汽车后悬架扭转梁总成的制作方法

1.本技术涉及汽车悬架技术领域，特别涉及一种汽车后悬架扭转梁总成。


背景技术：

2.汽车后悬架扭转梁总成结构是汽车后悬挂类型的一种，通过一个扭力梁来平衡左右车轮的上下跳动，以减小车辆的摇晃，保持车辆的平稳。汽车两侧的车轮分别装在一个扭力梁总成的两端，当一侧车轮上下跳动时，带动另一侧车轮也相应地跳动，减小整个车身的倾斜或摇晃。由于其自身具有一定的扭转刚度，可增加车辆的侧倾刚度，提高车辆的侧倾稳定性。汽车扭转梁凭借其结构简单、占用空间小、成本低的优点，广泛应用于乘用车领域。扭转梁总成由焊接总成和衬套组成，连接车身和后轮，起到传递力和力矩的作用，并且扭转梁总成影响后悬架的操稳、nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振)、粗糙度和强度耐久等性能。
3.目前常用的扭转梁总成，为了性能参数达标考虑，纵臂多采用板材卷制的方式，技术难度大，成本较高，且材料选择范围受限，后轴的纵向冲击承载能力受到限制较大。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种汽车后悬架扭转梁总成，能够提升扭转梁总成的操稳性能和nvh性能，以及提升后轴的纵向冲击承载能力。该技术方案如下：
5.提供了一种汽车后悬架扭转梁总成，该汽车后悬架扭转梁总成包括：横梁和对称连接在该横梁两端的两个扭转单元，每个扭转单元包括：纵臂、套管、轮毂板、弹簧座和减震器支架；
6.该横梁为经过冷冲、液压胀型以及热处理工艺成型的管状结构，该横梁包括：v形截面段和对称连接在该v形截面段的两端的两个变截面段，该变截面段的截面形状为：沿中间向端部由v形向矩形逐渐变形；
7.该纵臂包括内板和外板，该内板连接在该横梁的端部，该内板和该外板之间通过拼焊方式连接；
8.该套管连接在该纵臂的顶端；
9.该轮毂板连接在该纵臂的底端；
10.该弹簧座连接在该纵臂和该横梁之间，该减震器支架连接在该纵臂和该弹簧座之间。
11.在一种可能设计中，该横梁的v形截面段的截面夹角为50
°‑
60
°
。
12.在一种可能设计中，该横梁的v形截面段的长度小于横梁总长的1/2。
13.在一种可能设计中，该纵臂的内板厚度为3mm-5mm，该外板的厚度为2mm-4mm，且该内板的厚度大于该外板的厚度。
14.在一种可能设计中，该扭转单元还包括：加强板；
15.该加强板连接在该纵臂、该横梁和该弹簧座三者之间。
16.在一种可能设计中，该加强板的厚度小于6mm。
17.在一种可能设计中，该纵臂的内板上设有定位孔，该纵臂的外板上设有与该定位孔匹配的定位件。
18.在一种可能设计中，该扭转单元还包括：线束支架，该线束支架焊接于该横梁的端部。
19.在一种可能设计中，该纵臂和轮毂板之间通过轮毂支架连接。
20.在一种可能设计中，该纵臂为空心结构，该纵臂下端开口对应于该轮毂板上的通孔。
21.在一种可能设计中，该轮毂板上设有多个减重孔。
22.本技术实施例提供的技术方案，通过将纵臂设计为内板和外板通过拼焊方式连接的结构，增强了该汽车后悬架扭转梁总成的强度和疲劳性能，技术难度小，成本较低，材料选择范围广，大大增强了该扭转梁总成产品的可制造性，通过将横梁设计为经过冷冲、液压胀型以及热处理工艺成型的管状结构，且将横梁设计为变截面形状，相比于现有的板材结构，上述横梁更轻，变截面形状在满足强度耐久的同时，提高了横梁的扭转刚度，提升了该扭转梁总成的操稳性能和nvh性能，提升了后轴的纵向冲击承载能力。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
24.图1是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的结构示意图；
25.图2是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的局部爆炸图；
26.图3是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的横梁1的结构示意图；
27.图4是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的横梁1的三个截面结构示意图；
28.图5是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的纵臂21的爆炸图；
