一種輕量化客車車身結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種輕量化客車車身結構，屬于客車車身【技術領域】。它包括前圍總成、后圍總成、左右側圍總成、頂蓋總成和地板總成，所述前圍總成、后圍總成、側圍總成、頂蓋總成和地板總成均為鋁型材，所述前圍總成、后圍總成、側圍總成、頂蓋總成和地板總成之間通過連接件鉚接圍成整體的封閉框架結構，所述前圍總成和后圍總成分別連接在左右側圍總成前端和后端，所述頂蓋總成和地板總成分別連接在左右側圍總成頂端和底部。本發其車身各封閉受力環之間由整體貫通式側風窗上梁連接固定，形成上下封閉受力環、前后封閉受力環，形成整車載荷有效傳遞和分解的框架結構，車身整體受力均勻。
【專利說明】一種輕量化客車車身結構
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于客車車身【技術領域】，主要涉及一種輕量化客車車身結構。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著汽車工業的迅速發展，世界性能源問題、環境保護問題變得越來越突出。于是減輕汽車自重、降低油耗和廢氣排放量已成為各大汽車生產廠商提高競爭能力的關鍵。減輕汽車質量的重要途徑就是使汽車材料輕量化。
[0003]目前國內傳統客車是采用鋼結構車身骨架，由前圍總成、后圍總成、左/右側圍總成、頂蓋總成和底架總成等六大片總成經組焊而成，車身骨架和外板的重量占整車重量的比重較高。而且隨著國內客車設計技術水平的提高，客車車身骨架結構優化設計已經比較普遍，在車身骨架結構優化方面也已經沒有較大的減重措施，迫切需要通過替代材料來達到輕量化的目的，而利用鋁合金材料代替鋼材是汽車輕量化的一個重要途徑。因此，提供一種強度高、結構穩定、輕量化的全鋁型材客車車身結構成為客車【技術領域】迫切需要解決的難題。
實用新型內容
[0004]本實用新型為了解決目前傳統客車整車自重大、焊接變形大、生產環境惡劣等技術問題，提供一種質量輕、無焊接污染、結構強度穩定、生產效率高的輕量化客車車身結構。
[0005]本實用新型采用的技術方案是:一種輕量化客車車身結構，它包括前圍總成、后圍總成、左右側圍總成、頂蓋總成和地板總成，所述前圍總成、后圍總成、側圍總成、頂蓋總成和地板總成均為鋁型材，所述前圍總成、后圍總成、側圍總成、頂蓋總成和地板總成之間通過連接件鉚接圍成整體的封閉框架結構，所述前圍總成和后圍總成分別連接在左右側圍總成前端和后端，所述頂蓋總成和地板總成分別連接在左右側圍總成頂端和底部。
[0006]進一步優選的結構，所述前圍總成包括左右前圍立柱和前圍頂橫梁，所述左右前圍立柱為整體式貫通立柱，所述左右前圍立柱的頂端分別與前圍頂橫梁的左右兩端連接；所述前圍總成還包括位于前圍頂橫梁下方的前風窗上橫梁、前風窗連接梁和前風窗下橫梁；所述前風窗上橫梁、前風窗下橫梁、和前風窗連接梁兩端分別與左右前圍立柱連接；所述前風窗上橫梁與前圍頂橫梁之間由連接立柱支撐連接，所述前圍總成通過左右前圍立柱與側圍總成連接。
[0007]進一步優選的結構，所述后圍總成包括左右后圍立柱、后圍頂橫梁，所述左右后圍立柱為整體貫通梁，所述左右后圍立柱的頂端分別與后圍頂橫梁兩端連接；所述后圍總成還包括位于后圍頂橫梁下方的后風窗下橫梁、左右后風窗立柱、左右后中門立柱和后中門上橫梁，所述后風窗下橫梁左右兩端分別與左右后圍立柱連接，所述左右后風窗立柱上下兩端分別與頂橫梁和后風窗下橫梁連接，所述左右后中門立柱上端與后風窗下橫梁連接，所述后中丨]上橫梁左右兩端分別與左右后中丨]立柱連接；所述后風窗立柱與后圍立柱之間連接有連接橫梁，所述后風窗下橫梁與后中門上橫梁之間通過連接立柱支撐連接，所述后中門立柱與后圍立柱之間連接有若干連接橫梁；所述后圍總成通過左右后圍立柱與側圍總成連接。
