一种适用于重型电驱特种车底盘的车架结构的制作方法

1.本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种适用于重型电驱特种车底盘的车架结构。


背景技术：

2.传统载重汽车一般采用非承载式车架，车架结构一般采用“c”型纵梁及槽钢组成梯形车架，而特种汽车由其承载质量大、要求稳定性高、通过性好的特点，通常采用传统“z”型、“c”型及
“”
字型等纵梁结构形式，并通过整体式横梁穿插纵梁之间，通过铆接、螺接或焊接的形式组成整个车架，为整车行驶良好的性能提供牢固支撑。
3.电驱车作为当前汽车领域发展趋势，电驱重型特种汽车同样有着发展需求，传统纵梁与各横梁所组成的车架，横梁截面较大导致内部空间相对狭小，同时，还存在的问题是：电驱车所需轮边电机、电池、控制器等拆装困难，可维修性差。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决传统车架因空间受限导致轮边电机、电池、控制器等拆装困难，可维修性差的问题，同时确保车架整体结构良好，承载性高，通用性强，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种适用于重型电驱特种车底盘的车架结构，包括前梁、纵梁、若干件横梁焊合和尾梁焊合，前梁连接至纵梁前端，纵梁包括对称设置的左纵梁、右纵梁，所述左纵梁和右纵梁之间以横梁焊合、尾梁焊合连接并支撑；
6.优选的，所述左纵梁与右纵梁左右对称设置，为新型的“s”型纵梁结构，纵梁以纵梁上翼板、与纵梁外腹板、纵梁内腹板及纵梁下翼板由上至下作“s”型折弯成型，该纵梁结构特点在于纵梁下翼板翻边向外，纵梁对称布置后，车架底部无内翻边，为轮边电机的拆装、控制器、动力单元的拆卸维修提供了极大地便利。纵梁上翼板、纵梁外腹板、与纵梁内腹板上部板构成“c”型空间。
7.所述车架结构，前端以前梁连接左纵梁和右纵梁，左纵梁和右纵梁中间分别以横梁焊合、尾梁焊合、电机支撑座焊合和转向加强梁焊合作为支撑，动力单元上支撑梁焊合和动力单元下支撑梁焊合作为中间支撑梁，并为电池组及控制器安装提供支撑。
8.优选的，所述前梁底面倾斜角度与整车接近角角度相同；前梁包括前横梁、前梁外立板、前梁上盖板、前梁内立板、前梁连接板和前梁底板；前梁外立板和前梁内立板顶部设置前梁上盖板、底部设置前梁底板、后侧设置纵向的前梁连接板，前梁外立板和前梁内立板分别连接至左纵梁和右纵梁，前横梁两端分别插入前梁外立板和前梁内立板对称件前方并焊接固定。
9.在前梁内立板开四个方孔、前梁外立板设置圆孔、长条孔，两个前梁内立板之间为散热器的安装提供空间，方孔、圆孔和长条孔的设计保证散热管流转，同时减小其纵截面以减轻重量，前梁作为整体焊合件插入车架左纵梁和右纵梁之间，设置两前封板作为上连接
板固定连接左纵梁、右纵梁上槽钢面与前梁两端上平面，以后立板分设两侧定位连接前梁两侧外立面与左纵梁、右纵梁外侧下立板，且后立板下端预留落水孔。
10.优选的，所述横梁焊合为五件，分别作为一桥至五桥主横梁，连接左纵梁和右纵梁，包括横梁盖板，横梁底板，横梁立板i，左、右两件横梁立板ii，两件横梁内封板；横梁焊合两侧的横梁立板ii延伸至纵梁上翼板、纵梁外腹板、与纵梁内腹板上部板构成的“c”型空间内，横梁盖板与纵梁上翼板水平对接，横梁中间部位向内凹陷，横梁整体呈现弓形样式，形成中间的敞口，此设计形式将轮边电机上接线盒上部空间呈现，便于电机安装后通过该位置的接线盒进行调试，横梁断面贯通两侧圆孔与中间长条孔，可供散热管及高、低压线分部通过，贯穿车架。
