一种后副车架及其车辆的制作方法

1.本技术涉及汽车技术领域，特别涉及一种后副车架及其车辆。


背景技术：

2.随着汽车的普及程度越来越高，以及高速公路的提速，整车碰撞安全越来越受到重视，但高速追尾过程中前车的安全相对后车存在被忽视的现象，前车主要依赖车身后的防撞梁及后纵梁溃缩吸收碰撞能量来应对风险，而车身后的后副车架不能有效的吸收碰撞能量。
3.相关技术中，汽车的后副车架是汽车底盘系统中非常重要的构件，后副车架连接车身和悬架等零部件，增加悬架刚性、满足后碰撞性能要求的作用，但大多的后副车架，如绝大部分燃油车常使用的钢制副车架或者最近几年兴起的铝合金副车架，其在设计上并未针对高速碰撞进行安全设计，仅基于结构强度/刚度等性能需求设计；尤其是热卖的某美国电动汽车品牌和国内头部电动汽车品牌，虽采用了铝合金材质，但纵梁由2个纵梁组合而成，强度可靠，但过于冗余。
4.使得现有的车辆及后副车架方案，针对后碰撞工况，尤其是高速后车追尾情况，依赖车身后防撞梁及后纵梁来应对风险，未对副车架进行针对性设计，当出现高速追尾事故，被追尾前车的后副车架易出现前移而侵入布置在前端的油箱或电池包，导致发生火灾或爆炸，威胁人身安全。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种后副车架及其车辆，以解决相关技术中后碰撞工况，尤其是高速后车追尾情况中被追尾前车的后副车架易出现前移而侵入布置在前端的油箱或电池包，导致发生火灾或爆炸，威胁人身安全的问题。
6.本技术实施例第一方面提供了一种后副车架，包括：
7.前横梁；
8.纵梁，其数量为两个并呈左右对称分布，其前端一体成型在所述前横梁侧壁上，所述纵梁包括前段和后段，以及位于前段和后段之间的中间弱化段，所述前段和后段的截面朝中间弱化段的方向逐渐缩小；
9.后横梁，其与所述前横梁相互平行，其两端分别一体成型在两个所述纵梁的后段侧壁上；
10.诱导槽，其设置在所述中间弱化段上，使中间弱化段受到冲击时吸能断裂。
11.一些实施例中，所述后段远离中间弱化段的一端朝远离后横梁的方向向外倾斜延伸。
12.一些实施例中，所述纵梁呈c形状。
13.一些实施例中，所述诱导槽为球窝形，所述诱导槽的槽口和中间弱化段的连接处通过圆角过度。
14.一些实施例中，所述前横梁、纵梁和后横梁均为空心管体结构，所述前横梁、纵梁和后横梁均为铝合金，所述前横梁的壁厚大于中间弱化段的壁厚。
15.一些实施例中，所述前横梁和纵梁的连接处一体成型有垂直于前横梁的稳定杆安装台，所述稳定杆安装台呈长条形状，所述稳定杆安装台上开设有稳定杆安装孔；
16.所述前段上一体成型有u形状的第一连杆安装支架和第二连杆安装支架，所述后段上一体成型有u形状的第三连杆安装支架。
17.一些实施例中，所述后横梁高于纵梁，所述后横梁和纵梁的连接处呈喇叭状并靠近纵梁截面逐渐变大，所述横梁的两端均设置有第四连杆安装支架和第五连杆安装支架，所述后横梁和纵梁的连接处设置有用于第五连杆安装支架装配的工艺孔。
18.一些实施例中，所述前横梁上设置有标识面和若干网格筋。
19.一些实施例中，所述前横梁的两端设置有车身前安装孔，所述后段的末端设置有车身后安装孔。
20.本技术实施例第二方面提供了一种车辆，包括：
21.上述任一项实施例所述的后副车架。
22.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
