CN1179863C - 车体构造 - Google Patents

Abstract

根据本发明的车体构造，采用一对第一元件来加强一底盘元件，而包括许多根管子的第二元件沿汽车宽度方向设置，用于组合第一元件(1)，第二元件的一端沿汽车长度方向延伸并在插入侧梁内以焊接方式固定，这样就无必要提供任何加强材料，因为第二元件沿汽车宽度方向有一个连续的高强度，另外，也不必为保证刚度而增加板材的厚度因为第二元件插入该侧梁内，还有，第二元件可通过将一根现成的钢管切割为预定尺寸的方式生产，因此仅改变切割尺寸就能适应车宽的变化。

Description

车体构造

本发明主要涉及一种汽车底盘部分的车体构造。

各种带有框架构造并能够承受施加在车体上的外力的车体构造，一直被设计并应用于载重汽车等，它要求安全性。

例如，日本发明临时公开第498683号(现有技术1)公开了一种梯形框架，其构造为用一系列的跨接元件连接一对沿纵向延伸的边框架，一车体与该梯形框架对接。

另一方面，车重要求较轻的载人轿车有一单壳机身结构，其整个车身承受施于其上的外力，底盘被许多沿纵向及横向设置的元件加固，以保证在遭受前部撞击或侧部撞击时所需要的强度。例如，图7给出了一具有普通单壳机身结构的车体截面图。如图7所示，一对沿纵向设置的左、右侧部元件101(图7只给出了一侧)焊接在一底盘102的底面上(焊接部分示为Z)，从而沿纵向加固底盘102，一冲压成型的跨接元件103被焊接于该底盘102中央的一管件102a和一对左右侧梁103之间(焊接部分示为Y)，从而沿横向加固底盘102。

在带有单壳机身结构的汽车上，跨接元件104经管件102a分为两部分，这就使得该跨接元件104不可能获得足够的强度。另外，该跨接元件104是通过将其外端靠在侧梁103的侧面进行焊接的，所以焊接部分强度很低。为了保证足够的强度，就有必要增加加固材料、增加跨接元件104的数量或增加跨接元件104、底盘102、侧梁103等的板材厚度，这样就增加了汽车重量。如果不同车宽的多种型号的汽车有一个包含通用件的称为平板底盘的底盘部分，就有必要根据车宽改变跨接元件104的长度。但是因跨接元件104由冲压成型，就必须根据每个跨接元件104的长度用模具单个成型，这将导致生产成本增加。

因此，本发明的目的是提供一种车体构造，它能保证足够的车体强度并可完全获得单壳机身结构的效果，而不增加车体重量，如果在多种型号的汽车上采用通用的底盘还能很容易地适应车宽等的变化。

以上目的可通过提供一种车体构造来实现，该车体构造包括：一构成汽车底面的底盘元件、一对有着封闭截面形状并沿车的宽度方向组装于该底盘元件两侧的侧梁、一对沿车的长度方向延伸并组装于该底盘元件底面的第一元件、一系列与前述第一元件对组装的第二元件，该第二元件通过与分别插入所述侧梁的第二元件的至少一根的两端相焊接而安装于所述底盘元件的底面。因第二元件是沿车宽方向连续形成，具有足够的强度，所以也就没有必要在焊接部分提供任何加固材料。另外，第二元件是在插入侧梁的阶段通过焊接高刚性地安装在侧梁上，这样就不必为保证刚性而增加侧梁等物的板材厚度。还有，第二元件可通过将一根现成钢管切割为预定尺寸的方法生产，这就可仅改变切割尺寸而对应车宽的变化。

