RU2502619C2

RU2502619C2 - Передний модуль для автомобиля

Info

Publication number: RU2502619C2
Application number: RU2012100856/11A
Authority: RU
Inventors: Бернд ЛИНДЕН; Берт НИССЕН; Йёрген ХИЛЬМАНН
Original assignee: Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2013-12-27
Also published as: CN102582542B; DE102011002636A1; US20120181818A1; US8251438B2; RU2012100856A; CN102582542A

Abstract

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Передний модуль для автомобиля содержит два расположенных с обеих сторон лонжерона, балку бампера и раму радиатора, удерживающую охлаждающее устройство. Балка бампера расположена перед лонжеронами и соединена с передними торцевыми поверхностями каждого лонжерона с помощью деформирующегося элемента. Рама радиатора расположена между лонжеронами или между деформирующимися элементами. Передний модуль содержит поворотные рычаги для удержания рамы радиатора. Поворотные рычаги шарнирно соединены с одной стороны с удерживающим элементом, жестко соединенным с лонжероном, а с другой стороны с рамой радиатора. Оси поворотных рычагов расположены параллельно друг другу, горизонтально и перпендикулярно продольной оси автомобиля. Поворотные рычаги, удерживающий элемент и рама радиатора образуют шарнирный четырехзвенник. При столкновении балка бампера после начальной деформации деформирующегося элемента соприкасается с рамой радиатора и при дальнейшей деформации деформирующегося элемента рама радиатора смещается вместе с одним компонентом с помощью поворотных рычагов в направлении салона автомобиля. Достигается повышение эффективности защиты охлаждающего устройства. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к переднему модулю для автомобиля, содержащему два расположенных с обеих сторон лонжерона, балку бампера, расположенную перед этими лонжеронами и соединенную с передними торцевыми поверхностями лонжеронов с помощью промежуточного деформирующегося элемента, а также раму радиатора, расположенную между лонжеронами и/или между деформирующимися элементами, несущую охлаждающее устройство.

Уровень техники

Из предшествующего уровня техники известны передние модули автомобиля, выполненные таким образом, чтобы в случае столкновения они поглощали бы энергию требуемым образом. Такие модули применяют как для защиты водителя и пассажира в случае столкновения сзади и/или фронтального удара, так и для безопасности пешеходов, попавших под автомобиль, в частности, при довольно низкой скорости движения автомобиля.

Важной задачей автомобильной промышленности помимо личной безопасности является обеспечение защиты функциональных компонентов автомобиля, это касается, например, охлаждающего устройства, для того чтобы снизить стоимость ремонта после аварии.

Для достижения этой цели уже известен ряд различных вариантов решений.

В публикации ЕР 1988005 раскрыта, например, конструкция передней части автомобиля, выполненная таким образом, чтобы соединение охлаждающего устройства с несущей конструкцией обеспечивалось за счет рамы, в которой находится радиатор, соединенный, в свою очередь, с несущей конструкцией с помощью соединительных элементов, которые отсоединяются от несущей структуры при превышении максимального значения силы.

Кроме того, в публикации ЕР 1957346 раскрыто охлаждающее устройство, прочно закрепленное в передней части автомобиля на расстоянии от несущей части, которое может быть смещено при воздействии внешней силы, значение которой больше заданного, на эту часть автомобиля. Однако в это же время при наличии соединения по меньшей мере одного смещенного элемента конструкции с несущим элементом при условии, что он не должен дать смещенному компоненту выпасть из отсека двигателя на дорогу, этот элемент будет поврежден.

Эти известные примеры тем не менее не всегда являются достаточными для того, чтобы обеспечить эффективную защиту пассажиров или пешеходов, и в то же время защитить должным образом охлаждающее устройство.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является выполнение переднего модуля автомобиля с возможностью обеспечения не только защиты пассажиров транспортных средств и пешеходов, но и наилучшей защиты охлаждающего устройства в случае столкновения, в особенности, на низких скоростях движения автомобиля.

