一种副车架系统及悬置副车架系统的制作方法

文档序号:29924478发布日期:2022-05-07 10:35阅读:358来源:国知局

1.本发明涉及一种副车架系统及悬置副车架系统,属于汽车技术领域。


背景技术:

2.副车架可以看成是前后车桥的骨架,是前后车桥的组成部分。副车架并非完整的车架,只是支承前后车桥、悬挂的支架,使车桥、悬挂通过它再与“正车架”相连,习惯上称为“副架”。副车架的作用是阻隔振动和噪声,减少其直接进入车厢,所以大多出现在豪华的轿车和越野车上,有些汽车还为引擎装上副架。传统的没有副车架的承载式车身,其悬挂是直接与车身钢板相连的。因此前后车桥的悬挂摇臂机构都为散件,并非总成。在副车架诞生以后,前后悬挂可以先组装在副车架上,构成一个车桥总成,然后再将这个总成一同安装到车身上。
3.悬置系统是作为衔接动力总成和车身的部分存在的,主要作用是支撑动力总成、减少动总的震动对整车的影响、限制动总的抖动量,对整车噪声、振动与声振粗糙度(nvh)性能起着非常大的作用。
4.随着汽车工业的发展,为降低不同车型的开发成本,平台化开发的技术方案越来越受到车企的青睐。所谓平台化是指使用大量同样的零部件设计制造出不同的车型,即零部件的复用。零部件的复用可以降低车辆的开发成本,零部件复用率越高则通过平台化开发的车型的成本越低。
5.对于同一平台的不同车型来说,其必然存在部分结构的差异如发动机及发动机舱等,同时也会存在尺寸的差异,如车身长度、宽度、轴距等。由于部分零部件的改变必然形成与周边部件的适配问题,故零部件复用率达到一定比例时便很难提高。现有的燃油/电动汽车悬置系统多为三点扭力杆式悬置系统,悬置系统用于支撑动力系统,而悬置系统通过连接在副车架系统达到固定的目的。
6.对于电动汽车来说,其发展趋势较快,传统的动力总成悬置副车架系统已经不能满足新的驱动电机布置需求。电机的安装接口和燃油机的安装接口发生了较大变化。针对驱动电机更新,需要能适配不同尺寸,不同接口的悬置副车架系统来安装和支撑驱动电机;而针对车型的更新,当车辆尺寸发生变化时,需要可以适应不同轮距的悬置副车架系统。但是,一般副车架系统的开发周期长,开发周期一般需要近一年;开发成本也很极高,一般需一千多万,因此需要开发更灵活的平台化方案。
7.cn 112829832 a公开了一种电动乘用车前副车架总成。该前副车架总成包括:前副车架主体下板;以及与所述前副车架主体下板扣合、并位于所述前副车架主体下板上方的前副车架主体上板;以及装配于所述前副车架总成两侧的衬套结构;所述前副车架总成通过所述衬套结构与车身装配;所述衬套结构分为前侧衬套结构和后侧衬套结构;所述前副车架总成靠近前端的两侧通过连接板集成有所述前侧衬套结构;所述前副车架总成靠近后端的两侧集成有所述后侧衬套结构。但是该专利的电动乘用车前副车架总成无法满足平台化的使用要求,副车架系统的制造成本较高。
8.cn 112977037 a公开了一种动力总成后悬置及其安装方法,该动力总成后悬置,包括与副车架连接的悬置骨架,悬置骨架与悬置支架铰接,轴芯方向与车宽方向一致的铰接轴上套设有缓冲衬套,悬置支架与动力总成连接,所述铰接轴上设置有调节其在上下方向和/或车长方向位置的调节机构。可见,该专利是采用了平台化的思路来制备动力总成后悬置,具体是在铰接轴上设置有调节其在上下方向和/或车长方向位置的调节机构。但是,该专利中的调节机构结构较为复杂,并且在车辆副车架系统的制备和使用过程中,调节机构发生变形的可能性较大,故障率可能会比较高;另外,该调节机构的铰接轴只能调节一个方向上的长度,并且也存在一定的长度限制;在铰接轴上打孔的数量过多也会影响轴的强度。
