EA004828B1 - Каркас автомобиля - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к автомобилестроению. Технический эффект настоящего изобретения заключается в повышении жесткости и прочности каркаса автомобиля, что позволяет использовать данный каркас в трансформируемых легковых автомобилях. Предлагаемый каркас легкового автомобиля содержит переднюю, среднюю и заднюю части, образованные продольными, поперечными и вертикальными элементами, а также каркас крыши и лобового стекла. При этом каркас легкового автомобиля содержит продольные, вертикальные и наклонные усилительные элементы, закрепленные на разных уровнях передней, средней и задней частей каркаса, а также ступенеобразные усилительные элементы, закрепленные на разных уровнях в нижней половине задней части каркаса, все элементы которого соединены между собой сварным соединением, причем все наклонные усилительные элементы каркаса закреплены между его продольными и вертикальными усилительными элементами, а ступенеобразные усилительные элементы нижней половины задней части каркаса закреплены между его поперечными элементами и продольными усилительными элементами.

Description

Настоящее изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к безрамным автомобилям, а более конкретно - к каркасу автомобиля.

В последние годы все более широкое применение находят безрамные автомобили малой и средней вместимости, кузов каждого из которых содержит панели, закрепленные на каркасе и выполненные из полимерного композиционного материала.

При этом в некоторых вариантах выполнения кузов автомобиля может быть выполнен составным из различных модулей, выполненных с возможностью установки, изъятия или замены модулей и трансформации пассажирских автомобилей в грузопассажирские.

В данных автомобилях значительную нагрузку несет на себе каркас, в частности его задняя часть, которая должна выдерживать значительные нагрузки при трансформации пассажирского автомобиля в грузопассажирский и кроме того должна иметь такую конструкцию, которая позволит устанавливать различные модули для трансформации автомобиля.

Известен каркас автомобиля (заявка Германии № 19600933, класс В 62Ό 21/15, 1997 г.), имеющий переднюю, среднюю и заднюю части, соединенные разъемным соединением и образованные продольными, поперечными и вертикальными элементами. Задняя часть имеет каркас крыши, содержащий продольные и поперечные элементы. При этом вертикальные элементы включают одну пару стоек передней части, одну пару стоек задней части и две пары стоек средней части. Стойки каждой пары средней части внизу соединены продольным порогообразующим элементом, а стойки разных пар внизу соединены поперечным элементом. Стойки задней части верхними концами соединены с каркасом крыши задней части, а нижними концами соединены с поперечным элементом задней части, который посредством двух продольных элементов соединен со средней частью каркаса.

Таким образом, низ задней части данного каркаса состоит из двух продольных и одного поперечного элемента, что исключает возможность использования данного каркаса для грузопассажирских автомобилей, так как не обеспечивает необходимой для этого жесткости и прочности, а наличие разъемных соединений между передней, средней и задней частями каркаса значительно снижает жесткость всей конструкции.

Кроме того, описанный выше каркас не может быть использован для трансформируемых легковых автомобилей, выполненных по модульному принципу построения, то есть с возможностью изъятий, установки и замены модулей, так как в его задней части имеется каркас крыши, который препятствует трансформации кузова автомобиля и установке различных модулей вверху задней части автомобиля.

Известен каркас автомобиля, описанный в патенте США № 4660345, класс В 62Ό 21/00, 1987 г., имеющий переднюю, среднюю и заднюю части, образованные продольными, поперечными и вертикальными элементами. Вертикальные элементы включают по меньшей мере одну пару стоек передней части и по меньшей мере две пары стоек средней части. Средние стойки соединены с каркасом крыши средней части, который соединен с каркасом крыши задней части.

Наличие в данной конструкции каркаса крыши задней части не позволяет использовать данный каркас для трансформируемых автомобилей, так как каркас крыши препятствует установке в задней части кузова съемных модулей, что сужает функциональные возможности данного каркаса.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является каркас, описанный в патенте РФ № 2093403, класс В 62Ό 31/00, 1997 г., выбранный в качестве прототипа.

Указанный каркас имеет переднюю, среднюю и заднюю части, каждая из которых содержит пару вертикальных стоек, которые посредством разъемных соединений закреплены на раме, имеющей продольные лонжероны, разъемно соединенные поперечными элементами.

Указанный каркас предназначен для легковых автомобилей, удовлетворяющих взаимно противоречивым требованиям: небольшая масса, относительно невысокая стоимость и простота сборки.

Однако достижение указанных требований приводит к тому, что легковой автомобиль, смонтированный на базе описанного каркаса, будет иметь облегченные переднюю, среднюю и заднюю части, которые обладают недостаточной жесткостью и прочностью.

Это, в свою очередь, приводит к невозможности использования такого каркаса в трансформируемых легковых автомобилях, которые могут быть использованы в качестве пассажирских легковых автомобилей и в качестве грузопассажирских легковых автомобилей.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создать каркас автомобиля, конструктивное выполнение которого позволило бы повысить жесткость и прочность его конструкции в целом, а также за счет усиления нижней половины задней части каркаса дало бы возможность использовать его в трансформируемых легковых автомобилях.