В соответствии с изобретением, эта задача достигается тем, что предусмотрены поворотные рычаги для удержания рамы радиатора; поворотные рычаги шарнирно соединены с одной стороны с соответствующим удерживающим элементом, жестко соединенным с соответствующим лонжероном, и с другой стороны с рамой радиатора; оси поворотных рычагов расположены параллельно друг другу, по существу, горизонтально и практически перпендикулярно продольной оси автомобиля, при этом поворотные рычаги, удерживающий элемент и рама радиатора образуют шарнирный четырехзвенник таким образом, что в случае аварии балка бампера при первоначальной деформации деформирующегося элемента и/или деформирующихся элементов соприкасается с рамой радиатора, а при дальнейшей деформации деформирующегося элемента и/или деформирующихся элементов рама радиатора может перемещаться по меньшей мере вместе с одним компонентом в направлении салона автомобиля благодаря повороту поворотных рычагов.

Преимуществом конструкции в соответствии с изобретением по сравнению с имеющимися известными аналогами является то, что в области переднего модуля присутствует довольно значительная область деформации, которая оптимальным образом поглощает энергию удара и защищает как пассажиров, так и пешеходов, при этом в то же самое время охлаждающее устройство остается неповрежденным в случае столкновения при низкой скорости движения автомобиля. Кроме того, благодаря продуманной конструкции шарнирного четырехзвенника траектория перемещения рамы радиатора может быть заранее определена, что, в свою очередь, предопределит смещение рамы радиатора с охлаждающим элементом в заранее определенное положение, в котором, в зависимости от конструкции моторного отсека, есть достаточное пространство для рамы радиатора с охлаждающим устройством.

Предпочтительно, чтобы поворотные рычаги были расположены с наклоном вверх в направлении движения таким образом, чтобы в случае столкновения рама радиатора не просто переместилась назад вместе с охлаждающим устройством, но и наклонилась вверх.

Оси поворотных рычагов, соединенных с удерживающим элементом, в таком случае, возвышаются на некотором расстоянии одна над другой в вертикальной плоскости, в связи с чем может быть достигнуто оптимальное поворотное перемещение.

В одном варианте осуществления поворотные рычаги могут быть одинаковой длины и расположены параллельно друг другу. В случае столкновения в данном варианте осуществления рама радиатора с охлаждающим устройством поворачивается назад и наклоняется вверх в вертикальном положении.

В другом варианте осуществления расстояние между осями поворотных рычагов, расположенных на удерживающем элементе, и осями поворотных рычагов, расположенных на раме радиатора, различно, в результате чего поворотные рычаги расположены под углом друг к другу. Если в таком варианте осуществления верхний поворотный рычаг длиннее нижнего, то достигается такое смещение рамы радиатора, при котором она не только наклоняется вверх, но и поворачивается назад, а также принимает наклонное положение, в котором верхняя часть рамы радиатора оказывается смещенной назад дальше, чем нижняя. Такой механизм смещения является по существу предпочтительным, в особенности, если верхняя часть моторного отсека, например, находится выше блока двигателя, то тогда образуется достаточное пространство, в котором перемещено охлаждающее устройство.

Если, однако, верхний поворотный рычаг короче нижнего поворотного рычага, то рама радиатора с охлаждающим устройством поворачивается на оси не только назад и вверх, но и в наклонное положение, в котором нижняя часть рамы радиатора поворачивается дальше назад, чем верхняя часть. Соответственно, когда верхний поворотный рычаг длиннее нижнего, она ведет себя противоположным образом.

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна ось по меньшей мере одного поворотного рычага выполнена в виде пластичного соединения. В месте шарнирного соединения поворотного рычага с лонжероном и/или рамой радиатора поворотный рычаг и/или соответствующий крепежный элемент имеет конструкцию, которая позволяет изогнуть поворотный рычаг вокруг оси изгиба, применив соответствующее воздействие силы. Такая ось изгиба соответствует оси. Образуется такая ось изгиба, при наличии которой поворотный рычаг в области оси изгиба выполнен частично как металлическая пластина, при этом сама металлическая пластина имеет низкую жесткость на изгиб в поперечном направлении. Кроме того, под воздействием силы на поворотный рычаг вышеупомянутый рычаг автоматически пластично изгибается вокруг этой области. Таким образом, конструкция шарнирного соединения значительно упрощается.

Наклонное смещение рамы радиатора с охлаждающим устройством назад может быть в дальнейшем увеличено за счет того, что расстояние между осями, расположенными на удерживающем элементе, выбирается меньшим, чем расстояние между осями, расположенными на раме радиатора, при этом верхний поворотный рычаг длиннее, чем нижний поворотный рычаг.

