專利名稱：輕量化巴士車架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及輕量化巴士車架。
背景技術(shù)：
隨著地球石油資源的日益匱乏，燃油價(jià)格節(jié)節(jié)攀升，汽車數(shù)量仍然持續(xù)增加，長此以往，不可避免地將迎來一場汽車能源危機(jī)；而且汽車尾氣的排放，對地球環(huán)境污染較為嚴(yán)重。因此以新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油汽車勢在必行，其中電動汽車以車載電源為動力，對環(huán)境影響相對較小，前景被廣泛看好。無論是傳統(tǒng)汽車還是新能源汽車，車身的輕量化是必要的，汽車車身的輕量化也成為汽車領(lǐng)域主要的研究方向。在確保汽車安全性的前提下，盡可能地將車輛的整車質(zhì)量減輕，可以提高其動力性，同時(shí)也可以減少燃料消耗和降低排氣污染。有實(shí)驗(yàn)證明:如果將汽車的整車質(zhì)量減輕10%，燃油效率即可提升6 8% ;如果整車質(zhì)量每減輕100kg，百公里油耗就可降低0.3 0.6L ;尤其對于電動汽車，由于電池?cái)y帶的能量有限，車身輕量化對于電動汽車顯得尤為重要。為了提高車身強(qiáng)度和剛度，巴士車架上的桿件數(shù)量越來越多、結(jié)構(gòu)越來越繁雜，導(dǎo)致車身加重、能耗增加；現(xiàn)有巴士車身結(jié)構(gòu)中的桿件布置混亂、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不盡合理，影響了整體結(jié)構(gòu)受力能力的發(fā)揮；由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致焊接點(diǎn)增加，制造難度加大、車架焊接變形增大，延長制造周期。對輕量化巴士、尤其是輕量化電動巴士，需要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、輕量化、同時(shí)又達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)的全新車身框架。而目前結(jié)構(gòu)無法同時(shí)滿足這三種要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出安全、簡單、輕量化的巴士車架。為此給出輕量化巴士車架，包括環(huán)繞于車頭、車兩側(cè)和車尾的環(huán)形框，環(huán)形框分為車頂環(huán)形框、車腰環(huán)形框和車底環(huán)形框，車腰環(huán)形框在車門處留空，車底環(huán)形框在放置車輪處向上拱起以容納車輪；車頂設(shè)有多條橫梁跨接于車頂環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間，還設(shè)有縱梁跨接這各條橫梁；車底設(shè)有多條橫梁跨接于車底環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間，還設(shè)有縱梁跨接這各條橫梁；車頭、車兩側(cè)和車尾均設(shè)有多條豎梁跨接上述各個(gè)環(huán)形框；上述環(huán)形框?yàn)樾筒牧海鲜龈鳁l橫梁、縱梁、豎梁均為型材梁。所給出的輕量化巴士車架，其車頭通過環(huán)形框的前框邊和豎梁，其車尾通過環(huán)形框的后框邊和豎梁，其車頂通過車頂環(huán)形框、橫梁和縱梁，其車底通過車底環(huán)形框、橫梁和縱梁，其車兩側(cè)通過環(huán)形框的側(cè)框邊和豎梁，形成了車身框架。其特點(diǎn)是:1)結(jié)構(gòu)簡單，連接點(diǎn)少；2)所有的梁均勻分布在三組互相垂直的表面上，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)牢固；3)梁在交叉部位可以采用穿插結(jié)構(gòu)，減少斷點(diǎn)，受力效果好?？梢姡o出巴士車架能夠同時(shí)滿足對輕量化、簡單和安全的要求。在所給出的輕量化巴士車架的基礎(chǔ)上還給出優(yōu)選的輕量化巴士車架，由車底架與車身架裝配而成，車底架包括所述車底環(huán)形框、跨接于車底環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間的所述多條橫梁和跨接這各條橫梁的所述縱梁，車身架包括所述車頂環(huán)形框、跨接于車頂環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間所述多條橫梁、跨接這各條橫梁的所述縱梁、所述車腰環(huán)形框和所述多條豎梁，車底架與車身架通過車底環(huán)形框與豎梁的連接實(shí)現(xiàn)裝配。再給出進(jìn)一步優(yōu)選的輕量化巴士車架，車底架的各型材梁相接之處和/或車身架的各型材梁相接之處形成如下所述的榫節(jié):所相接的兩條梁，其中一條為公梁，另一條為母梁，公梁自身有一對外邊形成榫頭被夾面，母梁在自身外邊的內(nèi)側(cè)設(shè)有一對夾持筋，這對夾持筋的間距等于榫頭被夾寬度，母梁還開有與公梁配合的插口，公梁從插口處插入到所述的一對夾持筋之間，插入后夾持筋面夾持榫頭被夾面。因?yàn)槟噶涸O(shè)有一對夾持筋，夾持筋的間距等于榫頭被夾寬度，使榫頭被夾面同夾持筋面接觸，從而讓母梁同公梁形成榫接，故其有益效果是無需附加其它輔助零件即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固的連接。本進(jìn)一步優(yōu)選方案的關(guān)鍵是，母梁并不是用自身外邊進(jìn)行夾持，而是在自身外邊的內(nèi)側(cè)設(shè)置一對夾持筋來夾持，該夾持筋同時(shí)起到了加強(qiáng)筋的作用，不會導(dǎo)致外邊變形，從而在連接中保證了母梁的強(qiáng)度。