[0008]進一步優選的結構，所述側圍總成由側圍骨架和覆于側圍骨架的蒙皮組成，所述側圍骨架包括若干整體貫通式的側窗立柱、橫向固定于各側窗立柱之間的側風窗上連接梁和側風窗下梁、位于側風窗下梁下方的底部裙梁，所述側風窗下梁與底部裙梁之間設有裙圍立柱，所述側窗立柱和裙圍立柱之間設有橫向固定支撐的腰梁。
[0009]進一步優選的結構，所述側圍骨架在前后輪罩處設有橫向連接側窗立柱和裙圍立柱的加強橫梁和立柱梁。
[0010]進一步優選的結構，所述頂蓋總成由頂蓋骨架和覆于頂蓋骨架的蒙皮組成，所述頂蓋骨架包括有左右兩側貫通的左右側風窗上梁、連接在左右側風窗上梁之間的若干整體貫通的頂蓋上彎橫梁和連接在若干頂蓋上彎橫梁之間的若干分段縱梁；所述頂蓋骨架通過左右側風窗上梁、最前端的分段縱梁和最后端的分段縱梁與前圍骨架和后圍骨架連接，所述頂蓋骨架通過側風窗上梁與側圍骨架連接。
[0011]進一步優選的結構，所述側風窗上梁是斷面為弧形的空心型材，所述側風窗上梁內部設有加強筋。
[0012]進一步優選的結構，所述地板總成包括前地板骨架、中地板骨架、后地板貫通橫梁和后地板骨架，所述后地板貫通橫梁的左右兩端與側圍骨架連接。
[0013]進一步優選的結構，所述客車車身結構內部所有橫梁和立柱均為鋁型材，所述橫梁和立柱的相交處采用連接件通過鉚釘固定連接。
[0014]進一步優選的結構，所述連接件為角鋁。
[0015]本實用新型的技術方案中，其車身各封閉受力環之間由整體貫通式側風窗上梁連接固定，形成上下封閉受力環、前后封閉受力環，形成整車載荷有效傳遞和分解的框架結構，當有外力作用在車身的某個部位時，載荷會通過整車的封閉環結構迅速分解到車身各個部位，使承載力逐次減弱，達到車身整體受力均勻的技術目的；本技術方案的另一特點是不僅整車車身為鋁型材結構，而且車身骨架之間的連接由角鋁連接件通過鉚釘固定，從而取消了傳統的車身骨架焊接連接方式，避免了焊接污染，工人只需根據車身位置不同，采用“角鋁+鉚釘”即可實現整個車身骨架的拼裝，操作簡單，對工人勞動技能要求不高。另外，由于鋁型材的重量輕，不僅可以減輕工人的勞動強度，而且整車具有重量輕、使用壽命長、抗傾斜、扭轉能力強、燃油經濟性高等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0017]圖2為前圍骨架主視結構圖；
[0018]圖3為前圍骨架側視結構圖；
[0019]圖4為后圍骨架主視結構圖；
[0020]圖5為后圍骨架側視結構圖；
[0021]圖6為側圍骨架側視結構圖；
[0022]圖7為頂蓋骨架軸側視結構圖；
[0023]圖8為側風窗上梁截面圖；[0024]圖9為前地板骨架結構示意圖；
[0025]圖10為中地板骨架結構示意圖；
[0026]圖11為后地板貫通橫梁結構示意圖；
[0027]圖12為后地板骨架結構示意圖；
[0028]圖13是骨架連接處局部結構放大圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，便于清楚地了解本實用新型，但它們不對本實用新型構成限定。
[0030]如圖1所示，本實用新型包括前圍總成、后圍總成、左右側圍總成、頂蓋總成和地板總成，所述前圍總成、后圍總成、側圍總成、頂蓋總成和地板總成均為鋁型材，所述前圍總成、后圍總成、偵_總成、頂蓋總成和地板總成之間通過連接件鉚接圍成整體的封閉框架結構，所述前圍總成和后圍總成分別連接在左右側圍總成前端和后端，所述頂蓋總成和地板總成分別連接在左右側圍總成頂端和底部。
[0031]如圖2和圖3所示，所述前圍總成包括左右前圍立柱5和前圍頂橫梁4，所述左右前圍立柱5為整體式貫通立柱，所述左右前圍立柱5的頂端分別與前圍頂橫梁4的左右兩端連接；所述前圍總成還包括位于前圍頂橫梁4下方的前風窗上橫梁1、前風窗連接梁3和前風窗下橫梁2 ;所述前風窗上橫梁1、前風窗下橫梁2、和前風窗連接梁3兩端分別與左右前圍立柱5連接；所述前風窗上橫梁I與前圍頂橫梁4之間由連接立柱6支撐連接，所述前圍總成通過左右前圍立柱5與側圍總成連接，如圖1所示，所述連接立柱6位置與頂蓋骨架上的最前端的分段縱梁27位置相對應。
