一种车架模块、用于汽车的车架和商用车的制作方法

本技术涉及汽车零部件，特别是一种车架模块以及包含该车架模块的汽车的车架，还涉及一种车架模块安装于非承载式车身结构的商用车。

背景技术：

1、汽车轻量化可以减少能源消耗和碳排放，提高汽车能效。通过铝镁合金一体化铸造技术替代钢板冲焊零件和结构优化是汽车“减重”的重要途经。汽车车架作为整个车体的“骨骼”，支承和连接汽车各总成，并承载汽车内外的各种载荷和极端工况。车架不仅需要满足强度和刚度的要求，还需要保证材料微观组织的致密性。一般铝镁等铸造合金结构很难达到强度设计要求，或者满足强度要求但又难以符合铸造工艺特性，所以目前车架多数还是采用钢板冲焊或者局部集成铸件的设计方式。

2、所以亟需一种可以一体铸造的一种非承载式车身车架结构。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是在于提供一种可以一体铸造的一种车架模块、用于汽车的车架以及将车架模块安装于非承载式车身结构商用车，特别是具有满足强度和刚度要求的横梁的车架模块。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供一种车架模块，该车架模块由一体铸造的构件所形成，包括两个沿纵向延伸且平行间隔布置的纵梁和两个沿横向延伸且平行间隔布置的横梁，两个横梁设置在两个纵梁之间，横梁的竖向高度低于纵梁并分别通过侧翼板与两侧的所述纵梁相连，而形成整体上在横梁处下凹的框体结构；

4、至少一个横梁的主体横截面呈u形，该横梁的u形开口朝向下方并从而具有形成横梁顶面的腹板；其中，所述至少一个横梁的腹板配有两条相对布置且向下延伸的贯通筋，两条贯通筋沿着横梁长度方向布置，在两条贯通筋之间连接有加强筋，所述加强筋包括多个呈“米”字交叉结构的筋片组，在各交叉位置形成一环状筒筋。

5、依此，在受力复杂的前横梁的两条贯通筋之间设置“米”字结构的加强筋，使得在有限空间范围内，优化了载荷的传递路径，有效地提升了车架强度和刚度要求，避免了应力集中，进一步提升驾驶安全性；“米”字型筋条的交叉位置处采用环状筒筋，有利于在铸造过程中减小铸造热结，避免卷气，实现顺序充填，提升铝液流动成型过程中的铝液流动的稳定性和成型后材料的致密性，极大地提高车架的安全服役寿命。

6、在此需要说明的是，所述“纵向”是指：在车架模块或车架安装使用于车辆的状态下，对应车辆的整车纵向方向，即图中x轴方向。本文中，在所述纵向上的相对位置或位置关系被定义为“前”、“后”，相应于此，所述“纵向”在有些语境下亦可描述为“前后方向”。

7、所述“横向”是指：在车架模块或车架安装使用于车辆的状态下，对应车辆的整车横向方向(与上述纵向方向相垂直)，即图中y轴方向。本文中，在所述横向上的相对位置或位置关系被定义为“左”、“右”，相应于此，所述“横向”在有些语境下亦可描述为“左右方向”。

8、所述“竖向”是指：在车架模块或车架安装使用于车辆的状态下，对应车辆的整车高度方向，即图中z轴方向。本文中，在所述竖向上的相对位置或位置关系被定义为“上”、“下”或者“顶”、“底”，相应于此，所述“竖向”在有些语境下亦可描述为“上下方向”。

9、根据本实用新型的一个实施方式，所述侧翼板在两个横梁之间沿纵向贯通延伸，形成连续的壁面。

10、根据本实用新型的一个实施方式，所述构件形成一四边形框架结构，其中，两个所述纵梁和两个所述横梁形成为的左纵梁、前横梁、右纵梁、后横梁；

11、朝左开口的左纵梁和朝右开口的右纵梁关于车架模块左右方向中间面镜像对称布置并沿纵梁长度方向在两端延伸到四边形框架结构的外侧；

12、所述前横梁和后横梁设置在左纵梁和右纵梁的下方；

13、两个所述侧翼板形成为关于车架模块左右方向中间面镜像对称的左侧壁和右侧壁，左侧壁和右侧壁与四边形框架结构一体成型；

14、所述左侧壁从所述左纵梁的右侧面的底部中间位置向下、向右延伸，所述右侧壁从所述右纵梁的左侧面的底部中间位置向下、向左延伸；

15、所述前横梁和后横梁沿横梁长度方向在两端分别延伸至左侧壁和右侧壁的两端；

16、其中，所述至少一个横梁为所述前横梁，该前横梁设置有所述贯通筋和所述加强筋。

17、根据本实用新型的一个实施方式，所述前横梁为对称结构，且在前横梁的长度方向上，前横梁的顶面的前侧边缘的中间位置向前延伸而使前横梁的中间位置的前侧加宽；

18、所述前横梁还包括竖向布置在中间位置的前侧的加宽板；

19、所述两条贯通筋中与所述加宽板靠近的前贯通筋和加宽板具有空隙，加宽板的两端通过斜面连接到前贯通筋上。

20、根据本实用新型的一个实施方式，所述前贯通筋在其靠近于所述加宽板的中间位置处的厚度小于所述前贯通筋在其他区域的厚度。

21、根据本实用新型的一个实施方式，所述前横梁和后横梁均为向下开口的结构，所述前横梁和后横梁的两个相对的侧面两端延伸至左侧壁和右侧壁后继续向上、向四边形框架结构的外侧延伸。

