一种高强度扭转梁及车辆的制作方法

1.本发明属于扭转梁技术领域，特别涉及一种高强度扭转梁及车辆。


背景技术：

2.扭转梁作为底盘后悬架，用来连接车身和轮胎，起到导向作用，并能承受弹性元件、减振器、缓冲块的力及力矩，其横梁具备横向稳定杆功能。
3.扭转梁悬挂的工作原理是将非独立悬挂的车轮装在一个扭转梁的两端。当一边车轮上下跳动时，会使扭转梁绕两衬套轴线跳动，从而带动另一侧车轮也相应地跳动，减小整个车身的倾斜或摇晃。由于其自身具有一定的扭转刚度，可以起到与横向稳定杆相同的作用，可增加车辆的侧倾刚度，提高车辆的侧倾稳定性。
4.根据整车底盘高承载强度和性能不断提升的需要，需求扭转梁具备更高的强度。众所周知，车轮是通过扭转梁上的轮轴板直接连接，轮轴板通过扭转梁上的纵臂连接，轮轴板承受从地面传递至车身的所有力和力矩，轮轴板的连接强度是当前最为重要的技术问题，否则一旦开裂断裂失效则会造成严重事故。因此，轮轴板在扭转梁上的结构布置、形貌和联接方式尤为关键。
5.然而，在市场现有扭转梁结构中，轮轴板与纵臂是通过各自的切边与型面搭接焊接，为了保证焊接足够的受力(受拉工况时，焊道更为薄弱、易失效)强度，要求轮轴板与纵臂具有足够的搭接焊接长度、甚至加厚零件，造成零件尺寸较长、较大，整车布置/运动空间被占用，且材料耗费大、成本高，不利于扭转梁的轻量化。
6.因此，如何在实现扭转梁轻量化设计的前提下，提供一种轮轴板与纵臂高强度连接结构的扭转梁结构方案，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种高强度扭转梁及车辆，能够在实现扭转梁轻量化设计的前提下，同时实现轮轴板与纵臂高强度连接。
8.为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度扭转梁，包括：横梁以及分别设置于所述横梁两端的两个纵臂，每个所述纵臂上设置有一个轮轴板；
9.所述轮轴板为整体呈u型的弯折板，所述弯折板包括中间板以及分别设置于所述中间板的两侧且相对设置的两个侧板，所述中间板用于安装轮毂支架，至少一个所述侧板上开设有用于穿设所述纵臂的通孔，至少一个所述侧板靠近通孔的边缘为与所述纵臂焊接的圆弧焊接位。
10.可选的，在上述高强度扭转梁中，所述轮轴板设置于所述纵臂的后端，两个侧板中位于前端的一者不开设通孔，两个侧板中位于后端的一者开设通孔。
11.可选的，在上述高强度扭转梁中，所述纵臂的后端端面与所述轮轴板之间设置有减振器安装销。
12.可选的，在上述高强度扭转梁中，所述纵臂的前端设置有衬套管。
13.可选的，在上述高强度扭转梁中，所述横梁和所述纵臂之间焊接固定。
14.可选的，在上述高强度扭转梁中，所述横梁与所述纵臂的搭接处设置有横梁加强板。
15.可选的，在上述高强度扭转梁中，所述纵臂上设置有弹簧安装盘。
16.可选的，在上述高强度扭转梁中，至少一个所述侧板为三角形板。
17.可选的，在上述高强度扭转梁中，所述中间板上设置有若干螺栓孔，所述中间板与所述轮毂支架通过螺栓连接。
18.本发明提供了一种车辆，包括上文所述的高强度扭转梁。
19.本发明提供了一种高强度扭转梁，其有益效果在于：
20.通过将轮轴板的至少一个侧板与纵臂配合处开设通孔，形成套环结构，将该开设通孔的轮轴板与纵臂的配合设计为一整圈配合焊接。在受拉工况时，该轮轴板的下方(侧板通孔处的位于下半部分的圆形区域)分担了大部分拉力(此时轮轴板下方圆弧与纵臂受挤压，挤压力无风险)，焊道的受力明显降低，根本上解决了焊道失效的风险。因此，本案能够在实现扭转梁轻量化设计的前提下，同时实现轮轴板与纵臂高强度连接。
21.本发明还提供一种具有上述高强度扭转梁的车辆，其有益效果相同，在此不作赘述。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