附图的简要说明

本发明的性质、其目的及优点将在以下通过参考附图进行说明，全部附图中相同的引用符号表示相同或近似部件，其中：

图1为本发明的车体构造一个实施例的分解立体图，

图2为沿图1中II-II方向的剖面图，给出了横管和侧梁的组合状态。

图3为沿图2中III-III方向的剖面图，给出了横管和侧梁的组合状态。

图4为一示意图，给出了将一底盘装到横管上的程序，

图5为一示意图，给出了连接侧梁内部的程序，

图6为一示意图，给出了连接侧梁外部的程序，

图7为一截面图，给出了在现有车体结构中一跨接元件和一侧梁的组合状态。

最佳实施例详细说明

本发明车体结构将参照图1-7加以描述。

参见图1，一对侧部元件1即第一元件沿车体长度方向安装，每一个侧部元件有一向上开口的凹形区，它根据车底及相关部件的形状而上下弯曲。

在汽车前部每一个侧部元件1都在1a范围内有一个封闭的截面形状，这是为了当汽车从前面被撞击时可获得足够的能量缓冲和足够的车体强度。在两侧部元件1之间，沿车体宽度方向上装有一个有方形截面形状的跨接元件2和五个作为第二元件的且有圆形截面形状的横管3a-3e。两侧部元件1通过跨接元件2和横管3a-3e彼此相连。

横管3a-3e是直线形的，它们通过将一根现成的钢管切割为预定尺寸而制成。从前数第一根横管3a标为3a，第二根横管3b标为3b，第三根横管标为3c，第四根横管标为3d，第五根横管标为3e。

跨接元件2置于第一横管3a和第二横管3b之间，第一横管3a插入侧部元件1并通过焊接方式固接于侧部元件1上。参见图3，第二至第五根横管3b-3e从上面装入设置在侧部元件1上的弧形槽101a内，横管3b-3e的连接部分通过焊接方式安装(在图3中焊接部分表示为A)。

如图1，一放射状支撑件4、一挡泥板5、一前底盘6和一后底盘7被置于侧部元件1上，根据本实施例，底盘元件包括前底盘6和后底盘7。放射状支撑件4通过焊接方式安装于第一横管3a上，挡泥板5通过焊接方式安装于跨接元件2，前底盘6通过焊接方式安装于第二横管3b上，后底盘7通过焊接方式安装于第三至第五根横管3c-3e上。

前底盘6包括以下三部分：一中心中心管件10和一对左右底部元件11，中心管件10通过折弯方式成型，其形状象一开口向下的管道并沿车体长度方向延伸，底部元件11通过冲压方式成型，并通过激光焊接方式安装于中心管件10的左右两侧(在图2中焊接部分表示B)。两底部元件11的形状都使得带有向下开口的较浅的肋板的元件焊接部分11a能够沿车体长度方向延伸。如图2所示，侧部元件1以这样的方式从下面连接于元件的焊接部分11a从而形成一个封闭截面(在图2中焊接部分表示为C)，底部元件11具有带有向下开口的较浅肋板的管子焊接部11b，该管子焊接部11b为连续成型的直线形，它穿过成型于中心管件10两侧的槽10a。

如图3，第二横管3b从下面安装于管子焊接部11b上，第二横管3b通过在同一截面的三个点焊接而安装于管子焊接部11b的内壁上(在图3中焊接部分表示为D)，第二横管3b还通过焊接安装于中心管件10的内壁上(在图2中焊接部分表示为E)，管子焊接部11b突出在汽车车厢中底面上，以便装入一前座的前部，焊接于底部元件11上的一支架(未表示)用于安装该前座的后部。

见图1，后底盘7为冲压成型。在后底盘7的前部，一管件12和元件焊接部分13从位于前底盘6的中心管件10和元件焊接部分11a起连续成型，后底盘7的前端与前底盘6的后端为激光焊接组合，左右侧部元件1通过焊接方式与后底盘7的元件焊接部分13相连接。由此就将前底盘6与后底盘7组合在一起。

管子焊接部14、15都有向下开口的肋板，它们成型于后底盘7的前部和中部并沿车体水平方向延伸。第三和第四根横管3c、3d分别从下面安装于管子焊接部14、15，第三根横管3c也为焊接，与第二横管3b方式相同，后档板16焊接于后底盘7的后部。第五根横管3e焊接于后档板16的底部，后档板16通过将一底板16b焊接至一后端底盘16a上而形成。