11.尾梁焊合设置于车架尾部，包括尾梁盖板，前、后两件尾梁立板，尾梁内封板，尾梁底板，所述尾梁盖板、尾梁立板和尾梁底板围成箱体结构；尾梁立板中心打孔，贯穿以尾梁内封板，同时，在尾梁立板上设置供线路通过的通孔。尾梁中间内封板位置空间可供转向系统在此布置后桥转向油缸支座。
12.优选的，所述电机支撑座焊合包括支撑座底板，支撑座底板与左纵梁和右纵梁下翼板平齐，中间开大方孔，便于整车装配落地后从电机支撑座焊合底部即可直接进行电机更换、维修；支撑座底板两侧向上弯折，通过螺钉固定于两侧纵梁上；支撑座底板上垂直放置四件支撑座立板，相邻两件支撑座立板的顶部分别放置支撑座盖板，所述支撑座底板和支撑座盖板上设置开孔；支撑座底板的框架结构其中间空腔及开孔可减轻整个焊合件的重量，同时满足轮边电机从中间空腔上下挪动，从而保证了电机的维修性，
13.优选的，所述动力单元下支撑梁焊合包括底部布置的“凹”型下支撑梁底板、立于下支撑梁底板上的两件平行的下支撑梁立板，下支撑梁盖板放于两件下支撑梁立板上。该动力单元下支撑梁焊合底面与车架底面平齐，上表面为电池组安装提供支撑，下支撑梁底板两侧通过螺栓与车架左纵梁、右纵梁相连接，空间可供整车落地后人员对电池组检查维修，动力单元下支撑梁焊合可拆卸便于电池组的更换。两件动力单元下支撑梁焊合分别位于前、后两端动力单元上支撑梁焊合下方对应位置，形成纵向的框架。
14.优选的，所述动力单元上支撑梁焊合两端采取与横梁焊合相同方式插入纵梁上部空间中，具体的，由上侧的上支撑梁盖板、下侧的上支撑梁底板及两件中间支撑的上支撑梁立板组成，上支撑梁立板两侧延伸至纵梁上翼板、纵梁外腹板、与纵梁内腹板上部板构成的“c”型空间内，上支撑梁盖板折弯、两侧与左纵梁和右纵梁的上翼板水平对接，动力单元上支撑梁焊合中间向上凸出，在保证车架中间部位连接强度同时，为电池组安装保证空间，立板两侧开孔使高低压线束得以穿过。
15.所述转向加强焊合包括结构相同的一件转向加强梁焊合i与两件转向加强梁焊合ii，转向加强梁焊合i放置在车架一桥转向过孔上方，转向加强梁焊合ii分别放置在车架二桥、四桥位置的纵梁的转向过孔上方，所述转向加强梁焊合i两侧分别放置一件转向加强梁连接板，中间通过垂直竖放的两件转向加强梁立板与水平放置的两件转向加强梁盖板将两件连接板连接，整体为扁平的箱型结构，结构刚性好，承载能力强。
16.本发明所述新型车架结构，各系统接口可沿用传统车型结构，上装系统接口可布置空间充分，可作为一种通用性车架，车架结构设计合理，形式新颖，承载性高，可保证底盘的良好的越野性能，通过性能，非常适用于新型全电驱重型特种汽车。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1、本发明提供了新型的“s”型结构纵梁，纵梁下翼板翻边向外，左右纵梁对称布置后，车架底部无内翻边限制，增大车架内部安装空间，提升整体维修性。
19.2、本发明提供的分别位于一桥至四桥的横梁焊合为箱型结构，上下由横梁盖板与横梁底板组成，中间通过横梁立板及横梁封板连接，整体呈弓形，中间设置工艺过孔，满足电机安装、调试，管线布置。
20.3、本发明提供的电机支撑座焊合为框架结构，支撑座底板两侧及中间开方孔，中间对称布置支撑座立板，立板上方放置支撑座盖板，形成两个小的箱型结构，足够支撑放置轮边电机，一至五桥整体贯通，增加车架整体刚度。
21.4、本发明提供的动力单元上支撑梁焊合为中间向上凸起的箱型横梁，横梁由由上下侧的上支撑梁盖板、上支撑梁底板，连接盖板与底板的上支撑梁立板组成，凸起部位保证电池组安装空间，两侧开孔，满足线束穿过。
22.6、本发明提供的动力单元下支撑梁焊合为扁平的箱型横梁，底部布置下支撑梁底板，底板通过下支撑梁立板与下支撑梁盖板相连接，该结构支撑能力强，上部可支撑电池组，两侧通过螺栓与车架左右纵梁相连接，横梁可拆卸。