23.图1为本发明实施例提供的一种高强度扭转梁的结构示意图；
24.图2为本发明实施例提供的轮轴板的局部放大图。
25.在上图中：
26.1-横梁；2-衬套管；3-纵臂；4-横梁加强板；5-弹簧安装盘；6-减振器安装销；7-轮轴板。上述标号2-7中的各部件均为左右对称的部件。
27.a-圆弧焊接位；b-轴轮板的通孔嵌入方向。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
29.本发明的核心是提供一种高强度扭转梁及车辆，能够在实现扭转梁轻量化设计的前提下，同时实现轮轴板与纵臂高强度连接。
30.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
31.本发明技术方案是研究了轮轴板7的结构强度应力、分布及失效模式，锁定其是在焊道受拉力时产生焊道失效的特点，分析出现有技术方案的薄弱特征为：轮轴板与纵臂只
有一小段圆弧在上表面搭接焊接，在受拉工况时完全由焊道受力。
32.基于上述分析，结合图1-图2，在维持扭转梁主体结构不变或变化不大的前提下，本发明提供的一种高强度扭转梁，包括：横梁1以及两个纵臂3。
33.两个纵臂3分别设置于横梁1的两端。每个纵臂3上对应设置有一个轮轴板7。
34.轮轴板7为整体呈u型的弯折板，弯折板包括中间板以及分别设置于中间板的两侧且相对设置的两个侧板，中间板用于安装轮毂支架，具体地，中间板上设置有若干螺栓孔，中间板与轮毂支架通过螺栓连接。至少一个侧板的相对位置上开设有用于穿设纵臂3的通孔，至少一个侧板靠近通孔的边缘为与纵臂3焊接的圆弧焊接位a。圆弧焊接位a为一整圈圆形焊接位。
35.由于轮轴板7结构为一整圈套环配合焊接结构，因此轮轴板7需要从后方嵌入安装，图1所示的箭头方向即为轴轮板的通孔嵌入方向b。
36.本方案提供的高强度扭转梁，通过将轮轴板7的至少一个侧板与纵臂3配合处开设通孔，形成套环结构，将该开设通孔的轮轴板7与纵臂3的配合设计为一整圈配合焊接。在受拉工况时，该轮轴板7的下方(侧板通孔处的位于下半部分的圆形区域)分担了大部分拉力(此时轮轴板7下方圆弧与纵臂3受挤压，挤压力无风险)，焊道的受力明显降低，根本上解决了焊道失效的风险。因此，本案能够在实现扭转梁轻量化设计的前提下，同时实现轮轴板7与纵臂3高强度连接。
37.在具体实施例中，纵臂3垂直设置于横梁1上，纵臂3具有前端和后端。轮轴板7设置于纵臂3的后端，两个侧板中位于前端的一者不开设通孔，即轮轴板7的位于前端的侧板与纵臂3只有一小段圆弧搭接焊接。两个侧板中位于后端的一者开设通孔。由于轮轴板7的位于后端的侧板分担了部分拉力，提高了连接强度，因此，轮轴板7的位于前端的侧板可以适当的减短、减小尺寸。
38.纵臂3的后端端面与轮轴板7之间设置有减振器安装销6。其作用是安装减振器，并承受减振器的动态往复力。具体地，可以在纵臂3的后端开设销孔，减振器安装销6穿设于纵臂3和减振器的销孔内，以实现减振器和纵臂3的安装。当然，具体操作过程中，首先需要将轮轴板7套设于纵臂3上，再来安装减振器安装销6。
39.纵臂3的前端设置有衬套管2。纵臂3和衬套管2之间焊接固定。横梁1和纵臂3之间焊接固定。
40.横梁1与纵臂3的搭接处设置有横梁加强板4。横梁加强板4分别与横梁1、纵臂3焊接，特别的，横梁加强板4的截面为弧形。
41.纵臂3上设置有弹簧安装盘5，其作用是安装螺旋弹簧，并承受螺旋弹簧的静态力和动态往复力。
42.为了实现扭转梁的轻量化，至少一个侧板为三角形板，以减少材料耗费。开设通孔的轮轴板7设计为三角形板，即在三角形板的靠近直角处开设通孔。未开设通孔的轮轴板7也可设计为三角形板，即在三角形板与纵臂3搭设的直角边设计为焊接位。
