一种前副车架结构及其车辆的制作方法

1.本发明涉及汽车前悬架技术领域，特别涉及一种前副车架结构及其车辆。


背景技术：

2.目前常见的车身结构分为承载式车身和非承载式车身，承载式车身有着质量轻、整体弯曲和扭转刚度好、车辆高度尺寸小及易于批量生产等优点，故而广泛用于家用车辆上。而非承载式车身由于其制造成本高、车身重量大，但具有更高的刚性及更强的抗扭能力而用于越野车和皮卡等车辆上。
3.但是，承载式车身由于路面冲击和发动机振动会更容易进入车身内部，使得车内噪音和振动较大，降低了舒适性。而为了提高车身的刚性和安全性，副车架便应运而生，且副车架还可以提高车辆的乘坐舒适性及操控性能。
4.而前副车架承载着底盘与车身，其作为汽车前悬架中的关键件，应当具有更好的稳定性。但是，现有前副车架多为钢制件，重量大，且易锈蚀。其次，现有车型的排气管基本都布置在副车架上端，会存在布置空间不足的现实问题以及对应的造成的副车架刚度、模态不足的问题，影响车辆nvh的性能。最后，由于现有的大多副车架前羊角结构采用管梁或者多层钣金焊接方案，由于焊接结构相对来说更容易受到外界的影响，且车辆在日常生活中，存在一定的碰撞风险，故其结构并不利于碰撞安全。
5.因此，提供一种一体式成型，重量轻，无锈蚀风险的前副车架的意义就变得非常大。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种前副车架结构及其车辆，能解决相关技术中的问题。
7.一方面，本发明实施例提供了一种前副车架结构，
8.包括车架本体、车身安装点、转向机安装点、动力总成悬置安装点及拱形结构，所述车身安装点设于所述车架本体的外侧，用于车身的装配；所述转向机安装点设于所述车架本体中部和两侧，用于转向机的安装；所述动力总成悬置安装点设于所述车架本体底部，用于动力总成悬置的安装；所述拱形结构设于所述车架本体中部一侧，用于提升所述转向机安装点及所述动力总成悬置安装点的结构强度和刚度
。
9.在一些实施例中，所述车身安装点包括车身前安装点及车身后安装点，所述车身前安装点设于所述车架本体前端两侧，所述车身后安装点设于所述车架本体后端两侧，所述车身前安装点及所述车身后安装点均与所述车架本体一体式铸造成型。
10.在一些实施例中，所述车身前安装点包括弧形支架，所述弧形支架连接有主加强筋及副加强筋，所述主加强筋及所述副加强筋均与所述弧形支架一体式铸造成型，所述主加强筋上设有吸能孔，所述弧形支架远离所述车架本体的一端连接有圆柱结构。
11.在一些实施例中，所述车架本体位于所述车身前安装点处还设有控制臂安装点，所述控制臂安装点包括凹型框架，所述凹型框架前端设有控制臂安装螺纹孔，所述凹型框
架的两侧设有一级减重槽，所述一级减重槽与所述凹型框架的后端设有螺纹孔加强筋，所述凹型框架中部与后端还连接设有m型加强筋，所述m型加强筋的中部两侧还设有二级减重槽。
12.在一些实施例中，所述转向机安装点包括转向机两侧安装点及转向机中间安装点，所述转向机两侧安装点设于所述车架本体靠近前端的两侧，所述转向机中间安装点设于所述车架本体的中部，且所述转向机中间安装点上还连接有转向机中间安装点加强筋。
13.在一些实施例中，所述动力总成悬置安装点包括两个对称设置的耳片，所述耳片上设有动力总成悬置安装孔，两个所述耳片与所述车架本体一体式铸造成型，且组成u型结构，且在耳片上端还设有动力总成悬置安装点加强筋。
14.在一些实施例中，还包括条状筋，所述条状筋呈斜状设于所述车架本体中部，用于为转向机安装点提供刚度。
15.在一些实施例中，所述车架本体中部右侧设有拱形结构，所述拱形结构与所述车架本体一体式铸造成型。
16.在一些实施例中，所述拱形结构包括上端面及下端面，所述上端面设于所述车架本体的上表面，所述下端面设于所述车架本体的下表面，所述上端面与所述下端面之间设有拱形加强筋。
17.一方面，提供一种车辆，包含上述所述的前副车架结构。
