专利名称：轻量化巴士车架的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车技术领域，具体涉及轻量化巴士车架。
背景技术：
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。为了提高车身强度和刚度，巴士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；现有巴士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。对轻量化巴士、尤其是轻量化电动巴士，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
本发明的目的是给出安全、简单、轻量化的巴士车架。为此给出轻量化巴士车架，包括环绕于车头、车两侧和车尾的环形框，环形框分为车顶环形框、车腰环形框和车底环形框，车腰环形框在车门处留空，车底环形框在放置车轮处向上拱起以容纳车轮；车顶设有多条横梁跨接于车顶环形框的两侧框边之间，还设有纵梁跨接这各条横梁；车底设有多条横梁跨接于车底环形框的两侧框边之间，还设有纵梁跨接这各条横梁；车头、车两侧和车尾均设有多条竖梁跨接上述各个环形框；上述环形框为型材梁，上述各条横梁、纵梁、竖梁均为型材梁。所给出的轻量化巴士车架，其车头通过环形框的前框边和竖梁，其车尾通过环形框的后框边和竖梁，其车顶通过车顶环形框、横梁和纵梁，其车底通过车底环形框、横梁和纵梁，其车两侧通过环形框的侧框边和竖梁，形成了车身框架。其特点是:1)结构简单，连接点少；2)所有的梁均匀分布在三组互相垂直的表面上，拓扑结构简单，结构牢固；3)梁在交叉部位可以采用穿插结构，减少断点，受力效果好。可见，所给出巴士车架能够同时满足对轻量化、简单和安全的要求。在所给出的轻量化巴士车架的基础上还给出优选的轻量化巴士车架，由车底架与车身架装配而成，车底架包括所述车底环形框、跨接于车底环形框的两侧框边之间的所述多条横梁和跨接这各条横梁的所述纵梁，车身架包括所述车顶环形框、跨接于车顶环形框的两侧框边之间所述多条横梁、跨接这各条横梁的所述纵梁、所述车腰环形框和所述多条竖梁，车底架与车身架通过车底环形框与竖梁的连接实现装配。再给出进一步优选的轻量化巴士车架，车底架的各型材梁相接之处和/或车身架的各型材梁相接之处形成如下所述的榫节:所相接的两条梁，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宽度，母梁还开有与公梁配合的插口，公梁从插口处插入到所述的一对夹持筋之间，插入后夹持筋面夹持榫头被夹面。因为母梁设有一对夹持筋，夹持筋的间距等于榫头被夹宽度，使榫头被夹面同夹持筋面接触，从而让母梁同公梁形成榫接，故其有益效果是无需附加其它辅助零件即可实现稳固的连接。本进一步优选方案的关键是，母梁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来夹持，该夹持筋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的强度。
图1是轻量化巴士车架的示意图。图2是车底架和与车身架的示意图。图3是另一种车身架的示意图。图4是梁相接处公梁和母梁的示意图。图5是梁相接处公梁插入母梁后形成榫节的示意图。图6是在公梁同母梁之间的夹角处焊接有加强块的示意图。
具体实施例方式轻量化巴士车架如图1，包括环绕于车头98、车两侧和车尾99的环形框4、5、6，环形框4、5、6分为车顶环形框4、车腰环形框5和车底环形框6，车腰环形框5在车门50处留空，车底环形框6在放置车轮处60向上拱起以容纳车轮。车顶设有多条横梁42跨接于车顶环形框4的两侧框边41之间，还设有纵梁43跨接这各条横梁42，设在车顶的所述纵梁43有多条，例如图中为两条。车底设有多条横梁62跨接于车底环形框6的两侧框边61之间，还设有纵梁63跨接这各条横梁62。车头98、车两侧和车尾99均设有多条竖梁7跨接上述各个环形框4、5、6，其中两条竖梁75同车顶环形框4和车底环形框6 —起在车门处50构成车门框。上述环形框4、5、6为型材梁，上述各条横梁42、62、纵梁43、63、竖梁7均为型材梁。轻量化巴士车架由如图2的车底架92与车身架91装配而成，车底架92包括上文(见图1)所述车底环形框6、跨接于车底环形框6的两侧框边61之间的所述多条横梁62和跨接这各条横梁62的所述纵梁63，车身架91包括上文(见图1)所述车顶环形框4、跨接于车顶环形框4的两侧框边41之间的所述多条横梁42、跨接这各条横梁42的所述纵梁43、所述车腰环形框5和所述多条竖梁7。车底架92与车身架91通过车底环形框6与竖梁7的连接(例如焊接)实现装配。车底架92的各型材梁相接之处和/或车身架91的各型材梁相接之处具体结构如图4、5:所相接的两条梁1、2，其中一条为公梁1，另一条为母梁2，母梁2还开有与公梁I配合的插口 20，公梁I从插口 20处插入从而被母梁2夹持。