BG3008U1 - Автомобил с капковидна форма и променлива геометрия - Google Patents

Abstract

Полезният модел се отнася до автомобил с капковидна форма и променлива геометрия .Автомобила се състои от три основни части: основа (рама) (4), носеща статичните и динамичните натоварвания, ,като в средната част има усилваща предпазна арка (8), а също са монтирани арки над предното (7) и арка (9) над задното колело; предна вратар (1 О) -покрив, представляваща предната част на автомобила с прозорци и покрив и задна врата (11), представляваща задната част на автомобила с аеродинамични плоскости. В задната част на каросерията се намира опашка (15), която е прибрана в корпуса и при нужда се задвижва с изпълнитепен механизъм, която осигурява геометрията на идеалната капковидна форма при високи скорости.

Description

Област на техниката

Полезният модел се отнася до областта на автомобилостроенето, по-специално полезният модел се отнася до електрически автомобил с осигурена капковидна аеродинамична форма, способстваща осигуряване на ниско въздушно съпротивление.

Предшестващо състояние на техниката

Известни са решения и разработки на автомобили с аеродинамична форма, при които е осигурена каросерия с дизайн, доближаващ се до формата на капка/полукапка, (капка, пресечена в напречната ос), тъй като с тази форма се осигурява най-ниско въздушно съпротивление. В идеалния случай = 0.09, докато и при най-добрите постижения при други форми въздушното съпротивление е от порядъка на 0.24-0.26. Колелата на автомобила са разположени по две в напречни успоредни една на друга оси класическо разположение, известно в областта на автомобилостроенето.

Освен това са известни решения и разработки на автомобил с 4 колела с разположение - ромб, т.е. две колела по надлъжната ос и две в напречна перпендикулярна на първата ос, без осигуряване на форма на полукапка на каросерията.

GB 2470105 (А) се отнася до универсално шаси за автомобили с променлива геометрия и по-специално електромобили.

При предложението шасито се състои от четири части, свързани с винтове, така че да може да се скъсява и стеснява съответно удължава, разширява. Предвидено е шасито да отговаря на различни каросерии и така да се спестяват средства за осигуряване на различни по габарити шасита за съответните цели. Специфичните технически характеристики на предложението се състоят в това, че се създава шаси с променливи според нуждите размери, върху което се поставят различни по размер каросерии.

WO 03018358 (А2) разглежда конфигурация на тяло на автомобил, включващ шаси и каросерия, както и гранична повърхност за свързване и закрепване. Разкритото изобретение се отнася до шаси, при което чрез модули прикрепвани към основната рама могат да променят размерите на шасито. Техническото решение се състои в това, че се осигурява шаси, към което се прикрепват различни модули, с което се променят размерите и формата, според нуждите.

WO 03018337 (А2) се отнася до метод за модифициране на конструктивни и естетически характеристики на превозно средство. Методът включва взаимозаменяемост на тяло на превозното средство, при което върху шаси с универсална гранична повърхност се прикрепват различни корпуси на каросерия. Техническото решение се състои в това, че се осигурява шаси, към което се прикрепват различни каросерии, с което се променят размерите и формата, според нуждите.

При известните от състоянието на техниката решения не са изпълнени следните технически характеристики:

a. При класическо разположение, не може да се реализира полезна завършена форма на капка, тъй като се формира автомобил с много дълга каросерия и късо разстояние между осите.

b. Реализираните разработки на автомобил с 4 колела с разположение - ромб са с правоъгълно сечение или подобно, което не допринася за намаляване на въздушното съпротивление.

c. При автомобили с двигатели с горивни процеси, центърът на тежестта е висок и такъв автомобил би бил неустойчив особено на завои.

d. Техническите решения, свързани с осигуряване на променлива геометрия се отнасят до изменения в рамките на производствения процес.

Техническа същност на полезния модел

1. Предмет на настоящия полезен модел е осигуряването на автомобил с минимално въздушно съпротивление, включително и с промяна на геометрията на формата.

а. Задачата се постига с автомобил, който е възможно да бъде електрически задвижван с форма, наподобяваща капка на каросерията и колела 2x2, разположени по надлъжната и напречната взаимноперпендикулярни оси. Това разположение на колелата изненадващо се установи, че отговаря най-добре

7942 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 11.1/15.11.2018 на формата.

b. Постига се голямо вътрешно пространство за пътниците, едновременно с опростена носеща конструкция и минимално съпротивление.

c. За постигане на по-голямо вътрешно пространство за втори заден ред седалки, формата за движение например в градски условия е с възможност да бъде скъсена, а при движение по магистрална инфраструктура, където движението е обикновено с висока скорост е осигурена възможност за удължаване до идеалната капковидна форма, с което се преодолява образуването на вихри.

d. За стабилизиране и балансиране при движение с високи скорости в задната част са осигурени хоризонтални и вертикални аеродинамични плоскости с механизми на управление, които притискат и балансират автомобила към пътя.

e. В осигуряване на възможност за разполагане на батерията за електрическото задвижване и агрегатите под центъра на преобръщане се установи, че правят такъв автомобил напълно стабилен на пътя.

f. Възможно е по избор и монтиране на жироскоп за допълнително балансиране в завой.