18.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：1、采用一体式铸造成型，使结构紧凑且无需焊接，保障了结构的刚度和强度；2、采用铝合金材质使整体重量更低，且无锈蚀风险；3、通过拱形结构的设计，解决了排气管及稳定杆布置空间不足的问题，又通过拱形加强筋提升了车架本体的刚度和模态结构的强度和刚度4、通过条状筋的设置提升了车架本体的铸造合格率；5、通过空腔结构及动力总成悬置安装点加强筋的作用，不仅降低了整体的重量，而且提升了动力总成悬置安装点的整体结构的强度及刚度；6、通过一级减重槽及二级减重槽，不仅减少了整体的重量，而且降低了生产制造成本；7、通过螺纹孔加强筋保障了控制臂安装螺纹孔的结构强度及刚度；8、通过及m型加强筋提高了控制臂安装点的结构强度及刚度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
20.图1为本发明一种前副车架结构的整体结构俯视图；
21.图2为本发明一种前副车架结构的拱形结构处剖视图；
22.图3为本发明一种前副车架结构的a-a面剖示图；
23.图4为本发明一种前副车架结构的车身前安装点处的结构图；
24.图5为本发明一种前副车架结构的车身前安装点处的俯视图；
25.图6为本发明的车身前安装点与控制臂的局部示意图；
26.图7为本发明的车架本体与稳定杆系统、转向机系统及排气管的位置示意图。
27.图中：1.车架本体；2.车身安装点；21.车身前安装点；211.弧形支架；212.主加强筋；213.副加强筋；214.吸能孔；215.圆柱结构；22.车身后安装点；3.转向机安装点；31.转向机两侧安装点；32.转向机中间安装点；33.转向机中间安装点加强筋；4.动力总成悬置安装点；41.耳片；42.动力总成悬置安装孔；43.动力总成悬置安装点加强筋；44.空腔结构；5.控制臂安装点；51.凹型框架；52.控制臂安装螺纹孔；53.一级减重槽；54.螺纹孔加强筋；55.m型加强筋；56.二级减重槽；6.拱形结构；61.上端面；62.下端面；63.拱形加强筋；7.条状筋；8.稳定杆系统；9.转向机系统；10.排气管；11控制臂。
具体实施方式
28.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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
29.参见图1至图2所示，本发明实施例提供了一种前副车架结构，包括车架本体1，
30.车身安装点2，设于所述车架本体1的外侧，用于车身的装配；
31.转向机安装点3，设于所述车架本体1中部和两侧，用于转向机的安装；
32.动力总成悬置安装点4，设于所述车架本体1底部，用于动力总成悬置的安装；
33.拱形结构6，设于所述车架本体1中部一侧，用于提升所述转向机安装点3及所述动力总成悬置安装点4的结构强度和刚度。
34.本实施例中，前副车架的车架本体1为中部呈矩形，前端呈u字形，后端呈弧形的结构，其中，车身安装点2均分布在车架本体1的前端呈u字形的外侧及后端呈弧形的两端，通过车身安装点2和车架本体1的整体配合，可使整个部件具有更高的强度和刚度，提升了整车在高速碰撞时的安全性能。
35.同时，车架本体1采用的是一体式铸造成型的工艺，且采用的是铝合金材质，采用一体式铸造成型的工艺的优点是结构更加稳定，在高速碰撞时候可以提升整车碰撞安全性能，采用铝合金材质的优点是可以减轻整体重量，且铝合金材质无锈蚀风险，相比于钢制件，具有更长的使用寿命，且能够减少整车的配重，进而降低能源的消耗。
36.可选的，所述车身安装点2包括车身前安装点21及车身后安装点22，所述车身前安装点21设于所述车架本体1前端两侧，所述车身后安装点22设于所述车架本体1后端两侧，所述车身前安装点21及所述车身后安装点22均与所述车架本体1一体式铸造成型。
37.本实施例中，由于车架本体1前端呈u字形结构，车身前安装点21设置在u字形结构处，所以车身前安装点21的强、弱化区域分明，其工况结构非常可靠，进一步保证了在高速碰撞时的整车碰撞的安全性能。
38.同时，由于车架本体1后端呈弧形，其弯度小于前端，故其具有更高结构稳定性及刚度，进一步保证了车辆在高速碰撞时整车的碰撞安全性能。