另一方面，侧梁20置于前底盘6的两侧，侧梁20通过将一侧梁内面21的顶端和底端与一侧梁外面22的顶端和底端焊接在一起而制成(在图2中焊接部分表示为F)，形成了一封闭截面。侧梁内面21安装于前底盘6的底部11和后底盘的左右端(在图2中焊接部分表示为G)。虽未示出，侧梁20的前端通过焊接安装于挡泥板5上，侧梁20的后端通过焊接安装到一个后围板(quarter panel)。

第二根和第三根横管3b、3c自侧部元件1沿车体宽度方向延伸，并插入设置在侧梁内面21和侧梁外面22的接合孔21a、22a内。横管3b、3c的外圆周通过焊接安装于接合孔21a、22a的内圆周(在图2中焊接部分表示为H和I)，第二根和第三根横管3b、3c的端部暴露于侧梁外面22，并被覆盖了整个侧梁20的装饰层23所覆盖。

现在来描述一下该车体结构的组装过程，它们在生产线上被以前述方式生产出来，特别是前底盘6、横管3a-3e和侧梁20的组装程序：

首先，侧部元件1、跨接元件2和横管3a-3e通过焊接方式组合，然后，如图4所示，将中心管件10和底部元件11安装其上。如图5，左右底部元件11的内端对应于中心管件10的两侧，底部元件11上的元件焊接部分11a与侧部元件1连接，底部元件11上的管子焊接部11b装入第二根横管3b。在此情形下，底部元件11与中心管件10焊接，底部元件11上的元件焊接部分11a焊接于侧部元件1上，管子焊接部11b的内壁及中心管件10焊接到第二根横管3b上。

同时，后底盘7置于侧部元件1上，后底盘7的前端焊接到前底盘6的后端上。与前底盘6的情况一样，后底盘7焊接到侧部元件1和横管3a-3e上，放射状支撑件4和挡泥板5被焊接到侧部元件1的相应位置上。

然后，侧梁内面21如图6所示接装于第二根和第三根横管3b、3c的左右两端，它们通过将横管3b、3c装入接合孔21a进行焊接，侧梁内面21还焊接于前底盘6和后底盘7的左右端。侧梁外面22接装于侧梁内面21的外侧，它们通过将横管3b、3c装入接合孔22a进行焊接，侧梁内面21的顶端和底端与侧梁外面22被焊接在一起。与此同时，侧梁20的前端焊接至挡泥板5，而侧梁20的后端焊接到一个后围板(quarterpanel)，装饰层23在完成电镀后被装配于侧梁外面22的外表面。这样就完成了车体底部的主要组装，然后可以开始组装车座及顶部，在此不做详述。

以上方式生产的本实施例的车体构造中，第二根和第三根横管3b、3c为经中心管件10、12并沿车体宽度方向连续形成，如图2等图清楚所示。由于这个原因，与图7所示的现有技术中一跨接元件104被分为左右两部分的情况相比，横管3b、3c有足够的强度。

本实施例的车体结构减少了沿车体长度方向延伸的横管3b、3c的数量、节省了在两分开的跨接元件104之间必需使用的加固材料(如一主干跨接元件和一主干加强件用以加强一管件102a内部强度)。因横管3b、3c是通过插入侧梁20内并焊接的方式安装于侧梁内面21侧梁和侧面22，横管3b、3c和侧梁20为高刚性组合，这样就消除了侧梁20等物的板材厚度的增加及为保证组合件刚性而采取的类似措施的必要性。

理所当然地，本实施例的车体结构能够保证车体的足够强度而无须增加汽车重量来完全获得单壳机身结构的效果。

另一方面，若在具有不同车宽的许多车型上应用一种平板，就必须改变与车宽相关的参数如挡泥板5和前后底盘6、7的宽度及横管3a-3e的长度。根据本实施例的车体结构，与现有技术一样也必须为挡泥板5和后底盘7等准备专用件，但是横管3a-3e和前底盘6就有可能采用通用件。

尤其是，横管3a-3e是通过将一根现成的钢管切割为预定尺寸而作成，这样就无须象图7的现有技术中跨接元件103那样根据长度用模具成型横管3a-3e。还有，如图3所示，本技术可通过在水平方向上改变侧梁20的安装位置来应对车宽的变化，而不必改变横管3b、3c的长度。前底盘6分为以下三部分：中心管件10和左右底部元件11，可采用通用的不同宽度的中心管件10和底部元件11，从而很容易的应对车宽的变化。所以，若平板在许多车型上应用的话，就可采用通用件而容易地应对车宽及其他变化并降低维护费用。