29.图6是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的轮毂板23的结构示意图。
30.附图中的各零件的标号说明如下：
31.1-横梁；
32.11-v形截面段；
33.12-变截面段；
34.2-扭转单元；
35.21-纵臂；
36.211-内板；
37.2111-定位孔；
38.212-外板；
39.2121-定位件；
40.22-套管；
41.23-轮毂板；
42.231-通孔；
43.232-减重孔；
44.24-弹簧座；
45.25-减震器支架；
46.26-加强板；
47.27-线束支架。
具体实施方式
48.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
49.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
50.图1是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的结构示意图，图2是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的局部爆炸图，请参见图1-图2，其中，图2展示了图1中左半部分的结构的爆炸图，该汽车后悬架扭转梁总成包括：横梁1和对称连接在该横梁1两端的两个扭转单元2，每个扭转单元2包括：纵臂21、套管22、轮毂板23、弹簧座24和减震器支架25；该横梁1为经过冷冲、液压胀型以及热处理工艺成型的管状结构，该横梁1包括：v形截面段11和对称连接在该v形截面段11的两端的两个变截面段12，该变截面段12的截面形状为：沿中间向端部由v形向矩形逐渐变形；该纵臂21包括内板211和外板212，该内板211连接在该横梁1的端部，该内板211和该外板212之间通过拼焊方式连接；该套管22连接在该纵臂21的顶端；该轮毂板23连接在该纵臂21的底端；该弹簧座24连接在该纵臂21和该横梁1之间，该减震器支架25连接在该纵臂21和该弹簧座24之间。
51.下面对该汽车后悬架扭转梁总成的结构和工作原理进行具体介绍：
52.横梁1：
53.该横梁1为经过冷冲、液压胀型以及热处理工艺成型的管状结构，管状结构在保证横梁1的强度和耐久性能的同时，降低了横梁1的重量，实现了汽车后悬架扭转梁总成的轻量化设计。通过冷冲工艺，实现横梁1的预成型，需要说明的是，该横梁1的整体长度中，冷冲力度是不同的，因此能形成不同程度的变形，其中，对于变截面段12，端部保持管体原材料的矩形截面不冲压，逐渐过渡到中间的v形截面，以便尽可能提高横梁1的刚度，来保持稳定性。通过液压胀型工艺，易于精确成型该横梁1。热处理工艺用于提升材料的屈服和抗拉性能。
54.图3是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的横梁1的结构示意图，图4是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的横梁1的a、b、c三个截面结构示意图，请参见图3-图4，该横梁1包括：v形截面段11和对称连接在该v形截面段11的两端的两个
变截面段12，该变截面段12的截面形状为：沿中间向端部由v形向矩形逐渐变形。这种变截面的结构提高了横梁1的屈服和抗拉性能，使其能够基于自身的扭转形成弹力，作为阻力，降低两侧车轮的倾斜程度。
55.纵臂21：
56.图5是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的纵臂21的爆炸图，请参见图5，该纵臂21包括内板211和外板212，该内板211连接在该横梁1的端部，该内板211和该外板212之间通过拼焊方式连接，通过将纵臂21设计为内板211和外板212通过拼焊方式连接的结构，增强了该汽车后悬架扭转梁总成的强度和疲劳性能，技术难度小，成本较低，材料选择范围广，大大增强了该扭转梁总成产品的可制造性。
57.其他结构：
58.该套管22连接在该纵臂21的顶端，用于连接衬套。
59.该轮毂板23连接在该纵臂21的底端，用于装配轮毂轴。
60.该弹簧座24连接在该纵臂21和该横梁1之间，用于安装弹簧。
61.该减震器支架25连接在该纵臂21和该弹簧座24之间，用于安装减震器。
62.本技术实施例提供的技术方案，通过将纵臂21设计为内板211和外板212通过拼焊方式连接的结构，增强了该汽车后悬架扭转梁总成的强度和疲劳性能，技术难度小，成本较低，材料选择范围广，大大增强了该扭转梁总成产品的可制造性，通过将横梁1设计为经过冷冲、液压胀型以及热处理工艺成型的管状结构，且将横梁1设计为变截面形状，相比于现有的板材结构，上述横梁1更轻，变截面形状在满足强度耐久的同时，提高了横梁1的扭转刚度，提升了该扭转梁总成的操稳性能和nvh性能，提升了后轴的纵向冲击承载能力。