Полезният модел се отнася до автомобил с капковидна форма на каросерия 1, представена в разрез по надлъжната хоризонтална равнина на Фиг. 1 и Фиг. 2, скъсена в опашната част и при съотношение дължина/ширина повече от 2.5.

Автомобилът е осигурен с 4 (или повече) колела, разположени по надлъжната 6 и напречна 5 ос, представено на фиг. 3 до 8. В задната половина има монтирани аеродинамични хоризонтални крила 2 и вертикални крила 3.

По отношение на конструкцията автомобила с електрозадвижване съгласно полезния модел може да бъде тип двуместно купе или купе 2+2, както например при четириместен седан.

От друга страна каросерията на автомобила с капковидна форма съгласно полезния модел се състои от три основни части:

Основа 4 (рама) - носеща статичните и динамични натоварвания конструкция, изпълнена като тръбна пространствена рама или самоносеща черупкова конструкция от стомана и леки материали. В средната част има усилваща и предпазна арка 8, а също са монтирани арка над предното 7 и арка над задното колело 9.

Към основната рама е закрепена шарнирно предна врата 10 - покрив, представляваща предната част на автомобила с прозорци и покрив, която се вдига нагоре с помощта на предвидени подемни механизми.

Задна врата 11 - представляваща задната част на автомобила с аеродинамичните плоскости, която се вдига нагоре с помощта на предвидени подемни механизми.

При затваряне вратите 10 и 11 се заключват към арки 7, 8, 9, съответно с осигурени ключалки.

В задната част на каросерията на автомобила съгласно полезния модел се намира опашка 15, която е прибрана в корпуса и при нужда се задвижва с предвиден изпълнителен механизъм за преместване в посока назад/напред, което осигурява геометрия на идеалната капковидна форма при високи скорости, представено на фиг. 7 и 8.

Задвижването на автомобила, съгласно полезния модел е възможно да бъде разработено в следните варианти:

- задвижване с двигателен мост на средни колела - ел.мотор с редуктор и полуоски;

- задвижване на всички колела с мотори, вградени в тях, така наречени мотор колела 17;

- батерия 14 и електронни устройства за зареждане, управление на двигателите и батерията.

Като системи на окачване, спиране и управление могат да бъдат използвани следните решения:

- окачването може да бъде тип МакФерсон, двойни носачи или многолостово за всички колела - на фиг. 5 е показано тип МакФерсон;

- за средната ос може да се използва - торсионна греда 13;

- специално окачване тип люлка - вилка, лагерувана в люлка с пружина амортисьор (фиг. 8а).

Спирачната система е съставена от дискови спирачки с рекуперация на всички колела и компютърен контрол.

Кормилното управление е осъществено вариантно от:

- волан - рейка - зъбно колело

7943 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 11.1/15.11.2018

- волан - червяк - зъбно колело

- автономен механизъм, управляван от автопилот.

Стабилност при движение - балансиране (устойчивост)

Балансирането на автомобила, съгласно полезния модел може да се осигури с нисък център на тежестта, като батериите са разположени в пода, с вграден жироскоп или с управляващ компютър, командващ двигателите, изпълнителните механизми на колелата и опашните плоскости особено в завои.

Безопасност

- Пасивна

1. Деформационни зони в предна полусфера

2. Деформационни зони в задна полусфера заедно с аеродинамичните плоскости

3. Напречна греда ферма по цялата дължина на кабината

4. Висок борд на основата (рама), предпазни арки

5. Многоточково заключване на подвижния покрив

- Активна

Въздушни завеси, колани, електронни системи за контрол на стабилността, при потегляне, движение, спиране.

Сензори и системи за контрол на автомобила и околната среда включително автопилот.

