车辆的车架前端装置及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆配件制造技术领域，特别是涉及一种车辆的车架前端装置和具有该车架前端装置的车辆。

背景技术：

轻型载货汽车驾驶室通过前翻转支撑总成安装在车架前端，通常多数轻型载货汽车的驾驶室前翻转支撑总成采用单扭杆翻转结构，其结构简单、车辆维修和保养方便、生产成本低，同时满足了用户对驾驶室翻转人性化操作的要求。

由于驾驶室前翻转支撑总成采用单扭杆翻转结构，驾驶室在锁紧状态时，前翻转支撑右端扭杆由于固定驾驶室右支撑上，与衬套不发生相对运动，而左端由于扭杆可以沿衬套轴心进行旋转，此时，驾驶室右支撑承受扭矩最大，而驾驶室左支撑所受的力矩很小，从而导致车架前端装置右侧承受扭矩最大，左侧承受扭矩很小，进而造成车架前端装置右侧存在开裂风险。

现有的车架前端装置左前延伸梁上翼面和腹面拼焊，无下翼面，整体铆接在左纵梁内侧。右前延伸梁上翼面和腹面拼焊，无下翼面，整体铆接在右纵梁内侧。第一横梁铆接在左右纵梁外侧，第一横梁左右两侧上翼面各铆接一个垫板；驾驶室左支撑和驾驶室右支撑通过左右各4个m14螺栓与车架前端进行固定，固定螺栓仅通过第一横梁上翼面和前延伸梁上翼面，通过有限元分析计算，现有的车架前端装置中的右前延伸梁最小静态安全因子仅为0.38，远未达到目标要求(＞1)，存在开裂风险。

技术实现要素：

本实用新型第一方面的一个目的是要提升车架前端装置中的左、右前延伸梁的刚度和强度，避免右前延伸梁的应力集中，防止车架前端装置右侧开裂。

本实用新型第一方面的一个进一步的目的是要使车架前端装置能够将驾驶室前翻转支撑总成产生的扭矩传递至右纵梁腹面，提升车架前端刚度和强度。

本实用新型第二方面的一个的目的是要提供一种具有该车架前端装置的车辆，解决了现有车架前端最小静态安全因子较小，存在开裂风险的问题。

特别地，本实用新型提供了一种车辆的车架前端装置，用于与驾驶室前翻转支撑总成连接，所述车架前端装置包括：

相对设置的第一纵梁和第二纵梁；

相对设置的第一延伸梁和第二延伸梁，所述第一延伸梁和所述第二延伸梁分别位于所述第一纵梁和所述第二纵梁相对一侧，且所述第一延伸梁与所述第一纵梁连接，所述第二延伸梁与所述第二纵梁连接；所述第一延伸梁和所述第二延伸梁分别具有沿其两侧且背向所述第一纵梁延伸和第二纵梁的第一翼面和第二翼面；

第一横梁和第二横梁，所述第一横梁的两端分别与所述第一延伸梁和所述第二延伸梁的一端连接，所述第二横梁的两端分别与所述第一纵梁和所述第二纵梁上的所述第一翼面和所述第二翼面连接，所述第二横梁用于与所述驾驶室前翻转支撑总成连接；

多个支撑件，分别设在所述第一延伸梁和所述第二延伸梁上，且分别与所述第一延伸梁和所述第二延伸梁上的所述第一翼面和所述第二翼面连接，以支撑所述第一延伸梁、所述第二延伸梁和所述第二横梁。

进一步地，所述第一纵梁和所述第二纵梁分别为凹形板体，且所述第一纵梁或所述第二纵梁的一侧的水平高度高于其另一侧的水平高度，所述第一延伸梁或所述第二延伸梁上的所述第一翼面和所述第二翼面分别与所述第一纵梁或所述第二纵梁限定出与所述第一纵梁或所述第二纵梁相对应的凹形板体。

