本實(shí)用新型涉及車輛裝配技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模塊化復(fù)合材料車廂。

背景技術(shù)：

在全球節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)概念深入人心的大環(huán)境下，交通工具的輕量化是大勢(shì)所趨。國(guó)內(nèi)廂式運(yùn)輸車的車廂種類主要有瓦楞板結(jié)構(gòu)、波紋板結(jié)構(gòu)、平鋁板結(jié)構(gòu)、平鋼板結(jié)構(gòu)這幾種形式。瓦楞板結(jié)構(gòu)車廂是最傳統(tǒng)的車廂，廂體主體材料是鋼板，車廂重，整備質(zhì)量大，這類車廂的廂式運(yùn)輸車油耗大，而且，鋼板之間的焊接部位比較多，容易生銹，密封防水性能差。波紋板結(jié)構(gòu)車廂是將多塊波紋鋁板拉鉚到鋼質(zhì)框架基礎(chǔ)上制作而成的車廂，鉚釘數(shù)量非常多，制造工藝復(fù)雜，鉚釘孔和波紋鋁板之間的搭接縫易漏水，密封防水性能差。平鋁板結(jié)構(gòu)車廂是在鋼質(zhì)框架基礎(chǔ)上粘結(jié)電化平鋁板而成的車廂，一般采用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，粘結(jié)工藝復(fù)雜，粘結(jié)不牢固的地方易產(chǎn)生鼓動(dòng)，平鋁板之間的搭接縫易漏水，同樣存在密封防水性能差的缺點(diǎn)。

隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)的車廂結(jié)構(gòu)形式已不能滿足現(xiàn)有要求，而模塊化復(fù)合材料為當(dāng)今世界汽車發(fā)展的潮流。目前，常規(guī)模塊化復(fù)合材料汽車車廂分為兩大類種：制冷保溫型車廂和普通類型的車廂，其中，制冷保溫型的車廂通常有的幾大件是：外板、泡沫、內(nèi)板、骨架、鉸鏈、和廂門等；普通類型的車廂除了無(wú)內(nèi)外板和泡沫之外，其他零件基本相同，但這種結(jié)構(gòu)較重，成本較高。不順應(yīng)當(dāng)今汽車輕量化車廂這一主題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種模塊化復(fù)合材料車，通過對(duì)汽車車廂的復(fù)合材料和模塊化結(jié)構(gòu)兩方面的研究，來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車車廂的輕量化這一目的，從而達(dá)到汽車的輕量化。

本實(shí)用新型針對(duì)汽車車廂復(fù)合材料輕量化，這一汽車發(fā)展的主題，在這一大主題下，新型復(fù)合材料的使用是汽車發(fā)展的一大趨勢(shì)。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，在汽車上更多的使用本實(shí)用新型的輕質(zhì)材料——蜂窩紙復(fù)合材料，能夠更好的實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供了一種模塊化復(fù)合材料車廂，所述車廂由前板、頂板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板和后門相互裝配連接而成，所述前板、頂板、底板、左側(cè)板和右側(cè)板均采用聚氨酯蜂窩復(fù)合材料，所述聚氨酯蜂窩復(fù)合材料包括依次設(shè)置的聚氨酯薄膜層、第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層、PC蜂窩紙層和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層，所述PC蜂窩紙層在所述第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層之間呈水平間隔設(shè)置，使得所述PC蜂窩紙層兩側(cè)的第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層與所述第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層加熱后結(jié)合，并在所述第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層表面形成波浪形凸起。

進(jìn)一步地，所述聚氨酯薄膜層厚度為0.1-0.5mm；優(yōu)選地，所述聚氨酯薄膜層厚度為0.2-0.4mm；更優(yōu)選為0.25-0.3mm。

進(jìn)一步地，所述第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料和第第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料的厚度分別為2-5mm；優(yōu)選地，所述第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料的厚度分別為3-4mm；更優(yōu)選為3.5-3.8mm。

進(jìn)一步地，所述PC蜂窩紙層厚度為5-15mm；優(yōu)選地，所述PC蜂窩紙層厚度為7-12mm；更優(yōu)選地，所述PC蜂窩紙層厚度為8-10mm。

進(jìn)一步地，所述PC蜂窩紙層的寬度為10-150mm；優(yōu)選地，所述PC蜂窩紙層的寬度為50-100mm；更優(yōu)選地，所述PC蜂窩紙層的寬度為60-80mm。在實(shí)際應(yīng)用過程中，蜂窩紙層的寬度不固定的值，其可以根據(jù)受力大小而定。