[0032]如圖4和圖5所示，所述后圍總成包括左右后圍立柱11、后圍頂橫梁8，所述左右后圍立柱11為整體貫通梁，所述左右后圍立柱11的頂端分別與后圍頂橫梁8兩端連接；所述后圍總成還包括位于后圍頂橫梁8下方的后風窗下橫梁9、左右后風窗立柱10、左右后中門立柱15和后中門上橫梁13，所述后風窗下橫梁9左右兩端分別與左右后圍立柱11連接，所述左右后風窗立柱10上下兩端分別與后圍頂橫梁8和后風窗下橫梁9連接，所述左右后中門立柱15上端與后風窗下橫梁9連接，所述后中門上橫梁13左右兩端分別與左右后中門立柱15連接；所述后風窗立柱10與后圍立柱11之間連接有連接橫梁12，所述后風窗下橫梁9與后中門上橫梁13之間通過連接立柱14支撐連接，所述后中門立柱15與后圍立柱11之間連接有若干連接橫梁16。所述后圍總成通過左右后圍立柱11與側圍總成連接。
[0033]如圖6所示，所述側圍總成由側圍骨架和覆于側圍骨架的蒙皮組成，所述側圍骨架包括若干整體貫通式的側窗立柱17、橫向固定于各側窗立柱17之間的側風窗上連接梁18和側風窗下梁19、位于側風窗下梁19下方的底部裙梁20，所述側風窗下梁19與底部裙梁20之間設有裙圍立柱21，所述側窗立柱17和裙圍立柱21之間設有橫向固定支撐的腰梁22，側風窗下梁19和腰梁22、底部裙梁20相互固定連接構成矩形承載框架結構，受力分布均勻、結構穩定性好；左右側圍的車輪開口處不能封閉，所述側圍骨架在前后輪罩處設有橫向連接側窗立柱17和裙圍立柱21的加強橫梁23和立柱梁24構成承載單元，承載單元與車架上前后輪罩骨架對應連接固定，使側圍總成構成整體剛性框架。
[0034]如圖7和圖8所示，所述頂蓋總成由頂蓋骨架和覆于頂蓋骨架的蒙皮組成，所述頂蓋骨架包括有左右兩側貫通的左右側風窗上梁25、連接在左右側風窗上梁25之間的若干整體貫通的頂蓋上彎橫梁26和連接在若干頂蓋上彎橫梁26之間的若干分段縱梁；所述頂蓋骨架通過左右側風窗上梁25、最前端的分段縱梁27和最后端的分段縱梁28與前圍骨架和后圍骨架連接，所述頂蓋骨架通過側風窗上梁25與側圍骨架連接。所述側風窗上梁25是斷面為弧形的空心型材，所述側風窗上梁內部設有加強筋25.1，不僅避免了頂蓋骨架橫向方管的折彎變形，也提高了車身上部結構強度和扭轉剛度；同時，所述側風窗上梁25的外表面可直接作為車身外表面，從而減小頂蓋蒙皮的寬度，使之小于國內鋁合金板的最大軋制幅寬，實現整體式頂蓋蒙皮，無需分塊拼焊，減少焊縫，避免漏水。
[0035]如圖9一圖12所示，所述地板總成包括前地板骨架29、中地板骨架30、后地板貫通橫梁32和后地板骨架31，所述后地板貫通橫梁32的左右兩端與側圍骨架連接。所述地板總成由鋁型材方管組成，所述地板總成在與車架相交處采用連接件通過鉚釘固定連接，所述連接件為角鋁7，所述地板總成全部是直梁沒有彎梁，制作工藝簡便，生產效率高，后地板貫通橫梁31與左右側窗立柱17、裙圍立柱21對應固定連接，且由矩形管構成的地板總成與車架共同構成整體剛性承載框架，不容易產生菱形變形，受力分布均勻，結構穩定性好。
[0036]如圖13所示，所述橫梁和立柱均為鋁型材，橫梁和立柱的相交處采用連接件通過鉚釘固定連接，所述連接件7為角鋁。
[0037]如圖1所示，頂蓋總成的最前端分段縱梁27的前端與前圍總成的前圍頂橫梁4的后端固定連接；頂蓋總成的最后端分段縱梁28的后端與后圍總成的后圍頂橫梁8的前端固定連接；頂蓋總成的側風窗上梁25前端固定連接在前圍總成的前圍頂橫梁4的后端面上、后端則固定連接于后圍總成的后圍頂橫梁8的前端面上；側圍總成中的側風窗上連接梁18、側風窗下梁19、腰梁22和底部裙梁20的前端均固定于前圍總成的左右前圍立柱5上；側圍總成中的側風窗下梁19和底部裙梁20的后端分別與后圍總成中的左右后圍立柱11固定連接；如圖6、圖7、圖11所示，頂蓋總成中的頂蓋上彎橫梁26與側圍總成中的側窗立柱17、地板總成中的后地板貫通橫梁32及連接橫梁位置相對應，如圖1所示，通過頂蓋總成中的貫通式側風窗上梁25構成多個全封閉的橫截面結構受力環；通過所述客車車身結構中的前圍總成、后圍總成、左/右側圍總成、頂蓋總成和地板總成分片制作后，依次組合固定構成一個具有封閉環結構的整體框架式全鋁合金型材客車車身，其抗傾斜、抗扭轉能力強。