23.本技术实施例提供了一种后副车架及其车辆，由于后副车架的纵梁的前段和后段的截面朝中间弱化段的方向逐渐缩小，同时配合诱导槽进一步弱化纵梁的中间弱化段，使得纵梁的中间弱化段结构强度弱于前横梁，因此，在保证后副车架正常使用可靠性的基础上，针对高速后碰撞工况，能确保被追尾前车后副车架的前横梁结构完好，而纵梁在诱导槽处精准断裂，吸收碰撞能量，防止后副车架出现前移而侵入车辆前端的油箱或电池包，进而避免火灾或爆炸，提升了整车安全性能。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
25.图1为本技术实施例的结构示意图；
26.图2为本技术实施例的前横梁的剖面图；
27.图3为本技术实施例的纵梁和后横梁的局部示意图；
28.图4为本技术实施例的前横梁的局部示意图；
29.图5为本技术实施例的纵梁的局部示意图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、前横梁；2、纵梁；3、后横梁；4、诱导槽；5、稳定杆安装台；6、稳定杆安装孔；7、第一连杆安装支架；8、第二连杆安装支架；9、第三连杆安装支架；10、第四连杆安装支架；11、第五连杆安装支架；12、工艺孔；13、标识面；14、网格筋；15、车身前安装孔；16、车身后安装孔。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.本技术实施例提供了一种后副车架及其车辆，其能解决相关技术中后碰撞工况，尤其是高速后车追尾情况中被追尾前车的后副车架易出现前移而侵入布置在前端的油箱或电池包，导致发生火灾或爆炸，威胁人身安全的问题。
34.参见图1至图5所示，本技术实施例第一方面提供了一种后副车架，包括：
35.前横梁1；
36.纵梁2，其数量为两个并呈左右对称分布，其前端一体成型在前横梁1侧壁上，纵梁2包括前段和后段，以及位于前段和后段之间的中间弱化段，前段和后段的截面朝中间弱化段的方向逐渐缩小；
37.后横梁3，其与前横梁1相互平行，其两端分别一体成型在两个纵梁2的后段侧壁上；
38.诱导槽4，其设置在中间弱化段上，使中间弱化段受到冲击时吸能断裂。
39.本技术实施例的后副车架的纵梁2包括前段和后段，以及位于前段和后段之间的中间弱化段，前段和后段的截面朝中间弱化段的方向逐渐缩小，且在中间弱化段上设置有诱导槽4，诱导槽4进一步对中间弱化段进行弱化，使得诱导槽4处纵梁2的截面最小，形成纵梁的最弱区域，因而使得横梁的结构强度强于纵梁的最弱区域，能保证后副车架正常使用可靠性的基础上，针对高速后碰撞工况，能确保被追尾前车后副车架的前横梁在受冲击后不断裂位移并保持结构完好，而后副车架的纵梁在受冲击后，在纵梁的最弱区域折断，即诱导槽处精准断裂，使得后副车架纵梁失效吸收碰撞能量，进而阻断冲击力通过纵梁2持续传递至前横梁1上的路径，防止后副车架出现断裂前移而侵入车辆前端的油箱或电池包，进而避免火灾或爆炸，提升了整车碰撞安全性；
40.需要说明的是，纵梁2整体呈纵向布置方案，中间区域截面逐渐减小，两端靠近横梁区域截面逐渐变大，在前横梁1、后横梁3与纵梁2连接区域，受到的载荷大，故截面设计的较大，中间区域载荷小，截面逐渐减小，对应纵梁2的前段和后段，以及位于前段和后段之间的中间弱化段，契合了整车碰撞安全的设计需求。
41.在一些可选实施例中：参见图1所示，本技术实施例提供了一种后副车架，该后副车架的后段远离中间弱化段的一端朝远离后横梁3的方向向外倾斜延伸。
42.本技术实施例的后副车架的纵梁2的后段远离中间弱化段的一端朝远离后横梁3的方向向外倾斜延伸，形成后段的部分斜向布置，当车辆遭遇高速后碰撞工况时，后副车架的末端斜向布置段受到后方载荷冲击，形成一个绕斜角的力臂，使得后副车架的纵梁2的后段会比较容易碰撞断裂，会吸收部分碰撞能量，有利于后副车架整体吸收碰撞能量；
