WO2016099435A1 - Защитный поддон для двигателя автомобиля - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к защитному поддону для двигателя. Поддон содержит панель, имеющую сложную конфигурацию, и жестко установленный на ее внутренней поверхности жесткий накладной элемент, оснащенный выполненными из упругого материала амортизационными элементами, имеющими сверху элементы для закрепления. Амортизационные элементы имеют расположенные под углом друг к другу верхнюю и нижнюю части, нижняя часть расположена под углом к части внутренней поверхности панели с образованием под нижней частью свободного пространства. Технический результат - повышение надежности и эффективности поддона за счет перераспределения ударных сил и их гашения при воздействии на поддон посторонних предметов.

Description

ЗАЩИТНЫЙ ПОДДОН ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Изобретение относится к автомобильному оборудованию, в частности к защитным поддонам для автомобилей, и может быть использовано для защиты двигателей и других установленных в моторном отсеке устройств от ударов посторонних предметов, например камней или иного, и в случае наезда на препятствие, и для уменьшения попадания дорожной пыли и грязи в моторный отсек.

В большинстве автомобилей в связи с техническими особенностями двигатель располагается довольно низко, поэтому есть возможность негативного воздействия на него случайно незамеченного предмета на дороге (камня, дорожной арматуры, грязи, песка, льда и т. д.). Защитный поддон устанавливается под двигатель и закрепляется на днище автомобиля. Он защищает поддон картера, двигателя в целом, элементы трансмиссии и ходовой части от механических повреждений, препятствует загрязнению моторного отсека. Грязь с дороги неизбежно попадает в моторный отсек, оседая на двигателе и элементах трансмиссии. Кроме эстетической непривлекательности, грязь нарушает тепловой режим работы агрегатов. Защита двигателя минимизирует попадание грязи и пыли в пространство под капотом. Кроме того, защитный поддон увеличивает срок службы приводных ремней, натяжных роликов, генератора, элементов электрооборудования, которые неизбежно страдают от попадания в моторный отсек воды и грязи во время осадков.

Основная функция защитного поддона - защита двигателя от механических повреждений и ударов. Самым слабым местом обычно является масляный поддон картера двигателя, который находится в непосредственной близости к асфальту и который изготовлен обычно из хрупкого силумина. Его разрушение приводит к утечке масла, что создает проблему с циркуляцией масла по системе двигателя, что может привести к полной остановке автомобиля.

Известен защитный поддон для силового агрегата легкового автомобиля, содержащий панель с элементами жесткости и вентиляционными окнами, элементы крепления панели к автомобилю и жесткую накладную металлическую пластину, прикрепленную к панели под картером двигателя силового агрегата для его защиты, который приведен в описании к патенту Российской Федерации на изобретение N° 1704621 (заявка N° 4732715, дата подачи заявки 31.01.1989 г., опубл. 07.01.1992 г.).

В известном защитном поддоне накладная пластина выполнена крюкообразной формы (для фиксации на перекладине передней опоры двигателя) и прикреплена (в частности, приварена) к панели как к основе поддона. При этом она расположена над панелью (между панелью и картером двигателя) и полностью изолирована материалом панели (не имеет каких-либо окон или отверстий). Таким образом, под картером двигателя поддон имеет двухслойную структуру: металлическую пластину сверху и участок тонкого листа панели снизу. Панель имеет форму удлиненного симметричного ромба с заломленной вверх передней частью и продольными ребрами жесткости (симметричными продольной оси панели) по обе стороны от нее.

Недостатком известного защитного поддона является то, что необходимость минимизации зазоров между дорогой и поддоном автомобиля (сохранение допустимых значений клиренса) и обеспечение жесткости и аэродинамических форм (для пассивной вентиляции двигательного отсека через окна) требует усложнения пространственной конфигурации панели. При выполнении панели (как основы поддона) металлической сложная конфигурация устройства обусловливает низкую технологичность изготовления. При перекрытии всего отверстия отсека устройство из тонкостенной стальной панели получается недостаточно жестким (даже при усиливающем действии пластины и ребер жесткости) и более тяжелым, а распределения ударных нагрузок при взаимодействии с препятствиями далеки от оптимальных. Возможна остаточная пластическая деформация. Повышение жесткости за счет увеличения толщины листа панели приводит еще в большей степени к увеличению ее массы, что негативно влияет на эксплуатационно-технические характеристики автомобиля.