Направленное вперед наклонное движение может быть увеличено за счет того, что расстояние между осями, расположенными на удерживающем элементе, больше, чем расстояние между осями, расположенными на раме радиатора, при этом верхний поворотный рычаг короче, чем нижний поворотный рычаг.

Для дальнейшего улучшения защиты при столкновении с обеих сторон рамы радиатора может быть расположен соответствующий контактный блок по высоте балки бампера, с которым балка бампера соприкасается при определенной степени деформации деформирующегося элемента. Такой вариант осуществления особенно предпочтителен, если контактный блок выполнен из эластичного материала.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления настоящего изобретения представлены на чертежах и подробно описаны далее со ссылкой на чертежи, на которых:

На Фиг.1 показан схематичный вид сбоку варианта осуществления конструкции переднего модуля в недеформированном состоянии,

На Фиг.2 показан тот же вид сбоку переднего модуля после столкновения, где деформирующийся элемент деформирован и рама радиатора смещена вместе с охлаждающим устройством.

На Фиг.3 показан схематичный вид варианта осуществления конструкции шарнирного четырехзвенника, образуемой поворотными рычагами,

На Фиг.4 показан пример варианта осуществления конструкции шарнирного четырехзвенника,

На Фиг.5 показан еще один пример варианта осуществления конструкции шарнирного четырехзвенника,

На Фиг.6 показано поперечное сечение варианта осуществления конструкции переднего модуля в недеформированном состоянии,

На Фиг.7 показано то же сечение переднего модуля, представленное на Фиг.6, но в деформированном состоянии.

Осуществление изобретения

Как показано на чертежах, передний модуль кузова в соответствии с изобретением состоит из балки 1 бампера, который соединен с обеих сторон соответствующим деформирующимся элементом 2 с передней торцевой поверхностью лонжерона 3, а также из рамы 4 радиатора, расположенной между лонжеронами 3 и/или между деформирующимися элементами 2, которая удерживает охлаждающее устройство 5.

Рама 4 радиатора может быть выполнена изогнутой в сторону передней части автомобиля и за счет возможности вдавливания изогнутой выпуклой части обеспечивает дополнительный элемент для поглощения энергии удара.

В нижней части переднего модуля расположена нижняя часть 6 рамы, выполненная в виде поперечной балки.

Для удержания рамы 4 радиатора установлены поворотные рычаги 7 и 8, которые шарнирно соединены с обеих сторон переднего модуля с одной стороны с удерживающим элементом 9, жестко соединенным с соответствующим лонжероном 3, а с другой стороны с рамой 4 радиатора.

Оси 10 и 11 верхнего поворотного рычага 7 и оси 12 и 13 нижнего поворотного рычага 6 расположены параллельно друг другу и по существу горизонтально и образуют шарнирный четырехзвенник при помощи поворотных рычагов 7 и 8, удерживающего элемента 9 и рамы 4 радиатора.

Как показано на Фиг.1, шарнирный четырехзвенник выполнен таким образом, что поворотные рычаги 7 и 8 расположены под наклоном вверх в направлении движения. В результате, как показано на Фиг.2, благодаря деформации деформирующегося элемента 2 рама 4 радиатора с охлаждающим устройством 5 выполнена с возможностью поворота вверх и назад.

В случае столкновения балка 1 бампера соприкасается с рамой 4 радиатора после первоначальной деформации деформирующегося элемента 2 и/или деформирующихся элементов, расположенных с обеих сторон. После дальнейшей деформации деформирующегося элемента 2 и/или деформирующихся элементов рама 4 радиатора смещается назад и вверх за счет поворота поворотных рычагов 7 и 8.

Характер движения рамы 4 радиатора зависит по существу от конструкции шарнирного четырехзвенника, которая может быть изменена любым образом за счет изменения длины поворотных рычагов 7 и 8 и расположения осей 10, 11, 12, 13 поворотных рычагов на удерживающем элементе 9 и/или раме 4 радиатора.

На Фиг.3-5 представлены три различных варианта осуществления изобретения.

Во всех трех вариантах осуществления оси 10 и 12 поворотных рычагов 7 и 8, соединенные с удерживающим элементом 9, расположены на расстоянии друг над другом по существу в вертикальной плоскости.

Исходя из этой конструкции в варианте осуществления, представленном на Фиг.3, поворотные рычаги 7 и 8 выполнены одинаковой длины и расположены параллельно друг другу.