進(jìn)一步地，所述PC蜂窩紙層寬度與兩相鄰的所述PC蜂窩紙層之間的間距之比為1:3-10；優(yōu)選為1:5-8；更優(yōu)選為1:6。

進(jìn)一步地，所述裝配連接方式為粘結(jié)或螺紋連接。

進(jìn)一步地，所述后門與所述左側(cè)板和右側(cè)板采用鉸鏈連接。

進(jìn)一步地，所述PC蜂窩紙層與第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層或第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層之間直接熱熔后粘在一起。

進(jìn)一步地，所述PC蜂窩紙層與第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層或第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層之間設(shè)置有聚四氟乙烯膜層，所述聚四氟乙烯膜層的厚度為0.05-0.5mm，優(yōu)選為0.1-0.3mm；更優(yōu)先為0.15-0.20mm。

進(jìn)一步地，所述第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層表面設(shè)置有抗紫外線涂層；所述抗紫外線涂層厚度為0.08-0.2mm，優(yōu)選為0.1-0.16mm；更優(yōu)先為0.12-0.14mm。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)替換技術(shù)方案，所采用的聚氨酯蜂窩復(fù)合材料為模塊化復(fù)合材料，在PC蜂窩紙層與第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層之間沒有涂膠和介質(zhì)物質(zhì)；其是經(jīng)模壓等特種加工工藝把第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層加熱后結(jié)合在一起。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型的模塊化復(fù)合材料車廂是在保證車廂的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能的降低汽車的整體質(zhì)量，從而節(jié)約資源,降低成本,提高汽車的能動(dòng)力，減少燃料消耗，降低排氣污染；本實(shí)用新型所提供的聚氨酯蜂窩復(fù)合材料主要應(yīng)用于車廂模塊化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域，這種復(fù)合材料有著巨大的前景，采用該聚氨酯蜂窩復(fù)合材料的車廂與傳統(tǒng)的汽車車廂相比，車廂只有一層該蜂窩紙復(fù)合材料加強(qiáng)板組成，無(wú)內(nèi)外板之分，無(wú)焊接等工藝，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定牢固、保溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種模塊化復(fù)合材料車廂中聚氨酯蜂窩復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一種模塊化復(fù)合材料車廂的無(wú)后門的裝配示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一種模塊化復(fù)合材料車廂采用涂膠粘接的裝配示意圖；

圖4為本實(shí)用新型一種模塊化復(fù)合材料車廂采用標(biāo)準(zhǔn)接頭螺紋連接的裝配示意圖；

圖5為本實(shí)用新型一種模塊化復(fù)合材料車廂的后門裝配示意圖；

圖6為本實(shí)用新型一種模塊化復(fù)合材料車廂中聚氨酯蜂窩復(fù)合材料的一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-聚氨酯薄膜層，2-第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層，3-PC蜂窩紙層，4-第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層，5-涂膠層，6-標(biāo)準(zhǔn)接頭，7-鉸鏈，8-后門，9-聚四氟乙烯膜層，10-抗紫外線涂層。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供一種模塊化復(fù)合材料車廂，主要從車廂的材料和結(jié)構(gòu)兩方面對(duì)車廂進(jìn)行了改造。

首先，在材料方面，將車廂的外板、內(nèi)板、骨架、鉸鏈、和廂門等由常規(guī)的鈑金件換成了聚氨酯蜂窩復(fù)合材料，該聚氨酯蜂窩復(fù)合材料采用聚氨酯、連續(xù)玻璃纖維、PC蜂窩紙經(jīng)特工工藝加工而成。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究測(cè)試數(shù)據(jù)表明，如表1所示，此種復(fù)合材料具優(yōu)良的抗沖擊性能、膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定、耐疲勞強(qiáng)度好等優(yōu)點(diǎn)，且能在-60℃～120℃下長(zhǎng)期使用，屬自熄材料，符合歐盟ROHS標(biāo)準(zhǔn)指令及嚴(yán)格的UL安全規(guī)范。

表1聚氨酯蜂窩復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)

其次，在結(jié)構(gòu)方面，由于續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層良好的拉伸性能，所以可以做成比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品；同時(shí)為了加強(qiáng)板材結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型把聚氨酯、連續(xù)玻璃纖維、PC蜂窩紙做成四層結(jié)構(gòu)，第一層是聚氨酯薄膜層，第二層是第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層、第三層是PC蜂窩紙層、第四層是第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層；聚氨酯薄膜層主要是增加光澤度和效果；一般上下各用3mm厚的連續(xù)玻璃纖維；PC蜂窩紙主要是加強(qiáng)作用。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1--5所示，本實(shí)施例提供了一種模塊化復(fù)合材料車廂，車廂由前板、頂板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板和后門8相互裝配連接而成，前板、頂板、底板、左側(cè)板和右側(cè)板均采用聚氨酯蜂窩復(fù)合材料，聚氨酯蜂窩復(fù)合材料包括依次設(shè)置的聚氨酯薄膜層1、第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2、PC蜂窩紙層3和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4，PC蜂窩紙層3在第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4之間呈水平間隔設(shè)置，使得PC蜂窩紙層3兩側(cè)的第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2與第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4連接，并在第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4表面形成波浪形凸起。