Предимствата на автомобила, съгласно полезния модел са:

a. Минимално съпротивление при движение особено при движение с висока скорост по магистрала. Допълнителни предимства на автомобила, предмет на полезния модел са, че той е екологично и енергоспестяващо техническо решение.

b. Конструкцията на автомобила е олекотена, вследствие на формата и разположението на колелата.

c. При среден клас автомобил се постига по-голямо междуосово разстояние, т е. повече пространство за долните крайници на пътниците при еднаква дължина, което създава комфорт на купето.

d. По-висока безопасност при катастрофи - в зоните от предна полусфера, най-чести при тежки катастрофи могат да се реализират безопасни за пътниците деформационни зони.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 представлява изглед отгоре на автомобила, съгласно полезния модел, с крайно задно положение на опашката;

фигура 2 - изглед отстрани на автомобила, съгласно полезния модел с крайно задно положение на опашката;

фигура 3 - основа (рама) на автомобила, съгласно полезния модел - схема в надлъжно сечение;

фигура 4 - рама на автомобила, съгласно полезния модел с отворени врати (покрив) - схема в надлъжно сечение;

фигура 5 - изглед отгоре на автомобила, съгласно полезния модел с двигателен мост и класическо окачване, прибрана в корпуса опашка (схема);

фигура 6 - изглед отстрани на автомобила, съгласно полезния модел с двигателен мост и класическо окачване, извадена опашка (схема);

фигура 7 - изглед отгоре на автомобила, съгласно полезния модел в схема с мотор колела и люлково окачване, извадена опашка (схема);

фигура 8 - изглед отстрани на автомобила, съгласно полезния модел в схема с мотор колела и люлково окачване, с крайно задно положение на опашката.

Пример за изпълнение на полезния модел

Предстои изработване на прототип на база сериен електромобил с близки габарити - дължина до 4500 mm с удължение до 5000 mm, ширина до 1800 mm, височина в статично положение 1300 (1350) mm.

В едно примерно изпълнение автомобилът се изработва като седан (купе) на база части от Нисан Лииф 2012 г. по следния начин.

Автомобилна каросерия с форма, наподобяваща капка 1, състояща се от долна част, включваща рама 4, изработена като тръбна пространствена конструкция, облечена отвън с авиационен шперплат,

7944 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 11.1/15.11.2018 алуминиева ламарина и композитни материали, а отвътре е изпълнена с алуминий, кожа и мокет. Рамата 4 е изработена от заварени квадратни тръби, образуващи пространствена рамка с високи бордове като носеща конструкция. Дъното на рама 4 е плоско с изрези за колелата. Към рамата 4 са заварени арки - арка над предното колело 7, усилваща и предпазна арка 8 и арка над задното колело 9, които гарантират напречна устойчивост и коравина. Към рамата 4, арката над предното колело 7 и арката над задното колело 9 се монтират предно и задно окачване посредством надлъжна ос 6 и напречна ос 5. В областта на усилващата и предпазна арка 8 се монтира заден мост - торсионна греда 13. Седалките са закрепени към дъното на рамата 4 посредством болтове.

Горна част на рамата 4, състояща се от предна врата 10 и задна врата 11 тип покрив - тръбна носеща конструкция, която е облечена с авиационен шперплат и композит. Прозорците и прозрачния покрив са изработени от автомобилен поликарбонат. Към задната врата 11 тип покрив са прикрепени аеродинамични хоризонтални крила 2 и вертикални крила 3, способстващи за стабилността на автомобила при движение.

Предната врата 10 в предната си част е на изхвърляща панта и с помощта на подемен механизъм се вдига нагоре и завърта около пантата, като се осигурява достъп до салона, включително до предното колело. При затваряне, чрез заключващи скоби, лягащи в специални гнезда в усилващата и предпазна арка 8 се осигурява заключване от предвидено централно заключване на автомобила. Същите механизми и средства за отваряне, затваряне и заключване са осигурени и при задната врата тип покрив.

За окачването на автомобила е използвано окачването от автомобил Нисан Лииф, като предното и задното колело по надлъжна ос 6 заедно с окачването се закрепва със стандартните крепежни елементи от автомобила към монтажните елементи от рамата и арката над предното колело 7 и арката над задното колело 9. За среден мост е използван задния мост от Нисан Лииф. Заменят се главините с тези от предното окачване, за да се свържат задвижващите полуоски към колелата.

За спирачна система е използвана спирачната система на Нисан Лииф - дискови спирачки на всички колела, включително системата за контрол - ABS.

Кормилно управление се осъществява от кормилната система на Нисан Лииф, кормилната колонка с волан и кормилния механизъм се монтира отпред и управляват предното колело, като са преработени по необходимите размери, а с допълнителни щанги по дължината на автомобила управлението се предава и на задното колело.