9.可见,现有技术中的副车架系统要么无法实现平台化制造,要么其平台化的技术方案存在较大的缺陷,难以适应汽车、特别是电动汽车的发展需要。


技术实现要素:

10.本发明要解决的技术问题是,针对汽车轴距、驱动电机等不同的尺寸设计要求,副车架系统及其悬置副车架系统难以适合所有的汽车类型,副车架系统的开发周期长,开发成本极高,因此需要开发更灵活的平台化方案。
11.为解决以上技术问题,本发明提供了一种副车架系统,包括多个共用子件和多个拓展子件;所述共用子件属于通用部件,共用子件用于与车身连接;所述拓展子件属于特有部件,拓展子件用于共用子件之间的连接,所述拓展子件的长度根据不同的尺寸要求进行设计。
12.本发明所述的共用子件即表示子部件是可以共用的,属于通用部件。本发明所述的拓展子件即表示该子件可以变化,属于特有的;具体地,本发明中,拓展子件的变化主要是指长度方向上的变化。
13.本发明的通用部件表示该部件可以复用,可以适用在不同车型或者适用同一车型的不同尺寸要求,通过零部件的复用实现开发成本的降低。上述特有部件表示该部件的长度尺寸可以很容易地发生变化,以适用不同车型的需求。很明显,拓展子件通过长度的变化来适用不同的车型要求,长度的变化不需要重新对该部件进行开模,只需按尺寸进行不同长度的切割即可,不会提高开发成本。
14.本发明所说的拓展子件的长度是针对拓展子件自身的结构来说的,因为拓展子件常用的设计为条状结构,其尺寸变化主要是长度变化。当然拓展子件也可以为其他结构,一般来说,是条状结构的叠加,比如将两个条状结构的子件的端部焊接在一起使其相互垂直,那么这样的拓展子件的长度方向就有两个,即在车体的前后方向和左右方向的尺寸的均可以拓展。这种设计在本质上,还是属于长度方向上的尺寸变化。可见,本发明的拓展子件的长度方向既可以是汽车车体的长度方向,也可以是汽车车体的宽度方向,也可以同时为汽车车体的长度和宽度方向。
15.本发明的技术原理是,先将副车架系统中的所有的子件进行分类,并通过不同的方式针对不同的类别进行设计制造。结构复杂的子件作为共用子件,不同车型之间可以适用,而结构简单的子件(如梁)作为拓展子件,可以根据不同的尺寸要求进行切割即可。这样就大大地简化了对于副车架系统的研发设计,达到了平台化设计的目的。
16.不同的前车架系统的开发方案复杂,本发明将其变成了仅通过长度方向的切割即可完成的平台化方案,可以非常灵活地应用在各种副车架系统中。
17.对于共用子件和拓展子件的数量,本发明对其没有具体限制。但是考虑到设计的灵活性,采用四个共用子件和四个拓展子件依次连接成的方形结构是一种比较理想的设计方式。此时四个共用子件均位于四个角落,四个拓展子件刚好位于四条边,当需要改变副车架的尺寸时,只需要调整四个边的长度(即拓展子件的长度)即可实现。
18.作为一种优选地技术方案,所述共用子件包括第一前子件、第二前子件、第一后子件和第二后子件;所述拓展子件包括连接第一前子件和第二前子件的前梁,连接第一后子件和第二后子件的后梁,连接第一前子件和第一后子件的左梁,连接第二前子件和第二后子件的右梁。
19.当然共用子件和拓展子件的数量也可以增加,比如增加到六个共用子件和六个拓展子件组成方形结构。具体来说,在左右两侧分别设三个共用子件,再通过拓展子件将这些共用子件依次连接在一起。此种技术方案可以适用尺寸较大的副车架系统。
20.通常来说,共用子件和拓展子件的数量可以相等。但在某些情况,共用子件和拓展子件的数量可以相等也可以不相等。比如,拓展子件的数量可以更多,比如需要添加一根梁用于加强副车架的强度。当然,此时需要在共用子件上设计相应的接口,用于布置加强梁。