进一步地，所述第一延伸梁或所述第二延伸梁的长度尺寸分别小于所述第一纵梁或所述第二纵梁的长度尺寸，所述第一延伸梁和所述第二延伸梁分别沿所述第一纵梁和所述第二纵梁的朝向所述第二横梁的一侧向另一侧延伸。

进一步地，所述第一延伸梁和所述第二延伸梁分别与所述第一纵梁和所述第二纵梁焊接连接。

进一步地，所述第一翼面的水平高度低的一侧上设有多个安装孔，所述第二横梁通过所述安装孔与所述第一延伸梁和所述第二延伸梁连接。

进一步地，所述第一延伸梁和所述第二延伸梁的所述第一翼面的水平高度高的一侧与水平高度低的一侧之间分别设有连接件，以连接所述第一翼面。

进一步地，所述连接件为条形片体，所述连接件与所述第一延伸梁和所述第二延伸梁焊接相连。

进一步地，所述支撑件为支撑管，每个所述支撑件的两端分别与所述第一翼面和所述第二翼面连接。

进一步地，所述车架前端装置还包括：两个支撑支架，两个所述支撑支架分别设在所述第一纵梁和所述第二纵梁上的朝向所述第二横梁的一端，且分别与所述第二横梁的两端连接。

本实用新型还提供一种车辆，包括上述实施例中所述的车架前端装置。

本实用新型的车架前端装置，通过在第一延伸梁和第二延伸梁上设置第二翼面，并通过支撑件支撑第一延伸梁和第二延伸梁上的第一翼面、第二翼面，有效提高第一延伸梁和第二延伸梁的局部刚度和强度，避免右前延伸梁的应力集中，防止车架前端装置右侧开裂。

进一步地，本实用新型的车架前端装置，通过在所述第一纵梁和所述第二纵梁上设置支撑支架，可以使车架前端装置能够将驾驶室前翻转支撑总成产生的扭矩经第二横梁传递至右纵梁腹面，进一步有效提升车架前端刚度和强度。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型实施例的车架前端装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的车架前端装置的爆炸图；

图3是根据本实用新型实施例的车架前端装置的第一延伸梁(第二延伸梁)的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的车架前端装置与驾驶室前翻转支撑总成的装配示意图；

附图标记：

车架前端装置100；

第一纵梁11；第二纵梁12；

第一延伸梁21；第二延伸梁22；第一翼面23；第二翼面24；安装孔25；连接件26；

第一横梁31；第二横梁32；板簧支座33；

支撑件40；

支撑支架50；

驾驶室前翻转支撑总成60；支撑轴管61；驾驶室左支撑62；驾驶室右支撑63。

具体实施方式

参见图4，本实用新型的车辆的车架前端装置100主要应用在轻型载货汽车上，车架前端装置100主要用于与驾驶室前翻转支撑总成60连接，驾驶室前翻转支撑总成60可以采用单扭杆翻转结构，驾驶室在锁紧状态时，驾驶室前翻转支撑总成60的支撑轴管61的右端由于固定在驾驶室右支撑63上，与轴套不发生相对运动，而支撑轴管61的左端可以沿衬套轴心进行旋转，此时，驾驶室右支撑63承受的扭矩最大，驾驶室左支撑62承受的扭矩很小，从而导致车架前端装置100的右侧承受最大扭矩，而其左侧承受扭矩很小，使车架前端装置100右侧存在开裂风险。当然，对于本领域技术人员来说，单扭矩翻转结构的具体结构布置以及工作原理是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

参见图1和图2，本实用新型的车架前端装置100主要由第一纵梁11、第二纵梁12、第一横梁31、第二横梁32、第一延伸梁21、第二延伸梁22以及多个支撑件40组成。其中，第一纵梁11和第二纵梁12相对设置，在本申请中，以第一纵梁11为左纵梁，第二纵梁12为右纵梁进行描述，第一纵梁11和第二纵梁12的结构可以大致相同。第一延伸梁21和第二延伸梁22相对设置，同样以第一延伸梁21为左延伸梁，第二延伸梁22为右延伸梁进行描述，第一延伸梁21和第二延伸梁22的结构可以大致相同。第一延伸梁21和第二延伸梁22分别位于第一纵梁11和第二纵梁12相对一侧，并且第一延伸梁21与第一纵梁11连接，第二延伸梁22与第二纵梁12连接。参见图3，第一延伸梁21具有沿其两侧且背向第一纵梁11延伸的第一翼面23和第二翼面24，第二延伸梁22同样具有该第一翼面23和第二翼面24。其中，第一翼面23可以记为第一延伸梁21或第二延伸梁22的上翼面，第二翼面24可以记为第一延伸梁21或第二延伸梁22的下翼面。