Таким образом, известный защитный поддон является недостаточно надежным при преодолении дорожных препятствий.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является защитный поддон, который приведен в описании к декларационному патенту Украины на изобретение Ν« 59757 (заявка JN 20021210078, дата подачи заявки 13.12.2002 г., опубл.15.09.2003 г., индекс МПК⁷ B62D 25/20).

Известный защитный поддон содержит панель, которая имеет сложную конфигурацию, с элементами жесткости и жестко установленную на ней параллельно поперечной оси прямолинейную пластину, противоположные концы которой оснащены амортизационными элементами, свободные концы которых оснащены элементами для закрепления, имеющими отверстия под крепежные элементы. Амортизационные элементы в известном поддоне представляют собой продолжения прямолинейной пластины, которые подняты вверх и симметрично согнуты, образуя определенную конфигурацию.

При применении известного защитного поддона при наезде на препятствие ударная нагрузка воспринимается панелью, через нее нагрузка передается через прямолинейную пластину на амортизационные элементы, согнутые концы которых при этом изменяют конфигурацию и амортизируют нагрузку за счет сил изгиба. При отсутствии препятствия амортизационные элементы возвращаются к первоначальному положению за счет упругости. Недостатком известного защитного поддона является то, что упругости использованных амортизационных элементов при преодолении автомобилем значительных препятствий или другом воздействии посторонних предметов на поддон оказывается недостаточно для уменьшения ударного действия от посторонних предметов на поддон, что может привести к повреждению поддона или быстрому его износу. Это объясняется тем, что конструктивно амортизационный элемент имеет малый коэффициент упругости, так как работает на изгиб, не позволяет значительно, но в пределах допустимого, изменить положение поддона при воздействии на него препятствия и другого. Возможна деформация поддона или даже его разрушение. Значительная деформация (изгиб) поддона может привести к столкновению его с агрегатами двигателя и навредить ему.

Таким образом, известный защитный поддон является недостаточно надежным при преодолении дорожных препятствий и воздействии на поддон посторонних предметов, например при попадании в яму, заезде на бордюр или съезде с него, при наезде на «лежачего полицейского», при попадании любых частей, которые отвалились от впереди едущего автомобиля, или кусков льда и камней, вылетающих из-под колес грузовиков.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования защитного поддона автомобиля, в котором путем нового выполнения элементов, нового размещения элементов в конструктивном пространстве при использовании заявленного поддона - преодолении автомобилем дорожных препятствий и воздействии на поддон посторонних предметов осуществляется эффективное перераспределение ударных сил и их гашение, за счет чего устраняется значительный изгиб панели, существенно уменьшается возможность разрушения панели защитного поддона, обеспечивается сохранение жесткости и прочности поддона, что в целом увеличивает его надежность и эффективность при использовании. Задача, которая ставится, решается тем, что в защитном поддоне для двигателя автомобиля, который содержит панель, имеющую сложную конфигурацию, и жестко установленный на ее внутренней поверхности жесткий накладной элемент, оснащенный выполненными из упругого материала амортизационными элементами, оснащенными сверху элементами для закрепления, согласно изобретению, амортизационные элементы имеют выполненные под углом друг к другу верхнюю и нижнюю части, нижняя часть выполнена под углом к части внутренней поверхности панели с образованием под нижней частью свободного пространства.

Согласно изобретению нижние части амортизационных элементов выполнены под углом к продольной оси панели.

Согласно изобретению нижние части амортизационных элементов выполнены на противоположных концах жесткого накладного элемента с его внутренней или внешней стороны, или с его торцов.

Согласно изобретению длина жесткого накладного элемента, который установлен перпендикулярно продольной оси панели, равна ее ширине или близка к ней.

Согласно изобретению на панели выполнены элементы жесткости.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом, существует следующая причинно-следственная связь.

При наезде на препятствие защитный поддон гасит энергию удара своей упругой деформацией, которая не должна превышать промежуток между защитой и двигателем, иначе удар достигнет картера двигателя и может расколоть его (промежуток между защитой и картером обычно не превышает 25 мм, чтобы не очень уменьшать дорожный просвет). Поэтому основное качество защитного поддона - жесткость. При этом защитный поддон не должен сломаться, следовательно, второе его качество - прочность. Жесткость и прочность обеспечивается конструкцией и используемыми материалами. Она должна быть такой, чтобы выдерживать без разрушительных повреждений нагрузку в результате наезда на препятствие или удара.

Слишком большая жесткость защитного поддона двигателя может привести к повреждению элементов кузова, поскольку вся энергия удара будет передаваться на них. Защитный поддон с недостаточной жесткостью способен деформироваться, упереться в картер и повредить его. При оптимальной жесткости защитного поддона водитель едва почувствует яму, а картер - нет.

