Легковой автомобиль с трансформируемым кузовом
Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к легковым автомобилям с трансформируемыми кузовами. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Легковой автомобиль содержит кузов с сидениями и с трансформируемой крышей, состоящей из передней секции, примыкающей к рамке лобового стекла, и задней секции, шарнирно закрепленной в задней части кузова автомобиля. Обе секции шарнирно соединены между собой и выполнены с возможностью поворота относительно друг друга и кузова из начального положения в конечное и размещения в задней части кузова. При размещении трансформируемой крыши в задней части кузова передняя секция крыши располагается преимущественно вертикально непосредственно за сиденьями, а задняя секция располагается преимущественно горизонтально в задней части кузова. Передняя секция крыши в месте примыкания к рамке лобового стекла выполнена по форме, соответствующей форме днища кузова за сиденьями автомобиля. Передняя секция крыши выполнена с возможностью частичного перекрытия задней секции, причем по меньшей мере часть передней секции, перекрывающая заднюю секцию, выполнена из прозрачного материала. Технический результат заключается в упрощении конструкции и возможности использования трансформируемых крыш на кузовах типа «хетчбек». 2 з.п. ф-лы. 9 ил.
Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к легковым автомобилям с трансформируемыми кузовами.
Известны различные конструкции легковых автомобилей с трансформируемыми кузовами, содержащие в задней части кузова полость, в которой может размещаться жесткая складная крыша (патент РФ №2015036, публикация 1994 г.; патент США №4634171, публикация 1987 г.; патент США №5090764, публикация 1992 г.; патент США №5649733, публикация 1997 г.; заявка США №2004061352, публикация 2004 г.).
В известных конструкциях полость в задней части кузова при сложенной жесткой крыше уменьшается на объем, который занимают панели крыши. Для уменьшения объема, занимаемого жестким верхом кузова, его делают многозвенным с большим количеством взаимодействующих звеньев. Большое количество конструктивных элементов усложняет и удорожает конструкцию автомобиля и требует высокой точности изготовления и сборки отдельных элементов.
Известен легковой автомобиль (патент США №6347828, публикация 2002 г.), содержащий кузов с двухсекционной крышей, размещаемой вертикально в полости, расположенной за сиденьями. Данная конструкция позволяет не занимать багажное отделение сложенным жестким верхом. Недостатками такой конструкции являются сложность механизма трансформации крыши и значительный объем, занимаемый сложенной крышей.
Известен легковой автомобиль (патент США №6595572, публикация 2003 г.), кузов которого имеет жесткий складной верх, состоящий из двух шарнирно соединенных передней и задней панелей крыши, выполненных с возможностью поворота относительно друг друга, а также относительно кузова автомобиля. В начальном положении при закрытом кузове передняя панель крыши примыкает к рамке лобового стекла, а задняя панель шарнирно закреплена на кузове автомобиля в задней его части. В конечном положении при открытом кузове панели поворачиваются относительно друг друга и кузова автомобиля и размещаются в задней его части и закрываются подвижной крышкой.
Недостатком такой конструкции является значительная потеря полезного объема, занимаемого сложенными панелями крыши, а также сложность конструкции механизма складывания крыши.
Рассмотренные конструкции складных жестких крыш имеют ограниченное применение только в автомобилях с двигателями, расположенными в передней части кузова (переднемоторная компоновка), и не могут быть использованы для автомобилей средне- и заднемоторной компоновки, из-за невозможности выделить место для сложенной крыши в задней части кузова при установке там двигателя. Кроме того, существующие конструкции складных жестких крыш применяются только на кузовах типа «седан» с отдельным объемом багажника и не могут быть применены на пользующихся большой популярностью кузовах типа «хетчбек».
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и расширение применимости складных жестких крыш в автомобилях всех возможных компоновок по расположению двигателя (переднее, средне- и заднемоторных). А также возможности использования трансформируемых крыш на кузовах типа «хетчбек».
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.
Легковой автомобиль содержит кузов с сидениями и с трансформируемой крышей, состоящей из передней секции, примыкающей к рамке лобового стекла, и задней секции, шарнирно закрепленной в задней части кузова автомобиля. Обе секции шарнирно соединены между собой и выполнены с возможностью поворота относительно друг друга и кузова из начального положения в конечное и размещения в задней части кузова. При размещении трансформируемой крыши в задней части кузова передняя секция крыши располагается преимущественно вертикально непосредственно за сиденьями, а задняя секция располагается преимущественно горизонтально в задней части кузова.
