RU219568U1 - Рама автомобильная полигонального сечения - Google Patents

Abstract

Рама автомобильная полигонального сечения, содержащая лонжероны с прикрепленными к ним усилителями и кронштейнами, соединенные между собой с помощью поперечин, в которой лонжероны (1) и (2) выполнены Г-образного сечения, причем с нижней стороны они соединены конструкцией (6) полигонального сечения в виде гнутых элементов листового металла, а с верхней стороны кинематически соединены перекрещивающимися штангами (7), при этом передняя и задняя части рамы выполнены со скошенной нижней частью, а внутри и снаружи имеются места для крепления элементов трансмиссии и управления.

Description

Полезная модель относится к транспортным средствам, а именно к конструкции рамы автомобильной.

Известна рама транспортного средства лестничного типа, выполненная из лонжеронов швеллерного сечения, имеющих скос в передней части, и соединяющих их поперечин, выполненных из закрепленных к лонжеронам с помощью косынок балок, одна из которых размещена спереди рамы и является буксирной поперечиной, а другая размещена на конце рамы и выполнена с отверстием для установки тягово-сцепного устройства, причем скос в передней части рамы выполнен в виде выреза, в месте выполнения которого установлены П-образные усилители, закрепленные торцевыми стенками к лонжеронам, и поперечина опоры кабины П-образного профиля, лонжероны и торцы стенок поперечин выполнены с радиусными вырезами, при этом на них и на косынках имеются отверстия разного диаметра (RU 149530, МПК B62D 21/00 (2006.01), опубл. 10.01.2015).

Известная рама имеет сравнительно невысокую жесткость на кручение, что отрицательно влияет на надежность рамы в целом.

Известна рама транспортного средства лестничного типа со скосами в передней и задней частях, выполненная из лонжеронов постоянного швеллерного сечения, соединенных поперечинами разного профиля, одна из которых, размещенная на конце рамы, выполнена с отверстием для установки тягово-сцепного устройства, дополнительно содержит закрепленный в задней части рамы ниже ее уровня подрамник, предназначенный для установки тягово-сцепного устройства прицепа-тандем, выполненный в виде П-образной поперечины и торцевых кронштейнов, при этом поперечина подрамника закреплена на торцевых кронштейнах через проставочные элементы, которые, как и кронштейны, выполнены Г-образной формы (RU 141647, МПК B62D 21/00 (2006.01), опубл. 10.06.2014).

Известная рама имеет сравнительно невысокую жесткость на кручение, что отрицательно влияет на надежность рамы в целом.

Известна рама грузового автомобиля, содержащая лонжероны, выполненные на концах со скосами и соединенные между собой несколькими поперечинами, установленные в передней части рамы боковые кронштейны, выполненные с наружной стороны с вертикальными и горизонтальными ребрами, и имеющие плоскую часть с крепежными отверстиями для крепления к лонжеронам, площадки с выполненными на них местами для крепления узлов и агрегатов автомобиля, буксирную поперечину, выполненную трубчатой, с резьбовыми гнездами по краям для установки в них буксирных элементов, установленную враспор и зафиксированную на кронштейнах своей фланцевой частью, закрепленную к нижней части боковых кронштейнов поперечину (RU 130943, МПК B62D 21/02 (2006.01), опубл. 10.08.2013).

Известная рама имеет сравнительно невысокую жесткость на кручение, что отрицательно влияет на надежность рамы в целом.

Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков принимается рама, содержащая лонжероны П-образного сечения с прикрепленными к ним усилителями и кронштейнами подвески, имеющие в центральной части изгиб, соединенные между собой с помощью поперечин, две из которых размещены спереди рамы и установлены на верхних полках лонжеронов, а остальные закреплены с помощью крепежных фланцев или косынок с внутренней стороны лонжеронов, при этом часть поперечин имеет выгнутую форму, одна поперечина состоит из двух балок швеллерного сечения, соединенных между собой стенками, а задняя поперечина имеет П-образное сечение, кронштейны подвески выполнены объединенными из двух кронштейнов, снабжены резиновым буфером с металлической опорой, проушинами и соединены с выгнутой поперечиной, закрепленной спереди на верхних полках лонжеронов с помощью кронштейнов, выполненных с ребрами жесткости, поперечину цилиндрической формы, выполненную совместно с буксирными кронштейнами и установленную в передней части под П-образной поперечиной (RU 135302, МПК B62D 21/00 (2006.01), опубл. 10.12.2013).

Эта рама имеет сравнительно невысокую жесткость на кручение, что отрицательно влияет на надежность рамы в целом.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение жесткости рамы автомобильной на кручение.

Поставленная задача решается за счет того, что в заявляемой раме автомобильной полигонального сечения, содержащей лонжероны с прикрепленными к ним усилителями и кронштейнами, соединенные между собой с помощью поперечин, в соответствии с предлагаемым техническим решением, лонжероны выполнены Г-образного сечения, причем с нижней стороны они соединены конструкцией полигонального сечения, состоящей из гнутых элементов листового металла, а с верхней стороны кинематически соединены пересекающимися штангами, при этом передняя и задняя части рамы выполнены со скошенной нижней частью, а внутри и снаружи рамы имеются места для крепления элементов трансмиссии и управления.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что «лонжероны выполнены Г-образного сечения, причем с нижней стороны они соединены конструкцией полигонального сечения в виде гнутых элементов листового металла, а с верхней стороны кинематически соединены перекрещивающимися штангами, при этом передняя и задняя части рамы выполнены со скошенной нижней частью, а внутри и снаружи рамы имеются места для крепления элементов трансмиссии и управления» позволяет повысить жесткость рамы на кручение.

