一种基于氢燃料电池城市客车的三气瓶固定框架

技术领域

本发明属于新能源客车技术领域，具体涉及一种氢燃料电池城市客车的氢气瓶固定框架结构。

背景技术

氢燃料电池汽车是指以氢为能量提供动力移动的汽车。一般的内燃机，通常注入柴油或汽油，氢汽车则改为使用气体氢。燃料电池和电动机取代一般的引擎，即氢燃料电池的原理是把氢输入燃料电池中，氢原子的电子被质子交换膜阻隔，通过外电路从负极传导到正极，成为电能驱动电动机；质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。

氢燃料电池城市客车采用氢气在35MPa左右的压力下储存在车上的多个气瓶内，用作汽车燃料的供给。以氢气为燃料的客车，由于氢气在客车上储存时存在压力大、易燃易爆的特点，所以对氢气气瓶的布置及安装可靠性要求较高，布置时应充分考虑气瓶的安全性、可靠性。目前，氢燃料电池城市客车的气瓶布置位置一般顶置，即将气瓶均布置在客车的顶部。然而，气瓶顶置必须考虑到氢气瓶固定框架的整体安装高度不能太高，要尽可能地降低其设计高度以及要考虑到安装维护的便利性；此外，当车辆运营在各种路况时，各氢气瓶不得产生移位，固定架不得出现松动以及不得产生结构性变形、开裂等各种影响安全行驶的不利因素。

总之，现有技术存在的技术问题是，结构较为复杂，极大地增加了整车的采购以及生产制造成本；安装型式较为复杂，生产批次中的一致性保障能力差；总成的设计高度太高且抱箍的固定件总成无弹性调节机构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种氢燃料电池城市客车的三氢气瓶固定框架结构，保证氢气瓶固定框架的整体安装高度不能太高，要尽可能地降低其设计高度以及要考虑到安装维护的便利性；避免当车辆运营在各种路况时，各氢气瓶产生移位、固定架容易出现松动以及产生结构性变形、开裂等各种影响安全行驶的不利因素产生，并使得整车更具美观性。

本发明采用的技术方案是：一种氢燃料电池城市客车的三氢气瓶固定框架结构，它包括固定框架底座总成和抱箍总成，在固定框架底座总成的下横梁上设置有固定安装梁总成，该固定安装梁总成为顶端半圆弧内置加强板的镂空框架结构；在下横梁上设置有矩管上固定件；固定框架底座总成通过矩管上固定件安装在客车的后部顶端；在下横梁上还设置有起吊支架；固定安装梁总成通过抱箍总成与氢气瓶连接固定。

固定框架底座总成的结构组成为：2件上横梁与2件上纵梁连接组成上部框架结构，2件下横梁与2件下纵梁连接组成下部框架结构，上部框架结构通过立柱连接下部框架结构；在2件下横梁之间分别连接2件固定安装梁总成；在固定安装梁总成侧面连接有梁上固定件。

固定安装梁总成由上弧板、弧形立板、中部加强板和底板组成；上弧板为3件，弧形立板为2件，中部加强板为3件，底板为1件；零件之间通过焊接连接而成。

抱箍总成由左胶套、抱箍本体、右胶套、下胶套、 螺母固定套、螺栓固定套、弹簧、螺栓和螺母组成；左胶套、右胶套和下胶套放置在抱箍本体的左、右和下部相应位置。

每个氢气瓶设有抱箍总成若干个，对称安装在框架底座总成底部两端。

相较现有技术，本发明的有益效果是：

采用固定框架底座总成和抱箍组合连接形成与氢气瓶外径适配的圆形抱箍总成，并且所述抱箍总成分别对称固定在固定框架底座总成底部，将氢气瓶头端和尾端置于相应的固定框架底座总成上，再将抱箍穿过固定框架底座总成围绕氢气瓶覆盖，采用螺栓加弹簧进行紧固；该固定方式与氢气瓶接触更紧密，固定效果更好，所述固定框架底座总成采用顶端半圆弧内置加强板的镂空结构，抱箍总成整体缠绕气瓶进行固定，进一步增强结构的牢固稳定性，并且整个安装结构更紧凑，具有美观性；