具體地，為增大受力強(qiáng)度，在兩層之間局部設(shè)置PC蜂窩紙層，PC蜂窩紙層與第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層之間沒有涂膠和介質(zhì)物質(zhì)，其是經(jīng)模壓等特種加工工藝把PC蜂窩紙層和熱的連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料結(jié)合在一起的。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖1所示，聚氨酯蜂窩復(fù)合材料是利用吸塑和模壓的綜合工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2、PC蜂窩紙層3和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4的這一復(fù)合材料加強(qiáng)板，然后再用噴涂的工藝涂一層聚氨酯材料。

如圖2所示，在車廂模塊化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域，這種復(fù)合材料有著巨大的前景。與傳統(tǒng)的汽車車廂相比，本實(shí)施例的車廂只有一層此蜂窩紙復(fù)合材料加強(qiáng)板組成。無(wú)內(nèi)外板之分，無(wú)焊接等工藝，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、保溫等優(yōu)點(diǎn)。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，聚氨酯薄膜層1厚度為0.1-0.5mm；優(yōu)選地，聚氨酯薄膜層1厚度為0.2-0.4mm；更優(yōu)選為0.25-0.3mm。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4的厚度分別為2-5mm；優(yōu)選地，第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4的厚度分別為3-4mm；更優(yōu)選為3.5-3.8mm。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在實(shí)際應(yīng)用過程中，蜂窩紙層的寬度不固定的值，其可以根據(jù)受力大小而定。PC蜂窩紙層3厚度為5-15mm；優(yōu)選地，PC蜂窩紙層3厚度為7-12mm；更優(yōu)選地，PC蜂窩紙層3厚度為8-10mm。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，PC蜂窩紙層3的寬度為10-150mm；優(yōu)選地，PC蜂窩紙層3的寬度為50-100mm；更優(yōu)選地，PC蜂窩紙層3的寬度為60-80mm。在實(shí)際應(yīng)用過程中，蜂窩紙層3的寬度不固定的值，其可以根據(jù)受力大小而定。PC蜂窩紙層3主要起到加強(qiáng)筋的作用，以增大模塊化車廂的強(qiáng)度。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，PC蜂窩紙層3寬度與兩相鄰的PC蜂窩紙層3之間的間距之比為1:3-10；優(yōu)選為1:5-8；更優(yōu)選為1:6。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖3所示，裝配連接方式為粘結(jié)或螺紋連接。粘結(jié)層5采用專門的涂膠水性高分子膠合劑，不僅粘接的牢固，而且密封性也非常好，具體根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境和裝配要求進(jìn)行選擇。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖4所示，螺紋連接采用該復(fù)合材料制成的標(biāo)準(zhǔn)接頭6，可以把標(biāo)準(zhǔn)接頭6做成不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，所有的設(shè)計(jì)螺接都要盡量用現(xiàn)有的自制標(biāo)準(zhǔn)接頭6，這樣既減低成本又組裝簡(jiǎn)單、方便，提高工作效率

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖5所示，后門8與左側(cè)板和右側(cè)板采用鉸鏈7接。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，PC蜂窩紙層3與第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2或第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4之間直接熱熔后粘在一起。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，如圖6所示，PC蜂窩紙層3與第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2或第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4之間設(shè)置有聚四氟乙烯膜層9，聚四氟乙烯膜層9的厚度為0.05-0.5mm，優(yōu)選為0.1-0.3mm；更優(yōu)先為0.15-0.20mm。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，如圖6所示，第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4表面設(shè)置有抗紫外線涂層10；抗紫外線涂層10厚度為0.08-0.2mm，優(yōu)選為0.1-0.16mm；更優(yōu)先為0.12-0.14mm。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)替換實(shí)施例，所采用的聚氨酯蜂窩復(fù)合材料為模塊化復(fù)合材料，在PC蜂窩紙層3與第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4之間沒有涂膠和介質(zhì)物質(zhì)；其是經(jīng)模壓等特種加工工藝把第一連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層2和第二連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料層4加熱后結(jié)合在一起。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。