Рама является основным элементом несущей конструкции, воспринимающей нагрузки, возникающие при движении автомобиля. При использовании классической конструкции снижение массы рамы за счет применения высокопрочной стали приводит к снижению жесткости конструкции. Уменьшение толщины лонжеронов существенно понижает крутильную жесткость рамы, что приводит к повышению напряжений в зонах сочленения лонжеронов с поперечинами, и существенно ухудшает функционирование подвески.

Основные преимущества предлагаемой рамы автомобиля по сравнению с аналогами:

1) Высокая жесткость на кручение и прочность при значительно меньшей массе (снижение массы до 30%, повышение жесткости на кручение до 6 раз).

2) Полигональный профиль в сравнении с круглым упрощает сопряжение кронштейнов узлов и агрегатов автомобиля с рамой.

3) Места гиба профиля существенно увеличивают локальную изгибную жесткость в сравнении с плоской полкой как на «П» или «Z»-образном профиле.

Конструкция рамы технологична в изготовлении. Основа рамы представляет собой два гнутых профиля соединенных одним сварным швом или другим способом снизу и жестко соединенного с лонжеронами. Все остальные элементы крепятся посредством болтовых соединений. Элементы рамы, кроме основы, могут быть легко заменены на новые, так как нет неразъемных соединений.

Таким образом предлагаемая конструкция рамы обеспечит большую крутильную жесткость рамы, снизит массу автомобиля, а также позволит улучшить показатели плавности хода.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, позволяет предположить, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».

Полезная модель поясняется следующими чертежами:

Фиг. 1 - рама автомобильная полигонального сечения, общий вид сверху и слева;

Фиг. 2 - то же, сечение А-А;

Фиг. 3 - то же, местный вид Б.

Рама автомобильная полигонального сечения содержит лонжероны 1 и 2 постоянного Г-образного сечения, соединенные между собой с помощью поперечин 3, 4 и 5. Кроме этого лонжероны 1 и 2 с нижней стороны соединены конструкцией 6 полигонального сечения в виде гнутых элементов листового металла, а с верхней стороны кинематически соединенных при помощи перекрещивающихся штанг 7. В конструкции 6 полигонального сечения выполнены технологические люки 8, закрытые крышками.

Для увеличения крутильной жесткости рамы используется конструкция рамы с полигональным сечением. Это позволяет добиться снижения массы рамы, более равномерного распределения момента скручивания по осям, а также улучшить показатели плавности хода.

Особенность предложенного конструкторского решения состоит в реализации стесненного кручения. Стесненное кручение возникает в оболочечных конструкциях с замкнутым контуром сечения (идеальный тип оболочки - труба). В случае классической лонжеронной рамы имеет место не стесненное кручение и лонжероны слабо сопротивляются кручению, при этом касательные напряжения по толщине изменяются линейно, то есть работают внешние слои, а середина сечения лонжерона не нагружена. При стесненном кручении материал сечения нагружен по толщине практически однородно.

В предлагаемой раме автомобильной полигонального сечения в качестве «сшивки», для получения замкнутого силового контура, применены: конструкция 6 полигонального сечения и кинематически связанные с рамой Х-образные или симметрично перекрещивающиеся штанги 7, которые воспринимают только осевое растяжение и сжатие без изгиба. Эти штанги крепятся к лонжеронам 1 и 2 через шарнирные соединения.

Ремонтопригодность и доступность узлов и агрегатов обеспечивается соответствующими люками в днище рамы. Для обеспечения жесткости конструкции рамы по длине, отверстия люков закрываются крышками 8 того же профиля и крепятся болтами, что дает постоянство площади поперечного сечения рамы. Все узлы и агрегаты, установленные внутри объема рамы могут быть демонтированы и установлены через указанные люки, если сверху рамы доступ ограничен надстройкой.

Заявляемое техническое решение позволяет значительно повысить показатели жесткости на кручение и прочности рамы.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.

Claims (2)

1. Рама автомобильная полигонального сечения, содержащая лонжероны с прикрепленными к ним усилителями и кронштейнами, соединенные между собой с помощью поперечин, отличающаяся тем, что лонжероны выполнены Г-образного сечения, причем с нижней стороны они соединены конструкцией полигонального сечения в виде гнутых элементов листового металла, а с верхней стороны кинематически соединены перекрещивающимися штангами, при этом передняя и задняя части рамы выполнены со скошенной нижней частью, а внутри и снаружи имеются места для крепления элементов трансмиссии и управления.

2. Рама автомобильная полигонального сечения по п.1, отличающаяся тем, что лонжероны с верхней стороны кинематически соединены Х-образными штангами.

Images