Легковой автомобиль

 

Изобретение относится к конструкции легкового автомобиля. Легковой автомобиль имеет несущую конструкцию, имеющую, по меньшей мере, два лонжерона (1). Лонжероны соединены друг с другом на участке середины крутильно-жесткой траверсой (2), которая выполнена в виде трубчатого профиля большого объема и на который закреплены, по меньшей мере, части привода, причем лонжероны (1) выполнены в виде V-образных отводов днища (5) на стороне вверх и для повышения прочности лонжеронов (1) при изгибе вокруг поперечной оси вертикальное пространство до лонжеронов (1) таково, что верхняя кромка (1) расположена, по меньшей мере, на высоте опорной поверхности сиденья водителя (7). Технический результат заключается в улучшении защиты пассажиров и увеличении жесткости кузова. 11 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к легковому автомобилю с несущей конструкцией, имеющей, по меньшей мере, два лонжерона.

Известен принцип моноребра, согласно которому полый профиль в виде лонжерона с небольшими проемами двери для пассажиров обеспечивает жесткость и защиту пассажиров и , у которого сиденья примыкают к поперечному туннелю.

В обычных допущенных для дорожного движения легковых автомобилях секция при лобовом или заднем столкновении не может передавать силы от зон деформации в том месте, где они приложены, а распределяет их на нижние детали кузова и крышу вокруг проемов для входа. Отвод сил требует применения большего количества материала и таким образом увеличивает вес. Проемы для входа оказываются опасными для пассажиров местами и при боковом столкновении в значительной степени снижают жесткость автомобиля. Хотя с моноребром защита пассажиров обеспечивается лучше, открытая конструкция все еще требует крутильной жесткости лонжерона и по возможности уменьшения проема двери, чтобы не повредить его. Усложняется нормальный вход и выход пассажиров из перевернутого автомобиля. Такие моноребра находят применение в спортивных соревнованиях на гоночных автомобилях.

Известна также конструкция с поперечным туннелем в середине автомобиля и не прерванной дверями боковой поверхностью в . Траверса открыта в направлении вниз и тем самым не обладает крутильной жесткостью. Данная конструкция имеет крутильную жесткость благодаря включению в конструкцию крыши автомобиля. Так как автомобиль впереди и сзади заканчивается дверями, примыкание зоны деформации по этому принципу проблематично.

Целью изобретения является улучшение защиты пассажиров и увеличение жесткости по сравнению с обычными легковыми автомобилями с минимальными затратами материалов.

Эта задача решается в легковом автомобиле вышеуказанного типа посредством того, что лонжероны соединены друг с другом на среднем участке крутильно-жесткой траверсой, которая выполнена в виде трубчатого профиля большого объема и на которой закреплены, по меньшей мере, части привода, причем лонжероны образованы боковым отгибом вверх днища и для повышения прочности на изгиб лонжеронов вокруг поперечной оси лонжероны имеют такую протяженность по вертикали, чтобы их верхний край располагался, по меньшей мере, на высоте опорной поверхности сиденья водителя. В результате выполнения в соответствии с изобретением достигается то, что несущая конструкция прямолинейно передает действующие при столкновении силы. Несущая конструкция может быть выполнена особенно жесткой в местах возникновения сил и ее крутильная жесткость не ограничивается размерами проемов для входа.

Получаемые благодаря изобретению преимущества заключаются, в частности, в том, что достигается объединение действия конструктивных элементов привода, ходовой части, сидений и ремней безопасности как при эксплуатации автомобиля, так и при столкновении. Упрощаются вход и выход. Обеспечивается освобождение пассажиров после аварии, в частности, из перевернутого автомобиля.

Легковой автомобиль согласно изобретению имеет при минимальных затратах материала высокую степень жесткости в режиме эксплуатации автомобиля и жесткости секции при лобовом и заднем столкновениях. Так как крыша не является несущим элементом конструкции, проем для входа можно расширить вверх и использовать автомобиль без увеличения веса в виде автомобиля с кузовом кабриолет.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Пример выполнения изобретения поясняется с помощью чертежа.