第一横梁31的两端分别与第一延伸梁21和第二延伸梁22的一端连接，第一横梁31与第一延伸梁21和第二延伸梁22连接处的下方安装有板簧支座33以与车辆其他结构连接。第二横梁32的一端与第一纵梁11的第一翼面23和第二翼面24连接，第二横梁32的另一端与第二纵梁12的第一翼面23和第二翼面24连接。驾驶室前翻转支撑总成60安装在第二横梁32上，并且驾驶室前翻转支撑总成60与第二横梁32可以通过长螺栓可拆卸地连接，有利于提高驾驶室前翻转总成与第二横梁32之间的装配效率。

参见图1和图2，第一延伸梁21和第二延伸梁22上分别布置有多个支撑件40，优选地，第一延伸梁21和第二延伸梁22上分别布置有2个支撑件40，第一延伸梁21上的两个支撑件40分别与第一延伸梁21的第一翼面23和第二翼面24连接，支撑第一延伸梁21以及与第一延伸梁21连接的第二横梁32。第一延伸梁21上的两个支撑件40分别与第二延伸梁22的第一翼面23和第二翼面24连接，支撑第二延伸梁22以及与第一延伸梁21连接的第二横梁32。本实用新型的车架前端装置100，在第一延伸梁21和第二延伸梁22上设置第二翼面24(现有技术中，第一延伸梁21和第二延伸梁22上没有设置第二翼面24)，通过有限元分析，第一延伸梁21和第二延伸梁22的第一翼面23和第二翼面24之间通过设置支撑管，有效提高第一延伸梁21和第二延伸梁22的局部刚度和强度，避免右前延伸梁的应力集中，防止车架前端装置100右侧开裂。同时，驾驶室左支撑62可以通过第二横梁32、第一延伸梁21和支撑管自上而下进行固定，驾驶室右支撑63可以通过第二横梁32、第二延伸梁22和支撑管自上而下进行固定，以将驾驶室前翻转总成产生的扭矩传递至左右纵梁、左右延伸梁和第一横梁31，提升车架前端装置100的整体刚度和强度，提升了整车使用安全性和疲劳寿命。

由此，本实用新型的车架前端装置100，通过在第一延伸梁21和第二延伸梁22上设置第二翼面24，并通过支撑件40支撑第一延伸梁21和第二延伸梁22上的第一翼面23、第二翼面24，有效提高第一延伸梁21和第二延伸梁22的局部刚度和强度，避免右前延伸梁的应力集中，防止车架前端装置100右侧开裂。

根据本实用新型的一个实施例，参见图2，第一纵梁11和第二纵梁12分别加工成凹形板体，并且第一纵梁11或第二纵梁12的一侧的水平高度高于其另一侧的水平高度，第一延伸梁21或第二延伸梁22上的第一翼面23和第二翼面24分别与第一纵梁11或第二纵梁12限定出与第一纵梁11或第二纵梁12相对应的凹形板体，并且第一延伸梁21和第一纵梁11焊接，第二延伸梁22与第二纵梁12焊接，保证第一延伸梁21和第二延伸梁22与第一纵梁11和第二纵梁12之间连接稳固，有利于提高车架前端装置100整体结构的稳定性。