[0038]本說明書未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.一種輕量化客車車身結構，它包括前圍總成、后圍總成、左右側圍總成、頂蓋總成和地板總成，所述前圍總成、后圍總成、側圍總成、頂蓋總成和地板總成均為鋁型材，其特征在于:所述前圍總成、后圍總成、側圍總成、頂蓋總成和地板總成之間通過連接件鉚接圍成整體的封閉框架結構，所述前圍總成和后圍總成分別連接在左右側圍總成前端和后端，所述頂蓋總成和地板總成分別連接在左右側圍總成頂端和底部；所述后圍總成包括左右后圍立柱、后圍頂橫梁，所述左右后圍立柱為整體貫通梁，所述左右后圍立柱的頂端分別與后圍頂橫梁兩端連接； 所述后圍總成還包括位于后圍頂橫梁下方的后風窗下橫梁、左右后風窗立柱、左右后中門立柱和后中門上橫梁，所述后風窗下橫梁左右兩端分別與左右后圍立柱連接，所述左右后風窗立柱上下兩端分別與頂橫梁和后風窗下橫梁連接，所述左右后中門立柱上端與后風窗下橫梁連接，所述后中門上橫梁左右兩端分別與左右后中門立柱連接；所述后風窗立柱與后圍立柱之間連接有連接橫梁，所述后風窗下橫梁與后中門上橫梁之間通過連接立柱支撐連接，所述后中門立柱與后圍立柱之間連接有若干連接橫梁；所述后圍總成通過左右后圍立柱與側圍總成連接； 所述頂蓋總成由頂蓋骨架和覆于頂蓋骨架的蒙皮組成，所述頂蓋骨架包括有左右兩側貫通的左右側風窗上梁、連接在左右側風窗上梁之間的若干整體貫通的頂蓋上彎橫梁和連接在若干頂蓋上彎橫梁之間的若干分段縱梁；所述頂蓋骨架通過左右側風窗上梁、最前端的分段縱梁和最后端的分段縱梁與前圍骨架和后圍骨架連接，所述頂蓋骨架通過側風窗上梁與側圍骨架連接； 所述側風窗上梁是斷面為弧形的空心型材，所述側風窗上梁內部設有加強筋。
2.根據權利要求1所述的一種輕量化客車車身結構，其特征在于:所述前圍總成包括左右前圍立柱和前圍頂橫梁，所述左右前圍立柱為整體式貫通立柱，所述左右前圍立柱的頂端分別與前圍頂橫梁的左右兩端連接；所述前圍總成還包括位于前圍頂橫梁下方的前風窗上橫梁、前風窗連接梁和前風窗下橫梁；所述前風窗上橫梁、前風窗下橫梁、和前風窗連接梁兩端分別與左右前圍立柱連接；所述前風窗上橫梁與前圍頂橫梁之間由連接立柱支撐連接，所述前圍總成通過左右前圍立柱與側圍總成連接。
3.根據權利要求1所述的一種輕量化客車車身結構，其特征在于:所述側圍總成由側圍骨架和覆于側圍骨架的蒙皮組成，所述側圍骨架包括若干整體貫通式的側窗立柱、橫向固定于各側窗立柱之間的側風窗上連接梁和側風窗下梁、位于側風窗下梁下方的底部裙梁，所述側風窗下梁與底部裙梁之間設有裙圍立柱，所述側窗立柱和裙圍立柱之間設有橫向固定支撐的腰梁。
4.根據權利要求3所述的一種輕量化客車車身結構，其特征在于:所述側圍骨架在前后輪罩處設有橫向連接側窗立柱和裙圍立柱的加強橫梁和立柱梁。
5.根據權利要求1所述的一種輕量化客車車身結構，其特征在于:所述地板總成包括前地板骨架、中地板骨架、后地板貫通橫梁和后地板骨架，所述后地板貫通橫梁的左右兩端與側圍骨架連接。
6.根據權利要求1所述的一種輕量化客車車身結構，其特征在于:所述客車車身結構內部所有橫梁和立柱均為鋁型材，所述橫梁和立柱的相交處采用連接件通過鉚釘固定連接。
7.根據權利要求6所述的一種輕量 化客車車身結構，其特征在于:所述連接件為角鋁。
【文檔編號】B62D31/00GK203544159SQ201320364953
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年6月24日 優先權日:2013年6月24日
【發明者】王華武, 徐茂林, 劉小明, 胡蓉, 郝守海, 劉林, 余慶杰 申請人:東風汽車公司