На фиг.1 показано перспективное изображение несущих элементов легкового автомобиля; фиг.2 - несущие элементы в разобранном виде; фиг. 3 - вид сбоку легкового автомобиля с открытыми передней и задней дверями; фиг.4 - вид сбоку легкового автомобиля с кузовом кабриолет; фиг.5 и 6 - разборное место соединения частей кузова.

На фиг.1 и 2 показана несущая конструкция легкового автомобиля. Три лонжерона 1, днище кузова 5 со встроенным третьим лонжероном 1 в середине и двумя зонами деформации 6 на переднем и заднем концах лонжеронов 1 выполнены в виде перевернутого колпачкового (листового) продольного профиля 11, который проходит почти по всей длине автомобиля. Третий лонжерон 1 образован выполненной в виде тоннеля для карданного вала выемкой в середине колпачкового продольного профиля. Вертикальные боковые стенки продольного профиля 11 действуют, как лонжерон 1, и на верхних кромках отогнуты наружу и вниз, вследствие чего они имеют полки 8 на верхней стороне. Полки 8 могут быть выполнены в виде четырехгранной трубы. Оба лонжерона 1 соединены приблизительно в середине или несколько сзади крутильно-жесткой траверсой 2. На переднем и заднем концах тонкими поперечными ребрами выполнены места запрограммированного изгиба для зоны деформации. Две траверсы 3, 4 впереди и сзади выполнены в виде вертикальных отогнутых вверху под углом для придания жесткости пластин, которые впереди и сзади ограничивают салон. Крутильно-жесткая траверса 2 представляет собой только отогнутый вниз под острым углом лист (пластину), который жестко соединен с днищем 5 и боковыми стенками 1 и вместе с днищем 5 образует замкнутый профиль с треугольным трубчатым сечением. Обе другие поверхности поддерживают спинки передних и по отношению к направлению движения задних сидений и таким образом соединены с лонжеронами 1 и верхними полками 8 лонжеронов 1.

Лонжерон 1 и при необходимости днище продолжены вперед в форме поглощающей энергию зоны деформации 6 перед передней траверсой 3 и на переднем конце соединены между собой буфером 20, который предотвращает проникновение препятствий в середине и односторонний продольный изгиб зоны деформации 6. В направлении назад целесообразна соответствующая зона деформации позади задней траверсы 4 (на фиг.1 не изображена).

В пространстве внутри траверсы 2 размещается двигатель с коробкой передач и дифференциалом, а также поворотные оси продольных рычагов подвески задних колес и топливный бак. При таком расположении можно также установить задний мост с подвеской колес на продольных рычагах. Привод осуществляется с помощью приводных валов в поворотной оси продольных рычагов подвески через шестерни на концах приводных валов и цепей или зубчатых ремней 21 на жестко соединенных с задними колесами шестернях. Таким образом, пространство между задними колесами остается свободным для пассажиров сзади.

Амортизационные стойки для моста на стойках Макферсона с независимой подвеской передних колес установлены на верхних полках 8 лонжеронов 1, а поперечные рычаги подвески - на ребре между днищем 5 и лонжероном 1.