21.通常来说,共用子件的结构相对复杂,可以通过铸铝的方式来实现,此时可以将该子件称为铸件,即第一前子件、第二前子件、第一后子件和第二后子件分别为第一前铸件、第二前铸件、第一后铸件和第二后铸件。当然本发明也不排除其他的方法来制备该共有子件。
22.通常来说,拓展子件的结构相对简单。前梁、后梁、左梁、右梁均是结构简单的条状。针对不同的尺寸要求,只需要制备长度不同的梁即可。不管是车体的长度方向还是宽度方向,都可以很容易地实现调节。另外,这种方式可以调节的范围非常广,且不需设置调节机构,是一种非常灵活的平台化方案。
23.作为一种优选地技术方案,所述第一前子件、第二前子件、第一后子件和第二后子件上均设有梁安装接口和车身安装接口。
24.很明显,梁安装接口就是将该子件用于与梁进行连接的接口,而车身安装接口就是将该子件用于与车身连接的接口。
25.为了更方便地将梁安装在梁安装接口上,将梁安装接口设计呈凹槽形状。这样就可以在焊接之前将梁放置在梁安装接口的凹槽内,然后再将梁安装接口与梁焊接,使其连接牢固。通常,根据需要在共用子件上设计梁安装接口,一般来说,每个共用子件上设置两个梁安装接口,一边连接前梁或后梁,另一边连接左梁或右梁。当然,某些共用子件上也可以设置三个梁安装接口,用于连接其他的梁。另外,除了上述接口外,本发明也不排斥在副车架上可能设置的其他的不同类型的接口。
26.车身安装接口通常是将共有子件通过螺栓连接的方式固定在车身上,因此,需要在共有子件上预留安装螺孔,并设置有平整的安装面。通常,为了使共有子件牢固地固定在车身上,每个共有子件上的车身安装接口的数量不少于两个,通常为两个至三个。
27.一般来说,现有技术通常将结构简单的子件作为通用件,以做成标准化的产品,而将结构复杂的子件进行单独制造,这种思路难以降低汽车的开发成本。与现有技术相反的
是,本发明是将复杂的子件平台化,作为一种通用的零件,而结构简单的杆件作为非通用的零件,以适应不同车型的尺寸要求需要。基于上述思路,副车架系统的开发成本可以大幅度地降低。
28.作为一种优选地技术方案,所述第一前子件和第二前子件上分别设有悬置安装接口,所述悬置安装接口与第一前子件和第二前子件呈一体结构;在后梁上设有悬置安装接口。
29.将第一前子件和第二前子件与衬套套管一体化铸造在一起,省去了装配支架,提升了副车架的精度,提高了零部件的集成度和装配效率,降低了成本,减少了开发投入,同时还能够降低衬套套管发生扭曲的机率,通过对衬套软垫的刚度进行调校,能够较好地消除振动和噪声问题。
30.需要说明的是,本发明所描述的方位词“前”、“后”(第一前子件和第二前子件,第一后子件和第二后子件)是根据汽车的前后方向来进行区分的,本质上,这些方位是可以等同互换的。
31.同样地,本发明前梁和后梁也是根据车身的前后方向定义的,左梁右梁就是根据车身的左右方向定义的。本发明中的“第一”、“第二”、“第三”仅用于区分各个部件,不代表具体内容的限定。
32.悬置安装接口是用于与悬置系统连接的接口,通常悬置安装接口为一种衬套套管,悬置系统上设有衬套,将衬套压入衬套套管中实现过盈配合实现连接。
33.现有技术中,大多数的衬套套管在副车架系统中是单独设置的,即将衬套套管焊接在一个平板上,再将这个平板安装在副车架系统的部件上。而本发明将悬置安装接口(衬套套管)分别设置在第一前子件和第二前子件上,并呈一体化设计,可以省略衬套套管的安装步骤。
34.作为一种优选地技术方案,所述副车架系统呈方形结构,第一前子件、第二前子件、第一后子件和第二后子件分别位于方形结构的四个角落,前梁、后梁、左梁和右梁分别位于方形结构的四条边。
35.优选地,所述拓展子件还包括连接第一前子件和第二前子件的中梁。中梁可以用于加强副车架系统的刚度,同时也可以在其上布置车体的其他结构,如压缩机。
