车架的过渡连接结构、车架及车辆的制作方法

1.本实用新型属于车辆零部件技术领域，具体涉及一种车架的过渡连接结构、车架及车辆。


背景技术：

2.车架是跨接在汽车前后车桥上的框架式结构，是汽车的基体，其一般由两根纵梁和多根横梁组成，经由悬挂装置﹑前桥﹑后桥支承在车轮上。车架必须具有足够的强度和刚度以承受汽车的载荷和从车轮传来的冲击。
3.车架中受力简单的横梁可通过焊接的方式直接连接到纵梁上，而对于结构复杂、受力较大或作为承重梁的横梁来说，一般需要通过专门的连接结构在该横梁和纵梁之间形成过渡连接。
4.现有的过渡连接结构主要由前板和后板拼合焊接形成支撑壳，支撑壳的内端插口与横梁插接，同时支撑壳下侧形成开口延伸至前述插口下缘且呈u型的缺口，以免与横梁发生干涉，横梁插入后可通过螺栓等连接件与支撑壳进行固定，该缺口的外侧缘与前侧缘之间既外侧缘与后侧缘之前分别形成转角结构。在现有的制造工艺中，前板和后板一般通过钣金冲压成型工艺制造，在缺口的转角位置处容易出现局部减薄或出现棱角特征的问题，当路况恶劣，车辆颠簸程度较大的时候，该缺口的转角位置容易出现开裂的问题，影响车架整体结构的可靠性。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供一种车架的过渡连接结构、车架及车辆，旨在解决现有纵梁和横梁之间的过渡连接结构中，在与横梁对应的缺口的转角处容易出现开裂的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.第一方面，提供一种车架的过渡连接结构，支撑连接于横梁和纵梁之间，包括：
8.支撑壳，所述支撑壳的外端与所述纵梁连接，所述支撑壳的内端形成供所述横梁插入的插口，所述支撑壳的下表面形成开口延伸至所述插口下缘的避位缺口，定义所述避位缺口前侧缘和外侧缘之间，及所述避位缺口后侧缘和外侧缘之间过渡连接的拐角区域为转角；以及
9.加强件，设于所述支撑壳，并支撑于所述支撑壳的侧壁和底壁之间，所述加强件临近对应的所述转角设置。
10.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述加强件设于所述支撑壳的内腔中，所述第一面贴合所述内腔的侧壁，所述第二面贴合所述内腔的底壁。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述加强件的内端边缘与所述转角的边缘对齐。
12.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述加强件包括顺次衔接的第一加强板和第二加强板，所述第一加强板与所述支撑壳的侧壁贴合连接，所述第二加强板与所述
支撑壳的底壁贴合连接。
13.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过在支撑壳上临近避位缺口转角的位置设置加强件，在该区域形成有效的结构加强，提高该区域的承载能力，有利于消除因转角区域开裂造成的失效风险；同时，本实施例可实现在现有的支撑壳结构上进行优化，无需改变支撑壳的生产模具，有利于控制生产成本。
14.第二方面，本实用新型实施例另提供一种车架，包括上述的车架的过渡连接结构，还包括纵梁和横梁，在所述车架的过渡连接结构中，支撑壳的外端与所述纵梁连接，所述横梁从位于所述支撑壳内端的插口处插入所述支撑壳的内腔，并与所述支撑壳连接。
15.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述避位缺口的外侧缘形成有第一泄力缺口，所述横梁外端的下边缘形成有与所述第一泄力缺口对应的第二泄力缺口，所述第一泄力缺口和所述第二泄力缺口的边缘均为弧形。
16.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一泄力缺口和所述第二泄力缺口对合后形成长圆形孔，且所述长圆形孔的长轴平行于内外方向。
17.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述长圆形孔为椭圆孔。
18.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，在内外方向上，所述第一泄力缺口的长度与所述第二泄力缺口的长度之比值为1.1～1.4。