Во время наезда на препятствие основная часть энергии удара гасится самой панелью поддона и амортизационными элементами при их наличии, а затем возможна передача части энергии удара на силовые элементы автомобиля - лонжероны кузова, подрамники двигателя, поперечные балки подвески, кузова. При этом кузов и его элементы не должны деформироваться.

Наличие у амортизационных элементов соединенных с панелью через жесткий накладной элемент выполненных под углом друг к другу верхней и нижней частей, с нижней частью, выполненной под углом к части внутренней поверхности панели с образованием под нижней частью свободного пространства для возможности изменения положения жестко не закрепленного и соединенного с верхней частью конца нижней части с изменением конфигурации амортизационных элементов, угла между верхней и нижней частями, позволяет достичь эффективного перераспределения и гашения энергии удара постороннего предмета о защитный поддон. При этом жесткость панели поддона остается сохраненной, а на силовые элементы автомобиля передается уменьшенная незначительная энергия удара. Это объясняется тем, что при восприятии ударной нагрузки установленной и закрепленной в автомобиле с использованием элементов для закрепления, которыми оснащены амортизационные элементы, панелью часть энергии через нее воспринимается жестким накладным элементом, который хорошо усиливает жесткость конструкции и не позволяет деформироваться панели. Через жесткий накладной элемент часть энергии удара передается на амортизационные элементы в виде кронштейнов. При восприятии ударной нагрузки амортизационными элементами их нижние части частично изгибаются в вертикальной плоскости относительно жесткого накладного элемента и панели. Кронштейны работают как пружины, хорошо амортизируя ударную нагрузку. Предложенное выполнение амортизационных элементов усиливает их упругость для эффективного гашения сил удара поддона о препятствие или удара постороннего предмета о защитный поддон. При отсутствии препятствия амортизационные элементы за счет сил упругости возвращаются к первоначальному положению. Достигается эффективное гашение колебаний поддона при его использовании, предотвращая удар поддона о картер двигателя, кроме этого на подвеску и другие элементы автомобиля не передается значительная нагрузка от удара, что значительно увеличивает ресурс деталей подвески и других элементов, что в целом повышает надежность и эффективность заявленного защитного поддона.

Изобретение поясняется приведенным чертежом, где на фиг.1 - изображение защитного поддона для двигателя автомобиля с системой «Off Energy ».

Защитный поддон для двигателя автомобиля с системой «Off Energy» в одном из возможных выполнений содержит панель 1 , которая имеет сложную конфигурацию, с элементами 2 жесткости и закрепленный на панели 1 параллельно поперечной ее оси жесткий накладной элемент 3, выполненный в виде прямолинейной пластины, что не является единственно возможным вариантом выполнения (возможно выполнение в виде дуги, элемента сложной формы и прочего), длина которой почти равна ширине панели 1. Жесткий накладной элемент 3 может быть выполнен из упругого материала и в одном из возможных выполнений может содержать крепежные отверстия, с использованием которых его закрепляют на панели 1. Противоположные концы жесткого накладного элемента 3 оснащены выполненными в виде кронштейнов выполненными из упругого материала амортизационными элементами 4, которые имеют элементы для закрепления 8, выполненные в виде опорных площадок, с отверстиями 5 под крепежные элементы 6, выполненные сверху верхних частей 7 под углом к ним. Элементы для закрепления 8 могут иметь вспомогательные части, на которых могут быть выполнены отверстия 5. Амортизационные элементы 4 имеют выполненные под углом, в одном из возможных выполнений под углом 90°, что является наиболее оптимальным, и обеспечивает высокие амортизационные свойства, одна к другой верхнюю 7 и нижнюю 9 части. Нижняя часть 9 выполнена под углом к части внутренней поверхности панели, над которой размещены концы нижних частей, с образованием под нижней частью свободного пространства, то есть нижние части 9 установлены с возможностью изменять конфигурацию в вертикальной плоскости, и которые выполнены удлиненными, то есть их длина является большей чем ширина. Нижние части амортизационных элементов могут быть выполнены на противоположных концах жесткого накладного элемента с его внутренней или внешней стороны, или с его торцов в зависимости от выполнения места его установки и могут быть выполнены как единое целое с жестким накладным элементом или жестко соединены с ним. В представленном на фиг.1 выполнении заявленного поддона, которое является наиболее оптимальным, концы нижних частей 9 жестко соединены с внутренней продольной стороной прямолинейной пластины 3 с ее противоположных концов, например, приварены. Нижние части амортизационных элементов могут быть выполнены под углом, являющимся внутренним относительно панели, более 90° к продольной оси панели с зеркальным отражением, что улучшает перераспределение сил и способствует эффективному гашению колебаний.