Передняя секция крыши в месте примыкания к рамке лобового стекла выполнена по форме, соответствующей форме днища кузова за сиденьями автомобиля.
Передняя секция крыши выполнена с возможностью частичного перекрытия задней секции, причем по меньшей мере часть передней секции, перекрывающая заднюю секцию, выполнена из прозрачного материала.
На представленных чертежах схематично изображен предлагаемый легковой автомобиль.
На фиг.1-7 представлен автомобиль с различным положением трансформируемого кузова, от начального закрытого положения до конечного открытого положения; на фиг.8 - вид на автомобиль сверху при закрытом положении кузова; на фиг.9 - вид на автомобиль сверху при открытом положении кузова.
Трансформируемый кузов легкового автомобиля 1 содержит салон 2 с сидениями 3, за которыми расположена полость 4, рамку 5 лобового стекла, жесткую двухсекционную складную крышу, состоящую из передней секции 6 и задней секции 7. Передняя секция 6 крыши в закрытом состоянии кузова примыкает к рамке 5 лобового стекла, задняя секция 7 крыши с одной стороны соединена шарнирами 8 с передней секцией 6 крыши, а с другой стороны шарнирами 9 закреплена на кузове автомобиля. В задней части автомобиля расположена полость 10, в которой в зависимости от компоновочной схемы автомобиля может быть расположен багажник (переднемоторная компоновка) или двигатель (задне- или среднемоторная компоновка).
За сидениями 3 на кузове 1 закреплена силовая балка 11 с дугами безопасности 12. Шарниры 8 расположены таким образом, что в закрытом состоянии часть 13 передней секции 6 крыши заходит на заднюю секцию 7. Часть 13 передней секции 6 крыши, перекрывающая часть задней секции, выполнена из прозрачного материала.
Задняя секция 7 соединена с кузовом 1 автомобиля посредством гидроцилиндров 14.
Также на задней секции шарнирно закреплены планки 15, к которым одной стороной крепятся рычаги 16, а другая сторона рычагов 16 закреплена с помощью шарниров 17 на передней секции 6 складной крыши.
На кузове 1 установлены также два электромагнитных управляемых упора: передний 18 и задний 19, ограничивающие перемещение планок 15. Причем планки 15 закреплены на задней секции крыши таким образом, что могут перемещаться относительно ее только после превышения определенного усилия (например, с помощью фрикционного шарнира).
Передняя секция 6 крыши в месте примыкания к рамке 5 лобового стекла выполнена по форме, соответствующей форме днища кузова за сиденьями автомобиля, и имеет в центральной зоне вогнутое очертание 20, соответствующее изгибу туннеля кузова автомобиля за сидениями 3.
Для трансформации закрытого жесткой крышей кузова в открытый с помощью гидроцилиндров 14 секции 6 и 7 жесткой крыши поднимаются вверх совместно, поворачиваясь относительно шарниров 9. При этом передняя кромка секции 6 отходит от рамки 5 лобового стекла, а планка 15, перемещаясь совместно с секцией 7, через рычаги 16, шарниры 17 и 8 удерживает секции 6 и 7 крыши в замкнутом первоначальном положении. При дальнейшем перемещении гидроцилиндров 14 планка 15 взаимодействует с передним упором 18 и останавливается относительно кузова 1 автомобиля. После контакта планок 15 с упорами 18 усилие, развиваемое гидроцилиндрами 14, превышает усилие удержания планок 15 относительно секции 7, и дальнейшее перемещение секции 7 относительно шарниров 9 гидроцилиндрами 14 приводит к тому, что с помощью рычагов 16 и шарниров 17 передняя секция начинает поворачиваться на шарнирах 8 относительно задней секции 7.
При достижении крайнего верхнего положения гидроцилиндров 14 и задней секции 7 (фиг.5) передняя секция 6 удерживается шарнирами 8 и 17, планками 15 и рычагами 16 в Г-образном положении относительно секции 7, при этом обе секции образуют между собой угол, близкий к 90°. Часть 13 передней секции 6 крыши, заходящая на заднюю секцию, открывает проем 21 в задней секции 7, по величине равный перекрытию секций.
При перемещении гидроцилиндров 14 в обратном направлении согнутые Г-образно секции 6 и 7 поворачиваются совместно относительно шарниров 9, при этом планки 15 отходят от передних упоров 18 и благодаря усилию фиксации планок 15 на задней секции 7 (например, фрикционный шарнир), рычагам 16 и шарнирам 8 и 17 взаимное Г-образное расположение секций 6 и 7 крыши при движении вниз не изменяется.