圖1是輕量化巴士車架的示意圖。圖2是車底架和與車身架的示意圖。圖3是另一種車身架的示意圖。圖4是梁相接處公梁和母梁的示意圖。圖5是梁相接處公梁插入母梁后形成榫節(jié)的示意圖。圖6是在公梁同母梁之間的夾角處焊接有加強(qiáng)塊的示意圖。
具體實(shí)施例方式輕量化巴士車架如圖1，包括環(huán)繞于車頭98、車兩側(cè)和車尾99的環(huán)形框4、5、6，環(huán)形框4、5、6分為車頂環(huán)形框4、車腰環(huán)形框5和車底環(huán)形框6，車腰環(huán)形框5在車門50處留空，車底環(huán)形框6在放置車輪處60向上拱起以容納車輪。車頂設(shè)有多條橫梁42跨接于車頂環(huán)形框4的兩側(cè)框邊41之間，還設(shè)有縱梁43跨接這各條橫梁42，設(shè)在車頂?shù)乃隹v梁43有多條，例如圖中為兩條。車底設(shè)有多條橫梁62跨接于車底環(huán)形框6的兩側(cè)框邊61之間，還設(shè)有縱梁63跨接這各條橫梁62。車頭98、車兩側(cè)和車尾99均設(shè)有多條豎梁7跨接上述各個(gè)環(huán)形框4、5、6，其中兩條豎梁75同車頂環(huán)形框4和車底環(huán)形框6 —起在車門處50構(gòu)成車門框。上述環(huán)形框4、5、6為型材梁，上述各條橫梁42、62、縱梁43、63、豎梁7均為型材梁。輕量化巴士車架由如圖2的車底架92與車身架91裝配而成，車底架92包括上文(見圖1)所述車底環(huán)形框6、跨接于車底環(huán)形框6的兩側(cè)框邊61之間的所述多條橫梁62和跨接這各條橫梁62的所述縱梁63，車身架91包括上文(見圖1)所述車頂環(huán)形框4、跨接于車頂環(huán)形框4的兩側(cè)框邊41之間的所述多條橫梁42、跨接這各條橫梁42的所述縱梁43、所述車腰環(huán)形框5和所述多條豎梁7。車底架92與車身架91通過車底環(huán)形框6與豎梁7的連接(例如焊接)實(shí)現(xiàn)裝配。車底架92的各型材梁相接之處和/或車身架91的各型材梁相接之處具體結(jié)構(gòu)如圖4、5:所相接的兩條梁1、2，其中一條為公梁1，另一條為母梁2，母梁2還開有與公梁I配合的插口 20，公梁I從插口 20處插入從而被母梁2夾持。更具體地，車底架的各型材梁相接之處和/或車身架的各型材梁相接之處形成如圖4、5所示的榫節(jié):公梁I自身有一對外邊13形成榫頭被夾面11，母梁2在自身外邊23的內(nèi)側(cè)設(shè)有一對夾持筋21，這對夾持筋21的間距等于榫頭被夾寬度，公梁I從插口 20處插入到所述的一對夾持筋21之間，插入后夾持筋21面夾持榫頭被夾面11。在此基礎(chǔ)上還可以如圖6所示，在公梁I同母梁2相交夾角處焊接有加強(qiáng)塊12?？梢园焉鲜鲩竟?jié)結(jié)構(gòu)改為公梁同母梁在相貫線處焊接，在公梁I同母梁2相交夾角處焊接有加強(qiáng)塊，也能實(shí)現(xiàn)牢固的連接。如圖1、2，車頂環(huán)形框4和/或車腰環(huán)形框51由多條型材梁拼接而成，其全部/部分拼接處結(jié)構(gòu)如果出現(xiàn)三個(gè)方向的三條梁相交于一點(diǎn)，則實(shí)現(xiàn)起來比較困難，以車腰環(huán)形框5為例，本例中將型材梁31的布置位置在高度上與型材梁32錯開，具體地，型材梁31的拼接端與另一條型材梁32的拼接端連接在同一條豎梁73上但所分別形成的連接點(diǎn)33、34在高度上是錯開的。也可以改為如圖3所示，車頂環(huán)形框在一個(gè)水平面上一體成型，車腰環(huán)形框在一個(gè)水平面上一體成型。也可以改為車頂環(huán)形框由多條型材梁拼接而成并且在一個(gè)水平面上，和/或車腰環(huán)形框由多條型材梁拼接而成并且在一個(gè)水平面上。如圖2，車頂?shù)囊粭l橫梁49與車兩側(cè)各一條豎梁79三者拼接成η形，甚至橫梁48與豎梁73、78是不對齊的。也可以改為如圖3所示，車頂?shù)囊粭l橫梁47與車兩側(cè)各一條豎梁77三者一體成型，成為η形梁。如圖2，車頂?shù)囊粭l縱梁46與車尾的一條豎梁76兩者拼接成L形。也可以改為如圖3所示，車頂?shù)囊粭l縱梁44與車尾的一條豎梁74兩者一體成型，成為L形梁。以上僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，在此基礎(chǔ)上的等同技術(shù)方案仍落入保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.