一种汽车前副车架的制作方法

本实用新型涉及车辆零部件制造领域，尤其涉及一种汽车前副车架。

背景技术：

现在，前副车架是悬架系统重要的零部件之一。副车架一方面它可以承受发动机的振动载荷，另外一方面它还可以承受路面情况带来的各种冲击，提高汽车悬挂系统的连接刚度。如果没有安装副车架，而是将悬挂系统直接与车架硬性相连，车辆的舒适性和稳定性就会降低很多。

然而，副车架在提供了行驶舒适性、稳定性的同时也有它的缺点。现在的副车架大多是钢制品，结构厚重，本身会有较大的重量，导致生产成本较高而且影响汽车燃油经济性表现。如图4所示，现有的副车架结构上呈现中间窄、两侧宽（两侧向中间通过三级台阶逐渐降低到悬置安装平面）。根据应力云图所示，副车架上的应力集中在左侧摆臂的开裆拐角处，该处拐角尖锐，造成应力分布不均匀，有开裂风险，而且副车架应力分布梯度较大，材料分布不均匀。

如图5所示，现副车架内部加强板呈X型，用料偏多，而且只为了图5中的上板1和下板7提供了可靠的支撑。转向机安装孔和稳定杆安装凸台两个受力点没有得到支撑。

如图5所示，现有的摆臂前安装支架结构4，位于空心主板体上，羊角管3的外侧，焊缝在支架中间位置，支架右侧及下部开口。如图7所示，因为上口是封闭，给摆臂的安装增加了难度，同时封闭的上口在其受力不均匀时会导致应力集中，容易开裂或起皱。

中国专利申请公开号CN 206552104 U, 申请公开日期为2017.10.13，名称为“一种前副车架总成”，公开了一种内有加强板提高整体强度的其副车架总成，但是这种前副车架没有对稳定杆安装凸台有支撑作用，而稳定杆安装凸台却是前副车架主要受力点，所以这种前副车架还需要在强度上进一步提高以满足稳定杆安装凸台的受力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种质轻高强度且更容易安装的汽车前副车架，降低生产成本且提高燃油经济性。

本实用新型的汽车前副车架，包括空心主板体、两个对称设置的前车身安装套管、两个对称设置的羊角管、两个对称设置的后车身安装套管、中间加强板、悬置支架、左右对称设置的侧加强板和对称设置在空心主板体两侧的摆臂前安装支架。

所述的空心主板体包括上板和下板，上板与下板四周连接，中部为空心，这样设计也是为了减轻整体质量。

所述的空心主板体有两个对称设置的摆臂后安装孔，用于安装摆臂后点。

所述的纵向的侧加强板内侧边与横向的中间加强板连接，并同时与上板、下板连接，横纵交叉的加强板构成H型结构，两个侧加强板分别从转向机安装孔和稳定杆安装凸台的下方经过，因此这样的加强板走向有利于提高模态，并一定程度提高转向机安装孔和稳定杆安装凸台的静刚度。

所述的羊角管与上板、下板同时连接，羊角管的另一端与前车身安装套管连接，所述的后车身安装套管与上板连接。

所述的悬置支架与下板连接，用于安装悬置结构。

所述的汽车前副车架的上板包括中板体和两个对称布置的边板体，中板体与边板体之间通过台阶部连接，中板体处在两个边板体之间，边板体高与中板体。台阶部为一级台阶。边板体通过台阶部高度降低，所以副车架是两侧高，中间低的结构。

所述的摆臂前安装支架与空心主板体及侧加强板连接，摆臂前安装支架的上下皆开口，而且上口三条边都是翻边结构。摆臂前安装支架上设有安装通槽。此翻边结构节省了材料，同时也不会因为受力不均导致开裂或起皱。而且安装摆臂时也会因为上下开口更好操作。

作为优选，所述的转向机安装孔有套管。便于转向机的安装，同时也对转向机和副车架连接处起到保护作用。

所述上板厚度变薄，小于3mm，作为优选，厚度为2.2 ~3mm。厚度的减少可以使整块上板质量变轻。

所述下板厚度变薄，小于3mm，作为优选，厚度为1.8~3mm。厚度的减少可以使整块下板质量变轻。

由于采用上述方案，本实用新型提供的前副车架具有这样的有益效果：

1．降低了上板和下板的厚度，减重效果明显。降低了生产成本并提高了燃油经济性。

2.板厚降低后性能随之下降，通过有效的结构优化提高前副车架的模态、强度、刚度性能，满足目标要求，避免应力集中，消除开裂风险。在减轻重量的同时还能保留与原有结构一样的强度。CAE分析及台架试验性能良好。

