一种抗扭曲车架结构及工程车的制作方法

1.本技术涉及汽车车架结构领域，尤其涉及一种抗扭曲车架结构及工程车。


背景技术：

2.车架是汽车的基础，车身和其他部件固定在车架上，由车架来承受绝大部分载荷，因此车架需要具有较高的强度、刚度和抗扭曲能力，以确保整车的稳定性和安全性。传统工程车的车架由于其自重大，特殊的施工方式导致车身两侧受力不均，容易发生扭曲变形，影响正常使用，因此需要设计一种抗扭曲车架结构来解决现有的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种抗扭曲车架结构及工程车。
4.本实用新型提供如下技术方案：
5.第一方面，提供一种抗扭曲车架结构，包括：车架本体、侧梁组件、加强组件和斜撑，所述车架本体两侧安装所述侧梁组件，所述加强组件设于所述车架本体上且一端与所述侧梁组件连接，所述斜撑一端与所述侧梁组件侧面相连，所述斜撑另一端与所述加强组件相连，所述斜撑、所述侧梁组件和所述加强组件形成稳定的三角结构。
6.结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述车架本体包括底板、车尾横梁、中间横梁和两个大梁，所述底板上对称安装两个所述大梁，所述底板一端安装所述车尾横梁，所述底板上远离所述车尾横梁的另一端安装所述中间横梁，两个所述大梁的一端分别与所述车尾横梁相连，两个所述大梁的另一端分别与所述中间横梁的两端相连。
7.结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述侧梁组件包括左侧梁和右侧梁，所述底板一侧安装所述左侧梁，所述底板相对的另一侧安装所述右侧梁，所述左侧梁和所述右侧梁相对的一端分别与所述车尾横梁配合连接。
8.结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述左侧梁及所述右侧梁均包括第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板围成长条形方框结构。
9.结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述侧梁组件内部对应所述斜撑处均安装中间加强筋。
10.结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述加强组件包括第一连接加强筋和第二连接加强筋，所述底板上安装数根所述第一连接加强筋，所述第一连接加强筋的两端分别与相邻的所述侧梁组件及所述大梁连接，所述第二连接加强筋的一端与所述大梁远离对应的所述中间横梁的一侧连接，所述第二连接加强筋的另一端与相应的所述侧梁组件连接。
11.结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述斜撑另一端与所述第一连接加强筋焊接固定。
12.结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述斜撑与所述侧梁组件相连的端部
位于所述侧梁组件中心线上方。
13.第二方面，提供一种工程车，包括上述抗扭曲车架结构。
14.本实用新型的实施例具有如下优点：
15.相比现有技术，本实用新型提供的抗扭曲车架结构能够通过设置侧梁组件和加强组件增大车架本体的抗扭曲能力，进而提高整车的车身结构安全性，并且通过将斜撑安装在加强组件与侧梁组件之间，形成稳定的三角结构，车架本体不易发生变形，进一步增强车架本体的强度、刚度和抗扭曲能力。
16.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
18.图1示出了抗扭曲车架结构的结构示意图；
19.图2示出了中间加强筋的结构示意图；
20.图3示出了第一侧板和第二侧板的结构示意图；
21.图4示出了右侧梁的受力示意图。
22.主要元件符号说明：
23.100-车架本体，101-底板，102-车尾横梁，103-大梁，104-中间横梁；200-侧梁组件，201-左侧梁，202-右侧梁，203-第一侧板，204-第二侧板，205-中间加强筋；300-加强组件，301-第一连接加强筋，302-斜撑，303-第二连接加强筋。
具体实施方式
24.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
25.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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技术中的具体含义。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.实施例一