39.参见图4所示，可选的，所述车身前安装点21包括弧形支架211，所述弧形支架211连接有主加强筋212及副加强筋213，所述主加强筋212及所述副加强筋213均与所述弧形支架211一体式铸造成型，所述主加强筋212上设有吸能孔214，所述弧形支架211远离所述车架本体1的一端连接有圆柱结构215。
40.本实施例中，在圆柱结构215的中心设有螺纹孔，螺栓连接圆柱结构215使车身前安装点21固定在车身上，主加强筋212设有两条，一端与圆柱结构215连接，另一端与车架本体1连接。由于需要受力大的地方和受力小的地方，其结构的强度和刚度要求不一致，所以设置圆柱结构215连接处的截面小于与车架本体1连接处的截面，同时，保证主加强筋的厚度与截面的趋势一致，进而确保与车架本体1连接处的受力大，且结构的刚度和强度更高，与圆柱结构215连接处的受力小的区域的用料减少，用于降低整体重量，优化整体设计。
41.同时，副加强筋213呈三角状设计，一端连接车架本体1，另一端连接弧形支架211，用于提高强度与刚度。
42.最后，在两个主加强筋212上均开设有吸能孔214，吸能孔214设计在主加强筋212靠近圆柱结构215处相对弱化的区域，由此确保在车辆发生碰撞过程中，诱导弧形结构211发生断裂，进而使前副车架吸收更多的碰撞能量，提升整车碰撞的安全性。
43.参见图5所示，可选的，所述车架本体1位于所述车身前安装点21处还设有控制臂安装点5，所述控制臂安装点5包括凹型框架51，所述凹型框架51前端设有控制臂安装螺纹孔52，所述凹型框架51的两侧设有一级减重槽53，所述一级减重槽53与所述凹型框架51的后端设有螺纹孔加强筋54，所述凹型框架51中部与后端还连接设有m型加强筋55，所述m型加强筋55的中部两侧还设有二级减重槽56。
44.参见图6所示，本实施例中，控制臂安装点5设置在车架本体1的前端，且位于车身前安装点32的下方，控制臂安装螺纹孔52设有两个，且位于车架本体1的前端的侧面，凹型框架51的前端中部采用大面积镂空，用于为控制臂11的安装提供足够的空间，同时，可以起到减重的效果，控制臂11通过螺栓固定在控制臂安装螺纹孔52上。
45.同时，由于受到控制臂安装螺纹孔52的限制，一级减重槽53的深度设计为12mm，而且一级减重槽53不占据控制臂安装螺纹孔52的空间及影响控制臂安装螺纹孔52的强度，并且在两个一级减重槽53上还设有螺纹孔加强筋54，通过螺纹孔加强筋54加强控制臂安装螺纹孔52的结构强度及刚度。还设有二级减重槽56，槽深设计为50mm，通过二级减重槽56的设计，可以达到减少整体重量，同时可以降低生产制造成本，并且在二级减重槽56的中间区域，设有m型加强筋55，其用于提高控制臂安装点5的结构强度及刚度。
46.参见图1所示，可选的，所述转向机安装点3包括转向机两侧安装点31及转向机中间安装点32，所述转向机两侧安装点31设于所述车架本体1靠近前端的两侧，所述转向机中间安装点32设于所述车架本体1的中部，且所述转向机中间安装点32上还连接有转向机中间安装点加强筋33。
47.本实施例中，由于转向机安装点3用于安装转向机，转向机的作用是增大方向盘传到转向传动机构的力的传递方向，故其需要良好的支撑座，而三角形的稳定性又是最优的，所以转向机安装点3设置成三角形排布，转向机两侧安装点31设置在车架本体1的前端呈u字形的底部两侧，转向机中间安装点32设置在车架本体1中部呈矩形的中间位置，从而保证了转向器更加稳固的安装及使用。
48.同时，转向机中间安装点32设置在车架本体1的靠近中间区域，其结构呈圆柱状，而为了更好的提升转向机中间安装点32的刚度，还设置有转向机中间安装点加强筋33，该转向机中间安装点加强筋33呈条形且沿垂直方向设置，用于提升转向机中间安装点32的刚度，保证良好的转向操控性能。
49.参见图2至图3所示，可选的，所述动力总成悬置安装点4包括两个对称设置的耳片41，所述耳片41上设有动力总成悬置安装孔42，两个所述耳片41与所述车架本体1一体式铸造成型，且组成u型结构，且在耳片41上端还设有动力总成悬置安装点加强筋43。