36.作为同一个发明构思,本发明还提供一种悬置副车架系统,包括悬置系统和副车架系统,所述副车架系统可以为上述任一种副车架系统。
37.作为一种优选地技术方案,所述悬置系统包括若干悬置部件,每个悬置部件包括用于与副车架系统连接的衬套和用于支撑动力系统的支架。动力系统主要包括汽车的发动机或者驱动电机。
38.作为一种优选地技术方案,所述悬置系统包括三个悬置部件,所述悬置部件分别与第一前子件、第二前子件和后梁上的悬置安装接口过盈配合连接。
39.作为一种优选地技术方案,所述悬置副车架系统为纯电动车悬置副车架系统。本发明针对电动车驱动电机的特点,设计了适合支撑电动车驱动电机的悬置系统和副车架系统。本发明的悬置副车架系统更加适合纯电动车架构。
40.本发明将悬置系统和副车架系统集成在一起,提高了前舱架构布置的紧凑性,通过铸铝设计同时还能实现轻量化设计。
41.本发明的副车架系统按照平台化开发思路设计,能拓展到不同长度和宽度,来适配不同的电机尺寸大小以及不同的整车尺寸大小。
42.与现有技术不同的是,本发明在调节拓展子件的长度时,是在设计制造阶段获得了不同长度尺寸的拓展子件,从而将这些拓展子件直接应用在副车架系统中。而不是先制备完全一样的可调节的部件,再根据不同的车型进行调节。
43.与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明的副车架系统平台化设计方案中,将开发周期长、开发成本高的关键子件设计为平台的共用件,而将开发周期短、开发成本低的子件设计为平台的拓展件,这种平台化方案将复杂的副车架系统变得非常简单,仅通过拓展子件长度的变化即可适用各种不同车型的需要,大幅地简化了副车架系统的平台化设计,降低了副车架系统的开发成本;同时本发明提供的这种方案不需要在副车架系统中添加用于调节的机构,就可以在更大的范围内实现不同维度上的长度调节。
附图说明
44.图1表示本发明的悬置副车架系统的一种具体实施方式的立体示意图;图2表示本发明的副车架系统的一种具体实施方式的立体示意图;图3表示本发明的悬置系统中的一个悬置部件的一种具体实施方式的立体示意图;图4表示本发明的悬置系统中的一个悬置部件的另一种具体实施方式的立体示意图;图5表示本发明的副车架系统的拆解示意图。
45.附图标记:图中,1-副车架系统;2-悬置系统;11-第一前子件,12-第二前子件,13-第一后子件,14-第二后子件;15-前梁,16-左梁,17-右梁,18后梁,19-中梁;21-衬套,22-支架;111-衬套套管,112-第一车身安装接口,113-第二车身安装接口,114-第一梁安装接口,115-第二梁安装接口,116-第三梁安装接口。
具体实施方式
46.为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。
47.本发明实施例提出的将开发周期长、开发成本高的子件设计为平台的共用件,而将开发周期短、开发成本低的子件设计为平台的拓展件,这种平台化方案将复杂的副车架系统变得非常简单,仅通过拓展子件长度的变化即可适用各种不同车型的需要,大幅地简化了副车架系统的平台化设计,降低了副车架系统的开发成本;同时本实施例提供的这种方案不需要在副车架系统中添加用于调节的机构,就可以在更大的范围内实现不同维度上的长度调节。
48.为了更好的理解上述技术方案,下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发
明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