30.请参阅图1至图4，本实用新型提供一种抗扭曲车架结构，包括车架本体100、侧梁组件200、加强组件300和斜撑302，所述车架本体100两侧安装所述侧梁组件200，所述加强组件300设于所述车架本体100上且一端与所述侧梁组件200连接，所述斜撑302一端与所述侧梁组件200侧面相连，所述斜撑302另一端与所述加强组件300相连，所述斜撑302、所述侧梁组件200侧面和所述加强组件300形成三角形结构。
31.在本实施例中，车架本体100两侧固定安装侧梁组件200，侧梁组件200能增大车架本体100的抗扭曲能力，在安装侧梁组件200之前，当车架本体100受到扭力时，仅能通过车架本体100抵抗变形，安装侧梁组件200后，侧梁组件200能连同车架本体100一同抵抗扭曲变形。通过增大侧梁组件200与其长度方向垂直的横截面面积，即使车架本体100的两侧受力不均匀，也能通过侧梁组件200增强车架本体100的抗扭曲能力，提高车身结构的安全性。
32.在本实施例中，加强组件300固定安装在车架本体100与侧梁组件200之间，加强组件300能够增大车架本体100和侧梁组件200一同抵抗变形的能力，以及当车架本体100将扭力传递至侧梁组件200时，加强组件300能使侧梁组件200自身抵抗变形的效果增强。
33.在本实施例中，斜撑302、侧梁组件200和加强组件300形成稳定的三角结构，当车架本体100受到扭力时，能通过斜撑302形成的稳定三角结构进一步提高车架本体100的整体刚度。
34.请继续参阅图1，所述车架本体100包括底板101、车尾横梁102、大梁103和中间横梁104，所述底板101上对称安装两个所述大梁103，所述底板101一端安装所述车尾横梁102，所述底板101上远离所述车尾横梁102的另一端安装所述中间横梁104，两个所述大梁103的一端分别与所述车尾横梁102相连，两个所述大梁103的另一端分别与所述中间横梁104的两端相连。
35.在本实施例中，底板101中部对称固定安装两根大梁103，底板101一端固定安装车尾横梁102，底板101远离车尾横梁102的一端固定安装中间横梁104，大梁103一端与车尾横梁102固定连接，大梁103另一端与中间横梁104配合连接。车尾横梁102、大梁103和中间横梁104形成ⅱ字型结构，且车尾横梁102、大梁103和中间横梁104与底板101固定连接成一体结构，能够提高底板101的抗扭曲能力。
36.如图1所示，所述侧梁组件200包括左侧梁201和右侧梁202，所述底板101一侧安装所述左侧梁201，所述底板101相对的另一侧安装所述右侧梁202，所述左侧梁201和所述右侧梁202相对的一端分别与所述车尾横梁102配合连接。
37.在本实施例中，底板101侧面固定安装左侧梁201，底板101相对的侧面固定安装右
侧梁202，左侧梁201和右侧梁202端部均与车尾横梁102固定配合连接，左侧梁201、右侧梁202和车尾横梁102形成u形结构，车架本体100受到外力发生扭曲变形时，与车架本体100连接的左侧梁201和右侧梁202能连同车架本体100抵抗扭曲变形，即通过安装左侧梁201和右侧梁202增强底板101的抗扭曲能力。
38.请继续参阅图1，所述加强组件300包括第一连接加强筋301和第二连接加强筋303，所述底板101上安装数根所述第一连接加强筋301，所述第一连接加强筋301的两端分别与相邻的所述侧梁组件200及所述大梁103连接，所述第二连接加强筋303的一端与所述大梁103远离对应的所述中间横梁104的一侧连接，所述第二连接加强筋303的另一端与对应的所述侧梁组件200连接。所述斜撑302上端与所述侧梁组件200的接触处位于所述侧梁组件200中心线上方。
39.在本实施例中，底板101上关于大梁103对称安装八根第一连接加强筋301，第一连接加强筋301一端与对应的大梁103侧面固定连接，第一连接加强筋301另一端与对应的侧梁组件200侧面固定连接。靠近中间横梁104的一组第一连接加强筋301与中间横梁104之间的距离为400mm-500mm，往车尾横梁102方向的相邻两根第一连接加强筋301的间距以50mm-80mm递增，靠近车尾横梁102的第一连接加强筋301与车尾横梁102之间的距离比靠近中间横梁104的第一连接加强筋301与中间横梁104之间的距离大。由于越靠近车头侧，其扭曲变形刚度越大，因而需要较密集的第一连接加强筋301与大梁103相互配合连接，减小各部件的受力，减小挠度。
