RU168686U1 - Композитный кожух моторного отсека наземного транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к конструктивным элементам наземных транспортных средств, в том числе грузовых и автобусов, и представляет собой конструкцию кожуха моторного отсека транспортного средства, выполняющего оптическую функцию декоративного дизайна подкапотного пространства и функцию несущего элемента. Композитный кожух моторного отсека наземного транспортного средства имеет локальные участки с заданной прочностью и выполнен из рубленого волокна и связующего методом длинноволоконной инжекции, при этом прочность локальных участков задана плотностью композитного материала. Технический результат полезной модели заключается в повышении прочности локальных участков кожуха моторного отсека наземного транспортного средства с одновременным повышением пассивной безопасности при контакте пешехода или участника дорожного движения, передвигающегося на двухколесном транспортном средстве, с автомобилем во время наезда за счет прогиба менее прочной зоны контакта, создающего эффект частичного поглощения энергии, а также в снижении веса и повышения стойкости к коррозионному воздействию при обеспечении необходимой вентиляции моторного отсека.

Description

Область техники

Полезная модель относится к конструктивным элементам наземных транспортных средств, в том числе грузовых и автобусов, и представляет собой конструкцию кожуха моторного отсека транспортного средства, выполняющего защитную функцию, оптическую функцию декоративного дизайна и функцию несущего элемента.

Уровень техники

Из уровня техники известны новые поколения композитных материалов, применяемых в автомобильной промышленности, выполненных из волокон, в качестве которых используют стекловолокно, углеродное волокно, базальтовое волокно, органическое волокно, полиэфирное волокно, параарамидное волокно, метаарамидное волокно, полиакрилонитирильное волокно, и связующих, в качестве которых используют эпоксидное связующее, полиэфирное связующее, винилэфирное связующее, связующее на основе полиуретана, связующее на основе термопластов, связующее на основе эластомеров, кремнийорганическое связующее. Подобные материалы начинают получать широкое распространение при изготовлении различных элементов транспортных средств, поскольку они обладают рядом преимуществ по отношению к традиционным материалам (металлам), такими как прочность при растяжении, низкий вес, коррозионная стойкость, теплоизолирующие свойства, срок службы. Недостатком, проявляющимся при изготовлении указанных композитных материалов, является высокая технологичность процесса и его низкая скорость производства, по сравнению с изготовлением традиционных штампованных из металлов деталей.

Также из уровня техники известны детали транспортных средств, изготовленные методом длинноволоконной инжекции (long fiber injection, LFI), в процессе которого происходит инжекция волокна, путем напыления последнего в форму (матрицу) с контролируемой температурой с одновременным нанесением связующего, после чего верхняя часть формы (пуансон) смыкается с нижней, образуя форму готовой детали, в которой происходит процесс полимеризации связующего и формирования готовой детали. Преимущественно волокна перед длинноволоконной инжекцией находятся в виде ассемблированного ровинга, то есть в виде цилиндрической по форме бобины, полученной путем соединения нескольких одинаково натянутых комплексных нитей волокна и их совместной параллельной намотки (без крутки) на бобину. При необходимости получения деталей с окрашенными и/или грунтованными поверхностями перед процессом инжекции волокна в форму в последнюю наносят и/или укладывают окрашивающий, и/или грунтующий, и/или барьерный слой. Благодаря чему возможно получение окрашенной поверхности класса А, не требующей последующей обработки. Технологичность длинноволоконной инжекции позволяет производить готовую деталь с временем цикла до 15 минут.

Помимо этого из уровня техники известны способы повышения пассивной внешней безопасности транспортных средств путем проектирования заданных ударопоглощающих свойств деталей и узлов, например, путем использования: зон программируемой деформации деталей, преимущественно из металлов, для гашения энергии удара с помощью сминания, либо подпружиненных, в случае аварийной ситуации, деталей с помощью исполнительных механизмов (пиропатронов), либо устройства внешней подушки безопасности. Использование ударопоглощающих деталей позволяет защитить пешеходов и участников дорожного движения, передвигающихся на двухколесных транспортных средствах при их столкновении с транспортным средством.

