横梁结构、车架总成及车辆的制作方法

1.本实用新型属于车辆零部件技术领域，具体涉及一种横梁结构、车架总成及车辆。


背景技术：

2.对着汽车行业的发展，用户对车辆性能的需求不断提升，车辆已经不仅仅作为代步工具，对其多用途、个性化、高品质的追求不断增加。
3.在车辆的各项性能指标中，nvh性能是体现驾乘舒适度的重要指标之一。车辆在行驶过程中，动力总成和变速器产生的振动通过悬置安装点传递至整个车架，再由车架传递至整个车身，产生振动噪声。现有的车辆中，对变速器悬置位置振动传递的控制效果较差，导致动力总成和变速器产生的振动成为振动噪声的重要来源，影响驾乘舒适度。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种横梁结构、车架总成及车辆，旨在对功能单元(例如动力总成、变速器)的安装点位进行加强，实现对振动传递的有效衰减，继而提升nvh性能。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.第一方面，提供一种横梁结构，包括：
7.主梁体，定义所述主梁体的长轴为a轴，所述主梁体的中部具有沿b轴的正向延伸的第一延伸部，以及沿所述b轴的负向延伸的第二延伸部，所述第一延伸部的宽度沿所述b轴的负向增大，所述第二延伸部的宽度沿所述b轴的负向减小，所述第一延伸部的边缘与所述第二延伸部的边缘之间形成安装区域；以及
8.安装板件，设于所述安装区域，并用于与功能单元进行连接；
9.所述主梁体之内形成空腔，所述空腔具有沿c轴的负向顺次分布的第一内壁和第二内壁，所述空腔之内设有加强板，所述加强板具有沿所述c轴的负向顺次分布的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘与所述第一内壁连接，所述第二边缘与所述第二内壁连接；
10.其中，所述a轴、所述b轴和所述c轴之间相互垂直。
11.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，主梁体的中部设置宽度变化的第一延伸部和第二延伸部，使得主梁体中部形成扁舟式结构，内部的加强板在c轴方向上形成支撑，扁舟式结构配合加强板的加强支撑有效提升了横梁结构整体的强度和刚度，达到提升功能单元安装点位强度和刚度的目的，进而能对功能单元(例如动力总成、变速器)所产生的振动进行有效衰减，有效降低振动的传递强度，有利于削弱振动噪声。
12.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述主梁体包括沿所述c轴的负向顺次分布的第一梁板和第二梁板，所述第一梁板和所述第二梁板之间形成所述空腔，且所述第一梁板形成所述第一内壁，所述第二梁板形成所述第二内壁，所述安装板件连接于所述第一梁板背离所述空腔的一侧：
13.所述加强板为沿所述a轴延伸的条状构件。
14.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述加强板具有多个，多个所述加强板
沿所述b轴间隔分布。
15.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述加强板包括沿所述c轴的负向顺次分布的第一加强板体和第二加强板体，所述第一加强板体连接于所述第一梁板，所述第二加强板体连接于所述第二梁板；所述第一加强板体与对应的所述第二加强板体对接。
16.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述安装板件包括一个安装板；所述安装板包括用于与功能单元进行连接的安装板体，所述安装板体具有沿所述b轴的负向顺次分布的第一侧缘和第二侧缘，以及沿所述a轴的正向顺次分布的第三侧缘和第四侧缘；
17.所述第一侧缘沿所述c轴的负向延伸形成第一翻边，所述第二侧缘沿所述c轴的负向延伸形成第二翻边，所述第三侧缘和所述第四侧缘分别沿所述c轴的负向延伸形成第三翻边；所述第一翻边、所述第二翻边和所述第三翻边均与所述主梁体连接。