63.下面对该汽车后悬架扭转梁总成的具体结构做进一步介绍：
64.横梁1：
65.请继续参见图3-图4，对于横梁1采用的热处理工艺，热处理工艺用于提升材料的屈服和抗拉性能，例如，热处理后横梁1的屈服强度可达到1100mpa。
66.横梁1的管材截面特性可以是如下：管径选择90～100mm，重量在7～8kg，相对于现有的板材结构，横梁1整体可减重3kg～4kg，从而满足了汽车后悬架扭转梁总成的轻量化需求。
67.横梁1的端部与纵臂21之间的搭接部分过渡段采用大圆角设计，请参见图4中的a，例如，该圆角半径可以是30mm。该横梁1的变截面段12的剖面由图4中的a逐渐变化到b，再逐渐变化到c，从而与v形截面段11平滑过渡。其中，变截面段12的成型过程可以是分多次进行的。
68.请参见图4中的c，在一种可能设计中，该横梁1的v形截面段11的截面夹角为50
°‑
60
°
，从而提高了小管径横梁1的扭转梁模态，避免与车轮空腔模态发生共振。其中，模态是指结构系统的固有振动特性。线性系统的自由振动被解耦合为n个正交的单自由度振动系统，对应系统的n个模态。每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。通过结构模态分析法，可得出机械结构在某一易受影响的频率范围内各阶模态的振动特性，以及机械结构在此频段内及在内部或外部各种振源激励作用下的振动响应结果，再由模态分析法获得模态参数并结合相关试验，借助这些特有参数用于结构的重新设计。
69.在一种可能设计中，该横梁1的v形截面段11的长度小于横梁1总长的1/2，通过降低v形截面段11的长度，延长了变截面段12的长度，提升了横梁1的模态，且减小了横梁1在扭转过程中异响概率。例如，两个变截面段12的长度可以均为363mm，v形截面段11的长度可以为426mm。
70.上述横梁1结构通过采用管材液压成型的工艺，并控制横梁1液压成型过程中上下面的贴合间隙，在保证横梁1的强度和耐久性能的同时，降低了横梁1的重量，实现了汽车后悬架扭转梁总成的轻量化设计，并且提高了横梁1的刚度来保持稳定性，提升了横梁1的屈服和抗拉性能，通过优化横梁1的截面设计，满足了操作稳定性、nvh和耐久性能。
71.纵臂21：
72.图5是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的纵臂21的爆炸图，请继续参见图5，纵臂21该纵臂21包括内板211和外板212，其中，内板211和外板212的均是将板材通过模具冲压成型的，通过拼焊，将内板211和外板212连接形成纵臂21，成型工艺简单。其中，板材可采用屈服420mpa以上的高强度钢板。拼焊就是把加工件的截面拼在一起进行焊接，从而把拼接处熔化粘结在一起。上述工艺使得扭转梁的纵向抗冲击能力可达到7g以上，可避免用户在使用过程中扭转梁纵臂21变形导致的四轮定位不合格的问题。
73.内板211和外板212均有空腔，在将内板211和外板212对合后，内部的空腔也对合，在焊接后，形成的纵臂21具有内部的空腔，能够起到较好的减重作用。
74.该内板211连接在该横梁1的端部，该内板211和该外板212之间通过拼焊方式连接，通过将纵臂21设计为内板211和外板212通过拼焊方式连接的结构，增强了该汽车后悬架扭转梁总成的强度和疲劳性能，技术难度小，成本较低，材料选择范围广，大大增强了该扭转梁总成产品的可制造性。
75.在一种可能设计中，该纵臂21的内板211厚度为3mm-5mm，该外板212的厚度为2mm-4mm，且该内板211的厚度大于该外板212的厚度，不仅减重效果明显，还增强了产品的强度和疲劳性能。例如，内板211的厚度可以是4mm，对应的外板212的厚度是3mm。
76.其他结构：
77.在一种可能设计中，该扭转单元2还包括：加强板26；该加强板26连接在该纵臂21、该横梁1和该弹簧座24三者之间。
78.上述加强板26采用普通板材冷冲压成型，过程中针对关键料边进行修边处理。
79.在一种可能设计中，该加强板26的厚度小于6mm，能够减小焊缝强度和疲劳损伤。
80.在一种可能设计中，该纵臂21的内板211上设有定位孔2111，该纵臂21的外板212上设有与该定位孔2111匹配的定位件2121。在拼焊时候，将定位件2121插入该定位孔2111中，定位之后再将内板211和外板212焊接连接在一起，在简化工艺的基础上，成型后的纵臂21外形尺寸依然精确。