更具体地，车底架的各型材梁相接之处和/或车身架的各型材梁相接之处形成如图4、5所示的榫节:公梁I自身有一对外边13形成榫头被夹面11，母梁2在自身外边23的内侧设有一对夹持筋21，这对夹持筋21的间距等于榫头被夹宽度，公梁I从插口 20处插入到所述的一对夹持筋21之间，插入后夹持筋21面夹持榫头被夹面11。在此基础上还可以如图6所示，在公梁I同母梁2相交夹角处焊接有加强块12。可以把上述榫节结构改为公梁同母梁在相贯线处焊接，在公梁I同母梁2相交夹角处焊接有加强块，也能实现牢固的连接。如图1、2，车顶环形框4和/或车腰环形框51由多条型材梁拼接而成，其全部/部分拼接处结构如果出现三个方向的三条梁相交于一点，则实现起来比较困难，以车腰环形框5为例，本例中将型材梁31的布置位置在高度上与型材梁32错开，具体地，型材梁31的拼接端与另一条型材梁32的拼接端连接在同一条竖梁73上但所分别形成的连接点33、34在高度上是错开的。也可以改为如图3所示，车顶环形框在一个水平面上一体成型，车腰环形框在一个水平面上一体成型。也可以改为车顶环形框由多条型材梁拼接而成并且在一个水平面上，和/或车腰环形框由多条型材梁拼接而成并且在一个水平面上。如图2，车顶的一条横梁49与车两侧各一条竖梁79三者拼接成η形，甚至横梁48与竖梁73、78是不对齐的。也可以改为如图3所示，车顶的一条横梁47与车两侧各一条竖梁77三者一体成型，成为η形梁。如图2，车顶的一条纵梁46与车尾的一条竖梁76两者拼接成L形。也可以改为如图3所示，车顶的一条纵梁44与车尾的一条竖梁74两者一体成型，成为L形梁。以上仅是本发明的较佳实施例，在此基础上的等同技术方案仍落入保护范围。
权利要求
1.轻量化巴士车架，其特征是: 包括环绕于车头、车两侧和车尾的环形框，环形框分为车顶环形框、车腰环形框和车底环形框，车腰环形框在车门处留空，车底环形框在放置车轮处向上拱起以容纳车轮； 车顶设有多条横梁跨接于车顶环形框的两侧框边之间，还设有纵梁跨接这各条横梁； 车底设有多条横梁跨接于车底环形框的两侧框边之间，还设有纵梁跨接这各条横梁； 车头、车两侧和车尾均设有多条竖梁跨接上述各个环形框； 上述环形框为型材梁，上述各条横梁、纵梁、竖梁均为型材梁。
2.根据权利要求1所述的轻量化巴士车架，其特征是由车底架与车身架装配而成，车底架包括所述车底环形框、跨接于车底环形框的两侧框边之间的所述多条横梁和跨接这各条横梁的所述纵梁，车身架包括所述车顶环形框、跨接于车顶环形框的两侧框边之间的所述多条横梁、跨接这各条横梁的所述纵梁、所述车腰环形框和所述多条竖梁，车底架与车身架通过车底环形框与竖梁的连接实现装配。
3.根据权利要求2所述的轻量化巴士车架，其特征是车底架的各型材梁相接之处和/或车身架的各型材梁相接之处具体结构为:所相接的两条梁，其中一条为公梁，另一条为母梁，母梁还开有与公梁配合的插口，公梁从插口处插入从而被母梁夹持。
4.根据权利要求3所述的轻量化巴士车架，其特征是车底架的各型材梁相接之处和/或车身架的各型材梁相接之处形成如下所述的榫节: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宽度，公梁从插口处插入到所述的一对夹持筋之间，插入后夹持筋面夹持榫头被夹面。
5.根据权利要求3所述的轻量化巴士车架，其特征是公梁同母梁在相贯线处焊接。
6.根据权利要求3或4所述的轻量化巴士车架，其特征是在公梁同母梁之间的夹角处焊接有加强块。
7.根据权利要求1所述的轻量化巴士车架，其特征是其中两条竖梁同车顶环形框和车底环形框一起在车门处构成车门框。
8.根据权利要求1所述的轻量化巴士车架，其特征是设在车顶的所述纵梁有多条。
9.根据权利要求1、2或3所述的轻量化巴士车架，其特征是车顶环形框由多条型材梁拼接而成并且在一个水平面上，和/或车腰环形框由多条型材梁拼接而成并且在一个水平面上。
10.根据权利要求1、2或3所述的轻量化巴士车架，其特征是车顶环形框和/或车腰环形框由多条型材梁拼接而成，其全部/部分拼接处结构为:一条型材梁的拼接端与另一条型材梁的拼接端连接在同一条竖梁上但所分别形成的连接点在高度上是错开的。
全文摘要
本发明属于汽车技术领域，具体涉及轻量化巴士车架，包括环绕于车头、车两侧和车尾的环形框，环形框分为车顶环形框、车腰环形框和车底环形框，车腰环形框在车门处留空，车底环形框在放置车轮处向上拱起以容纳车轮；车顶设有多条横梁跨接于车顶环形框的两侧框边之间，还设有纵梁跨接这各条横梁；车底设有多条横梁跨接于车底环形框的两侧框边之间，还设有纵梁跨接这各条横梁；车头、车两侧和车尾均设有多条竖梁跨接上述各个环形框；上述环形框为型材梁，上述各条横梁、纵梁、竖梁均为型材梁。本发明结构牢固，采用型材梁且无需过多的连接件，能够同时满足对轻量化、简单和安全的要求。
文档编号B62D25/00GK103101574SQ201110361350
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者宗志坚 申请人:东莞三新电动汽车技术有限公司