通过在抱箍上设置胶套，胶套直接与氢气瓶接触，增加摩擦力，防止氢气瓶松动，并且避免氢气瓶外表面受到磨损，胶套两侧设置紧扣止口翻边，防止上抱箍滑脱；

固定框架底座总成中的固定安装梁总成采用钢板加工拼焊而成，其整体设计高度较普通结构有了大幅的降低，上弧形件两端向内支撑形成环形保护，有利于氢气瓶稳定放置，并且便于与抱箍总成连接，固定安装梁总成内部中空，减轻结构重量，同时通过设置加强板增大固定底座的强度，确保稳定支撑氢气瓶；

固定框架底座总成采用上框架和下框架通过立柱连接而成，形成高度与氢气瓶相当的镂空箱体结构，从侧面对氢气瓶限位固定，进一步增大氢气瓶安装的稳定性，放置车辆移动时氢气瓶晃动，提高安全性能，并且通过设置固定安装梁总成安装氢气瓶，所述框架底座总成结构简单、紧凑，减少材料用量，降低整体结构重量，符合轻量化设计要求；

在框架底座总成的侧面和底部直角连接处设置三角板加强筋，增大结构连接稳定性；通过在框架底座总成靠近四角处和中部设置固定支架，用于固定连接框架底座总成和客车顶部，四角连接保证整体结构平衡稳定，中部连接进一步增强连接的牢固性；

框架底座总成顶端分别对称设置起吊支架，通过吊装安装氢气瓶固定总成结构，便于安装和更换；

本发明结构紧凑，便于安装，安装固定牢靠，并且便于后期维修。

附图说明

图1为本发明与氢气瓶的安装状态图；

图2为本发明的固定框架底座总成结构示意图；

图3为本发明的固定安装梁总成的结构示意图；

图4为本发明的抱箍总成的结构示意图。

图中，1-固定框架底座总成，2-氢气瓶，3-抱箍总成，4-上纵梁，5-下纵梁，6-固定安装梁总成，7-起吊支架，8-加强筋，9-固定件加强筋，10-梁上固定件，11-矩管上固定件，12-上横梁，13-下横梁，14-立柱，15-上弧形件，16-立板，17-中部加强板，18-底板，21-左胶套，22-抱箍本体，23-右胶套，24-下胶套，25-螺母固定套，26-螺栓固定套，27-弹簧，28-螺栓，29-螺母。

具体实施方式

本发明的实施例：它包括固定框架底座总成1和圆形抱箍总成3，在固定框架底座总成1的下横梁13上设置有固定安装梁总成6，该固定安装梁总成6为顶端半圆弧内置加强板的镂空框架结构；在下横梁13上设置有矩管上固定件11；固定框架底座总成1通过矩管上固定件11安装在客车的后部顶端；在下横梁13上还设置有起吊支架7；固定安装梁总成6通过抱箍总成与氢气瓶连接固定。

固定框架底座总成1的结构组成为：2件上横梁12与2件上纵梁4连接组成上部框架结构，2件下横梁13与2件下纵梁5连接组成下部框架结构，上部框架结构通过立柱14连接下部框架结构；在2件下横梁13之间分别连接2件固定安装梁总成6；在固定安装梁总成6侧面连接有梁上固定件10。

固定安装梁总成6由上弧板15、弧形立板16、中部加强板17和底板18组成；上弧板15为3件，弧形立板16为2件，中部加强板17为3件，底板18为1件；零件之间通过焊接连接而成。

抱箍总成由左胶套21、抱箍本体22、右胶套23、下胶套24、 螺母固定套25、螺栓固定套26、弹簧27、螺栓28和螺母29组成；左胶套21、右胶套23和下胶套24放置在抱箍本体22的左、右和下部相应位置。

在梁上固定件10的两侧焊接有固定件加强筋9。

固定安装梁总成6的两端设置有加强筋8。

左胶套21、右胶套23和下胶套24两侧设置紧扣止口翻边

固定安装梁总成6通过采用二氧化碳气体保护焊与下横梁13直接焊接成为一个整体，氢气瓶放置到固定安装梁总成6的上弧形件15上后采用抱箍总成连接固定；具体结构是氢气瓶头端和尾端置于相应的固定框架底座总成6的上弧形件15上，抱箍穿过固定框架底座总成6围绕氢气瓶覆盖，并拧紧螺栓28和螺母29达到相应的力矩。