43.同时后副车架的纵梁2的后段部分斜向布置，可以顺应车身装配结构，避让装配工具，同时对于车身后副车架，使得后副车架侧边末端安装连接处尽可能在一个竖直直线区域，有利于结构简单和轻量化；
44.需要说明的是，后副车架的纵梁2的后段结构设置在本技术中的作用是保证后副
车架的纵梁2的后段能辅助吸能断裂并避让装配工具，并未对后段倾斜角度进行限定，因此可以理解的是，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对后副车架的纵梁2的后段尺寸、形状和倾斜方向进行适应性调整。
45.在一些可选实施例中：参见图1所示，本技术实施例提供了一种后副车架，该后副车架的纵梁2呈c形状。
46.本技术实施例的后副车架的纵梁2呈c形状，与前横梁1和后横梁3各形成一个角度，当车辆遭遇高速后碰撞工况时，后副车架的纵梁2的末端受到后方载荷冲击，就会分解出一个垂直于纵梁2中间弱化段方向的折弯力，来加速中间弱化段的断裂吸能过程，进而阻断冲击力通过纵梁2持续传递至前横梁1上的路径，进而起到辅助吸能断裂的作用，避免前横梁1持续受力而断裂侵入车辆前端的油箱或电池包，进而避免火灾或爆炸，提升了整车碰撞安全性；
47.需要说明的是，后副车架的纵梁2的结构设置在本技术中的作用是吸能断裂，避免前横梁1持续受力而断裂前移，并未对c形状的纵梁2的弯曲角度进行限定，因此可以理解的是，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对纵梁2的弯曲角度和方向进行适应性调整。
48.在一些可选实施例中：参见图5所示，本技术实施例提供了一种后副车架，该后副车架的诱导槽4为球窝形，诱导槽4的槽口和中间弱化段的连接处通过圆角过度。
49.本技术实施例的后副车架的中间弱化段上的诱导槽4为球窝形，且诱导槽4的槽口和中间弱化段的连接处通过圆角过度，诱导槽4的位置到前横梁1和后横梁3的距离基本相等，诱导槽4深度优选15mm，圆角优选r15mm，优选布置在截面呈矩形状的纵梁2的外侧一角并呈45
°
分布，使得诱导槽4局部区域截面为整个纵梁的最小处，形成最弱区域，但诱导槽4的槽口和中间弱化段的连接处通过圆角过度，使得整体上截面变化顺滑、不突兀，避免应力集中的不利现象；
50.同时基于这样设置诱导槽4的纵梁，不至于对纵梁2严重弱化，能满足在常规使用工况，结构可靠，保证高速后碰撞工况中，纵梁2能在诱导槽4处精准开裂，诱导副车架纵梁失效吸收碰撞能量，提升整车碰撞安全；
51.同时，铸造工艺中，存在脱模工序，球窝形的诱导槽4适合设计在边缘，有利于脱模。
52.需要说明的是，诱导槽4的结构设置在本技术中的作用是弱化纵梁2的中段弱化区，进而诱导副车架纵梁2失效吸收碰撞能量，提升整车碰撞安全，因此可以理解的是，基于此，其他尺寸、形状和朝向诱导槽4也能用于本技术中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对诱导槽4的尺寸、形状和朝向进行适应性调整。
53.在一些可选实施例中：参见图1至图5所示，本技术实施例提供了一种后副车架，该后副车架的前横梁1、纵梁2和后横梁3均为空心管体结构，前横梁1、纵梁2和后横梁3均为铝合金，前横梁1的壁厚大于中间弱化段的壁厚。
54.本技术实施例的后副车架整体为铝合金铸造成型且整体呈现中空设计，铝合金铸造成型材料延伸率低，对应失效模式是断裂，契合本本技术中间弱化段和诱导槽的设计，使得现有的铝合金材质后副车架在保证结构强度和刚度等性能需求的前提下，纵梁2能吸能精准断裂，避免后副车架易出现前移而侵入布置在前端的油箱或电池包，导致发生火灾或