輕量化巴士車架，其特征是: 包括環(huán)繞于車頭、車兩側(cè)和車尾的環(huán)形框，環(huán)形框分為車頂環(huán)形框、車腰環(huán)形框和車底環(huán)形框，車腰環(huán)形框在車門處留空，車底環(huán)形框在放置車輪處向上拱起以容納車輪； 車頂設(shè)有多條橫梁跨接于車頂環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間，還設(shè)有縱梁跨接這各條橫梁； 車底設(shè)有多條橫梁跨接于車底環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間，還設(shè)有縱梁跨接這各條橫梁； 車頭、車兩側(cè)和車尾均設(shè)有多條豎梁跨接上述各個(gè)環(huán)形框； 上述環(huán)形框?yàn)樾筒牧?，上述各條橫梁、縱梁、豎梁均為型材梁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕量化巴士車架，其特征是由車底架與車身架裝配而成，車底架包括所述車底環(huán)形框、跨接于車底環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間的所述多條橫梁和跨接這各條橫梁的所述縱梁，車身架包括所述車頂環(huán)形框、跨接于車頂環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間的所述多條橫梁、跨接這各條橫梁的所述縱梁、所述車腰環(huán)形框和所述多條豎梁，車底架與車身架通過車底環(huán)形框與豎梁的連接實(shí)現(xiàn)裝配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕量化巴士車架，其特征是車底架的各型材梁相接之處和/或車身架的各型材梁相接之處具體結(jié)構(gòu)為:所相接的兩條梁，其中一條為公梁，另一條為母梁，母梁還開有與公梁配合的插口，公梁從插口處插入從而被母梁夾持。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕量化巴士車架，其特征是車底架的各型材梁相接之處和/或車身架的各型材梁相接之處形成如下所述的榫節(jié):公梁自身有一對外邊形成榫頭被夾面，母梁在自身外邊的內(nèi)側(cè)設(shè)有一對夾持筋，這對夾持筋的間距等于榫頭被夾寬度，公梁從插口處插入到所述的一對夾持筋之間，插入后夾持筋面夾持榫頭被夾面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕量化巴士車架，其特征是公梁同母梁在相貫線處焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的輕量化巴士車架，其特征是在公梁同母梁之間的夾角處焊接有加強(qiáng)塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕量化巴士車架，其特征是其中兩條豎梁同車頂環(huán)形框和車底環(huán)形框一起在車門處構(gòu)成車門框。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕量化巴士車架，其特征是設(shè)在車頂?shù)乃隹v梁有多條。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的輕量化巴士車架，其特征是車頂環(huán)形框由多條型材梁拼接而成并且在一個(gè)水平面上，和/或車腰環(huán)形框由多條型材梁拼接而成并且在一個(gè)水平面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的輕量化巴士車架，其特征是車頂環(huán)形框和/或車腰環(huán)形框由多條型材梁拼接而成，其全部/部分拼接處結(jié)構(gòu)為:一條型材梁的拼接端與另一條型材梁的拼接端連接在同一條豎梁上但所分別形成的連接點(diǎn)在高度上是錯開的。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及輕量化巴士車架，包括環(huán)繞于車頭、車兩側(cè)和車尾的環(huán)形框，環(huán)形框分為車頂環(huán)形框、車腰環(huán)形框和車底環(huán)形框，車腰環(huán)形框在車門處留空，車底環(huán)形框在放置車輪處向上拱起以容納車輪；車頂設(shè)有多條橫梁跨接于車頂環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間，還設(shè)有縱梁跨接這各條橫梁；車底設(shè)有多條橫梁跨接于車底環(huán)形框的兩側(cè)框邊之間，還設(shè)有縱梁跨接這各條橫梁；車頭、車兩側(cè)和車尾均設(shè)有多條豎梁跨接上述各個(gè)環(huán)形框；上述環(huán)形框?yàn)樾筒牧?，上述各條橫梁、縱梁、豎梁均為型材梁。本發(fā)明結(jié)構(gòu)牢固，采用型材梁且無需過多的連接件，能夠同時(shí)滿足對輕量化、簡單和安全的要求。
文檔編號B62D25/00GK103101574SQ201110361350
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者宗志堅(jiān) 申請人:東莞三新電動汽車技術(shù)有限公司