汽车副车架的塔台结构及汽车的制作方法

1.本实用新型涉及汽车技术领域，具体提供一种汽车副车架的塔台结构及汽车。


背景技术：

2.汽车副车架是汽车底盘系统中的重要零部件，其能够很好地改善汽车的舒适性和操控性，而且其作为汽车众多部件的承载和连接构件，其本身需要具备足够高的强度和连接刚度以及需要具备阻隔振动噪音的性能。
3.以电动汽车为例，部分电动汽车的底盘需要安装动力电池，这就为电动汽车的底盘设计提出了更高的要求，除了要保证汽车的紧凑性，还要满足汽车底盘的性能要求，汽车副车架需要与车身纵梁连接，在布置空间和装配空间都比较狭小的情况下无法实现汽车副车架与车身纵梁的安装，一方面用于连接汽车副车架与车身纵梁的紧固螺栓无法对车身纵梁进行避让，另一方面用于操作紧固螺栓的紧固工具没有操作空间，而大幅度改变汽车副车架结构又会影响整车的扭转刚度及模态性能。
4.鉴于此，本领域需要一种新的汽车副车架的塔台结构及相应的汽车来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有汽车副车架在与车身纵梁安装时其布置空间和装配空间都十分有限而不利于结构布置的问题。
6.在第一方面，本实用新型提供一种汽车副车架的塔台结构，用于连接所述汽车的车身纵梁，所述塔台结构包括塔台上板、塔台下板以及将所述塔台上板与所述塔台下板连接的连接套管，所述塔台上板上形成有上部螺栓孔，所述塔台下板上形成有下部螺栓孔，所述连接套管形成有将所述上部螺栓孔与所述下部螺栓孔连通的空腔；
7.在组装的过程中，紧固螺栓依次穿过所述下部螺栓孔、所述空腔和所述上部螺栓孔以与所述车身纵梁连接；
8.在组装完成的情形下，所述紧固螺栓的头部在竖直方向上与所述车身纵梁错位设置。
9.在上述汽车副车架的塔台结构的优选技术方案中，所述车身纵梁具有向下延伸并位于所述塔台结构外侧的延伸部分，在组装完成的情形下，所述紧固螺栓的头部在竖直方向上所处的位置低于所述延伸部分的最下边沿所处的位置。
10.在上述汽车副车架的塔台结构的优选技术方案中，所述连接套管为u型套管，所述u型套管的开口朝向所述延伸部分设置，所述开口与所述空腔相连通。
11.在上述汽车副车架的塔台结构的优选技术方案中，所述塔台上板的上表面形成有与所述车身纵梁配合的安装面，所述安装面与车身纵梁的表面相贴合。
12.在上述汽车副车架的塔台结构的优选技术方案中，所述塔台上板与所述连接套管一体设置；并且/或者，
13.所述塔台下板与所述连接套管一体设置。
14.在上述汽车副车架的塔台结构的优选技术方案中，所述上部螺栓孔为螺纹孔或光孔；并且/或者，
15.所述下部螺栓孔为螺纹孔或光孔。
16.在上述汽车副车架的塔台结构的优选技术方案中，所述车身纵梁上形成有安装孔，所述紧固螺栓的螺纹部穿过所述安装孔并与螺母螺接以与所述车身纵梁连接。
17.在上述汽车副车架的塔台结构的优选技术方案中，所述螺母与所述车身纵梁焊接固定。
18.在上述汽车副车架的塔台结构的优选技术方案中，所述螺母与所述车身纵梁之间设置有加强板。
19.在第二方面，本实用新型还提供一种汽车，所述汽车包括上述所述的汽车副车架的塔台结构。
20.在采用上述技术方案的情况下，本实用新型通过采用具有塔台上板、塔台下板和连接套管相结合的塔台结构实现汽车副车架与车身纵梁的连接，使得紧固螺栓的安装位置可以适当下移，不仅能够实现紧固螺栓与车身纵梁的连接，而且能够使紧固螺栓的头部与车身纵梁形成有效避让，使得紧固螺栓的安装位置能够适当外移，从而为用于操作紧固螺栓的紧固工具提供足够的操作空间，使得汽车副车架与车身纵梁的连接能够满足布置空间和装配空间都比较狭小的使用场景，且塔台结构采用双板结构并通过连接结构连接能够在一定程度上提高整车的扭转刚度，提升汽车的模态性能。