19.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过采用上述车架的过渡连接结构，有效改善了避位缺口转角处因结构强度不足容易开裂的问题，提升横梁和纵梁连接的可靠性，提高了车架整体的结构强度，有利于消除安全隐患。
20.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。
21.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，车辆整体的使用安全性和稳定性得到提升，继而提升了整车的品质感。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例一提供的车架的局部结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例二提供的车架的过渡连接结构与横梁的装配结构示意图一；
24.图3为本实用新型实施例二提供的车架的过渡连接结构与横梁的装配结构示意图二；
25.图4为本实用新型实施例二提供的车架的过渡连接结构与横梁的装配结构示意图三；
26.图5为本实用新型实施例二采用的加强件的结构示意图，其中展示了分别对应于支撑壳内腔前后两侧的两个加强件；
27.图6为本实用新型实施例三采用的第一泄力缺口和第二泄力缺口的配合示意图。
28.附图标记说明：
29.100、车架的过渡连接结构；110、支撑壳；111、连接翻边；112、前板；113、后板；120、加强件；121、第一加强板；122、第二加强板；130、插口；140、避位缺口；150、第一泄力缺口；
30.200、横梁；210、第二泄力缺口；
31.300、纵梁。
具体实施方式
32.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。
33.本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
34.本实用新型的权利要求书及说明书中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”与车身上下方向相同；术语“内侧”、“内端”指的是在车身左右方向上朝向乘员舱的一侧或一端，反之则为“外侧”、“外端”；术语“前”、“后”与车身前后方向相同；其余的方位词，除非另有明确限定，均乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，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或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
35.本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，术语“贴合连接”指的是两个构件支架能产生面接触，并能相对固定，贴合连接的方式以焊接为宜，也可采用螺纹连接件连接等方式，在此不做唯一限定。另外，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
36.本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
37.请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的车架的过渡连接结构进行说明。所述车架的过渡连接结构100，支撑连接于车架的横梁200和纵梁300之间，包括支撑壳110和加强件120；支撑壳110的外端与纵梁300连接，支撑壳110的内端形成供横梁200插入的插口130，支撑壳110的下表面形成开口延伸至插口130下缘的避位缺口140，定义避位缺口140前侧缘和外侧缘之间，及避位缺口140后侧缘和外侧缘之间过渡连接的拐角区域为转角(如图4中虚线圆圈所圈区域)；加强件120设于支撑壳110的侧壁和底壁之间，加强件120临近对应的转角设置。
38.本实施例中，避位缺口140的边缘与横梁200的下端边缘对应。
39.本实施例中，支撑壳110可由多个冲压成型的板件相互搭接再焊接形成，例如，本实施例示例性的示出支撑壳110包括从前向后顺次设置的前板112和后板113，前板112的后缘和后板113的前缘搭接后焊接。
