一种车架、汽车底盘及汽车的制作方法

本发明涉及汽车设计制造领域，具体而言，涉及一种车架、汽车底盘及汽车。

背景技术：

车架是跨接在汽车前后车桥上的框架式结构，是汽车的基体。一般由两根纵梁和几根横梁组成，经由悬挂装置﹑前桥﹑后桥支承在车轮上。车架必须具有足够的强度和刚度以承受汽车的载荷和从车轮传来的冲击。车架的功用是支撑、连接汽车的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受汽车内外的各种载荷。

目前车辆所使用的车架为板材件冲压焊接而成，或一体等厚度管材焊接而成。这样的结构具有结构复杂、车架支撑效果差的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车架，其结构简单，整体减重效果好。

本发明的另一目的在于提供一种包括上述车架的汽车底盘，其能够较好地为汽车整体提供支撑，且结构简单。

本发明的另一目的在于提供一种包括上述汽车底盘的汽车，其具有结构简单且整车强度好的特点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种车架，其包括第一纵梁、第二纵梁和多个横梁；第一纵梁和第二纵梁并排设置，横梁设置在第一纵梁和第二纵梁之间；横梁长度方向上的两端分别与第一纵梁和第二纵梁连接；至少一个横梁的端部分割为间隔相对的两个连接部。

车架具有并排设置的第一纵梁和第二纵梁，以及设置在第一纵梁和第二纵梁之间的多个横梁，如此形成车架的整体框架结构。进一步地，至少一个横梁的端部分割为间隔相对的两个连接部，且横梁长度方向上的两端分别于第一纵梁和第二纵梁连接，这样的设置方式的目的在于将传统技术中横梁端部直接与第一纵梁和第二纵梁连接的方式，改进为横梁端部间隔相对的两个连接部连接部将横梁与第一纵梁和/或第二纵梁连接。经过发明人的实验分析和实际测试发现，这样的设置方式结构简单，不但有效提高了横梁与第一纵梁和/或第二纵梁的连接紧密度，进而提升了车架整体的结构强度，而且充分地减少了车架的总体重量。综上，这样的车架改善了相关技术中结构复杂、车架支撑效果差的问题。

在本发明的一种实施例中：

上述第一纵梁在长度方向上设置有相互连接的第一基部和第一延伸部；

第二纵梁在长度方向上设置有相互连接的第二基部和第二延伸部；第一基部与第二基部相对，第一延伸部与第二延伸部相对；

第一延伸部和第二延伸部之间的间距小于第一基部和第二基部之间的间距。

在本发明的一种实施例中：

上述位于横梁端部间隔相对的两个连接部上下相对设置。

在本发明的一种实施例中：

上述位于横梁的端部的两个连接部的连接处圆弧过渡。

在本发明的一种实施例中：

上述连接部与第一纵梁连接的一端的宽度大于连接部与横梁连接的另一端的宽度；

连接部与第二纵梁连接的一端的宽度大于连接部与横梁连接的另一端的宽度。

在本发明的一种实施例中：

上述纵梁的为管状结构。

在本发明的一种实施例中：

上述纵梁的横截面为椭圆形。

在本发明的一种实施例中：

上述第一纵梁的长度方向的两端的管径小于第一纵梁中部的管径；

第二纵梁的长度方向的两端的管径小于第二纵梁中部的管径。

一种汽车底盘，其包括传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统和上述的车架；传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统均设置在车架上。

这样的汽车底盘因为包括了上述的车架，因而具有结构简单、重量轻且结构强度高的特点，进一步地使得传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统能够安全、可靠地设置在车架上，从而保证了汽车底盘的稳定性。

一种汽车，其包括上述的汽车底盘。

这样的汽车包括上述的汽车底盘，从而使得汽车具备较佳的安全性和舒适度，同时汽车底盘结构简单、重量轻的特点为车辆提供了更好地可操作性能。

本发明实施例的有益效果是：

车架通过具有并排设置的第一纵梁和第二纵梁，以及设置在第一纵梁和第二纵梁之间的多个横梁，横梁长度方向上的两端分别于第一纵梁和第二纵梁连接以形成车架的整体框架结构；且至少一个横梁的端部分割为间隔相对的两个连接部。这样有别于相关技术的设置的方式，其目的在于，通过间隔相对的两个连接部使横梁与第一纵梁(和/或第二纵梁)连接，而增加车架的扭转强度，同时减少横纵梁焊接处受力集中的问题。因而这样的车架改善了相关技术中结构复杂、车架支撑效果差的问题。

汽车底盘因为包括了上述的车架，而具备结构简单、重量轻且结构强度高的特点，进而提升了汽车底盘自身的稳定性。

汽车包括上述的汽车底盘，借由上述汽车底盘结构简单、重量轻、结构强度高和较佳的稳定性的特点，从而使得汽车具备较佳的安全性和操作性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中车架的结构示意图；

