專利名稱：一種輕量化客車車身結(jié)構(gòu)及其型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車車身構(gòu)造及其型材，尤其是一種采用鋁合金型材的輕量化客車車身結(jié)構(gòu)及其型材。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的汽車整車結(jié)構(gòu)一般包括底盤和車身，底盤和車身相對(duì)分離，底盤要承受自 身和車身的重量，以及在底盤和大梁上安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)等部件的重量；車身只承受自身重量 及貨物和乘客的重量，不承受底盤及車架的載荷。這種車身的重心相對(duì)較高，高速行駛穩(wěn)定 性差，在受撞擊時(shí)底盤和車身會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，整車強(qiáng)度較弱。為解決上述問題，提出了一種全承載車身，其整車是一種整體框架式的結(jié)構(gòu)。全承 載車身一般由底架、四圍骨架和頂蓋骨架圍合而成，四圍骨架包括前圍骨架、后圍骨架、左 側(cè)圍骨架和右側(cè)圍骨架。全承載式車身的優(yōu)勢(shì)在于整車骨架形成有效封閉的力環(huán)結(jié)構(gòu)，使 車身分擔(dān)底盤的載荷，強(qiáng)度比普通汽車要高。中國(guó)專利CN100404347C公布了一種全承載車 身，就屬于這種結(jié)構(gòu)，該車身主要是用矩形鋼管焊接而成，因此這種全承載車身仍然存在車 身重的問題。而對(duì)汽車本身來說，大約70%的油耗是用在車身質(zhì)量上，因此，減輕車身重量 能夠降低油耗，符合節(jié)約能源及環(huán)保的趨勢(shì)。為此，本實(shí)用新型將提出一種輕量化的全承載 式車身結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用在該車身結(jié)構(gòu)上的鋁合金型材。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種新的鋁合金型材，可用于全承載式車身結(jié)構(gòu)，以 減輕車身重量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于汽車的鋁合金型材，所述鋁合金型 材的截面形狀為空心矩形環(huán)，且矩形的一側(cè)短邊分別從兩端向外延伸形成有兩翼部。進(jìn)一步地，所述鋁合金型材的矩形環(huán)的壁厚及其兩側(cè)翼部的厚度為3至8毫米。相較于現(xiàn)有技術(shù)中的矩形鋼管而言，采用鋁合金型材能大大降低車身重量，從而 減少汽車油耗。此外，鋼管的使用壽命只有15年，而鋁合金型材的使用壽命能達(dá)到25年， 因此鋁合金型材比鋼管更環(huán)保。本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出一種新的全承載式車身，尤其是輕量化的客車 車身。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種客車車身結(jié)構(gòu)，包括底盤桁架、四圍骨架 和頂拱骨架，其特征在于，所述四圍骨架是由立柱與橫梁鉚接形成的格柵式鋁合金骨架，所 述立柱的截面形狀為空心矩形環(huán)，且矩形的一側(cè)短邊分別從兩端向外延伸形成有兩翼部。 其中，所述立柱的壁厚及其兩側(cè)翼部的厚度為3至8毫米。其中，所述四圍骨架包括前圍骨架、后圍骨架、左側(cè)圍骨架和右側(cè)圍骨架，其中，左 側(cè)圍骨架及右側(cè)圍骨架與底盤桁架鉚接，前圍骨架、后圍骨架及頂拱骨架與所述左側(cè)圍骨 架及右側(cè)圍骨架鉚接。[0011] 特別地，所述立柱的翼部面向車內(nèi)，與車身內(nèi)蒙皮鉚接，所述車身內(nèi)蒙皮為受力蒙皮。特別地，所述立柱與橫梁之間的連接方式也不同于現(xiàn)有的車身，其特別之處在于 采用L形角碼連接，具體是橫梁的兩端分別抵在兩根立柱之間，并用L形角碼的兩個(gè)邊分 別與立柱及橫梁鉚接。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，橫梁的橫截面形狀為兩邊不對(duì)稱的U形，所述L形 角碼與橫梁鉚接的一邊置于U形槽內(nèi)，所述U形的短邊與立柱的翼部對(duì)齊，且與車身內(nèi)蒙皮 鉚接。其中，所述U形橫梁的厚度為3至6毫米。其中，立柱與橫梁型材的截面形狀及其連 接方式都很特殊，對(duì)提高車身強(qiáng)度有很大幫助。