40.本实施例中，插口130的开口方向平行于内外方向，横梁200沿平行于内外方向的路径与插口130插接适配。
41.本实施例中，由于避位缺口140形成前后两个转角，因而加强件120于支撑壳110的前后两侧均有分布，本实施例示例性的使支撑壳110的前后两侧各设置一个加强件120；同时，前后两侧加强件120的尺寸与对应转角位置的加强需求有关，前后两侧的加强件120尺寸可相同，也可不同，本实施例示例性的使前后两个加强件120尺寸相同，并呈镜像对称的状态分布。
42.本实施例提供的车架的过渡连接结构100，与现有技术相比，通过在支撑壳110上临近避位缺口140转角的位置设置加强件120，在该区域形成有效的结构加强，提高该区域
的承载能力，有利于消除因转角区域开裂造成的失效风险；同时，本实施例可实现在现有的支撑壳结构上进行优化，无需改变支撑壳110的生产模具，有利于控制生产成本。
43.一些实施例采用如图2及图3所示结构。参见图2及图3，加强件120设于支撑壳110的内腔中，并支撑于内腔的侧壁和底壁之间。本实施例充分利用支撑壳110内腔的空间实现加强，不影响支撑壳110外周的布局，不会提升车架的设计难度。
44.当然，加强件120也可设置在支撑壳110之外，即贴合支撑于支撑壳110的外部侧壁和底壁，也能起到加强作用。
45.一些实施例中，为了增强加强件120的加强效果，同时避免与横梁200之间产生干涉，加强件120的内端边缘与转角的边缘对齐，这种设置方式最大程度的覆盖了转角处的薄弱区域，使得加强作用区域充分覆盖到转角处的薄弱区域，最大程度的强化对该区域的加强效果。
46.在一些实施例中，加强件120可为杆件，其两端支撑于支撑壳110内腔的侧壁和底壁之间，加强件120与支撑壳110之间的贴合连接面积有限，加强件120与支撑壳110内腔的侧壁和底壁之间形成类似于点接触的贴合连接方式。
47.在另一些实施例中，上述加强件120可以为l型或类似于l型的块状构件，也能够满足与支撑壳110的贴合连接及加强的需求。
48.在又一些实施例中，上述加强件120可以采用如图2、图3及图5所示结构。参见图2、图3及图5，加强件120包括顺次衔接的第一加强板121和第二加强板122，第一加强板121形成第一面，第二加强板122形成第二面。本实施例使加强件120整体形成折弯的板状构件，若加强件120置于支撑壳110内腔，在不改变横梁200结构的前提下，加强件120也不会与横梁200发生干涉，避免对横梁200进行更多的结构改进；若加强件120置于支撑壳110之外，加强件120也不会占用支撑壳110周边的过多空间，无需改变支撑壳110周边构件的布局。具体实施时，考虑到加强件120自身的结构强度需求，需要避免自身具有过多能产生应力集中的接缝，加强件120以采用一体成型工艺(例如一体折弯、一体铸造)制造为宜。
49.另外，第一加强板121和第二加强板122的板面是否为平直面与支撑壳110对应侧壁或底壁的形状有关，保持第一加强板121和第二加强板122的板面分别与支撑壳110对应壁面贴合即可，在此不做唯一限定；类似的，第一加强板121和第二加强板122的板面之间的夹角与支撑壳110对应侧壁和底壁的夹角相同，仍然主要满足保持贴合状态的需求，在此不做唯一限定。
50.在一些实施例中，上述第一加强板121和第二加强板122可以采用如图2、图3及图5所示结构。参见图、图3及图5，第一加强板121和第二加强板122的边角均为圆角，圆角设计避免第一加强板121和第二加强板122在边角处产生应力集中，有利于保持板件自身的结构强度，同时，还能避免在与支撑壳110连接的过程中尖锐的边角处翘曲的问题，保证连接的可靠性。
51.基于同一发明构思，本技术实施例另提供一种车架，包括上述的车架的过渡连接结构100，还包括纵梁300和横梁200，在车架的过渡连接结构100中，支撑壳110的外端与纵梁300连接，横梁200从位于支撑壳110内端的插口130处插入支撑壳110的内腔，并与支撑壳110连接。
52.本实施例中，支撑壳110的外端形成连接翻边111，连接翻边111与纵梁300贴合连
接。更具体的，前板112和后板113的外端均形成连接翻边111。
53.本实施例提供的车架，与现有技术相比，通过采用上述车架的过渡连接结构100，有效改善了避位缺口140转角处因结构强度不足容易开裂的问题，提升横梁200和纵梁300连接的可靠性，提高了车架整体的结构强度，有利于消除安全隐患。