81.在一种可能设计中，该定位件2121为与该定位孔2111对应的定位柱，以便将定位件2121插入该定位孔2111中。
82.在一种可能设计中，该扭转单元2还包括：线束支架27，该线束支架27焊接于该横梁1的端部，用于定位和限位线缆。其中，线束支架27可以采用普通冷冲压成型。
83.图6是本技术实施例提供的一种汽车后悬架扭转梁总成的轮毂板23的结构示意图，请参见图6，在一种可能设计中，该纵臂21为空心结构，该纵臂21下端开口对应于该轮毂
板23上的通孔231，用于对轮毂板23进行定位。
84.在一种可能设计中，该纵臂21和轮毂板23之间通过轮毂支架连接，以便对轮毂板23进行更好的定位和连接。
85.请继续参见图6，在一种可能设计中，其特征在于，该轮毂板23上设有多个减重孔232，能够减轻轮毂板23的重量，同时不影响轮毂板23发挥作用，实现了汽车后悬架扭转梁总成的轻量化设计。具体的，该减重孔232的书数量可以为4个，本实施例对此不作限定。
86.轮毂板23先采取激光切割、锻造或者冷冲压的方式，再针对精度要求高的部分进行机加工成型。
87.在纵臂21的顶端，具有用于容纳套管22的弧形凹槽，该套管22连接在该纵臂21的顶端，该套管22用于连接衬套。其中，套管22采用圆柱形无缝钢管切割而成，要求交货为去应力退火后的状态。它能够保证强度的同时，又具备较好的材料延伸率，避免套管22开裂的风险。
88.减振器支架采用普通板材冷冲压成型，过程中针对关键料边进行修边处理。减振器支架与纵臂21的内板211以及横梁1通过焊缝连接，也起加强板26的作用，有利于降低横梁1和纵臂21焊缝强度和疲劳，具体的，结构设计上，其上可以设计有用于定位和减重的孔。
89.弹簧座24采用普通板材冷冲压成型，过程中针对关键料边进行修边处理。弹簧座24与纵臂21的内板211以及横梁1通过焊缝连接，也起加强板26的作用，有利于降低横梁1和纵臂21焊缝强度和疲劳，具体的，结构设计上，其上可以设计有用于定位和减重的孔。
90.以上所有子件中，均采用二氧化碳+氩气气体保护焊，焊接完成的件称为汽车后悬架扭转梁总成。
91.上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本技术的可选实施例，在此不再一一赘述。
92.本技术实施例提供的技术方案，通过将纵臂21设计为内板211和外板212通过拼焊方式连接的结构，增强了该汽车后悬架扭转梁总成的强度和疲劳性能，技术难度小，成本较低，材料选择范围广，大大增强了该扭转梁总成产品的可制造性，通过将横梁1设计为经过冷冲、液压胀型以及热处理工艺成型的管状结构，且将横梁1设计为变截面形状，相比于现有的板材结构，上述横梁1更轻，变截面形状在满足强度耐久的同时，提高了横梁1的扭转刚度，提升了该扭转梁总成的操稳性能和nvh性能，提升了后轴的纵向冲击承载能力。
93.进一步地，对于横梁1具有较高的屈服和抗拉性能，满足了汽车后悬架扭转梁总成的轻量化需求，提高了小管径横梁1的扭转梁模态，避免与车轮空腔模态发生共振。其中，模态是指结构系统的固有振动特性。
94.上述横梁1结构通过采用管材液压成型的工艺，并控制横梁1液压成型过程中上下面的贴合间隙，在保证横梁1的强度和耐久性能的同时，降低了横梁1的重量，实现了汽车后悬架扭转梁总成的轻量化设计，并且提高了横梁1的刚度来保持稳定性，提升了横梁1的屈服和抗拉性能，通过优化横梁1的截面设计，满足了操作稳定性、nvh和耐久性能。
95.纵臂21的成型工艺简单，使得扭转梁的纵向抗冲击能力可达到7g以上，可避免用户在使用过程中扭转梁纵臂21变形导致的四轮定位不合格的问题，增强了该汽车后悬架扭转梁总成的强度和疲劳性能，技术难度小，成本较低，材料选择范围广，大大增强了该扭转梁总成产品的可制造性。
96.在一种可能设计中，该纵臂21的内板211厚度为3mm-5mm，该外板212的厚度为2mm-4mm，且该内板211的厚度大于该外板212的厚度，不仅减重效果明显，还增强了产品的强度和疲劳性能。例如，内板211的厚度可以是4mm，对应的外板212的厚度是3mm。
97.在一种可能设计中，该扭转单元2还包括：加强板26；该加强板26连接在该纵臂21、该横梁1和该弹簧座24三者之间。
98.上述仅为本技术的可选实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。