При этом из уровня техники известен капот, содержащий наружную и внутреннюю панели, жестко соединенные друг с другом, фиксатор замка, усилитель, соединенный с внутренней панелью, при этом в зоне между передней кромкой капота и фиксатором замка размещен композитный материал, жестко соединяющий фиксатор замка с внутренней и наружной панелями капота, образуя единую силовую схему, и представляющий собой полимерную субстанцию из стеклоткани с наполнителем на основе эпоксидной смолы. Так, использование композитных материалов ограничено поставленной задачей - повышением надежности крепления фиксатора замка капота, а также минимизацией возможности прогиба наружной панели при приложении усилия в процессе закрывания капота, и не раскрывает возможности повышения пассивной внешней безопасности транспортных средств. Известное устройство применяется в патенте на полезную модель РФ №125536 от 10.03.2013, МПК B62D 25/10.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является кожух двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, известный из патента на полезную модель РФ №81925 от 10.04.2009, МПК B60R 13/08, F02B 77/13, G10K 11/16, включающий кожух двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, выполняющий оптическую функцию декоративного дизайна подкапотного пространства, функцию несущего и термоизоляционного элемента, а также целенаправленную акустическую функцию введения дополнительного эффекта снижения шума, излучаемого верхней зоной корпуса ДВС. Кожух содержит несущую декоративную оболочку из плотного полимерного материала, закрепленную посредством крепежных узлов на несущих элементах корпуса ДВС. Так, использование композитных материалов ограничено поставленной задачей - улучшением звукопоглощающих свойств футерующих (звукопоглощающих) панелей с повышением шумопонижающего эффекта кожуха и дополнительным эффектом снижения шума транспортного средства в целом при одновременном снижении расхода материала звукопоглощающих панелей, включая исключение (минимизацию) образования технологических отходов в процессе изготовления кожухов; и не раскрывает возможности повышения пассивной внешней безопасности транспортных средств.

Раскрытие полезной модели

Технический результат полезной модели заключается в повышении прочности локальных участков кожуха моторного отсека наземного транспортного средства с одновременным повышением пассивной безопасности при контакте пешехода или участника дорожного движения, передвигающегося на двухколесном транспортном средстве, с автомобилем во время наезда за счет прогиба менее прочной зоны контакта, создающего эффект частичного поглощения энергии; а также в снижении веса и повышении стойкости к коррозионному воздействию при обеспечении необходимой вентиляции моторного отсека.

Указанный технический результат достигается с помощью композитного кожуха моторного отсека наземного транспортного средства, имеющего локальные участки с заданной прочностью; согласно заявленному решению композитный кожух выполнен из рубленого волокна и связующего методом длинноволоконной инжекции, при этом прочность локальных участков задана плотностью композитного материала.

При этом плотность композитного материала может быть образована варьированием длины и содержанием волокна. Так, плотность композитного материала может находиться в диапазоне 0,5-2,0 г/см³. Кроме того, длина волокна может составлять от 5 до 50 мм, а содержание волокна может составлять от 5 до 50%.

Также, кожух может содержать локальные участки, обладающие различной прочностью.

На лицевой и/или тыльной поверхности кожуха может быть выполнены элементы жесткости в виде ребер и/или уклонов.

Преимущественно в качестве рубленого волокна могут выбирать ассемблированный ровинг.

При этом в качестве волокна может быть использовано стекловолокно и/или углеродное, и/или базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно.

Кроме того, в качестве связующего может быть использовано связующее на основе полиуретана, и/или связующее на основе термопластов, и/или связующее на основе эластомеров, и/или кремнийорганическое связующее, и/или эпоксидное связующее, и/или полиэфирное связующее, и/или винилэфирное связующее.

Кроме того, на лицевой поверхности кожуха может быть нанесена краска, и/или грунт, и/или барьерный слой.

Кожух может иметь сквозные отверстия для обеспечения вентиляции моторного отсека.

В отличие от ближайшего аналога кожух целиком является композитным и содержит локальные участки с заданной прочностью, обеспечивающие достижения заданного технического результата.

Краткое описание чертежей

Сущность заявленной полезной модели и возможность ее практической реализации поясняется приведенными ниже фигурами и описанием.

На фигуре 1 показан общий вид снизу кожуха моторного отсека наземного транспортного средства.

На фигуре 2 показан вид спереди кожуха моторного отсека наземного транспортного средства.

Осуществление полезной модели

Предлагаемое техническое решение полезной модели поясняется конкретным исполнением предложенного кожуха моторного отсека наземного транспортного средства, однако приведенный пример не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заявленного технического результата.