爆炸，威胁人身安全的问题；
55.后副车架整体呈现中空减重设计，前横梁1整体呈水平布置，前横梁1中间区域近似等截面且平直布置，截面呈五边形结构，五边形结构包括两组平行的对边以及一个斜边，斜边用于避让布置在前横梁和下车身底板间的高压线束，方便协调车身装配，前横梁1的剖切结构为厚度4.5mm的薄壁形成封闭截面，确保了结构强度、刚度等性能需求，保证强度的情况下，避免冗余，提升了后副车架的轻量化程度，有利于提升整车燃油经济性和续航里程；
56.需要说明的是，后副车架在非安装需求的大部分区域壁厚均为4.5mm，其他区域，基于结构、性能和工艺需求适当调整壁厚，同时后副车架上和设置有多处铸造孔，用作辅助铸造，同时进一步减重，提升后副车架的轻量化程度；
57.前横梁1的壁厚大于中间弱化段的壁厚，具体为前横梁1截面面积比纵梁2中间弱化段截面面积大20％左右，前横梁1延伸出纵梁2的端部区域的壁厚为5.5mm，保证安装后，能承受较大载荷，使得副车架前横梁1整体结构强度高于纵梁2，实现遭遇高速后碰撞事故，车辆后副车架的前横梁1完好且位置不变，纵梁2断裂吸收碰撞能量，防止后副车架侵入前端的油箱或电池包，避免火灾或爆炸，进而提升整车安全性能。
58.在一些可选实施例中：参见图1和图4所示，本技术实施例提供了一种后副车架，该后副车架的前横梁1和纵梁2的连接处一体成型有垂直于前横梁1的稳定杆安装台5，稳定杆安装台5呈长条形状，稳定杆安装台5上开设有稳定杆安装孔6；
59.前段上一体成型有u形状的第一连杆安装支架7和第二连杆安装支架8，后段上一体成型有u形状的第三连杆安装支架9。
60.本技术实施例的后副车架的前横梁1和纵梁2的连接处一体成型有垂直于前横梁1的稳定杆安装台5，稳定杆安装台5的端面为平面，稳定杆安装台5上开设有垂直与端面的稳定杆安装孔6，稳定杆安装孔6为两处，稳定杆安装孔6为m10螺纹孔，用于稳定杆紧固，该处厚度25mm，为m10螺栓直径的2.5倍，确保螺纹孔强度可靠，满足车身稳定杆的连接强度及刚度需求；
61.同时长条形状的稳定杆安装台5的中间区域设置有内壁凹槽结构，壁厚为9mm，相对两端螺纹孔区域，减轻重量，进一步轻量化设计，基于此，稳定杆安装区域在满足装配需求的同时也同步加强了前横梁1，进一步保证副车架前横梁1整体结构强度高于纵梁2，实现遭遇高速后碰撞事故，前横梁1完好，纵梁2断裂吸收碰撞能量，防止后副车架侵入前端的油箱或电池包，避免火灾或爆炸，提升整车安全性能；
62.需要说明的是，稳定杆安装台5的的结构设置在本技术中的作用是保证车身稳定杆连接强度及刚度需求并同时加强前横梁1，基于此，其他尺寸、形状和结构的稳定杆安装台5也能用于本技术中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对稳定杆安装台5的尺寸、形状和结构进行适应性调整；
63.纵梁2的前段上一体成型的u形状的第一连杆安装支架7和第二连杆安装支架8以及后段上一体成型有u形状的第三连杆安装支架9，均用于连接车身悬架连杆等零部件；
64.需要说明的是，靠近前横梁1和后横梁3区域的纵梁2的前段和后段处对应的横截面大，因而，前段和后段处结构强度大，能承受的载荷也更大，因而纵梁2的前段上设置第一连杆安装支架7和第二连杆安装支架8，后段上设置第三连杆安装支架9的设计，使得第一连
杆安装支架7、第二连杆安装支架8和第三连杆安装支架9处的结构强度大，能承受较大的载荷，满足与车身悬架连杆等零部件的装配连接。