22、根据本实用新型的一个实施方式，所述车架模块由镁铝合金一体化铸造成型为左右对称的所述框体结构。

23、根据本实用新型的第二方面，本实用新型还提供一种用于汽车的车架，该车架包括如上所述的车架模块。

24、根据本实用新型的第三方面，本实用新型又提供一种商用车，该商用车包括如上所述的车架。

25、根据本实用新型的一个实施方式，所述车架模块安装于该商用车的非承载式车身结构。

26、根据上述车架模块的内容可以理解的是，所述构件一体铸造成型、整体为框架结构的左纵梁、前横梁、右纵梁、后横梁、关于车架左右方向中间面镜像对称的左侧壁和右侧壁；左侧壁和右侧壁分别左纵梁和右纵梁在长度方向的中间位置上；

27、向左开口的所述左纵梁和向右开口的右纵梁关于车架模块左右方向中间面镜像对称布置并沿纵梁长度方向的两端延伸到框架结构的外侧；

28、所述前横梁和后横梁设置在左纵梁和右纵梁的下方；

29、所述左侧壁从所述左纵梁的右侧面的底部中间位置向下、向框架结构的内部延伸，所述右侧壁从所述右纵梁的左侧面的底部中间位置向下、向框架结构的内部延伸；

30、位于所述左纵梁和右纵梁之间的所述前横梁和后横梁沿长度方向在两端分别延伸至左侧壁和右侧壁的两端；

31、所述前横梁向下开口；

32、还包括关于车架左右方向中间面镜像对称的两个车架动力总成悬置装置，两个车架动力总成悬置装置和框架结构一体成型，位于左侧的车架动力总成悬置装置包括还包括耳片和加强筋；

33、框架结构外的耳片位于左纵梁和前横梁的前侧的交汇区域，耳片的一侧延伸到左纵梁的左侧面上，耳片的相邻的另一侧通过圆角向下连接到前横梁的端部；

34、耳片上开口并向上凹陷形成向下开口的半腔体，半腔体的顶面为朝右倾斜的矩形面，矩形面上设置动力总成悬置位置；

35、半腔体的四个侧面上设置有包围矩形面的加强筋；

36、第三动力总成悬置位置设置于后横梁的中部。

37、进一步的，所述加强筋为三角形筋，连接半腔体的四个侧面和包围四个侧面的耳片或左纵梁的左侧面。

38、进一步的，所述前横梁和后横梁的两个相对的侧面两端延伸至左侧壁和右侧壁后继续向上，向四边形框架结构的外侧延伸。

39、进一步的，高强度非承载式车身车架结构由镁铝合金一体化铸造。

40、在上述技术方案中，本实用新型提供的一种车架模块，具有以下有益效果：

41、(1)本实用新型提供的一种可以一体铸造成型的车架模块，从俯视角度看，后横梁为一道横线，前横梁形成另一道横线；左纵梁和右纵梁分别形成了两道纵线，车架整体采用了“井”形结构，结构更加稳固。沿左纵梁的长度方向上的截面上看，左纵梁、前横梁、右纵梁、整体为u型截面，左纵梁、后横梁、右纵梁三者整体为u形截面，u形截面利于在铸造过程中材料的流动，液体材料在模具型腔中顺序充填，避免卷气，提高成品率；“井”形结构和u形截面使非承载式车身车架结构在立体空间上构成摇篮状框架，类似一种拱形，有效抵抗复杂路况带来的地面冲击；车架是一体铸造成型的，利于加工。

42、(2)本实用新型提供的车架模块对前横梁进行了结构的改进，具体的，通过在受力复杂的前横梁背面设计两条贯通筋和“米”字结构的加强筋，使得在有限空间范围内，优化了载荷的传递路径，有效地提升了车架强度和刚度要求，避免了应力集中，进一步提升驾驶安全性；米字型筋条及筋条的交汇处采用圆环连接，有利于在铸造过程中减小铸造热结，避免卷气，实现顺序充填，提升铝液流动成型过程中的铝液流动的稳定性和成型后材料的致密性，极大地提高车架的安全服役寿命。

43、可以理解的是，根据本实用新型的第一方面提供的车架模块的特征和优点同样适用于本实用新型的第二方面提供的车架和第三方面提供的商用车。