50.可选的，所述耳片41的一端还设有空腔结构44，所述空腔结构44与所述车架本体1一体式铸造成型。
51.本实施例中，动力总成悬置安装点4的两个耳片41与车架本体1一体式铸造成型设计，且两个耳片41设置在车架本体1的中间区域的底部，由于其受下端离地间隙、上端稳定杆系统8、转向机系统9的限制，将动力总成悬置安装点4的两个耳片41与车架本体1组成u型结构的设计，同时，还与空腔结构44连接，通过大截面空腔结构44来保证安装点的结构强度及刚度。
52.同时，在车架本体1且位于两个耳片41的上端设置的动力总成悬置安装点加强筋43，用于提升动力总成悬置安装点4的整体结构强度及刚度。
53.参见图1至图2所示，可选的，还包括条状筋7，所述条状筋7呈斜状设于所述车架本体1中部，用于为转向机安装点3提供刚度。
54.本实施例中，条状筋7呈斜状设置，其一端位于车架本体1的前端的侧面，并由车架本体1的前端的侧面延伸至拱形结构6的下端面，且与转向机中间点32连接，用于提升车架本体1的铸造合格率，防止转向机中间安装点32的圆柱铸造过程中产生疏松、缩孔等缺陷，同时，条状筋7还可以提升转向机中间点32的刚度。
55.而且，在转向机中间点32、转向机中间安装点加强筋33及条状筋7组合而成的工艺结构的作用下，还可对动力总成悬置安装点4提升结构强度及刚度。
56.参见图2所示，可选的，所述拱形结构6包括上端面61及下端面62，所述上端面61设于所述车架本体1的上表面，所述下端面62设于所述车架本体1的下表面，所述上端面61与所述下端面62之间设有拱形加强筋63。
57.参见图7所示，本实施例中，为解决排气管10布置空间不足的问题，由于排气管10底部为底护板，同时，由于受到车辆离地、副车架上端需要布置稳定杆系统8、转向机系统9以及车身下车体结构的限制，排气管10只能布置在副车架底部，而且，副车架需要预留排气管10运动空间。
58.因此，上端面61整体呈弧形，但在中间设计了一端平面区域，在接近稳定杆系统8的区域，与稳定杆系统8平行设置，保留了稳定杆系统8的运动空间。下端面62整体呈弧形，且与排气管10呈同心设置，为排气管10避让处空间，而且，增加拱形加强筋63用以提升车架本体1的刚度和模态性能。同时，拱形结构6设置在转向机安装点3及动力总成悬置安装点4的侧面，也可以为转向机安装点3及动力总成悬置安装点4的结构提升强度和刚度。
59.一方面，提供一种车辆，包含上述所述的前副车架结构。
60.本实施例中，由于车架本体1采用的是一体式铸造成型的工艺，且采用的是铝合金材质，可以有效降低整车的重量，同时，车辆焊接点更少，提升了车辆的安全性。
61.本发明的有益效果在于：
62.1、采用一体式铸造成型，使结构紧凑且无需焊接，保障了结构的刚度和强度；2、采用铝合金材质使整体重量更低，且无锈蚀风险；3、通过拱形结构的设计，解决了排气管及稳定杆系统布置空间不足的问题，又通过拱形加强筋提升了车架本体的刚度和模态结构的强
度和刚度4、通过条状筋的设置提升了车架本体的铸造合格率；5、通过空腔结构及动力总成悬置安装点加强筋的作用，不仅降低了整体的重量，而且提升了动力总成悬置安装点的整体结构的强度及刚度；6、通过一级减重槽及二级减重槽，不仅减少了整体的重量，而且降低了生产制造成本；7、通过螺纹孔加强筋保障了控制臂安装螺纹孔的结构强度及刚度；8、通过及m型加强筋提高了控制臂安装点的结构强度及刚度。
63.在本发明的描述中，需要说明的是，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，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。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
64.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
65.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。