本實(shí)用新型的有益效果在于立柱型材的形狀是特別設(shè)計(jì)的，其翼部與內(nèi)蒙皮鉚 接之后，使內(nèi)蒙皮成為受力蒙皮，改變了傳統(tǒng)車身由外蒙皮受力的情況；橫梁也能和內(nèi)蒙皮 鉚接，提高了車身的整體強(qiáng)度，比用鋼管焊接的普通全承載式車身更耐撞擊。并且，業(yè)內(nèi)一 般認(rèn)為鋁合金型材的強(qiáng)度較鋼管低，因此即使有客車選用鋁合金型材，其型材也不可能達(dá) 到8毫米以下的厚度。然而在本實(shí)用新型中，經(jīng)過實(shí)用新型人的認(rèn)真研究和測(cè)算，結(jié)合上述 車身結(jié)構(gòu)，輕量化客車車身型材的厚度可以達(dá)到僅3毫米，突破了業(yè)內(nèi)認(rèn)為的極限。輕量 化車身帶來的直接效益是增加載客量，降低油耗，鋁合金型材能延長(zhǎng)汽車的使用壽命；而全 承載式的車身則帶來了底盤低、車內(nèi)空間大等優(yōu)點(diǎn)。此外，鋁合金型材主要采用鉚接工藝， 摒棄了傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)過程中使用的大型焊接設(shè)備；同時(shí)，由于鋁合金不生銹的特點(diǎn)，防銹處 理的全套設(shè)備也隨之淘汰，從生產(chǎn)角度來說，不僅減少了設(shè)備投資，也降低了工業(yè)能耗，還 能夠快速推廣。

圖1為立柱鋁合金型材的示意圖；圖2為客車車身結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為四圍骨架的局部示意圖；圖4為立柱與橫梁連接方式的立體分解圖；圖5為立柱與橫梁連接的示意圖；其中，1.鋁合金型材2.矩形環(huán)3.翼部 4.車身5.立柱6.橫梁 7. L形角碼8.內(nèi)蒙皮
具體實(shí)施方式
如圖1所示，鋁合金型材1的橫截面形狀為空心矩形環(huán)2，矩形的一側(cè)短邊分別從 兩端向外延伸形成有翼部3，其中，矩形的短邊和長(zhǎng)邊的比例為1 2，矩形環(huán)2的壁厚和翼 部3的厚度為3毫米。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，矩形的短邊和長(zhǎng)邊的比例還可以是1 1，或者是 1 3，而矩形環(huán)的壁厚和翼部的厚度還可以是8毫米，或者是5毫米。如圖2所示，客車車身4是由底盤桁架、四圍骨架和頂拱骨架圍合而成的全承載式 車身。其中，四圍骨架中的左側(cè)圍骨架及右側(cè)圍骨架與底盤桁架鉚接，四圍骨架中的前圍骨架和后圍骨架以及頂拱骨架與左側(cè)圍骨架及右側(cè)圍骨架鉚接。其中，四圍骨架都是由立柱與橫梁鉚接形成的格柵式鋁合金骨架，其中立柱就是采用圖1所示的鋁合金型材1。因此， 在該車身中立柱的壁厚及其翼部的厚度可以達(dá)到3毫米，一般在3至8毫米范圍內(nèi)。本實(shí)用新型中客車車身的特點(diǎn)之一在于采用了鋁合金型材，而其中立柱與橫梁 的型材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其連接方式也較為特別。結(jié)合圖3至圖5所示，其中立柱5的形狀已在前述實(shí)施例中描述過，橫梁6是一個(gè) 截面形狀為兩邊不對(duì)稱的U形的鋁合金型材，U形槽的兩邊及槽底的厚度為3毫米。橫梁6 安裝在兩根立柱5之間，立柱5的翼部面向車內(nèi)，橫梁6的U形短邊與立柱5的翼部對(duì)齊， 長(zhǎng)邊與立柱5的另一邊對(duì)齊，然后用L形角碼7的兩邊分別貼住立柱5的矩形長(zhǎng)邊和L形 橫梁的槽內(nèi)，用鉚釘固定。其他立柱與橫梁照此方式依次連接，則可以分別構(gòu)成所需的四圍 骨架。車身內(nèi)蒙皮8分別用鉚釘和立柱5的翼部以及橫梁6的U形短邊鉚接，由此車身內(nèi) 蒙皮成為受力蒙皮，有別于普通車身中由外蒙皮受力的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，U形橫梁的厚度還可以是4. 5毫米或6毫米，只要 在3 6毫米范圍內(nèi)就行。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，橫梁的形狀也可以不是U形，比如矩形橫梁也可 以按照?qǐng)D3所示的方式用L形角碼與立柱鉚接。上述實(shí)施例只展示了單層客車的車身結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)能理解，該 車身結(jié)構(gòu)同樣適用于雙層客車，只要在圖2所示的車身結(jié)構(gòu)中加一個(gè)雙層車的二層骨架就 變成了一個(gè)雙層車的車身。