18.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述安装板件包括多个安装板，多个所述安装板在所述安装区域内沿所述b轴的负向顺次分布；
19.所述安装板包括用于与功能单元进行连接的安装板体，所述安装板体具有沿所述b轴的负向顺次分布的第一侧缘和第二侧缘，以及沿所述a轴的正向顺次分布的第三侧缘和第四侧缘；
20.所述第一侧缘沿所述c轴的负向延伸形成第一翻边，所述第三侧缘和所述第四侧缘分别沿所述c轴的负向延伸形成第三翻边；所述第一翻边和所述第三翻边均与所述主梁体连接；在所述b轴的负向上，前一个所述安装板的所述第二侧缘搭接固定于后一个所述安装板的所述安装板体。
21.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，对应于所述第三侧缘的所述第三翻边向所述a轴的负向延伸形成第一延伸翻边；对应于所述第四侧缘的所述第三翻边向所述a轴的正向延伸形成第二延伸翻边，所述第一延伸翻边和所述第二延伸翻边均与所述主梁体贴合连接。
22.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述安装区域之内形成有减重留空。
23.第二方面，本实用新型实施例另提供一种车架总成，包括上述的横梁结构。
24.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过采用上述的横梁结构，有效提升了功能单元安装点位的强度和刚度，能对振动进行有效衰减，有效降低了功能单元的振动向车架整体的传递强度，有利于削弱振动噪声。
25.第三方面，本实用新型实施例还提供一种车辆，包括上述的车架总成。
26.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过采用上述的车架总成，振动噪声能够得到明显削弱，车辆的nvh性能得到有效提升。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例一提供的车架总成的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例一提供的横梁结构与纵梁的装配结构示意图；
29.图3为图2中横梁结构的d向剖视图；
30.图4为本实用新型实施例一采用的主梁体与纵梁的装配结构示意图；
31.图5为本实用新型实施例一采用的第二梁板与纵梁的装配结构示意图；
32.图6为本实用新型实施例一采用的第一梁板与纵梁的装配结构示意图；
33.图7为本实用新型实施例二提供的横梁结构与纵梁的装配结构示意图；
34.图8为本实用新型实施例三采用的第一梁板与安装板件的装配结构示意图；
35.图9为本实用新型实施例四采用的第一梁板与安装板件的装配结构示意图。
36.附图标记说明：
37.10、横梁结构；
38.100、主梁体；110、第一延伸部；120、第二延伸部；130、安装区域；140、第一梁板；150、第二梁板；160、加强板；161、第一加强板体；162、第二加强板体；170、减重留空；
39.200、安装板件；210、安装板；211、安装板体；212、第一翻边；213、第二翻边；214、第三翻边；215、第一延伸翻边；216、第二延伸翻边；
40.20、纵梁。
具体实施方式
41.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
42.请一并参阅图1至图7，现对本实用新型提供的横梁结构进行说明。所述横梁结构10，包括主梁体100和安装板件200；定义主梁体100的长轴为a轴，主梁体100的中部具有沿b轴的正向延伸的第一延伸部110，以及沿b轴的负向延伸的第二延伸部120，第一延伸部110的宽度沿b轴的负向增大，第二延伸部120的宽度沿b轴的负向减小，第一延伸部110的边缘与第二延伸部120的边缘之间形成安装区域130(如图4中虚线框所示)；安装板件200设于安装区域130，并用于与功能单元进行连接。