在本实用新型的一些具体实施方式中，参见图1和图2，第一延伸梁21或第二延伸梁22的长度尺寸分别小于第一纵梁11或第二纵梁12的长度尺寸，第一延伸梁21和第二延伸梁22分别沿第一纵梁11和第二纵梁12的朝向第二横梁32的一侧向另一侧延伸。具体来说，第一延伸梁21可以沿第一纵梁11的水平高度较低的一侧延伸(大致位于第一纵梁11的腹面位置)，第二延伸梁22同样沿第二纵梁12的水平高度较低的一侧延伸(大致位于第二纵梁12的腹面位置)，同时通过优化第一延伸梁21和第二延伸梁22的结构，保证车架前端装置100的整体结构刚度和强度，提升了整车使用安全性和疲劳寿命。

根据本实用新型的一个实施例，参见图2和图3，第一翼面23的水平高度低的一侧上设有多个安装孔25，第二横梁32可以通过安装孔25与第一延伸梁21和第二延伸梁22进行螺栓连接。在本申请中，螺栓可以用m14长螺栓，安装孔25的个数可以根据车架前端装置100的实际需要进行具体设定。

在本实用新型的一些具体实施方式中，参见图2和图3，第一延伸梁21和第二延伸梁22的第一翼面23的水平高度高的一侧与水平高度低的一侧之间分别加工有连接件26，以连接第一翼面23。具体来说，连接件26可以加工成条形片体，连接件26与第一延伸梁21和第二延伸梁22可以焊接相连。在本申请中，通过优化第一延伸梁21和第二延伸梁22的结构，将左右延伸梁加工成水平高度一侧高一侧低，使左右延伸梁的前后两段为折弯，中间段采用连接件26拼接，同时增加下翼面并与支撑件40配合，在有效提高第一延伸梁21和第二延伸梁22的局部刚度和强度的同时，保证其整体结构工艺简单，无需开发冲压模具，有效降低开发费用，并且还便于批量生产制造。

根据本实用新型的一个优选实施例，参见图1和图2，支撑件40可以采用支撑管，每个支撑件40的两端分别与第一翼面23和第二翼面24连接。具体来说，在本申请中，第一延伸梁21上可以焊接两个支撑管，以支撑第一延伸梁21上的第一翼面23和第二翼面24。同样地，第二延伸梁22上可以焊接两个支撑管，以支撑第二延伸梁22上的第一翼面23和第二翼面24。通过在第一延伸梁21和第二延伸梁22上焊接支撑管，有效提升第一延伸梁21和第二延伸梁22的局部刚度和强度。

根据本实用新型的一个实施例，参见图2，车架前端装置100还包括两个支撑支架50。其中，一个支撑支架50安装在第一纵梁11的朝向第二横梁32的一端(第一纵梁11的腹面外侧)，另一个支撑支架50安装在第二纵梁12的朝向第二横梁32的一端(第二纵梁12的腹面外侧)，同时支撑支架50连接第一纵梁11(第二纵梁12)和第二横梁32的两端连接。通过在所述第一纵梁11和所述第二纵梁12上设置支撑支架50，可以使车架前端装置100能够将驾驶室前翻转支撑总成60产生的扭矩经第二横梁32传递至右纵梁腹面，进一步有效提升车架前端刚度和强度。在本申请中，申请人通过有限元分析，可以计算出车架前端装置100的应力分布及大小，在不影响整车布置的前提下，对车架前端装置100进行结构优化，使车架前端装置100刚度和强度得到有效提升，最小静态安全因子由0.38提升至1.42(目前最小静态安全因子大于1即可满足目标要求)，有效规避了车架前端装置100开裂风险。

总而言之，本实用新型的了车架前端装置100，极大地提升了车架前端装置100的刚度和强度，规避了车架前端装置100开裂风险，提升了整车使用安全性和疲劳寿命。

本实用新型还提供一种车辆包括上述实施例中的车架前端装置100。由于根据本实用新型实施例的车架前端装置100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的车辆也具有相应的技术效果，即本实用新型的车辆通过采用该车架前端装置100，有效规避了车架前端装置100开裂风险，提升了整车使用安全性和疲劳寿命。

根据本实用新型实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

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