Композитный кожух 1 моторного отсека наземного транспортного средства, показанный на фигурах 1 и 2, имеет локальные участки с заданной прочностью. Так, локальными участками с повышенной прочностью являются ребра жесткости 2 с уклонами (на фигурах не показаны), задающие общую прочность конструкции и используемые для крепления к кузову транспортного средства с помощью крепежных элементов (на фигурах не показаны), тогда как локальными участками со сниженной прочностью являются плоскости кожуха 3 и решетки вентиляции 4, обеспечивающие поглощение энергии за счет прогиба менее прочной зоны контакта во время контакта транспортного средства с препятствием, в том числе головой и туловищем пешехода. При этом повышенная прочность ребер жесткости 2 и пониженная прочность плоскости кожуха 3 и решетки вентиляции 4 задана высокой плотностью композитного материала, равной 1,6 г/см³, в первом случае и низкой плотностью композитного материала, равной 0,8 г/см³, во втором. Так, содержание волокон в первом случае равно 40% от состава кожуха, и длина волокон составляет 12,5 мм. Тогда как содержание волокон во втором случае равно 10% от состава кожуха, и длина волокон составляет 50 мм.

Композитный кожух 1 выполнен методом длинноволоконной инжекции из рубленого стекловолокна из ассемблированного ровинга и связующего на основе полиуретана, в качестве которого используется полиуретановая пена, полученная путем смешивания изоцианата и полиола непосредственно перед подачей в форму.

При этом очевидно, что вместо стекловолокна или вместе со стекловолокном могут быть использованы углеродное, и/или базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно, а вместо указанного связующего или вместе с ним могут быть использованы связующее на основе термопластов, и/или связующее на основе эластомеров, и/или кремнийорганическое связующее, и/или эпоксидное связующее, и/или полиэфирное связующее, и/или винилэфирное связующее.

Также для специалиста в уровне техники понятно, что при необходимости получения композитного кожуха с окрашенной поверхностью в матрицу предварительно наносят слой краски, затем барьерный слой, на который в дальнейшем с помощью длинноволоконной инжекции напыляется рубленое волокно и связующее, полученная композитная смесь прижимается пуансоном, после окончания застывания которой готовая деталь вынимается из формы.

Реализация полезной модели возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических процессов и материалов.

Проведенные патентные исследования показали, что совокупность существенных признаков полезной модели не известна из уровня техники.

Claims (12)

1. Композитный кожух моторного отсека наземного транспортного средства, имеющий локальные участки с заданной прочностью, отличающийся тем, что композитный кожух выполнен из рубленого волокна и связующего методом длинноволоконной инжекции, при этом прочность локальных участков задана плотностью композитного материала.

2. Композитный кожух по п.1, отличающийся тем, что плотность композитного материала образована варьированием длины и содержанием волокна.

3. Композитный кожух по п.2, отличающийся тем, что плотность находится в диапазоне 0,5-2,0 г/см³.

4. Композитный кожух по п.2, отличающийся тем, что длина волокна составляет от 5 до 50 мм.

5. Композитный кожух по п.2, отличающийся тем, что содержание волокна составляет от 5 до 50%.

6. Композитный кожух по п.1, отличающийся тем, что кожух содержит локальные участки, обладающие различной прочностью.

7. Композитный кожух по п.1, отличающийся тем, что в качестве рубленого волокна выбирают ассемблированный ровинг.

8. Композитный кожух по п.1, отличающийся тем, что на лицевой поверхности кожуха нанесена краска, и/или грунт, и/или барьерный слой.

9. Композитный кожух по п.1, отличающийся тем, что на лицевой и/или тыльной поверхности кожуха выполнены элементы жесткости в виде ребер и/или уклонов.

10. Композитный кожух по п.1, отличающийся тем, что кожух имеет сквозные отверстия для обеспечения вентиляции моторного отсека.

11. Композитный кожух по п.1, отличающийся тем, что в качестве волокна использовано стекловолокно и/или углеродное, и/или базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно.

12. Композитный кожух по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего использовано связующее на основе полиуретана, и/или связующее на основе термопластов, и/или связующее на основе эластомеров, и/или кремнийорганическое связующее, и/или эпоксидное связующее, и/или полиэфирное связующее, и/или винилэфирное связующее.

Images