Четыре сиденья 7 выполнены с чашеобразной формой с проходящими вокруг боковинами и выполняют таким образом защитную функцию при боковом столкновении. Для обеспечения защитной функции сидений 7 предпочтительно применять четырехопорные полки. Полки жестко закреплены в крутильно-жесткой траверсе 2. Боковины сидений 7 закреплены на наружной стороне на лонжеронах 1 и опираются на них. При этом находящееся между сиденьями 7 и лонжеронами 1 пространство используется для опоры, воспринимающей энергию при боковом столкновении. Расположенные рядом друг с другом боковины двух расположенных рядом сидений 7 непосредственно соединены друг с другом. Все четыре сиденья 7 опираются спинками на среднюю траверсу 2. Крепежные элементы между спинкой и крутильно-жесткой траверсой 2 должны быть выполнены виброгасящими для того, чтобы вибрация двигателя не передавалась от траверсы 2 на сиденья 7. Задние сиденья направлены в сторону, противоположную направлению движения, так, что подголовники передних и задних сидений могут соприкасаться над траверсой 2. Можно выполнить все четыре сиденья в виде одного соединенного сиденья чашеобразной формы (из пластмассы). Благодаря многократной опоре сидений друг на друга и в конструкции выполнить их гораздо легче, чем обычные расположенные отдельно сиденья, которые могут отводить силы только в нижние детали днища автомобиля. Точки присоединения также нагружаются меньше. Если наполнить пространство между сиденьями и траверсой 2 изоляционным материалом, то можно обеспечить эффективную звукоизоляцию неблагоприятного в акустическом отношении двигателя, расположенного перед задней осью автомобиля. Совместно со звукоизоляционным материалом выполнение всех сидений в виде сплошной чаши оказывает эффект звукоизоляции. Так как сиденье водителя вследствие фиксации в конструкции не передвигается, то педали установлены на салазках с возможностью передвижения в продольном направлении. Целесообразна также возможность перестановки рулевого колеса в продольном направлении для пригонки к росту водителя мужчины и женщины.

Между передними и задними сиденьями установлена на лонжеронах 1 и на траверсе 2 дуга безопасности, которая не встроена в крышу автомобиля 11. Задачу дуги безопасности может выполнять также чашка 7 сиденья, если она выполнена достаточно устойчивой и подголовники продлены до крыши автомобиля.

По причине большой высоты нижней кромки проема для входа (верхняя полка 8 лонжерона 1) необходимо расширить входные двери вверх. Для этого предусмотрены две двери 12, 13 (фиг.3) по всей ширине автомобиля, доходящие до лонжерона 1 и включающие ветровое стекло и заднее стекло для передних и задних пассажиров. Двери 12, 13 открываются вокруг горизонтального шарнира вверх обычно в направлении движения. Благодаря открывающимся вверх дверям 12, 13 верхнюю кромку наружного лонжерона 1 можно разместить значительно выше, чем пороги дверей обычных легковых автомобилей. Верхняя кромка лонжерона 1 расположена выше центра тяжести автомобиля. Передняя дверь 12 соединена шарниром с кузовом 14. При этом возможно, что колонка рулевого управления, как у автомобиля BMW Isetta, при открывании также отходит вперед для облегчения выхода и входа. Но в этом случае предусмотрено предохранение, которое позволяет отъезд только при зафиксированной колонке рулевого управления.

Крыша автомобиля 16 с боковыми окнами образует с шарнирно соединенной дверью 13 единый блок, соединенный разъемным соединением 15 с кузовом 14. Во-первых, автомобиль можно использовать как кабриолет, когда этот блок снят (см. фиг.4), во-вторых, если автомобиль после опрокидывания ложится на крышу, то после отделения соединения 15 снаружи обеспечивается аварийный выход. Разъемное соединение с помощью отбортовки кузова 14 и крыши 16 на участке общего стыка может представлять собой расположенный между ними наполненный жидкостью шланг 17 и передвигаемый над ним С-образный профиль 15. С-образный профиль 15 удерживает вместе кузов 14 и крышу 16 на отбортовке и в случае аварии его можно просто сорвать или сдвинуть для регулярного удаления крыши 16 назад или вперед.

Другая возможность заключается в том, чтобы наполнить гибкий шланг 17 жидкостью под давлением, причем для отделения соединения 15 открываются клапаны для опорожнения гибкого шланга 17.