Двигателят, батерията представляваща моторната група на Нисан Лииф 14 се монтира зад предните седалки върху специална рама за задвижване на колелата по напречната ос 5. В тази зона се монтират и модулите от батерията на Нисан Лииф.

За електро-системата се използва окабеляването от Нисан Лииф и всички електрически системи, както и интерфейса за органите за управление и арматурното табло - GPS, мобилна свързаност, климатизация, светлини, имобилайзер, безключово запалване, зареждане и контрол на батерията, централно заключване и др.

Промяна на геометрията

При стационарно състояние и движение с ниски скорости, например в населено място автомобилът, съгласно полезния модел е със съкратена дължина в задната част. При високи скорости задната опашна част се удължава чрез предвиден механизъм с цел премахване на турболенцията. За тази цел в задната част се намира опашка 15, която посредством предвиден изпълнителен механизъм излиза назад и завършва опашката.

Безопасност

За безопасност се използват въздушни възглавници, електронни системи за безопасност и контрол на поведението на автомобила от Нисан Лииф - ABS, EPS, помощ при потегляне по наклон и спускане и др.

Деформационните зони са изпълнени посредством: отпред - алуминиева кутия, отстрани - запълване с пенополиуретан.

С цел безопасност е изработена предпазна странична греда тип тръбна форма по цялата дължина на пътническото пространство.

За предотвратяване на преобръщане са изработени масивни предпазни арки тип тръбна конструкция

7945 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 11.1/15.11.2018 над предно и задно колело, както и над средната ос.

Вградени са и камери за наблюдение - странични и задна с дисплеи на арматурното табло.

Claims (6)

1. Претенции

   1. Автомобил с капковидна форма и променлива геометрия, осигурен с двигател, електрическа система, осигурена с батерия, поне 4 колела, със спирачна, задвижваща и заключваща система, кормилно управление, камери за наблюдение и снабден с окачване, изграден от каросерия (1), осигурена с рама (4) и закрепени към дъното на рамата (4) седалки, като рамата (4) представлява тръбна пространствена конструкция, характеризиращ се с това, че каросерията (1) е с капкоподобна форма, а рамата (4) е облечена отвън с авиационен шперплат, алуминиева ламарина и композитни материали, а отвътре е изпълнена с алуминий, кожа и мокет и е изработена от заварени квадратни тръби, образуващи пространствена рамка с високи бордове, при което дъното на рама (4) е плоско с изрези за колела, осигурени по надлъжна ос (6) и напречна ос (5), като към рамата (4) са заварени арка над предно колело (7), усилваща и предпазна арка (8) и арка над задно колело (9), като рамата (4), арката над предното колело (7) и арката над задното колело (9) са монтирани предно и задно окачване посредством надлъжна ос (6) и напречна ос (5), при което, приусилващата и предпазна арка (8) е осигурен заден мост (13), като освен това в горната част към рамата чрез изхвърляща панта и подемен механизъм са предвидени предна врата (10) и задна врата (11), които са снабдени с изхвърляща с възможност за въртене панта и с помощта на подемен механизъм и са изпълнени като тръбна носеща конструкция, облечена с авиационен шперплат и композит, снабдени с прозорци и прозрачен покрив, изработени от автомобилен поликарбонат като към задната врата (11) тип покрив са прикрепени аеродинамични хоризонтални крила (2) и вертикални крила (3) като освен това задната част е предвидена опашка (15), осигурена с изпълнителен механизъм за движение назад за формиране на идеална капковидна форма и обратно.
2. 2. Автомобил съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в двигателя и батерията (14) са монтирани зад предните седалки над колелата по напречната ос (5).
3. 3. Автомобил съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че спирачната система предвижда дискови спирачки, включително ABS система за контрол.
4. 4. Автомобил съгласно всяка от претенции от 1 до 3, характеризиращ се с това, че окачването, включващо заден мост и предното и задното колело по надлъжна ос (6) са закрепени със стандартните крепежни елементи към рамата (4) и арката над предното колело (7) и арката над задното колело (9).
5. 5. Автомобил съгласно всяка от претенции от 1 до 4, характеризиращ се с това, че електрическата система е във връзка с всички електрически системи, включително интерфейс за органите за управление и арматурно табло - GPS, мобилна свързаност, климатизация, светлини, имобилайзер, безключово запалване, зареждане и контрол на батерията, централно заключване.
6. 6. Автомобил съгласно всяка от претенции от 1 до 5, характеризиращ се с това, че кормилното управление представлява кормилна система, снабдена с кормилна колонка с волан и кормилен механизъм, монтиран предно за управление на предното колело, като са осигурени допълнителни щанги по дължината на автомобила за предаване на управлението и на задното колело.