Если в случае столкновения балка 1 бампера после деформации деформирующегося элемента 2 смещает раму 4 радиатора, то оси 11 и 13 поворотных рычагов 7 и 8, предусмотренные на раме 4 радиатора, перемещаются по окружностям 14 и 15 поворота одинакового радиуса соответственно вокруг осей 10 и 12, расположенных на неподвижном удерживающем элементе 9, из положения 11а и/или 13а в положение 11b и/или 13b. В результате такого осуществляемого перемещения рама 4 радиатора наклоняется вверх, сохраняя свое вертикальное положение и в то же время смещается назад по направлению к салону автомобиля.

В варианте осуществления, представленном на Фиг.4, верхний поворотный рычаг 7 выполнен длиннее, чем нижний поворотный рычаг 8, вследствие чего ось 11 верхнего поворотного рычага 7, расположенного на раме 4 радиатора, перемещается по большей окружности 14 поворота, чем ось 13 нижнего поворотного рычага 8, соединенная с рамой 4 радиатора.

Конструкция шарнирного четырехзвенника, показанная на Фиг.4, не только способствует тому, что рама 4 радиатора поднимается и перемещается назад, но в то же время осуществляет движение с наклоном, при котором верхний край рамы 4 радиатора ближе к салону автомобиля, чем нижний край.

Такая конструкция является по существу предпочтительной в случае, когда рама 4 радиатора с охлаждающим устройством 5 должна быть наклонена над преградой, например над блоком двигателя, с учетом устройства отсека для двигателя.

В варианте осуществления, представленном на Фиг.5, конструкция шарнирного четырехзвенника выбрана таким образом, что верхний поворотный рычаг 7 выполнен короче, чем нижний поворотный рычаг 8. Дополнительно конструкция шарнирного четырехзвенника предусматривает, чтобы расстояние между осями 10 и 12 поворотных рычагов 7 и 8, расположенных на удерживающем элементе 9, было больше, чем расстояние между осями 11 и 13, расположенными на раме 4 радиатора. В случае столкновения, при котором балка 1 бампера оказывает давление на раму 4 радиатора, ось 11 верхнего поворотного рычага 7 перемещается по меньшей окружности 14 из положения 11а в положение 11b, в то время как ось 13 нижнего поворотного рычага 8 перемещается вокруг оси 12 по большей окружности 15 из положения 13а в положение 13b.

Результатом этого перемещения является то, что рама 4 радиатора не только поднимается и поворачивается назад, но в то же время наклоняется, при этом направление угла наклона противоположно направлению угла наклона в представленном на Фиг.4 варианте осуществления конструкции. Нижний край рамы 4 радиатора во время поворотного движения перемещается дальше в салон автомобиля, чем верхний край.

Один из основных вариантов осуществления, показанных на Фиг.3-5, выбирают в соответствии с имеющимся пространством в моторном отсеке, при этом естественно возможны любые другие варианты выполнения шарнирного четырхзвенника, за счет которых достигают других вариантов перемещения рамы 4 радиатора.

Вариант технического выполнения переднего модуля, достаточно схематично представленный на Фиг.1-5, детально представлен на Фиг.6 и 7.

К примеру, поворотные рычаги 7 и 8, в частности в форме поворотного рычага 7, показаны в конструктивном исполнении. Поворотные рычаги 7 и 8 снабжены с обоих концов вильчатыми концами 16 и 17, которыми они охватывают ушки 18 или 19, предусмотренные на раме 4 радиатора или на удерживающем элементе 9. При помощи штифтообразного элемента 20 вильчатые концы соединены с возможностью поворота с соответствующим ушком 18 или 19.

В конструкции, показанной на Фиг.6 и 7, с обеих сторон рамы 4 радиатора по высоте балки 1 бампера выполнен один контактный блок 21, с которым соприкасается балка 1 бампера при определенной степени деформации деформирующегося элемента 2. Вышеупомянутое положение после деформации деформирующегося элемента 2 показано на Фиг.7, в котором балка 1 бампера вытеснена из положения 1а в положение 1b и соприкасается с контактным блоком 21, выполненным предпочтительно из эластичного материала, благодаря чему рама 4 радиатора смещена в направлении салона автомобиля и при этом одновременно наклонена вверх.