图2为图1中第一横梁的结构示意图；

图3为图1中第一横梁与第一纵梁的连接时的结构示意图；

图4为图1中第一横梁与第一纵梁的连接时的局部放大图；

图5为图1中第一纵梁的结构示意图。

图标：10-车架；11-纵梁；110-第一纵梁；112-第一基部；113-第一折弯部；114-第一延伸部；120-第二纵梁；122-第二基部；123-第二折弯部；124-第二延伸部；13-横梁；130-第一横梁；131-连接部；140-第二横梁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，图1为本实施例提供的一种车架10的结构示意图。从图1中可以看出车架10包括第一纵梁110、第二纵梁120和多个横梁13。从图1中还可以看出第一纵梁110和第二纵梁120并排设置，横梁13设置在第一纵梁110和第二纵梁120之间，进一步地，横梁13长度方向上的两端分别与第一纵梁110和第二纵梁120连接。(在本实施例中第一纵梁110和第二纵梁120可统称纵梁11)

图2为图1中具有两个间隔相对的连接部131的横梁13的结构示意图，从图中可以清楚地看出该横梁13的两个连接部131相对设置，且对称分布。这里需要说明的是，在本实施例中，车架10包括九个横梁13，其中四个横梁13的端部均被分割为间隔相对的两个连接部131。这里，我们将端部具有被分割为间隔相对的两个连接部131的横梁13命名为第一横梁130，其余五个不具备间隔相对两个连接部131的横梁13为第二横梁140，以示区别。

图3为图1中第一横梁130与第一纵梁110的连接时的结构示意图，从图3中可以清楚地看出，第一横梁130的两个连接部131对称地设置在第一纵梁110高度方向的中央，且两个连接部131也相互对称地设置。这样的设置方式，在结构上能够保证第一横梁130与第一纵梁110和第二纵梁120的连接稳定性，使得车架10上承重的重量能够均匀地分配给第一纵梁110、第二纵梁120和横梁13(这里需要说明的是，在本发明的本实施例中第二横梁140的端部也是对称地设置在纵梁11高度方向的中央)承担。

继续参照图3，还可以看出，上述位于第一横梁130的端部的两个连接部131的连接处圆弧过渡。第一横梁130的端部的两个连接部131形成了开放的开口，两个连接部131在与第一横梁130的主体的汇合处会存在尖角，此处就会形成了应力集中，在本发明的本实施例中，在第一横梁130的端部的两个连接部131的汇合处进行圆角处理，从而避免应力集中，提高了车架10整体的强度。

这里需要说明的是，发明人发现在现有相关技术中，横梁13与纵梁11的连接方式一般为横梁13端部直接与纵梁11表面贴合焊接，以使横梁13的端面完全与纵梁11表面接合，而这样的连接方式使得车辆扭转强度受限，且具有横梁13与纵梁11焊接处应力集中的问题。经过发明人的实验分析和实际测试发现，一个横梁13的端部分割为间隔相对的两个连接部131，且横梁13长度方向上的两端分别于第一纵梁110和第二纵梁120连接，这样的设置方式结构简单，不但有效提高了横梁13与第一纵梁110和/或第二纵梁120的连接紧密度，增加了车架10的扭转强度，同时减少了横纵梁11焊接处受力集中的问题。同时，在本实施例中，端部具有间隔相对的两个连接部131的第一横梁130和端部不具备间隔相对的两个连接部131的第二横梁140间隔设置，第二横梁140用于在预设的需要较大承重的位置增加车架10的强度，而第一横梁130用于在预设的位置特别地增加车架10的扭转强度，这样从结构和功能的角度都能够较好地实现车架10复杂的承载状况。

继续参照图1，从图中1可以看出，在本发明的本实施例中，上述第一纵梁110在长度方向上设置有相互连接的第一基部112和第一延伸部114；第二纵梁120在长度方向上设置有相互连接的第二基部122和第二延伸部124；第一基部112与第二基部122相对，第一延伸部114与第二延伸部124相对；第一延伸部114和第二延伸部124之间的间距小于第一基部112和第二基部122之间的间距。其中，第一基部112通过第一折弯部113与第一延伸部114连接；第二基部122通过第二折弯部123与第二延伸部124连接。这样的设置方式使得在沿车架10长度方向的多个横截面具有面积变化的特点(直观地表现为沿车架10长度方向上车架10宽度的变化)，即变截面设计。因为车架10某些部位应力集中，需要的较大截面用于承载重量，而有些部位的承重有限不需要过大的截面；同时车架10的重量是汽车性能的重要指标，在其他工况相同的情况下，较轻的车架10意味着更好的操作性和出众的燃油经济性。综上可以看出，变截面的设计可以在保证车架10强度的基础上节省材料，实现车架10的轻量化。进一步地，在本实施例中，对车架10纵梁11全长度方向上进行变截面设计以最大可能的进行减重，减重后的车架10纵梁11各部位截面大直径的比值可大于1.7，从而达到通过受力结构的改变以提高强度的目的。