43.此时，轮轴板7的侧板外缘可以适当的减短、减小尺寸(根据整车重量承载需要，前端也可以设计为一整圈配合焊接结构，结构更强)，轮轴板7厚度也可以适当减薄。因此，本发明考虑在受拉工况时，通过轮轴板7分担一部分拉力，降低焊道的受力。
44.综上，本发明通过将轮轴板7的至少一个侧板与纵臂3的配合设计为一整圈套环结
构配合焊接，通过轮轴板7的套环分担了大部分力，根本上解决了焊道失效的风险，贡献了扭转梁的轻量化和整车布置空间，从而设计出轮轴板7套环嵌入式的高强度扭转梁结构方案。
45.此外，本发明提供一种车辆，包括上文的高强度扭转梁。因此，具有上述高强度扭转梁的车辆，也具有相同的有益效果，在此不作赘述。
46.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
47.在本技术的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
48.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
50.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
51.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种高强度扭转梁，其特征在于，包括：横梁以及分别设置于所述横梁两端的两个纵臂，每个所述纵臂上设置有一个轮轴板；所述轮轴板为整体呈u型的弯折板，所述弯折板包括中间板以及分别设置于所述中间板的两侧且相对设置的两个侧板，所述中间板用于安装轮毂支架，至少一个所述侧板上开设有用于穿设所述纵臂的通孔，至少一个所述侧板靠近通孔的边缘为与所述纵臂焊接的圆弧焊接位。2.根据权利要求1所述的高强度扭转梁，其特征在于，所述轮轴板设置于所述纵臂的后端，两个侧板中位于前端的一者不开设通孔，两个侧板中位于后端的一者开设通孔。3.根据权利要求2所述的高强度扭转梁，其特征在于，所述纵臂的后端端面与所述轮轴板之间设置有减振器安装销。4.根据权利要求1所述的高强度扭转梁，其特征在于，所述纵臂的前端设置有衬套管。5.根据权利要求1所述的高强度扭转梁，其特征在于，所述横梁和所述纵臂之间焊接固定。6.根据权利要求1所述的高强度扭转梁，其特征在于，所述横梁与所述纵臂的搭接处设置有横梁加强板。7.根据权利要求1所述的高强度扭转梁，其特征在于，所述纵臂上设置有弹簧安装盘。8.根据权利要求1-7任一项所述的高强度扭转梁，其特征在于，至少一个所述侧板为三角形板。9.根据权利要求1-7任一项所述的高强度扭转梁，其特征在于，所述中间板上设置有若干螺栓孔，所述中间板与所述轮毂支架通过螺栓连接。10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的高强度扭转梁。

技术总结
本发明提供的一种高强度扭转梁，包括横梁以及两个纵臂，每个纵臂设置有一个轮轴板。轮轴板为U型弯折板，包括中间板以及分别设置于中间板的两侧且相对设置的两个侧板。中间板用于安装轮毂支架，至少一个侧板上开设有用于穿设纵臂的通孔，至少一个侧板靠近通孔的边缘为与纵臂焊接的圆弧焊接位。通过将轮轴板的至少一个侧板与纵臂配合处开设通孔，形成套环结构，将该开设通孔的轮轴板与纵臂的配合设计为一整圈配合焊接。在受拉工况时，该轮轴板的下方分担了大部分拉力，焊道的受力明显降低，根本上解决了焊道失效的风险，从而能够在实现扭转梁轻量化设计的前提下，同时实现轮轴板与纵臂高强度连接。本发明还提供一种具有上述高强度扭转梁的车辆。度扭转梁的车辆。度扭转梁的车辆。


技术研发人员：韦友 韦鹏 覃祖研 李昭荣 钟云 罗群勇
受保护的技术使用者：柳州五菱汽车工业有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/9/22