40.在本实施例中，大梁103与同侧的侧梁组件200之间对应中间横梁104外端处均固定安装第二连接加强筋303，第二连接加强筋303一端与同侧的大梁103侧面固定连接，第二连接加强筋303另一端与同侧的侧梁组件200固定连接。车尾横梁102、侧梁组件200、中间横梁104和第二连接加强筋303围成闭合的大箱体结构，第一连接加强筋301、大梁103和侧梁组件200围成多个小箱体结构，大箱体结构被分隔成多个小箱体结构，能够进一步的增强车架本体100的抗扭曲能力。
41.在本实施例中，第一连接加强筋301与对应的侧梁组件200之间均安装斜撑302，斜撑302一端与第一连接加强筋301顶面焊接，斜撑302另一端与侧梁组件200侧面焊接。斜撑302最上端边线超过侧梁组件200的中心线，并尽可能靠近侧梁组件200的上端面。
42.如图4所示，在本实施例中，当右侧梁202、第一连接加强筋301和斜撑302三者保持平衡时，假设斜撑302与第一连接加强筋301之间的夹角为α，根据其中f为右侧梁202的受力，f1为第一连接加强筋301的受力，当f保持不变，α角度增大时，tanα增大，f1变小。同理小。同理f2随着角度α增大而变小。由力的矢量三角形法则当f1减小，即斜撑302的a端远离大梁103时，f2减小，能够减少材料的使用，有利于节约成本，但此时第一连接加强筋301上的a点到大梁103其扭曲变形会变大，导致车架扭曲变形变大。减小夹角α，f1变大，f2变大，斜撑302和第一连接加强筋301选择屈服强度较大的材料有利于减小车架扭曲变形。
43.如图2和图3所示，所述左侧梁201及所述右侧梁202均包括第一侧板203和第二侧板204，所述第一侧板203和所述第二侧板204围成长条形方框结构。所述侧梁组件200内部
对应所述斜撑302处均安装中间加强筋205。
44.在本实施例中，侧梁组件200由第一侧板203和第二侧板204焊接固定组成，第一侧板203与其长度方向垂直的截面为u形结构，第二侧板204侧面与第一侧面203侧面形成封闭的中空结构，第一侧板203和第二侧板204的与其长度方向垂直的横截面为长方形。第一侧板203内侧面对应斜撑302处均固定焊接中间加强筋205，当车架本体100受到扭力时，斜撑302受力对侧梁组件200接触处造成形变，通过中间加强筋205能够增强侧梁组件200与斜撑302接触处的刚度，从而能够减小侧梁组件200的形变量，确保车架结构的稳定性，提高车架结构的安全性能。
45.在本实施例中，通过增大第一侧板203与第二侧板204形成的框架结构的横截面面积，从而提高左侧梁201和右侧梁202的刚度。通过增大侧梁组件200的横截面积，特别是增大第一侧板203和第二侧板204横截面长边与短边的比值，使得左侧梁201和右侧梁202的长边挠度变小，刚度增强。
46.在本实施例中，将左侧梁201和右侧梁202的高度和宽度控制在合适范围内。左侧梁201和右侧梁202的高度太高会增加材料的成本，影响美观，左侧梁201和右侧梁202的高度太低会造成刚度小，无法抵抗扭曲变形。在不同自重条件下，设置合理的左侧梁201和右侧梁202宽度，既能保证左侧梁201和右侧梁202达到抵抗扭曲变形的能力，又能在一定程度上达到降低材料成本的目的。
47.实施例二
48.请参阅图1至图4，本实施例还提供一种工程车，包括实施例一所述的抗扭曲车架结构。
49.在本实施例中，工程车安装抗扭曲车架结构，当工程车施工时，由于工程车的其他部件都固定在车架本体100上，因此车架本体100承受绝大部分载荷。通过侧梁组件200和加强组件300对车架本体100起到加强支撑的效果，即通过左侧梁201、右侧梁202、第一连接加强筋301、第二连接加强筋303和斜撑302提高车架本体100的强度、刚度和抗扭曲能力。
50.在本实施例中，第一连接加强筋301、左侧梁201和右侧梁202固定焊接在底板101上，能够增大底板101抗变形的能力。斜撑302能抵抗第一连接加强筋301与侧梁组件200之间由于底板101发生扭曲而产生的变形效果。通过在左侧梁201和右侧梁202内部固定安装中间加强筋205，能够使斜撑302受到的底板101的扭力在作用到侧梁组件200时，中间加强筋205能够加强侧梁组件200与斜撑302接触处的强度，避免斜撑302作用到侧梁组件200上直接导致侧梁组件发生变形。
51.底板101得到了强度和刚度上的加强，从而避免工程车因其自重大、特殊施工方式导致车身受力不均，进而导致车架本体100在此工况下出现严重的扭曲变形，提高车身结构的安全性。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
53.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。