54.在一些实施例中，避位缺口140的外侧缘形成有第一泄力缺口150，横梁200外端的下边缘形成有与第一泄力缺口150对应的第二泄力缺口210，第一泄力缺口150和第二泄力缺口210的边缘均为弧形，如图2、图4及图6所示。本实施例的第一泄力缺口150和第二泄力缺口210与避位缺口140的转角基本处于同一平面内，与转角位置受力直接相关，两个泄力缺口的弧形边缘的设置，可以有效分散支撑壳110和横梁200对接端的应力集中，降低转角处的载荷，继而有利于进一步减少开裂风险，延长使用寿命。
55.在一些实施例中，考虑到制造、装配误差，以及受力形变等问题，为了保持横梁200与支撑壳110对接的可靠性，横梁200外端的下边缘与避位缺口140的外侧缘之间形成装配间隙，如图2、图4及图6所示。
56.在上述实施例的基础上，第一泄力缺口150和第二泄力缺口210的一种实施例是：第一泄力缺口150和第二泄力缺口210各自为半圆形缺口，对合后形成圆形孔。
57.在上述实施例的基础上，参阅图2、图4及图6，第一泄力缺口150和第二泄力缺口210的另一种实施例是：第一泄力缺口150和第二泄力缺口210对合后形成长圆形孔，且长圆形孔的长轴平行于内外方向。泄力缺口的的泄力效果与缺口边缘的长度有关，受到支撑壳110和横梁200在前后方向上宽度的限制，泄力缺口的开口宽度受限，为了提升泄力效果，第一泄力缺口150和第二泄力缺口210各自形成半长圆缺口，对合后形成长圆形孔。
58.在保持泄力效果的前提下，为了降低制造难度，长圆形孔为椭圆孔，如图2、图4及图6所示。具体实施时，第一泄力缺口150和第二泄力缺口210各自为半椭圆形缺口。
59.在一泄力缺口150和第二泄力缺口210对合后形成长圆形孔的基础上，在内外方向上，第一泄力缺口150的长度与第二泄力缺口210的长度之比值为1.1～1.4。本实施例充分考虑到横梁200和支撑壳110的受力情况，将第一泄力缺口150的长度设置的更长，将第二泄力缺口210的长度设置的稍短，在合理的比例范围之内，能更加有效的缓解应力集中的情况，降低开裂风险。举例来说，第一泄力缺口150的长度与第二泄力缺口210的长度之比值为1.2，即第一泄力缺口150的长度与第二泄力缺口210的长度之比为6:5。
60.对本技术车架的过渡连接结构的具体实施方式进行举例说明，参阅图4至图6，本实施例示例性的将支撑壳110在前后方向上的最大宽度d6设置为200～210mm(例如203mm、205mm、208mm)，支撑壳110外端边角处的夹角a1为65
°
～75
°
(例如67
°
、70
°
、72
°
)，将横梁200端部的前后宽度d7设置为90～100mm(例如92mm、95mm、97mm)，第一泄力缺口150和第二泄力缺口210对合呈椭圆孔，该椭圆孔的短轴长d5为25～35mm(例如27mm、30mm、33mm)，长轴长d为45～50mm(例如46mm、48mm、49mm)，第一泄力缺口150的长度d1为20～25mm(例如21mm、22mm、24mm)，第二泄力缺口210的长度d2为15～20mm(例如17mm、18mm、19mm)。两个加强件120基本对称设置，第一加强板121顶部外端的圆角半径r1为18～22mm(例如19mm、20mm、21mm)，第一加强板121顶部内端的圆角半径r2为8～12mm(例如9mm、10mm、11mm)，第二加强板122的边角半径r3为4～6mm(例如4.5mm、5mm、5.5mm)，第一加强板121的高度d4为30～40mm(例如32mm、35mm、38mm)，第二加强板122的长度d3为45～55mm(例如47mm、50mm、53mm)。经仿
真分析验证，本实施例与现有的过渡连接结构在承受同样的载荷标准下，避位缺口140转角处应力降低55％，疲劳寿命提升近3倍。
61.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种车辆，包括上述的车架。
62.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，车辆整体的使用安全性和稳定性得到提升，继而提升了整车的品质感。
63.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。