49.实施例1本实施例提供一种悬置副车架系统,该悬置副车架系统的结构如图1所示,图1表示该实施例的悬置副车架系统的立体示意图。悬置副车架系统包括两大部分,即副车架系统1和悬置系统2,其中副车架系统1的立体结构示意图如图2所示,悬置系统2包括三个悬置部件,悬置部件的一种结构示意图如图3所示,另一种结构示意图如图4所示,可见,不管是图3还是图4,悬置部件均包括衬套21和支架22;其中衬套21用于与副车架系统连接,支架22用于与驱动电机连接。
50.图2表示本实施例的副车架系统的立体示意图,其拆解后的示意图如图5所示。结合图2和图5可知,副车架系统包括多个共用子件和多个拓展子件;所述共用子件为第一前子件11、第二前子件12、第一后子件13和第二后子件14;所述拓展子件为连接第一前子件和第二前子件的前梁15,连接第一后子件和第二后子件的后梁18,连接第一前子件和第一后子件的左梁16,连接第二前子件和第二后子件的右梁17。另外在第一前子件11、第二前子件12之间还连接了一根中梁19。
51.可见,第一前子件11、第二前子件12、第一后子件13和第二后子件14属于通用部件,这些部件用于与车身连接。这些零件结构复杂,开发周期长,成本高。该方案中采用的工艺为铝合金的低压铸造,在平台化拓展中为不更改的零件。
52.前梁15,后梁18,左梁16,右梁17和中梁19属于特有部件,这些部件用于共用子件之间的连接,这些特有部件的长度可以很容易根据不同的尺寸要求进行设计和制造。这些零件结构简单,为铝材挤压工艺,长短设计对模具没有影响,只是机加工和切割位置的影响。通过这些梁的长短的变化,实现整个副车架尺寸带宽的变化。
53.第一前子件11、第二前子件12、第一后子件13和第二后子件14为了实现相互之间的连接以及为了实现与车身之间的连接,需要在每个子件上分别设有梁安装接口和车身安装接口。本实施例中的副车架系统呈左右对称结构,即第一前子件11和第二前子件12的结构对称;左梁16和右梁17的结构也对称。不妨以第一前子件11为例对本实施例进行进一步地解释说明。
54.如图5所示,第一前子件11为铸铝件,主要包括有以下部件:衬套套管111,第一车身安装接口112,第二车身安装接口113,第一梁安装接口114,第二梁安装接口115,第三梁安装接口116。其中衬套套管111属于悬置安装接口,用于与悬置部件的衬套过盈配合实现连接。第一车身安装接口112和第二车身安装接口113均属于车身安装接口,这两个接口用于将第一前子件11连接在车身上。第一梁安装接口114,第二梁安装接口115和第三梁安装接口116均属于梁安装接口,其中第一梁安装接口114与左梁16的前端进行连接,第二梁安装接口115用于与前梁15的左端进行连接,第三梁安装接口116用于与中梁19的左端进行连接。
55.对于衬套套管111的结构,本实施例提供了两种设计方式。其中之一为第一前子件11中的衬套套管111。该衬套套管111与第一前子件11通过铸造的方式形成了一体化的机构。另一种方式是后梁18上的衬套套管111,是将衬套套管111焊接在一块平板上,然后再将平板与后梁18连接,比如焊接或者螺栓连接。
56.对于梁安装接口,第一梁安装接口114、第二梁安装接口115、第三梁安装接口116均呈凹槽形状,该形状可将梁置于梁安装接口中,然后再进行焊接固定。
57.结合图1可以看出,所述悬置系统包括三个悬置部件,每个悬置部件包括用于与副车架系统连接的衬套21和用于支撑驱动电机(图中未示出)的支架22,衬套21与分别与第一前子件11、第二前子件12和后梁18上的衬套套管111过盈配合实现连接。三个悬置部件分别安装在驱动电机的左侧、右侧以及后侧。悬置部件的布置位置尽量保证驱动电机的质心与三个衬套与衬套套管连接点的中心组成的三角形的中心重合。为实现车辆的轻量化设计,支架22也是铸铝件,支架22通过螺栓与驱动电机相连。