65.在一些可选实施例中：参见图1和图3所示，本技术实施例提供了一种后副车架，该后副车架的后横梁3高于纵梁2，后横梁3和纵梁2的连接处呈喇叭状并靠近纵梁2截面逐渐变大，横梁的两端均设置有第四连杆安装支架10和第五连杆安装支架11，后横梁3和纵梁2的连接处设置有用于第五连杆安装支架11装配的工艺孔12。
66.本技术实施例的后副车架的后横梁3高于纵梁2，且后横梁3整体呈水平布置，用于满足车身装配需求，副车架纵梁2与后横梁3的连接处呈喇叭状，能承受较大的工作载荷，副车架纵梁2与后横梁3的连接处靠近纵梁2的截面逐渐变大，基于此保证所需的结构强度和刚度；
67.同时后横梁3设置上第四连杆安装支架10和第五连杆安装支架11，用于连接车身悬架连杆等零部件，但第五连杆安装支架11基于性能及装配需求，靠近后横梁两端主体，装配杆件过程中，螺栓沿图中轴线方向被右侧的纵梁遮挡，纵梁2上对应区域开设优选为方形的工艺孔12，工艺孔12贯穿喇叭状区域，便于螺栓装配和拆卸，并且该工艺孔12也可起到减重的效果，提升了后副车架轻量化水平。
68.在一些可选实施例中：参见图1所示，本技术实施例提供了一种后副车架，该后副车架的前横梁1上设置有标识面13和若干网格筋14。
69.本技术实施例的后副车架的前横梁1上设置有标识面13，标识面13用于标记logo、供应商代码、零件号、零件批次等信息，方便后副车架生产和使用追踪；
70.同时前横梁1上设置有若干网格筋14，网格筋14分布在前横梁1上多处位置，网格筋14的高度为1mm，主要用于提升后副车架的铸造质量，前横梁1上网格筋14的网格面处在铸造模具的上端面，在铸造过程中，气体向上聚集、排出，故使铸造过程中部分未排出的小气泡处在网格筋14处而非横梁端面，相应形成的小气孔也出现在网格筋14上，避免对前横梁1主体结构造成缺陷损伤，进而提升产品合格率，同时网格筋14也有利于提升产品的工程美观性，同时前横梁1上完整的平面，网格筋14设置在完整的平面上，有利于模具上的网格加工；
71.需要说明的是，网格筋14的结构设置在本技术中的作用是容纳铸造过程中部分未排出的小气泡，进而提升产品合格率，因此可以理解的是，并不仅限网格筋的形状，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对网格筋的尺寸、形状和分布进行适应性调整。
72.在一些可选实施例中：参见图1和图3所示，本技术实施例提供了一种后副车架，该后副车架的前横梁1的两端设置有车身前安装孔15，后段的末端设置有车身后安装孔16。
73.本技术实施例的后副车架的前横梁1的两端设置有车身前安装孔15，纵梁2后段的末端设置有车身后安装孔16，形成四个安装点，组合成用于和车身装配的结构。
74.本技术实施例第二方面提供了一种车辆，包括：
75.上述任一项实施例的后副车架。
76.申请实施例的后副车架，通过对应的前横梁1优化设计和纵梁2中间区域的弱化设计和诱导槽4设计，使得前横梁1整体结构强于纵梁2，在保证正常使用可靠性的基础上，对高速后碰撞工况，确保前横梁1结构完好，而纵梁2精准断裂，吸收碰撞能量，防止后副车架侵入前端的油箱或电池包，避免火灾或爆炸，提升整车安全性能；
77.同时申请实施例的后副车架为铝合金材质，纵梁2结构弱化，同时多处减重设计，轻量化设计，有利于提升整车燃油经济性和续航里程。
78.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
79.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
80.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。