43.主梁体100之内形成空腔，空腔具有沿c轴的负向顺次分布的第一内壁和第二内壁，空腔之内设有加强板160，加强板具有沿c轴的负向顺次分布的第一边缘和第二边缘，第一边缘与第一内壁连接，第二边缘与第二内壁连接。其中，a轴、b轴和c轴之间相互垂直，在空间之内形成三轴坐标系；并且，安装区域130形成于主梁体100的背离空腔的侧面。
44.需要说明的是，本实施例中的功能单元为安装在车架上并能产生振动的单元，其包括但不限于变速器等单元。
45.本实施例提供的横梁结构，与现有技术相比，主梁体100的中部设置宽度变化的第一延伸部110和第二延伸部120，使得主梁体100中部形成扁舟式结构，内部的加强板160在c轴方向上形成支撑，扁舟式结构配合加强板160的加强支撑提升了横梁结构10整体的强度和刚度，达到提升功能单元安装点位强度和刚度的目的，进而能对功能单元(例如动力总成、变速器)所产生的振动进行有效衰减，有效降低振动的传递强度，有利于削弱振动噪声，提升安装位置可靠耐久性能。
46.另外，扁舟式的设计也能有效增加安装区域130的面积，安装板件200的有效安装面积随之增加，安装板件200之内可以设置更多的安装点位，可以增强与功能单元之间的连接点位，继而增强连接强度，也可以根据不同的功能单元选择不同的安装点位，使用灵活性更强。
47.具体实施时，在保证结构强度的前提下，为了避免与其他构件发生干涉，且避免重量过大，第一延伸部110的前边缘和第二延伸部120的后边缘均平行于a轴。
48.在一些实施例中，参阅图1至图9，主梁体100包括沿c轴的负向顺次分布的第一梁板140和第二梁板150，第一梁板140和第二梁板150之间形成空腔，且第一梁板140形成第一内壁，第二梁板150形成第二内壁，安装板件200连接于第一梁板140背离空腔的一侧；加强板160为沿a轴延伸的条状构件。本实施例的主梁体100由第一梁板140和第二梁板150对接而成，制造难度降低，同时便于加强板160的装配；同时，由于主梁体100的长条形设计，使得其在长轴方向上更容易发生变形，继而能对主梁体100整体结构的加强起到促进作用。
49.本实施例示例性的将加强板160的板面设置为平行于c轴，这样设置能够有效降低制造难度，同时保证结构强度。需要理解的是，加强板160的板面也可以倾斜于c轴设置，能满足结构强度的需求即可，在此不再一一列举。
50.作为第一梁板140和第二梁板150装配的具体实施方式，第一梁板140的两侧和第二梁板150的两侧分别形成翻边结构，第一梁板140的翻边结构分别与第二梁板150的翻边结构对应并焊接，使得空腔的断面大致呈矩形，有利于增强主梁体100的强度。
51.为了通过加强板160最大程度的提升主梁体100的结构强度，参阅图3、图5及图6，加强板160具有多个，多个加强板160沿b轴间隔分布。其中，相邻两个加强板160的长轴可以相互平行，也可以呈一定角度倾斜设置，或者形成网格状的交叉分布结构。多个加强板160之间在空腔之内形成封闭式的盒状结构，有利于进一步增强主梁体100的强度和刚度。
52.本实施例中，加强板160示例性的被示出为两个，两个加强板160分别延伸至空腔的两端，且板面均平行于c轴，两个加强板160均位于第一延伸部110和第二延伸部120之间，并在a轴上连续分布。
53.在一些实施例中，为了方便组装，参阅图3、图5及图6，加强板160包括沿c轴的负向顺次分布的第一加强板体161和第二加强板体162，第一加强板161体连接于第一梁板140，第二加强板体162连接于第二梁板150；第一加强板体161与对应的第二加强板体162对接。其中，第一加强板体161与对应的第二加强板体162可通过焊接等方式实现连接，在此不再一一列举。
