体511；

第一弯折部512，突出设置于所述油气弹簧横梁本体511第一端；

第二弯折部513，突出设置于所述油气弹簧横梁本体511第二端，其中，所述油气弹簧横梁上板51的第一弯折部与所述油气弹簧横梁下板52的第一弯折部512相焊接，所述油气弹簧横梁上板51的第二弯折部与所述油气弹簧横梁下板52的第二弯折部513相焊接。

参照图8，本发明实施例中，所述油气弹簧横梁上板51和所述油气弹簧横梁下板52的截面均形成为几字型，且所述油气弹簧横梁上板51和所述油气弹簧横梁下板52均相同厚度的型材制成。

自与第一纵梁1或第二纵梁2相垂直的一侧来看，油气弹簧横梁上板51和油气弹簧横梁下板52构成了一长度为294mm，高度为86mm的封闭腔体。

油气弹簧横梁上板51的油气弹簧横梁本体511和油气弹簧横梁下板52的油气弹簧横梁本体511为相互平行的矩形结构，在需要生产宽体轮距车架时，对油气弹簧横梁上板51和油气弹簧横梁下板52的油气弹簧横梁本体511进行增长，而对于支撑板53则不需要进行加工。

本发明实施例中，油气弹簧横梁本体511、第一弯折部512和第二弯折部513均是采用厚度为6mm的板材制成的。

参照图9，本发明实施例中，所述第四横梁6包括：

第四横梁本体61，所述第四横梁本体61呈弧形状；

设置于所述第四横梁本体61的第一端的上补强板62，以及设置于所述第四横梁本体61的第二端的下补强板63，所述上补强板62与所述第一纵梁1焊接，所述下补强板63与所述第二纵梁2焊接。

优选地，所述第四横梁6的截面形成为内部中空的矩形结构。

此处，第四横梁6的截面是至于第一纵梁1和第二纵梁2相对的一侧截面。

在需要生产宽体轮距车架时，需要对第四横梁本体61进行加长。第四横梁本体61是采用矩形型材进行折弯制造而成的，不需要传统的冲压成型模具，并且在加长第四横梁本体61时通过切割母材就能实现，降低了制造难度，降低了零部件数量，节省了开发成本。上补强板62和下补强板63的设置，是为了增大与第一纵梁1和第二纵梁2的接触面积，并且，保证了车架的扭转和弯曲刚度，为车身提供有力支撑，是车辆正常行驶。

参照图2，本发明实施例中，所述第一横梁3、所述第三横梁5和所述第四横梁6均为2个；所述第二横梁4设置在所述第一纵梁1和所述第二纵梁2的第一侧，且设置与所述第一横梁3和所述第三横梁5之间。

参照图2所示，在2个第四横梁6的中间还设置有一第五横梁，该第五横梁位于第一纵梁1和第二纵梁2的正中位置处，该第五横梁的设置是为了对燃油管路和制动管路的固定。

参照图2，本发明实施例中，所述车架还包括：

与所述第一纵梁1焊接的第一散件7、第二散件8、第三散件9和第四散件10；

与所述第二纵梁2焊接的第五散件11、第六散件12、第七散件13和第八散件14；

所述第一散件7与所述第五散件11相对，所述第二散件8与所述第六散件12相对，所述第三散件9与所述第七散件13相对，所述第四散件10与第八散件14相对。

通过对本发明的车架的仿真分析，可以得到如下表格：

从上表中可以看出，本发明的车架结构，满足了一个车架平台对三种型号的车架结构的性能要求。

对于通过一种车架平台生产出本发明的三种型号的车架，主要有以下步骤，首先标准轴距车架作为常用的车架型号。当需要生产长轴距车架时，只需要对车架平台上生产第二分纵梁102的模具进行更换，便可将车架的纵梁尺寸进行增长，而对于多种横梁的尺寸结构，则不需要进行改变；当需要生产出长轴距车架时，对纵梁的结构无需更改，而需要对第一横梁本体31、转向器固定横梁43、油气弹簧横梁本体511和第四横梁本体61的模具进行更改。

根据本发明实施例的另一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述的车架。

并且，本发明实施例中提供的车架，优先适用于越野车型。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。