采用鋁合金結(jié)構(gòu)的輕量化客車車身，帶來了許多改進(jìn)(1)使得客車的整車重量 下降，例如，對(duì)于12米雙層客車而言，鋁合金骨架雙層車整車重為13噸，而鋼結(jié)構(gòu)車身骨架 的整車則重達(dá)15噸，由于整車重量的下降，會(huì)提高載客量，降低燃油消耗，使整車排放大大 降低。(2)鋁合金結(jié)構(gòu)還使得客車的使用年限提高，從原來的15年可以提高到25年，而且 永不生銹，便于回收，循環(huán)利用；(3)由于采用鋁合金結(jié)構(gòu)車身，使得客車生產(chǎn)不用電泳防 銹，節(jié)約生產(chǎn)成本，降低工業(yè)排放；(4)本實(shí)用新型的輕量化客車車身結(jié)構(gòu)全部采用鉚接形 式，因此不再需要復(fù)雜而且昂貴的焊接設(shè)備，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求1.一種用于汽車的鋁合金型材，其特征在于，所述鋁合金型材的截面形狀為空心矩形 環(huán)，且矩形的一側(cè)短邊分別從兩端向外延伸形成有兩翼部。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁合金型材，其特征在于，所述矩形的長(zhǎng)寬比為1 1至1 3。
3.如權(quán)利要求1所述的鋁合金型材，其特征在于，所述矩形環(huán)的壁厚及其兩側(cè)翼部的 厚度為3至8毫米。
4.一種使用權(quán)利要求1所述鋁合金型材的客車車身結(jié)構(gòu)，包括由底盤桁架、四圍骨架 和頂拱骨架圍合而成的全承載式車身，其特征在于，所述四圍骨架是由立柱與橫梁鉚接形 成的格柵式鋁合金骨架，所述立柱的截面形狀為空心矩形環(huán)，且矩形的一側(cè)短邊分別從兩 端向外延伸形成有兩翼部。
5.如權(quán)利要求4所述的客車車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立柱的壁厚及其兩側(cè)翼部的 厚度為3至8毫米。
6.如權(quán)利要求5所述的客車車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立柱的翼部面向車內(nèi)，與車身 內(nèi)蒙皮鉚接，所述車身內(nèi)蒙皮為受力蒙皮。
7.如權(quán)利要求6所述的客車車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立柱與橫梁之間采用L形角碼 連接，具體是橫梁的兩端分別抵在兩根立柱之間，并用L形角碼的兩個(gè)邊分別與立柱及橫 梁鉚接。
8.如權(quán)利要求7所述的客車車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫梁的橫截面形狀為兩邊不 對(duì)稱的U形，所述L形角碼與橫梁鉚接的一邊置于U形槽內(nèi)，所述U形橫梁的短邊與立柱的 翼部對(duì)齊，且與車身內(nèi)蒙皮鉚接。
9.如權(quán)利要求8所述的客車車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述U形橫梁的厚度為3至6毫米。
10.如權(quán)利要求4 9任一項(xiàng)所述的客車車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述四圍骨架包括前 圍骨架、后圍骨架、左側(cè)圍骨架和右側(cè)圍骨架，其中，左側(cè)圍骨架及右側(cè)圍骨架與底盤桁架 鉚接，前圍骨架、后圍骨架及頂拱骨架與所述左側(cè)圍骨架及右側(cè)圍骨架鉚接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種客車車身結(jié)構(gòu)，包括底盤、四圍骨架和頂拱骨架，其特征在于，所述車身結(jié)構(gòu)由鋁合金型材鉚接而成，所述四圍骨架是由立柱與橫梁組成的格柵式骨架，所述立柱的截面形狀為空心矩形環(huán)，且矩形的一側(cè)短邊分別從兩端向外延伸形成有兩翼部。本實(shí)用新型采用鋁合金全承載式車身，使得客車的整車重量下降，提高載客數(shù)量，降低燃油消耗，使整車排放大大降低；鋁合金結(jié)構(gòu)還使得客車的使用年限提高；由于采用鋁合金結(jié)構(gòu)車身，使得客車生產(chǎn)不用電泳防銹，節(jié)約生產(chǎn)成本，降低工業(yè)排放；本實(shí)用新型的輕量化客車車身結(jié)構(gòu)全部采用鉚接形式，因此不再需要復(fù)雜而且昂貴的焊接設(shè)備，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B62D23/00GK201872801SQ201020161490
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者閆圣 申請(qǐng)人:閆圣