21.进一步地，连接套管采用u型套管，且u型套管的开口朝向车身纵梁的延伸部分设置能够进一步对车身纵梁进行避让，使得塔台结构与车身纵梁的延伸部分之间能够更为紧凑，进一步优化整车的结构。
22.进一步地，塔台上板的上表面与车身纵梁相贴合不仅能够使得整体的结构更为紧凑，而且塔台上板与车身纵梁采用面与面的接触能够保证紧固螺栓的连接效果，提高整体结构的强度和刚度，提高整车的稳定性，进一步优化汽车的模态性能。
23.进一步地，塔台上板、连接套管以及塔台下板采用一体设置能够使塔台结构构成一个整体式的结构，不仅有利于结构的制造，而且能够进一步提高整体结构的强度和刚度，提高整车的稳定性，进一步优化汽车的模态性能。
24.进一步地，将螺母与车身纵梁焊接固定，使得在将汽车副车架的塔台结构与车身纵梁连接时，紧固螺栓能够与和车身纵梁焊接固定在一起的螺母螺接，从而提高装配效率，并提高连接的可靠性。
25.进一步地，螺母与车身纵梁之间设置加强板能够提高车身纵梁的强度和刚度，并且提高塔台结构与车身纵梁的连接强度，充分地利用紧固螺栓与螺母螺接预紧力。
26.进一步地，本实用新型的汽车采用上述的汽车副车架的塔台结构时能够具备上述的技术效果，从而提高整车的扭转刚度，改善汽车的模态性能。
附图说明
27.下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
28.图1是本实用新型的汽车副车架的结构示意图；
29.图2是本实用新型的汽车副车架的塔台结构的结构示意图；
30.图3是本实用新型的汽车副车架的塔台结构与车身纵梁的连接示意图；
31.图4是本实用新型的螺母的结构示意图；
32.图5是本实用新型的车身纵梁的结构示意图；
33.附图标记列表：
34.1、车身纵梁；11、延伸部分；12、安装孔；13、配合部分；
35.20a、左塔台结构；20b、右塔台结构；
36.2、塔台上板；21、上部螺栓孔；22、安装面；
37.3、塔台下板；31、下部螺栓孔；
38.4、连接套管；41、空腔；42、开口；
39.5、紧固螺栓；5a、紧固螺栓的头部；5b、紧固螺栓的螺纹部；
40.6、螺母；6a、焊接凸起；
41.7、加强板。
具体实施方式
42.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，本实用新型可以应用于传统的以汽油或柴油作为动力能源的车辆，还可以应用于以电能作为动力能源的车辆，还可以应用于混合动力车辆，这种应用对象的具体选择不构成对本实用新型的限制，均应限定在本实用新型的保护范围之内。
43.基于背景技术指出的现有汽车副车架在与车身纵梁安装时其布置空间和装配空间都十分有限而不利于结构布置的问题，本实用新型提供了一种汽车副车架的塔台结构及汽车，旨在使汽车副车架与车身纵梁的连接能够满足布置空间和装配空间都比较狭小的使用场景，且在一定程度上提高整车的扭转刚度，提升汽车的模态性能。
44.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或部件必须具有特定的方位或必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