58.可以看出,当不同车型或者不同驱动电机,导致悬置系统和副车架系统有不同的安装接口时,通过调整梁的长度来匹配不同的尺寸需求。其中前梁15,中梁19,后梁18的长度变化需保持一致;左梁16和右梁17的长度变化也要保持一致,从而保证副车架整体上的匹配。通过副车架系统平台共用件的借用,和副车架系统平台拓展件的变化,来节省开发周期和开发成本,同时满足车辆平台化发展的需求。
59.实施例2本实施例同样提供一种副车架系统,该副车架系统的结构与实施例1的副车架系统的结构基本相同,其区别仅在于省略了实施例1中的中梁19,即副车架系统主要由第一前子件11、第二前子件12、第一后子件13和第二后子件14;前梁15,后梁18,左梁16和右梁17组成。
60.在实施例1和2中,副车架系统整体呈方形结构,即第一前子件11、第二前子件12、第一后子件13和第二后子件14分别位于方形结构的四个角落,而前梁15,后梁18,左梁16和右梁17分别位于方形结构的四条边上。
61.实施例3本实施例同样提供一种副车架系统,该副车架系统的结构与实施例2的副车架系统的结构基本相同,副车架系统整体同样也是呈方形结构,副车架系统同样也包括四个拓展子件和四个共用子件。其区别主要在于,将四个拓展子件和四个共用子件的位置进行互换。当然为了达到互换的效果,拓展子件的结构需要作一些变化。
62.将四个拓展子件均设计为直角转角梁,均位于方形结构的四个角落。而四个共用子件均位于方形结构的四条边的中部。此时四个直角转角梁也可以将四个共用子件依次连接起来并形成方形结构。
63.比较实施例2和实施例3可以看出,拓展子件和共用子件的位置可以更换,也不会对平台化方案的设计产生明显的影响。
64.实施例4本实施例同样提供了一种副车架系统,该副车架系统的结构与实施例1的副车架系统的结构基本相同,副车架系统整体同样也是呈方形结构,其区别主要在于,副车架系统包括六个拓展子件和六个共用子件。
65.六个共用子件均为铸件,分别分布在四个角落和左右两侧的中部,六个拓展子件均为“一”字形的梁,依次将六个共用子件连接,形成一个四边的方形结构。此实施例提供的副车架系统适合长度较长的副车架系统的设计方案。
66.本发明的上述实施例很好地实现了上述目的和优点。本发明实施例的副车架系统
平台化设计方案中,将开发周期长、开发成本高的子件设计为平台的通用件,而将开发周期短、开发成本低的子件设计为平台的拓展件。通常只需要设计四个通用部件,考虑到两两对称,实际上只需要设计两个通用部件作为共用子件。而对于特有部件,考虑到其设计和制造都非常容易,即使设计的尺寸不合适,都可以通过切割加工的方法得到,不会产生研发成本。
67.可见这种平台化方案将复杂的副车架系统变得非常简单,仅通过拓展子件长度的变化即可适用各种不同车型的需要,大幅地简化了副车架系统的平台化设计,降低了副车架系统的开发成本;同时本发明提供的这种方案不需要在副车架系统中添加用于调节的机构,就可以在更大的范围内实现不同维度上的长度调节。
68.尽管出于公开的目的已经描述了当前优选的实施例,但是对于本领域的普通技术人员而言,许多改变和修改将是显而易见的。这样的改变和修改涵盖在如权利要求书所限定的本发明的宗旨内。
69.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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