При дальнейшем перемещении вниз Г-образно сложенных секций 6 и 7 крыши передняя кромка секции 6 попадает в полость 4 за сидениями 3 кузова 1, планки 15 взаимодействуют с задним упором 19 и с помощью рычагов 16 и шарниров 8 и 17 изменяют при дальнейшем движении вниз взаимное положение секции 6 относительно секции 7. В крайнем нижнем положении механизма секция 6 занимает вертикальное положение, передней кромкой упирается в пол кузова, а вогнутое очертание 20 передней кромки охватывает туннель кузова, герметизируя салон за сидениями. Часть 13 секции 6, перекрывающая в закрытом положении заднюю секцию 7 и выполненная из прозрачного материала, выступает за спинками сидений и играет роль ветрозащитного экрана, не закрывая при этом обзорность назад через салонное зеркало заднего вида. Проем 21, величина которого равна величине перекрытия секций 6 и 7, охватывает силовую балку 11 и оставляет место для выступающих вверх дуг безопасности 12. Задняя секция 7 крыши располагается в задней части кузова преимущественно в горизонтальном положении и служит либо крышкой багажника (переднемоторная компоновка), либо крышкой моторного отсека (средне- и заднемоторная компоновка).
Обратная трансформация кузова осуществляется в обратной последовательности. Гидроцилиндры 14 начинают поднимать вверх секцию 7, поворачивая ее вокруг шарниров 9. В начальной стадии поворота подается напряжение на электромагнитный упор 19, который удерживает планки 15 в крайнем положении, при этом через рычаги 16, шарниры 8 и 17 осуществляется движение передней секции 6 крыши по траектории, обеспечивающей ее выход из ограниченного пространства полости 4. После выхода передней кромки секции 6 из полости 4 прекращается подача напряжения на электромагнитный упор 19 и планки 15 за счет трения в шарнирах 9 начинают перемещаться совместно с задней секцией 7 и через рычаги 16 обеспечивают постоянное совместное Г-образное расположение (согнуты на угол близкий к 90 градусам) секций 6 и 7 относительно друг друга до достижения верхнего положения механизма.
При достижении верхнего крайнего положения планки 15 взаимодействуют с электромагнитными упорами 18, на которые подается напряжение. После этого гидроцилиндры 14 начинают опускать секцию 7 вниз, поворачивая ее вокруг шарниров 9, при этом планки 15 остаются в контакте с электромагнитными упорами 18, и при дальнейшем движении секции 7 секция 6 крыши через рычаги 16 и шарниры 8 и 17 постепенно изменяет свое угловое положение относительно секции 7 от близкого к 90 градусам в верхней точке до близкого к 0 градусам в нижней точке. В момент, когда секции 6 и 7 сомкнутся и проем 21 закроется, прекращается подача напряжения на упоры 15 и при дальнейшем движении вниз секции 6 и 7 опускаются совместно до контакта передней кромки секции 6 с рамкой 5 лобового стекла.
Механизм трансформации кузова занимает исходное положение и готов к следующему циклу складывания крыши.
Предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию легкового автомобиля с трансформируемым кузовом и получить возможность применения складных жестких крыш в автомобилях с различными компоновками по расположению двигателя (переднее, средне- и заднемоторных), а также в автомобилях с кузовом типа «хетчбек».
1. Легковой автомобиль, содержащий кузов с сидениями и с трансформируемой крышей, состоящей из передней секции, примыкающей к рамке лобового стекла, и задней секции, шарнирно закрепленной в задней части кузова автомобиля, при этом обе секции шарнирно соединены между собой и выполнены с возможностью поворота относительно друг друга и кузова из начального положения в конечное и размещения в задней части кузова, отличающийся тем, что при размещении трансформируемой крыши в задней части кузова передняя секция крыши располагается преимущественно вертикально непосредственно за сиденьями, а задняя секция располагается преимущественно горизонтально в задней части кузова.
2. Легковой автомобиль по п.1, отличающийся тем, что передняя секция крыши в месте примыкания к рамке лобового стекла выполнена по форме, соответствующей форме днища кузова за сиденьями автомобиля.
3. Легковой автомобиль по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что передняя секция крыши выполнена с возможностью частичного перекрытия задней секции, причем по меньшей мере часть передней секции, перекрывающая заднюю секцию, выполнена из прозрачного материала.