23.7、本发明提供的转向加强梁焊合i/ii均为扁平箱型结构，上下放置盖板与底板，中间用立板连接，两侧用连接板固定，通过螺栓与车架纵梁及转向器支架，垂臂立轴等连接，加强车架局部强度。
附图说明
24.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
25.图1为本发明所提供车架结构的整体布置图；
26.图2为本发明所提供车架结构的俯视图；
27.图3为本发明所提供车架结构的左视图；
28.图4为图2的a
‑
a剖视图；
29.图5为本发明所提供前梁的结构示意图；
30.图6为本发明所提供横梁焊合的结构示意图；
31.图7为本发明所提供动力单元上支撑梁焊合的结构示意图；
32.图8为本发明所提供动力单元下支撑梁焊合的结构示意图；
33.图9为本发明所提供电机支撑座焊合的结构示意图；
34.图10为本发明所提供右纵梁的截面示意图；
35.图11为本发明所提供车架结构的仰视图；
36.图12为本发明所提供的横梁焊合内部结构示意图；
37.图13为本发明所提供的尾梁整体结构示意图；
38.图14为本发明所提供的转向加强梁焊合i整体结构示意图。
39.其中，按照附图中标记：1
‑
左纵梁，101
‑
纵梁上翼板，102
‑
纵梁下翼板，103
‑
纵梁外腹板，104
‑
纵梁内腹板；
[0040]2‑
右纵梁；
[0041]3‑
前梁，301
‑
前横梁，302
‑
前梁外立板，303
‑
前梁上盖板，304
‑
前梁内立板，305
‑
前梁连接板，306
‑
前梁底板；
[0042]4‑
横梁焊合，401
‑
横梁盖板，402
‑
横梁立板i，403
‑
横梁立板ii，404
‑
横梁内封板，405
‑
横梁底板；
[0043]5‑
尾梁焊合，501
‑
尾梁盖板，502
‑
尾梁立板，503
‑
尾梁内封板，504
‑
尾梁底板；
[0044]6‑
转向加强梁焊合i，601
‑
转向加强梁连接板，602
‑
转向加强梁盖板，603
‑
转向加强梁立板；
[0045]7‑
转向加强梁焊合ii；
[0046]8‑
动力单元上支撑梁焊合，801
‑
上支撑梁盖板，802
‑
上支撑梁立板，803
‑
上支撑梁底板；
[0047]9‑
动力单元下支撑梁焊合，901
‑
下支撑梁底板，902
‑
下支撑梁盖板，903
‑
下支撑梁立板；
[0048]
10
‑
电机支撑座焊合，1001
‑
支撑座底板，1002
‑
支撑座盖板，1003
‑
支撑座立板；
[0049]
11
‑
转向过孔；12
‑
前封板；13
‑
后立板；14
‑
轮边电机；15
‑
电池组及控制器。
具体实施方式
[0050]
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0051]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0052]
实施例中所述的“焊合”涵义为通过焊接形成的结构或设备。
[0053]
文中所述的“放置”、“放于”指代组件之间的位置关系，两组间之间可以为焊接等固定连接，也可以为镶嵌或拼插连接。
[0054]
电驱车轮边电机、电池、控制器等拆装困难，可维修性差，其原因之一是各形式纵梁下翼板翻边向内导致，为了解决该问题，本发明提供一种纵梁下翼板翻边向外的车架结构。
[0055]
一种适用于重型电驱特种车底盘的车架结构，包括对称布置的左纵梁1、右纵梁2、连接左纵梁1和右纵梁2的五件横梁焊合4及一件尾梁焊合5，所述横梁焊合4及一件尾梁焊合5由前桥向后分列各桥中间；还包括设置于车架下部的五件电机支撑座焊合10，在二三桥之间布置的三件动力单元上支撑梁焊合8及两件动力单元下支撑梁焊合9，在靠近一桥位置布置的转向加强梁焊合i 6，靠近二桥及四桥位置布置的转向加强梁焊合ii 7，两件动力单元下支撑梁焊合9分别位于前、后两端动力单元上支撑梁焊合8下方对应位置；还包括于左纵梁和右纵梁前端插入的前梁3。