进一步地，在本实施例中，第一纵梁110和第二纵梁120均为完整的金属管材通过一体成型制成，这样得到的第一纵梁110和第二纵梁120具有较好的金相属性和稳定的结构强度，有利于保证车架10整体的力学性能。从图1中还可以看出，第一延伸部114和第二延伸部124通过两个第二横梁140连接，第一基部112和第二基部122通过间隔设置四个第一横梁130和三个第二横梁140连接。

图4为图1中第一横梁130与第一纵梁110的连接时的局部放大图。从图4中可以看出上述连接部131与第一纵梁110连接的一端的宽度大于连接部131与横梁13连接的另一端的宽度；连接部131与第二纵梁120连接的一端的宽度大于连接部131与横梁13连接的另一端的宽度。连接部131靠近纵梁11的一端相较于连接部131远离纵梁11的一端具备较大宽度的设计使得第一横梁130与第一纵梁110(和/或第二纵梁120)连接地更加稳固，从而增加车架10整个的结构强度。需要说明的是，在本实施例中，横梁13与第一纵梁110(和/或第二纵梁120)的连接方式为焊接，上述特征在加工过程中表现为横梁13端部与纵梁11的焊接处增长了焊道，同时在本实施中焊接位置时进行包角处理，进一步降低了应力集中现象。

需要说明的是，在本发明的本实施例中，上述纵梁11的为管状结构。进一步地，横梁13为管状结构，纵梁11的横截面为椭圆形。这样的设置方式进一步增加了车架10的承载能力。

图5为图1中第一纵梁110的结构示意图，从图5中可以看出，上述第一纵梁110的长度方向的两端的管径小于第一纵梁110中部的管径；第二纵梁120的长度方向的两端的管径小于第二纵梁120中部的管径。因为纵梁11的中部需要承载更大的重量，增加纵梁11中部管径的方式可以有效增加车架10的承载能力，也有利于减少较小承重部位的管径从而控制车架10整体的重量。这里需要说明的是，第二纵梁120与第一纵梁110结构上相同。

从图5中还可以看出，第一基部112远离第一延伸部114的位置向上弯折形成弧形支撑面，弧形支撑面的长度方向设置有与第一纵梁110平行的连接管道(图中示出未标号)；同时车架10上设置有相应的连接件以实现车架10与汽车的其余部件连接(图中示出未标号)。

需要说明的是：

在本发明的其他实施例中，与第一纵梁110和第二纵梁120连接横梁13也可以全都为第一横梁130(即端部具有间隔相对的两个连接部131的横梁13)，只要至少具有一个第一横梁130与第一纵梁110、第二纵梁120连接即可。

本实施例还提供一种汽车底盘，其包括传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统和上述的车架10；传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统均设置在车架10上。这样的汽车底盘因为包括了上述的车架10，因而具有结构简单、重量轻且结构强度高的特点。

本实施例还提供一种汽车，其包括上述的汽车底盘。这样的汽车包括上述的汽车底盘，从而使得汽车具备较佳的安全性和舒适度，同时汽车底盘结构简单、重量轻的特点为车辆提供了更好地可操作性能。

综上，本发明的实施例提供一种车架10，其包括第一纵梁110、第二纵梁120和多个横梁13；第一纵梁110和第二纵梁120并排设置，横梁13设置在第一纵梁110和第二纵梁120之间；横梁13长度方向上的两端分别与第一纵梁110和第二纵梁120连接；至少一个横梁13的端部分割为间隔相对的两个连接部131。这样的设置方式的目的在于将传统技术中横梁13端部直接与第一纵梁110和第二纵梁120连接的方式，改进为横梁13端部间隔相对的两个连接部131连接部131将横梁13与第一纵梁110和/或第二纵梁120连接。这样的设置方式结构简单，不但有效提高了横梁13与第一纵梁110和/或第二纵梁120的连接紧密度，进而提升了车架10整体的结构强度，而且充分地减少了车架10的总体重量。

本发明的实施例还提供一种汽车底盘，其包括传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统和上述的车架10；传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统均设置在车架10上。这样的汽车底盘因为包括了上述的车架10，因而具有结构简单、重量轻且结构强度高的特点，进一步地使得传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统能够安全、可靠地设置在车架10上，从而保证了汽车底盘的稳定性。

本发明的实施例还提供一种汽车，其包括上述的汽车底盘。这样的汽车包括上述的汽车底盘，从而使得汽车具备较佳的安全性和舒适度，同时汽车底盘结构简单、重量轻的特点为车辆提供了更好地可操作性能。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。