Конструкция, показанная на Фиг.6 и 7, может быть выполнена, например, в соответствии с тремя основными вариантами осуществления, показанными на Фиг.3-5, при этом конструкция шарнирного четырехзвенника и связанный с ним характер движения рамы 4 радиатора не являются ограничивающими.

Список условных обозначений

1 Балка бампера

2 Деформирующийся элемент

3 Лонжерон

4 Рама радиатора

5 Охлаждающее устройство

6 Нижняя часть рамы

7 Верхний поворотный рычаг

8 Нижний поворотный рычаг

9 Удерживающий элемент

10 Ось верхнего поворотного рычага 7 на удерживающем элементе 9

11 Ось верхнего поворотного рычага 7 на раме 4 радиатора

12 Ось нижнего поворотного рычага 8 на удерживающем элементе 9

13 Ось нижнего поворотного рычага 8 на раме 4 радиатора

14 Окружность поворота

15 Окружность поворота

16 Вильчатый конец

17 Вильчатый конец

18 Ушко

19 Ушко

20 Штыревой элемент

21 Контактный блок

Claims

1. Передний модуль для автомобиля, содержащий два расположенных с обеих сторон лонжерона (3), балку (1) бампера, расположенную перед двумя лонжеронами (3) и соединенную с передними торцевыми поверхностями каждого лонжерона (3) с помощью одного соответствующего промежуточного деформирующегося элемента (2), и раму (4) радиатора, которая расположена между лонжеронами (3) и/или между деформирующимися элементами (2) и удерживает охлаждающее устройство (5), отличающийся тем, что содержит поворотные рычаги (7, 8) для удержания рамы (4) радиатора, при этом поворотные рычаги (7, 8) шарнирно соединены с одной стороны с удерживающим элементом (9), жестко соединенным с соответствующим лонжероном (3), и с другой стороны с рамой (4) радиатора, при этом оси (10, 11, 12, 13) поворотных рычагов (7, 8) расположены параллельно друг другу и по существу горизонтально и практически перпендикулярно продольной оси автомобиля, при этом поворотные рычаги (7, 8), удерживающий элемент (9) и рама (4) радиатора образуют шарнирный четырехзвенник, при этом в случае столкновения балка (1) бампера первоначально после начальной деформации деформирующегося элемента (2) или деформирующихся элементов соприкасается с рамой (4) радиатора, и при дальнейшей деформации деформирующегося элемента (2) или деформирующихся элементов рама (4) радиатора смещается благодаря повороту поворотных рычагов (7, 8) вместе с по меньшей мере одним компонентом в направлении салона автомобиля.

2. Передний модуль по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна ось по меньшей мере одного поворотного рычага выполнена как пластичное соединение.

3. Передний модуль по п.1, отличающийся тем, что поворотные рычаги (7, 8) расположены с наклоном вверх или вниз в направлении движения.

4. Передний модуль по п.1, отличающийся тем, что оси (10, 12) поворотных рычагов (7, 8), соединенные с удерживающим элементом (9), расположены на расстоянии одна над другой по существу в вертикальной плоскости.

5. Передний модуль по п.1, отличающийся тем, что поворотные рычаги (7, 8) имеют одинаковую длину.

6. Передний модуль по п.1, отличающийся тем, что поворотные рычаги (7, 8) расположены параллельно друг другу.

7. Передний модуль по п.1, отличающийся тем, что расстояния между осями (10, 12) поворотных рычагов (7, 8), расположенными на удерживающем элементе (9), и осями (11, 13), расположенными на раме (4) радиатора, различны, в результате чего поворотные рычаги (7, 8) расположены под углом друг к другу.

8. Передний модуль по п.7, отличающийся тем, что верхний поворотный рычаг (7) выполнен длиннее или короче, чем нижний поворотный рычаг (8).

9. Передний модуль по п.7, отличающийся тем, что по меньшей мере одна ось по меньшей мере одного поворотного рычага выполнена как пластичное соединение.

10. Передний модуль по п.1, отличающийся тем, что с обеих сторон рамы (4) радиатора по высоте балки (1) бампера расположен соответствующий контактный блок (21), с которым балка (1) бампера соприкасается при определенной степени деформации деформирующегося элемента (2).

11. Передний модуль по п.10, отличающийся тем, что контактный блок (21) выполнен из эластичного материала.