45.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，“相连”、“连接”可以是可拆卸式连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.在本实用新型的描述以及附图中，为了便于理解，引入汽车通用坐标系中涉及的x轴、y轴和z轴，其中，x轴对应汽车的前后方向(也可称纵向)，y轴对应于汽车的左右方向(也可称横向)，z轴对应于汽车的上下方向(即高度方向，也可称竖向或竖直方向)，具体而言，x轴的正轴指向汽车的后方，x轴的负轴指向汽车的前方，y轴的正轴指向驾驶员的右方，也是汽车的右侧，y轴的负轴指向驾驶员的左方，也是汽车的左侧，z轴的正轴指向汽车的上方，z轴的负轴指向汽车的下方。
47.如图1所示，本实用新型的汽车包括车身纵梁和副车架，副车架具有塔台结构，具
体地，在副车架的左侧具有与左车身纵梁连接的左塔台结构20a，在副车架的右侧具有与右车身纵梁连接的右塔台结构20b，本实用新型以其中一侧的塔台结构进行说明。
48.如图2和3所示，本实用新型的塔台结构包括塔台上板2、塔台下板3以及将塔台上板2与塔台下板3连接的连接套管4，塔台上板2、塔台下板3以及连接套管4可以通过焊接的方式焊接在一起，或者直接一体铸造成型，当然，也可以采用其他连接方式将塔台上板2、塔台下板3以及连接套管4连接在一起。塔台上板2上形成有上部螺栓孔21，塔台下板3上形成有下部螺栓孔31，连接套管4形成有将上部螺栓孔21与下部螺栓孔31连通的空腔41，即，沿z轴的正向，塔台下板3的下部螺栓孔31、连接套管4的空腔41和塔台上板2的上部螺栓孔21依次设置，连接套管4形成的空腔41可以为圆柱形空腔，还可以为横截面为其他形状的空腔，上部螺栓孔21在水平面上的投影以及下部螺栓孔31在水平面上的投影均位于空腔41的横截面内，从而保证紧固螺栓5能够穿过空腔41。
49.继续参见图3，在将副车架与车身纵梁1组装的过程中，紧固螺栓5依次穿过塔台下板3的下部螺栓孔31、连接套管4的空腔41和塔台上板2的上部螺栓孔21然后与车身纵梁1连接，即，紧固螺栓5沿z轴的正向先穿入塔台下板3的下部螺栓孔31，然后再穿过连接套管4的空腔41，最后穿过塔台上板2的上部螺栓孔21，然后实现紧固螺栓5的螺纹部5b与车身纵梁1的连接。上部螺栓孔21可以为螺纹孔(即具有内螺纹的孔)，也可以为光孔(即内圈为光滑平面的孔)，同样地，下部螺栓孔31可以为螺纹孔，也可以为光孔。在一种可能的情形中，车身纵梁1上形成有安装孔12，安装孔12为螺纹孔，紧固螺栓5的螺纹部5b与安装孔12螺接，从而实现塔台结构与车身纵梁1的连接，进而实现副车架与车身纵梁1的连接。在另一种可能的情形中，如图3所示的情形，车身纵梁1上形成有安装孔12，紧固螺栓5的螺纹部5b穿过安装孔12，然后从车身纵梁1的上侧通过一个螺母6与紧固螺栓5的螺纹部5b螺接，从而实现塔台结构与车身纵梁1的连接，进而实现汽车副车架与车身纵梁1的连接。
50.在将副车架与车身纵梁1组装完成的情形下，紧固螺栓5的头部5a在竖直方向上与车身纵梁1错位设置，即，紧固螺栓5的头部5a在z轴方向上与车身纵梁1彼此错位。以图3所示的结构为例，该塔台结构为副车架的左塔台结构，图3的视角为x轴的正向视角，即从汽车的前侧向后侧观察，图3所示的左侧为靠近汽车的方向，对应于指向驾驶员的右侧，图3所示的右侧为远离汽车的方向，对应于指向驾驶员的左侧。具体地，车身纵梁1具有向下延伸并位于塔台结构外侧的延伸部分11，在组装完成的情形下，紧固螺栓5的头部5a在竖直方向上所处的位置低于延伸部分11的最下边沿所处的位置。