54.作为安装板件200的一类实施方式，参阅图7，安装板件200包括一个安装板210；安装板210包括用于与功能单元进行连接的安装板体211；安装板体211具有沿b轴的负向顺次分布的第一侧缘和第二侧缘，以及沿a轴的正向顺次分布的第三侧缘和第四侧缘。第一侧缘沿c轴的负向延伸形成第一翻边212，第二侧缘沿c轴的负向延伸形成第二翻边213，第三侧缘和第四侧缘分别沿c轴的负向延伸形成第三翻边214；第一翻边212、第二翻边213和第三翻边214均与第一梁板140连接。具体实施时，第一翻边212、第二翻边213和第三翻边214均与第一梁板140焊接配合，当然，也可采用其他连接方式，在此不做唯一限定。
55.本实施例中，若安装板210的安装板体211面积较小，可设置的安装点位数量较少，则适用于悬置安装点位较少，对舒适性要求不高的车型，适配一个安装板210就能满足安装需求(如图7所示)；若安装板210的安装板体211面积较大，可设置的安装点位数量较多，则适用于悬置安装点位较多，对舒适性要求更高的车型，同样适配一个安装板210就能满足安装需求。
56.作为安装板件200的另一类实施方式，参阅图2、图3、图8及图9，安装板件200包括多个安装板210，多个安装板210在安装区域130内沿b轴的负向顺次分布；安装板210包括用于与功能单元进行连接的安装板体211，安装板体211具有沿b轴的负向顺次分布的第一侧
缘和第二侧缘，以及沿a轴的正向顺次分布的第三侧缘和第四侧缘。第一侧缘沿c轴的负向延伸形成第一翻边212，第三侧缘和第四侧缘分别沿c轴的负向延伸形成第三翻边214；第一翻边212和第三翻边214均与第一梁板140连接；在b轴的负向上，前一个安装板210的第二侧缘搭接固定于后一个安装板210的安装板体211。具体实施时，第一翻边212和第三翻边214均与第一梁板140焊接配合，前一个安装板210的第二翻边213与后一个安装板210的安装板体211焊接配合；当然，也可采用其他连接方式，在此不做唯一限定。
57.具体的，两个相邻的安装板210的具体配合方式之一可参阅图2、图3、图8及图9，安装板体211除了具有第一翻边212和第三翻边214之外，安装板体211的第四侧缘沿c轴的负向延伸形成第二翻边213，前一个安装板210的第二翻边213搭接固定于后一个安装板210的安装板体211之上。
58.本实施方式中，多个安装板210采用搭接固定的方式进行连接，不仅能根据实际车型通过选取合适数量的安装板210来调节安装点位的数量，相邻两个安装板210之间的搭接配合还能提升该位置的强度，进而进一步增强功能单元安装位置的强度，削弱振动的传递。另外，在设计安装板210的模具时，可以只开发一套模具，单个安装板210可单独使用(即适用于上述仅需一个安装板的场景)，在多个安装板210搭接配合时，则可将前一个安装板210的第二翻边213截掉适当的长度，使前一个安装板210的第二翻边213能够搭接在后一个安装板210的安装板体211之上，继而降低了模具开发的成本，加快生产节拍，避免粗装、漏装的问题。
59.两个相邻的安装板210的具体配合方式之二在图中并未示出，安装板体211未形成第二翻边，前一个上安装板211的后侧直接搭接固定于后一个安装板210的安装板体211之上。
60.在上述实施例的基础上，多个安装板210搭接后所形成的搭接列的结构是多种多样的，举例来说：例一、如图2、图3及图8所示，各个安装板210的高度沿b轴的负向逐渐减小，每个安装板210的安装板体211均大致呈平板状，使得搭接列形成阶梯状的结构，即形成阶梯状的安装面；例二、如图9所示，各个安装板210的高度均相同，除最前端的安装板210之外，后续的每个安装板210的安装板体211的前部均形成阶梯结构，使得搭接列的安装表面基本平齐，继而形成平整的安装面。可见，搭接列所形成的安装面的形状可根据实际安装需求进行设置，上述的例一和例二仅形成示例性的说明，其余实施例不再一一列举。