Поставленная задача решена созданием каркаса автомобиля, имеющего переднюю, среднюю и заднюю части, образованные продольными, поперечными и вертикальными элементами, включающими пару стоек передней части, соединенных поперечным элементом, пару стоек задней части, соединенных поперечным элементом, и две пары расположенных по ширине соответствующего проема двери стоек средней части, у которых стойки каждой пары в нижней части соединены продольным порогообразующим элементом, а стойки разных пар в нижней части соединены поперечным элементом, при этом каркас согласно изобретению дополнительно содержит продольные, поперечные и наклонные элементы, образующие каркас крыши и лобового стекла, а также продольные, вертикальные и наклонные усилительные элементы, закрепленные на разных уровнях передней, средней и задней частей каркаса, а также ступенеобразные усилительные элементы, закрепленные на разных уровнях в нижней половине задней части каркаса, все элементы которого соединены между собой сварным соединением, причем верхние концы задних стоек каждой пары средней части дополнительно соединены между собой первым поперечным элементом каркаса крыши, наклонные элементы которого закреплены с одной стороны на верхних концах передних стоек каждой пары средней части, а с другой стороны соединены вторым поперечным элементом каркаса крыши, который соединен с первым поперечным элементом каркаса крыши его двумя продольными элементами, при этом все наклонные усилительные элементы каркаса закреплены между его продольными и вертикальными усилительньми элементами, а ступенеобразные усилительные элементы нижней половины задней части каркаса закреплены между его поперечными элементами и продольными усилительными элементами.

Предпочтительно, чтобы все элементы каркаса, кроме элементов, образующих каркас крыши, представляли собой металлические трубчатые элементы прямоугольного сечения.

Целесообразно, чтобы все элементы каркаса крыши представляли собой металлические трубчатые элементы круглого сечения.

Желательно, чтобы поперечные, продольные, вертикальные и ступенеобразные элементы задней части каркаса образовывали отсеки для установки газового баллона и бензобака, запасного колеса.

Предпочтительно также, чтобы передняя часть каркаса содержала кронштейны для установки фар.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в том, что значительно повышены жесткость и прочность конструкции каркаса в целом за счет введения в каркас автомобиля, в частности в его среднюю часть, каркаса крыши, а также за счет использования в каркасе автомобиля дополнительных продольных, наклонных, вертикальных и ступенеобразных усилительных элементов, размещенных на нескольких уровнях каркаса во всех его частях.

Кроме того, конструкция данного каркаса позволяет использовать его для трансформи руемых автомобилей с модульным принципом построения за счет значительного усиления задней нижней части каркаса дополнительными продольными, наклонными, вертикальными и ступенеобразными элементами, что позволяет использовать данный каркас как для пассажирских, так и для грузопассажирских автомобилей.

Также в данном каркасе значительно повышена по сравнению с прототипом его жесткость за счет сварного соединения всех элементов каркаса, а выполнение элементов каркаса из труб прямоугольного сечения увеличивает площадь для наклейки панелей кузова.

Наличие в данном каркасе отсека для установки газового баллона и бензобака значительно расширяет его функциональные возможности, позволяя использовать данный каркас для автомобилей, работающих как на жидком, так и на газообразном топливе.

Выполнение в каркасе отсека для установки запасного колеса позволяет целесообразно использовать свободное пространство каркаса, а наличие кронштейна для установки фар позволяет более надежно и просто закреплять фары.

Для лучшего понимания изобретения ниже приведен конкретный пример его выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором изображен общий вид каркаса автомобиля, выполненного согласно изобретению.

Каркас автомобиля имеет переднюю часть 1, среднюю часть 2 и заднюю часть 3, образованные продольными элементами 4, поперечными элементами 5 и вертикальными элементами 6.

Вертикальные элементы 6 включают по меньшей мере одну пару стоек 7 передней части 1, соединенных поперечным элементом 5, и по меньшей мере две пары стоек 8 средней части 2, из которых стойки 8 каждой пары в нижней их части соединены продольным порогообразующим элементом 9, а стойки 8 разных пар в нижней части соединены поперечным элементом 5.

Вертикальные элементы 6 включают также по меньшей мере одну пару стоек 10 задней части 3, соединенных поперечным элементом 5.

Средняя часть 2 каркаса содержит каркас крыши 11 и лобового стекла, образованный его двумя продольными элементами 12, двумя поперечными элементами 13 и двумя наклонными элементами 14. Каркас крыши и лобового стекла 11 закреплен между верхними концами 15 стоек 8 средней части 3.

На разных уровнях передней части 1, средней части 2 и задней части 3 каркаса расположены дополнительные усилительные продольные элементы 16, вертикальные элементы 17 и наклонные элементы 18, большее количество которых расположено на трех уровнях нижней половины задней части 3 каркаса, что значительно укрепляет заднюю часть 3, придает ей дополнительную жесткость и надежность.

Кроме того, в нижней половине задней части 3 каркаса на разных уровнях расположены ступенеобразные усилительные элементы 19, которые закреплены между поперечными элементами 5 и усилительными продольными элементами 16.