[0056]
所述横梁焊合和尾梁焊合位于左纵梁和右纵梁上部，五件电机支撑座焊合10分别位于一桥至五桥位置、与左纵梁和右纵梁下翼板平齐，转向加强梁焊合i 6位于左纵梁和右纵梁上、一桥转向过孔上方，转向加强梁焊合ii 5位于位于左纵梁和右纵梁上、二桥和四桥
转向过孔上方。
[0057]
如图1、10所示，每个纵梁截面为新型“s”型纵梁结构，左纵梁和右纵梁形状和位置均对称设置，每个纵梁由纵梁上翼板101、与纵梁外腹板103、纵梁内腹板104及纵梁下翼板102由上至下作“s”型折弯成型，纵梁下翼板102翻边向外，左纵梁和右纵梁对称布置后，车架底部无内翻边，为轮边电机14的拆装、控制器、动力单元的拆卸维修提供了极大地便利；同时，纵梁上翼板101、纵梁外腹板103、与纵梁内腹板104上部板构成的反向“c”型空间可用于电导线和数据线的排布；左纵梁为正向的“c”型空间。
[0058]
如图1、2、6、12所示，所述横梁焊合4为中间向内凹陷的弓形结构，包括横梁盖板401，横梁底板405，横梁立板i 402，前、后两件横梁立板ii 403，两件横梁内封板404；横梁盖板401与横梁底板405分列横梁焊合的上、下两面，中间通过一件横梁立板i 402、两件横梁立板ii 403连接、两件横梁内封板404贯通连接横梁立板i 402和横梁立板ii 403，为适应悬架油气簧支耳位置，横梁焊合两侧的横梁立板ii 403延伸至纵梁上翼板、纵梁外腹板、与纵梁内腹板上部板构成的“c”型空间内，横梁盖板与纵梁上翼板水平对接，各开6
×
30
°
坡口以保证焊接质量，由俯视视角来看，横梁中间部位向内凹陷，由主视视角来看，横梁底板405中间向上凹陷，横梁整体呈现弓形样式，形成中间的敞口。横梁焊合整体呈箱型结构，承载能力高，五件横梁焊合分别位于一桥、二桥、三桥、四桥和五桥上，弓形形状为轮边电机通过上方的接线盒调试预留了空间，横梁内封板404贯通横梁立板i、ii两侧的圆孔，以及横梁立板i、ii的中间长条孔，可供散热管及高、低压线分部通过，便于分系统布置的流畅性。
[0059]
尾梁焊合设置于车架尾部，结构如图13所示，包括尾梁盖板501，前、后两件尾梁立板502，尾梁内封板503，尾梁底板504，所述尾梁盖板501、尾梁立板502和尾梁底板504围成箱体结构，在尾梁立板中心打孔，贯穿以尾梁内封板503，同时，在尾梁立板上设置供线路通过的通孔。尾梁中间内封板位置空间可供转向系统在此布置后桥转向油缸支座。
[0060]
如图1、2、9所示，所述电机支撑座焊合10为框架结构设计，包括支撑座底板1001，支撑座底板1001与左纵梁和右纵梁下翼板平齐，中间开大方孔，便于整车装配落地后从电机支撑座焊合底部即可直接进行电机更换、维修，支撑座底板1001两侧向上弯折，通过螺钉固定于两侧纵梁上；支撑座底板1001上垂直放置四件支撑座立板1003，相邻两件支撑座立板的顶部分别放置支撑座盖板1002，形成两个小的箱型结构，所述支撑座底板1001和支撑座盖板1002上设置开孔；该结构足够可承载两台轮边电机，支撑座底板1001的框架结构其中间空腔及开孔可减轻整个焊合件的重量，同时满足轮边电机从中间空腔上下挪动，从而保证了电机的维修性，各桥支撑座焊合均为此结构，前后接并连接，为通体式，加强车架整体刚性。
[0061]