61.以功能单元为动力单元的安装需求来说，动力单元一般通过悬置结构安装在车架上。在实际生产过程中中，车辆可搭载动力、传动有柴油动力、汽油动力、两驱车、四驱车，由于不同车型的动力尺寸变化、两四驱传动轴长度变化等原因，动力单元的悬置安装点位置会发生变动，不同的动力组合对于安装点位的数量及安装位置的强度要求均不同。上述两类实施方式基于安装区域130较大的面积实现，可以根据不同的动力组合悬置安装点位变化选择不同数量的安装板210，能够降低模具开发成本，避免针对不同的动力组合单独开发不同的安装板件，有利于加快生产节拍。需要说明的是，在一些实际的安装示例中，横梁结构中的a轴相当于车身的y轴，即车身的左右方向，其中，a轴的正向即向右的方向；b轴相当于车身的x轴，即车身的前后方向，其中，b轴的正向即向前的方向；c轴相当于车身的z轴，即车身的上下方向，其中，c轴的正向即向上的方向。
62.具体适用场景如下，其中的方向描述参照在车身的坐标方向：
63.1)如图7所示，某车间一天均生产两驱车，且该车型对舒适性要求不高，就可只在安装区域130前部的位置焊接一个匹配该两驱车的安装板210即可。
64.2)如图1至图3所示，某车间一天均生产两驱车，且该车型对舒适性要求较高，就需要焊接两个或更多的安装板210对该位置进行加强，以降低振动激励传递。
65.3)某车间一天两驱车、四驱车混合生产，且所有车型对舒适性要求均比较高，每个车型均需要多个安装板210，且不同车型所需安装板210数量不同，在实际生产过程中，作业人员或自动化焊接设备能够根据不同的车型焊接不同数量的安装板，同时满足两四驱变速器悬置安装点位置变更需求。
66.通过采用上述的实施方式，在满足多动力共用基础上加强悬置安装点位置强度，能够降低模具开发成本，避免针对不同的动力组合单独开发不同的安装板件；可通过一套横梁结构满足该车型所有动力、传动组合，降低生产节拍及粗漏装问题；同时，采用此种安装方式也可依据车型性能需求、车辆生产节奏、产量等因素对安装板件200进行灵活调整，方便快捷，满足车辆舒适性需求，从而提升车辆的市场竞争力。需要理解的是，上述安装场景及有益效果同样适用于其他能产生振动的功能单元，在此不再一一列举。
67.在一些实施例中，参阅图2及图7，对应于第三侧缘的第三翻边214向a轴的负向延伸形成第一延伸翻边215；对应于第四侧缘的第三翻边214向a轴的正向延伸形成第二延伸翻边216，第一延伸翻边215和第二延伸翻边216边均与第一梁板140贴合连接。本实施例有效增加了第三翻边214与第一梁板140的贴合接触面积，继而增强第三翻边214与第一梁板140之间的连接强度。
68.为了满足车辆的轻型化设计需求，参阅图3至图7，安装区域130之内形成有减重留空170。本实施例中，减重留空170示例性的被示出为四个，即在第一梁板140和第二梁板150上分别设有相互对应的两个减重留空170；但需要理解的是，减重留空170的数量、形状和布置方式能满足主梁体100的结构强度、装配性能等需求即可，在此不做唯一限定。具体实施时，组装之后安装板210以能覆盖减重留空170为宜。
69.基于同一发明构思，本技术实施例另提供一种车架总成，包括上述的横梁结构10。
70.本实施例提供的车架总成，与现有技术相比，通过采用上述的横梁结构10，有效提升了功能单元安装点位的强度和刚度，能对振动进行有效衰减，有效降低功能单元的振动向车架整体的传递强度，有利于削弱振动噪声。
71.本实施例中，横梁结构10示例性的被示出为车架总成的第四横梁，但需要理解的是，横梁结构10还可以是车架总成中的其他横梁，根据实际装配需求进行设置，在此不做唯一限定。
72.基于同一发明构思，本技术实施例另提供一种车辆，包括上述的车架总成。
73.本实施例提供的车辆，与现有技术相比，通过采用上述的车架总成，振动噪声能够得到明显削弱，改善用户乘坐舒适性，车辆的nvh性能得到有效提升。
74.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。