以上优点也可适用于侧部元件1的左右端间距随车宽变化的情形。仅通过改变横管3a-3e的长度即可轻易改变侧梁20的间距。另外，根据本实施例，前底盘6分为三部分，这就使得中心管件10和底部元件11的材料厚度能够容易的分辨，因此也就能够通过增加与车体刚性极为相关的中心管件10的材料厚度来获得足够的强度，并通过减少底部元件11的材料厚度来控制车体重量的增加。

一般而言，整个前底盘6应冲压成型，因其为三维形状。但根据本实施例，前底盘6可通过弯折成型，因为中心管件10作为一个单元实际上有一个二维形状。众所周知折弯可很容易的作成一折边，则中心管件10的强度就可通过中心管件10上的一角件10b(在图1和图2示出)上清晰成型的折边而得到进一步加强。

以上是本实施例的描述，但本发明并不限于本实施例，例如，本发明可应用于轿车的车体结构，也可用于货车或一厢轿车。

在上述实施例中，前底盘6包括以下三部分：中心管件10和一对底部元件11。而前底盘6不是必须分开的，例如，前底盘6可象后底盘7那样整体冲压成型。

在上述实施例中使用了带有圆形截面的横管3a-3e，但其截面形状不应被特定限制，如横管截面可为方形。在上述实施例中应用了5根横管3a-3e，但横管数量不应被特定限制，横管数量可根据汽车具体情况而变化。

Claims (10)

1、一种车体构造，包括有：

一底盘元件，构成车辆的底面；

一对侧梁，分别组装于所述底盘元件的两侧并有一封闭的截面形状；

一对第一元件，其设置成沿所述汽车长度方向延伸并组装于所述底盘元件的底侧；以及，

一系列的第二元件，每一个基本上为管子形状并位于所述汽车的宽度方向上以与所述的那对第一元件组装在一起，所述的一系列的第二元件位于所述底盘元件的底侧，并通过焊接方式与该对侧梁固接，其中至少一个第二元件的两端分别穿入该对侧梁。

2、如权利要求1所述的车体构造，其特征在于：所述底盘元件包括有前底盘，该前底盘包括：一根位于所述汽车上的中心管件，该中心管件沿车体长度方向延伸并构成一向下开口的截面形状；一对底部元件，沿车体宽度方向置于该中心管件的两侧，该对底部元件分别焊接在该中心管件的两侧。

3、如权利要求2所述的车体构造，其特征在于：所述中心管件和所述对的底部元件组合在一起。

4、如权利要求1所述的车体构造，其特征在于：所述第二元件由带有方形横截面或圆形截面的管子组成。

5、如权利要求2所述的车体构造，其特征在于：一带有向下开口的浅肋板的元件焊接部成型于所述对的底部元件上，并沿所述第一元件的长度方向延伸，所述元件焊接部与所述第一元件焊接在一起。

6、如权利要求5所述的车体构造，其特征在于：所述第一元件有向上开口的截面，所述第一元件与所述元件焊接部构成一封闭的截面。

7、如权利要求2所述的车体构造，其特征在于：一带有向下开口的深肋板并至少占据第二元件一部分的管子焊接部设置在所述底部元件，并与所述第一元件呈交叉方向延伸，所述管子焊接部与所述第二元件焊接在一起。

8、如权利要求7所述的车体构造，其特征在于：所述管子焊接部有一向下开口的U形截面，所述第二元件的每一根都有一基本上圆形截面，其中有三部分沿长度方向被焊接到所述管子焊接部的内壁上。

9、如权利要求2所述的车体构造，其特征在于：所述第二元件被焊接到所述中心管件上。

10、如权利要求2所述的车体构造，其特征在于：所述第二元件安装于设置在所述第一元件上边缘的弧形槽内，所述第二元件通过焊接位于所述第二元件和所述弧形槽之间的相接部分与所述第一元件安装在一起。

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