Например, ступенеобразные усилительные элементы 19, расположенные на первом уровне, закреплены между продольными элементами 4 каркаса и поперечными элементами 5, а ступенеобразные усилительные элементы 19, расположенные на втором уровне, закреплены между усилительными продольными элементами 16 и продольными элементами 4 каркаса.

Усилительные наклонные элементы 18 каркаса закреплены между его продольными элементами 4, усилительными продольными элементами 16 и вертикальными усилительными элементами 17.

В передней части 1 каркаса выполнены кронштейны 20 для установки фар, а в задней части 3 каркаса образованы два отсека, отсек 21 для размещения газового баллона и бензобака и отсек 22 для установки запасного колеса.

Все элементы каркаса автомобиля, кроме элементов каркаса 11 крыши и лобового стекла, в некоторых вариантах выполнения могут представлять собой трубчатые элементы прямоугольного сечения, а в некоторых вариантах выполнения - трубчатые элементы квадратного сечения, которые соединены между собой посредством сварного соединения.

Все элементы каркаса 11 крыши и лобового стекла в некоторых вариантах выполнения могут представлять собой трубы круглого сечения, которые соединены между собой посредством сварных швов.

Каркас крыши 11 и лобового стекла соединяет между собой стойки 8 средней части 2 каркаса, образуя при этом конструкцию с увеличенной жесткостью и прочностью, а также с дополнительными продольными 12, поперечными 13 и наклонными 14 элементами каркаса 11 крыши и лобового стекла для крепления панелей обшивки кузова автомобиля.

Наличие дополнительных усилительных наклонных элементов 18 во всех частях каркаса на разных его уровнях позволило значительно повысить его жесткость и прочность, так как данные усилительные наклонные элементы гасят возникающие нагрузки на кручение и изгиб, а также обеспечивают увеличение поверхности склеивания деталей каркаса с панелями обшивки кузова.

Кроме того, введение во все части каркаса усилительных продольных и вертикальных элементов, расположенных на нескольких уровнях каркаса, позволило повысить жесткость и прочность каркаса в целом, а введение в нижнюю половину задней части каркаса ступенеобразных усилительных элементов, расположенных на нескольких уровнях, обеспечило значительное повышение жесткости и прочности нижней половине задней части каркаса, что дало воз можность использовать его в трансформируемых автомобилях, пассажирских и грузопассажирских.

Усиление нижней половины задней части каркаса позволило использовать данный каркас также в трансформируемых автомобилях со съемным модулем в верхней половине задней части автомобиля, в которой отсутствуют элементы данного каркаса, что значительно расширило функциональные возможности каркаса и позволило использовать его не только для модификаций автомобилей с закрытой задней верхней частью, для таких как универсал, фургон, но и для модификаций автомобилей с открытой верхней задней частью, таких как ландо и пикап.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Каркас автомобиля, имеющий переднюю, среднюю и заднюю части, образованные продольными, поперечными и вертикальными элементами, включающими пару стоек передней части, соединенных поперечным элементом, пару стоек задней части, соединенных поперечным элементом, и две пары расположенных по ширине соответствующего проема двери стоек средней части, у которых нижние концы передних и задних стоек каждой пары соединены между собой продольным порогообразующим элементом, а нижние концы передних стоек разных пар и нижние концы задних стоек разных пар соединены соответствующим поперечным элементом; продольные, поперечные и наклонные элементы, образующие каркас крыши и лобового стекла, продольные, вертикальные и наклонные усилительные элементы, закрепленные на разных уровнях передней, средней и задней частей каркаса; ступенеобразные усилительные элементы, закрепленные на разных уровнях в нижней половине задней части каркаса, все элементы которого соединены между собой сварным соединением; верхние концы задних стоек каждой пары средней части дополнительно соединены между собой первым поперечным элементом каркаса крыши, наклонные элементы которого закреплены с одной стороны на верхних концах передних стоек каждой пары средней части, а с другой стороны соединены вторым поперечным элементом каркаса крыши, который соединен с первым поперечным элементом каркаса крыши его двумя продольными элементами; при этом все наклонные усилительные элементы каркаса закреплены между его продольными и вертикальными усилительными элементами; ступенеобразные усилительные элементы нижней половины задней части каркаса закреплены между его поперечными элементами и продольными усилительными элементами.
2. 2. Каркас автомобиля по п.1, отличающийся тем, что все элементы каркаса, кроме элементов, образующих каркас крыши, представляют

   Ί собой металлические трубчатые элементы прямоугольного сечения.
3. 3. Каркас автомобиля по п.1, отличающийся тем, что все элементы каркаса крыши представляют собой трубчатые элементы круглого сечения.
4. 4. Каркас автомобиля по п.1, отличающийся тем, что поперечные, продольные, а также усилительные вертикальные, наклонные и ступенеобразные элементы задней части каркаса образуют отсеки для установки газового баллона и бензобака, запасного колеса.
5. 5. Каркас автомобиля по п.1, отличающийся тем, что передняя часть каркаса содержит кронштейны для установки фар.