如图1、4、7所示，所述动力单元上支撑梁焊合8为中间向上凸起的箱型横梁，由上侧的上支撑梁盖板801、下侧的上支撑梁底板803及两件中间支撑的上支撑梁立板802组成，上支撑梁立板802两侧延伸至纵梁上翼板、纵梁外腹板、与纵梁内腹板上部板构成的“c”型空间内，上支撑梁盖板折弯、两侧与左纵梁和右纵梁的上翼板水平对接，各开6
×
30
°
坡口以保证焊接质量，该结构为两侧动力单元连接提供足够的中间支撑，同时凸起部位为安装电池组及控制器15预留了空间，上支撑梁立板802两侧开孔，保证高低压线束从中穿过。
[0062]
如图1、4、8所示，所述动力单元下支撑梁焊合9为箱型横梁，包括底部布置的“凹”型下支撑梁底板901，立于下支撑梁底板上的两件平行的下支撑梁立板903，下支撑梁盖板
902放于两件下支撑梁立板903上，该动力单元下支撑梁焊合9底面与车架底面平齐，上表面为电池组安装提供支撑，两侧通过螺栓与车架左纵梁、右纵梁相连接，空间可供整车落地后人员对电池组检查维修，动力单元下支撑梁焊合9可拆卸便于电池组的更换。两动力单元下支撑梁焊合中间间隔间距大，为此位置电池组的安装提供了充足的放置空间，散热空间，同时便于后续电池车上维修，电池组拆装可通过拆卸支撑梁焊合以方便操作。
[0063]
两件动力单元下支撑梁焊合9分别位于前、后两端动力单元上支撑梁焊合8下方对应位置，形成纵向的框架。
[0064]
如图1、2、3、5所示，所述前梁3底面倾斜，倾斜角度为18.5
°
，与整车接近角角度相同，前梁3包括前横梁301、前梁外立板302、前梁上盖板303、前梁内立板304、前梁连接板305和前梁底板306；前梁外立板302和前梁内立板304顶部设置前梁上盖板303、底部设置前梁底板306，前梁外立板302和前梁内立板304之间后侧设置纵向的前梁连接板305，前梁外立板302和前梁内立板304分别连接至左纵梁和右纵梁，前横梁301两端分别插入前梁外立板302和前梁内立板304对称件前方并焊接固定。
[0065]
前梁外立板302和前梁内立板304的底面倾斜形状设计以适应整车接近角，前梁内立板304开方孔、前梁外立板302设置圆孔、长条孔，两个前梁内立板之间为散热器的安装提供空间，保证散热管流转，同时减小其纵截面以减轻重量，前梁作为整体焊合件插入车架左纵梁和右纵梁之间，上部两件前封板12分别放于左纵梁1与右纵梁2前端斜面与前梁后侧上方，焊接使其连接紧固，前梁3后侧与左纵梁1、右纵梁2外立面之间用后立板13焊接连接起来，后立板13底部开圆孔用于前梁预备落水孔。
[0066]
如图1、3所示，所述左纵梁和右纵梁分别设置转向过孔11，转向过孔内设置转向过孔加强环，用以加强纵梁挖孔截面处局部刚度。
[0067]
如图1、4和14所示，所述一件转向加强梁焊合i 6与两件转向加强梁焊合ii 7均为扁平箱型结构，转向加强梁焊合i放置在车架一桥转向过孔上方，通过螺栓连接车架左右纵梁及外侧的转向器支架、随动器支架，转向加强梁焊合ii分别放置在车架二桥、四桥位置的纵梁的转向过孔11上方，通过螺栓连接车架左右纵梁及外侧的垂臂立轴支座，此布置为加强车架局部强度，以适应车轮转向所产生给车架的冲击力。所述转向加强梁焊合i 6两侧分别放置一件转向加强梁连接板601，中间通过垂直竖放的两件转向加强梁立板603与水平放置的两件转向加强梁盖板602将两件连接板连接，整体为扁平的箱型结构，结构刚性好，承载能力强；所述转向加强梁焊合ii 7为与转向加强梁焊合i 6结构相同的箱型结构。
[0068]
本发明所述车架结构包含的纵梁及各焊合零部件选材为高强钢板，强度高、焊接性好，综合力学性能优等特点，为重型特种汽车越野、转弯、涉水、爬坡等复杂路况提供优先保障。
[0069]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。