可选地，车身纵梁1具有多层板件，多层板件位于塔台结构的正上方以及外侧上方，多层板件共同在塔台结构的外侧(对应于图3中的右侧)层叠在一起以形成延伸部分11，延伸部分11处的板件之间可以采用焊接的方式或者结构胶与焊接结合的方式进行连接，延伸部分11大致或完全沿z轴的负轴方向延伸，在组装完成后，紧固螺栓5的头部5a由于连接套管4以及塔台下板3的存在，整体下移了一定的距离，即沿z轴的负轴方向移动了一定的距离，从而使得螺栓的头部5a在z轴方向上所处的高度位置位于车身纵梁1的延伸部分11的最下边沿所处的位置之下，从而实现紧固螺栓5头部5a对车身纵梁1的避让，同时紧固螺栓5的长度仍然能够保证其螺纹部5b能够从塔台上板2的上部螺栓孔21穿出以与车身纵梁1连接，并且由于紧固螺栓5的头部5a与车身纵梁1的延伸部分11的高低错位，使得紧固螺栓5在塔台结构上的安装位置可以向外移动一定的距离，即沿图3所示的右侧移动一定的距离，从而使得紧固螺栓5的头部5a能够被紧固工具操作，
例如扳手或拧紧枪等一类的工具。作为替代性地，在上述中，车身纵梁1的延伸部分11也可以为单层板件。在实际应用中，在紧固螺栓5的头部5a与塔台下板3之间可以设置垫片。
51.优选地，如图2所示，连接套管4为u型套管，u型套管的开口42朝向延伸部分11设置，开口42与空腔41相连通。需要说明的是，u型套管的开口42指的是u型套管的侧部开口，即u型套管的两个支侧板的竖向边之间形成的开口，开口方向对应于塔台结构的外侧，如图2和3所示的左塔台结构，其开口的朝向为图3所示的右侧，对应于汽车的左侧，这样设置的好处在于能够使得连接套管4与车身纵梁1的延伸部分11之间更为紧凑，能够使连接套管4进一步向外移动一定的距离，即向y轴的负轴方向移动一定的距离，或者，能够使车身纵梁1的延伸部分11向y轴的正轴方向移动一定的距离。
52.如图2和3所示，车身纵梁1与塔台上板2的接触方式为面与面的接触，从而更有利于紧固螺栓5将车身纵梁1与塔台结构紧固，具体地，车身纵梁1具有与塔台上板2相贴合的配合部分13，车身纵梁1的延伸部分11从该配合部分13的外侧向下延伸设置，塔台上板2的上表面形成有与车身纵梁1的配合部分13配合的安装面22，安装面22与车身纵梁1的配合部分13的下表面相贴合，安装面22的形状与车身纵梁1的配合部分13的下表面的形状相适配。
53.在汽车副车架的塔台结构与车身纵梁1采用紧固螺栓5与螺母6螺接配合以实现两者连接的情形中，优选的是螺母6采用凸焊螺母，具体地，如图4所示，螺母6朝向紧固螺栓5的头部5a的一侧形成有多个焊接凸起6a，焊接凸起6a的数量为三个且在螺母6的下表面沿其周向均匀设置，在将螺母6与车身纵梁1连接时，先将这些焊接凸起6a融化掉并形成焊点，然后将螺母6与车身纵梁1焊接固定，螺母6的下表面与车身纵梁1相贴合，即面接触固定，使得螺母6与车身纵梁1形成为一个整体，在将汽车副车架的塔台结构与车身纵梁1连接时，紧固螺栓5能够与和车身纵梁1固定在一起的螺母6螺接，从而提高装配效率，并提高连接的可靠性。当然，焊接凸起6a的数量不限于三个，也可以为其他数量。
54.在上述中，如图3和5所示，还可以在螺母6与车身纵梁1之间设置加强板7，加强板7可以采用l型板件，从而紧贴在车身纵梁1内侧的两个面上，在组装完成的情形下，螺母6和紧固螺栓5螺纹配合将塔台结构、车身纵梁1和加强板7共同夹置在螺母6和紧固螺栓5的头部5a之间，从而实现通过一个连接结构进行多个部件的连接和固定。当螺母6的下表面具有多个焊接凸起6a且在螺母6与车身纵梁1之间设置加强板7时，螺母6直接与加强板7焊接固定。
55.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。