3.优化了前摆臂安装支架，上下贯通开口，提高了摆臂安装的可操作性。

附图说明

图1为本实用新型的副车架结构示意图；

图2为本实用新型的副车架的内部结构示意图；

图3为本实用新型的摆臂前安装支架的结构示意图；

图4为现有技术中前副车架的结构示意图；

图5为现有技术中前副车架的内部结构示意图；

图6为现有摆臂前安装支架的结构示意图；

图7为本实用新型和现有前副车架的静刚度对比表；

图8为本实用新型和现有前副车架的静强度对比表。

图中：上板1、前车身安装套管2、羊角管3、现有技术的摆臂前安装支架4、后车身安装套管5、中间加强板6、下板7、悬置支架8、侧加强板9、转向机安装孔10、稳定杆安装凸台11、摆臂后安装孔12、本实用新型的摆臂前安装支架13。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

在图1、图2中，前副车架主要由空心主板体、两个对称设置的前车身安装套管2、两个对称设置的羊角管3、两个对称设置的摆臂前安装支架13、两个对称设置的后车身安装套管5、中间加强板6、悬置支架8、对称设置的侧加强板9和对称设置在空心主板体两侧的摆臂前安装支架13等构成。前副车架是钢制结构件，总重19.1kg,上板厚3mm,下板厚3mm。所述的空心主板体包括上板1、下板7，上板1和下板7四周连接。

图1中的上板1与图2中的下板7四周连接，内部为空心，形成一个空心主板体，这样设计也是为了减轻整体质量。

图1中空心主板体上设有两个对称设置的摆臂后安装孔12，用于安装摆臂后点。

图5中两个纵向的侧加强板9的内侧边与横向的中间加强板6连接，并同时与上板1、下板7连接，横纵交叉的加强板构成H型结构，两个侧加强板分别从转向机安装孔10和稳定杆安装凸台11的下方经过，这样的加强板走向有利于提高模态，并一定程度提高转向机安装孔10和稳定杆安装凸台11的静刚度。如图7所示，现有技术方案和本实用新型的副车架静刚度的性能对比之后，本实用新型的副车架静刚度有明显提升。如图8所示，通过现有技术方案和本实用新型的前副车架的静强度对比发现，本实用新型的静强度表现良好。

图1的羊角管3与上板1、下板7同时连接，羊角管的另一端与前车身安装套管2连接，并刚性连接于车身上，后车身安装套管5与上板1连接。

图2中的悬置支架8与下板7连接，用于安装悬置结构。

作为优选，所述的汽车前副车架的空心主板体结构两侧高、中间低，中间低的部分为中板体，中板体两侧为边板体，中板体和边板体之间通过台阶部连接，台阶部只有一级台阶。与原来的结构相比，现在改进型的结构更简单，加工更方便，降低了生产成本。

图1中的摆臂前安装支架13同时与空心主板体及侧加强板9连接，上下皆开口，而且上口三条边都是翻边结构。此翻边结构节省了材料，同时也不会因为受力不均导致开裂或起皱。而且安装摆臂时也会因为上下开口更好操作。

作为优选，所述的转向机安装孔有套管。便于转向机的安装，同时也对转向机和副车架连接处起到保护作用。

图1中的所述上板1厚度变薄，小于3mm，作为优选，厚度减到2.2mm。厚度的减少可以使整块上板质量变轻。

图2中的所述下板7厚度变薄，小于3mm，作为优选，厚度减到1.8mm。厚度的减少可以使整块下板质量变轻。

通过对加强板的结构优化，整个上板的结构改造以及上板下板的变薄设计，使整个前副车架总重减少了2.7kg，占原来总重的15%，减重效果显著。从图4中可知，结构优化后的前副车架性能的模态、强度、刚度性能在板厚降低后性能有所提高，满足目标要求，避免应力集中，消除开裂风险。

本实用新型公开的汽车前副车架，通过对内部加强板结构的改良提高了前副车架的静刚度，尤其对稳定杆安装凸台和转向机安装孔提供了可靠的支撑，对于这两个受力点起到很好的分力作用；对空心主板体的优化后，不仅保持了前副车架原有的抗弯曲抗扭转的性能，还实现了减重的效果；对于摆臂前安装支架的结构改造不但强化了安装支架的强度和刚度，也为摆臂安装带来操作上的便利。综上所述，本实用新型的汽车前副车架结构简单，降低了生产成本，质量轻而且性能优良，提高了燃油经济性。