Еще один вариант отделения крыши 16 изображен на фиг.6. Труба круглого сечения 18 со стопорным крюком на верхней стороне кузова 14 удерживается с возможностью поворота и удерживает на верхней стороне крышу 16 с помощью стопорных крюков. Две жестко соединенные с трубой 18 рукоятки на внутренней стороне автомобиля, в пределах досягаемости от передних и задних пассажиров (на фиг. не изображено), и еще один рычаг на наружной стороне автомобиля размещены таким образом, что посредством перемещения рычагов от стенки автомобиля деблокируются стопорные крюки крыши 16.

Формула изобретения

1. Легковой автомобиль с несущей конструкцией, имеющий, по меньшей мере, два лонжерона, которые соединены между собой поперечной траверсой, отличающийся тем, что поперечная траверса выполнена в виде замкнутого трубчатого профиля большого объема, на котором закреплены, по меньшей мере, части привода, причем лонжероны образованы боковым отгибом вверх днища и для повышения жесткости на изгиб лонжеронов вокруг поперечной оси, лонжероны имеют такую протяженность по вертикали, чтобы их верхний край располагался, по меньшей мере, на высоте опорной поверхности сиденья водителя.

2. Легковой автомобиль по п.1, отличающийся тем, что лонжероны (1) на верхнем краю отогнуты под углом однократно или дважды, так что на верхней кромке лонжерона образуется жесткая продольная полка (8).

3. Легковой автомобиль по п. 1 или 2, в котором передние сиденья (7) закреплены сбоку на лонжеронах (1), и/или спинкой на крутильно-жесткой траверсе (2), и/или опорной поверхностью на днище (5) кузова.

4. Легковой автомобиль по любому из предшествующих пунктов, в котором задние сиденья (7) связаны с конструкцией одинаковым с передним сиденьем (7) образом, но в направлении, противоположном направлению движения.

5. Легковой автомобиль по любому из предшествующих пунктов, в котором лонжероны (1) имеют такую протяженность по вертикали, что линия между центром тяжести автомобиля и поверхностью столкновения при лобовом или заднем столкновении проходит преимущественно над лонжеронами.

6. Легковой автомобиль по любому из предшествующих пунктов, в котором лонжероны (1) на передних и задних концах соединены между собой дополнительными траверсами (3, 4).

7. Легковой автомобиль по п.6, в котором лонжероны (1) проходят почти по всей длине автомобиля и перед передней траверсой (3) и за задней траверсой (4) выполнены в виде поглощающей энергию зоны деформации (6).

8. Легковой автомобиль по п.8, в котором встроенный в днище (5) кузова третий лонжерон (1) выполнен в виде высокого, направленного вверх, продольного гофра днища кузова в середине автомобиля, днище (5) с лонжеронами снабжено небольшими поперечными ребрами на переднем и заднем концах для создания зоны деформации.

9. Легковой автомобиль по любому из предшествующих пунктов, в котором вход и выход открываются через открывающиеся вверх, вперед и назад двери (12, 13) по всей ширине автомобиля, причем двери (12, 13) снабжены ветровым и задним стеклами.

10. Легковой автомобиль по любому из предшествующих пунктов, в котором крыша автомобиля (16) с боковыми окнами выполнена как часть кузова над лонжеронами (1) и между проемами для входа (12, 13) в виде гибкой, отделяемой от автомобиля части так, что автомобиль, с одной стороны, может использоваться как кабриолет и, с другой стороны, обеспечивается аварийный выход, если автомобиль после опрокидывания ложится на крышу.

11. Легковой автомобиль по любому из предшествующих пунктов, в котором, по меньшей мере, подвески передних колес соединены с лонжеронами (1).

12. Легковой автомобиль по любому из предшествующих пунктов, в котором, по меньшей мере, подвески задних колес выполнены в виде продольных рычагов или связанных балкой продольных рычагов и соединены с крутильно-жесткой траверсой (2).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6