Таким образом, жесткий накладной элемент 3 в одном из возможных выполнений вместе с амортизационными элементами 4 может быть единой отдельной конструкцией, которую устанавливают на панели 1 с закреплением на ней жесткого накладного элемента 3. Это позволяет устанавливать ее с учетом конструктивных особенностей различных автомобилей. Ширина нижней части 9, верхней части 7, элемента для закрепления 5, в одном из возможных вариантов выполненном за одно целое с верхней частью 7, может быть равна ширине жесткого накладного элемента 3.

Защитный поддон для двигателя автомобиля с системой «Off Energy» работает следующим образом.

При установке защитного поддона необходимо обеспечить доступ к днищу автомобиля. Работа осуществляется в ремонтной яме или с помощью подъемника. Перед установкой защитного поддона крепежные элементы 6 смазываются маслом или они должны иметь качественное гальваническое покрытие чтобы противостоять коррозии. Желательно, чтобы все крепежные элементы 6 защитного поддона имели резьбу не менее М10. Это связано с тем, что в процессе технического обслуживания автомобиля защитный поддон приходится неоднократно снимать и ставить. Для исключения самопроизвольного откручивания крепления необходимо использовать гайки с нейлоновым кольцом или пружинные шайбы. Защитный поддон устанавливают под двигателем или двигателем и другими агрегатами, установленными в моторном отсеке, крепежные элементы 6 вставляют в отверстия 5, выполненные на элементах для закрепления 8 (опорных площадках) амортизационных элементов 4, и прикручивают к силовым элементам автомобиля, например, лонжеронам кузова, подрамнику двигателя, поперечной балке подвески автомобиля (например, легкового автомобиля, внедорожника, или другого).

При заезде на выступающий канализационный люк, посторонний предмет на дороге, при неудачном съезде с бровки, при движении в глубокой колее, при зимних сложных условиях, осуществляется удар по защитному поддону. Через панель 1 часть энергии удара воспринимается жестким накладным элементом 3, который хорошо усиливает жесткость конструкции и не позволяет деформироваться панели 1. Через жесткий накладной элемент 3 часть энергии удара передается на выполненные в виде кронштейнов амортизационные элементы 4. При восприятии ударной нагрузки амортизационными элементами 4 их верхние части 7 и нижние части 9 изменяют положение в вертикальной плоскости, нижние части 9 амортизационных элементов 4 частично изгибаются относительно жесткого накладного элемента 3. Кронштейны работают как пружины, хорошо амортизируя ударную нагрузку. При отсутствии препятствия амортизационные элементы возвращаются к первоначальному положению за счет сил упругости.

Заявляемый защитный поддон для двигателя автомобиля с системой «Off Energy» может быть изготовлен на известном оборудовании с использованием известных материалов и комплектующих, что подтверждает промышленную применимость объекта.

Claims

Формула

1. Защитный поддон для двигателя автомобиля с системой «Off Energy», который содержит панель, имеющую сложную конфигурацию, и жестко установленный на ее внутренней поверхности жесткий накладной элемент, оснащенный выполненными из упругого материала амортизационными элементами, оснащенными сверху элементами для закрепления, который отличается тем, что амортизационные элементы имеют выполненные под углом друг к другу верхнюю и нижнюю части, нижняя часть выполнена под углом к части внутренней поверхности панели с образованием под нижней частью свободного пространства.

2. Защитный поддон для двигателя автомобиля с системой «Off Energy» по п. 1 , который отличается тем, что нижние части амортизационных элементов выполнены под углом к продольной оси панели.

3. Защитный поддон для двигателя автомобиля с системой «Off Energy» по п. 1 , который отличается тем, что нижние части амортизационных элементов выполнены на противоположных концах жесткого накладного элемента с его внутренней или внешней стороны, или с его торцов.

4. Защитный поддон для двигателя автомобиля с системой «Off Energy» по п. 1 , который отличается тем, что длина жесткого накладного элемента, который установлен перпендикулярно продольной оси панели, равна ее ширине или близка к ней.

5. Защитный поддон для двигателя автомобиля с системой «Off Energy» по п. 1 , который отличается тем, что на панели выполнены элементы жесткости.