Конструкция передней части автомобиля
Изобретение относится к конструкции передней части автомобиля, которая содержит несущую структуру (1, 5, 6), на которой закреплен радиатор (14), а перед радиатором (14) расположен держатель (11) бампера таким образом, что он в случае столкновения отклоняется назад к радиатору (14). Крепление радиатора (14) на несущей структуре (1, 5, 6) осуществляется посредством рамы (13), в которой установлен радиатор (14) и которая, в свою очередь, закрепляется на несущей структуре (5, 6) посредством освобождающихся при превышении максимального усилия соединительных элементов (17, 18, 22). Рама (13) согласована с формой держателя (11) бампера и радиатора (14), чтобы в случае отклонения назад держателя (11) бампера войти в контакт с держателем (11) бампера раньше, чем радиатор (14). Достигается защита радиатора при столкновении, несмотря на компактную конструкцию. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к передней части автомобиля. Такая передняя часть автомобиля содержит, в общем, несущую структуру, на которой закреплены радиатор, двигатель и другие части, а также расположенный спереди держатель бампера. Радиатор в общем случае расположен перед блоком двигателя, чтобы эффективно охлаждаться встречным воздушным потоком. Чтобы автомобиль в целом выполнить, по возможности, компактным, стремятся расстояние между держателем бампера и радиатором, с одной стороны, а также между радиатором и блоком двигателя, с другой стороны, выдержать как можно малым. Недостатком такого размещения является то, что если произойдет столкновение автомобиля, то существует большая вероятность повреждения радиатора, так что даже при легком столкновении потребуется дорогостоящий ремонт.
Задачей настоящего изобретения является создание конструкции передней части автомобиля, в которой радиатор хорошо защищен от повреждения при столкновении, несмотря на компактную конструкцию.
Задача решается благодаря тому, что в конструкции передней части, содержащей несущую структуру, на которой закреплен радиатор, а перед радиатором расположен держатель бампера таким образом, что в случае столкновения он отклоняется назад к радиатору, крепление радиатора на несущей структуре выполнено посредством рамы, в которой установлен радиатор и которая в свою очередь закреплена на несущей структуре посредством освобождающихся при превышении максимального усилия соединительных элементов, и что рама согласована с формой держателя бампера и радиатора, чтобы в случае отклонения назад держателем бампера войти в контакт с бампером раньше, чем радиатор. При оказании отклоняющимся назад держателем бампера усилия на раму соединительные элементы освобождаются, и рама может целиком отклониться назад, вместе с защищено расположенным в ней радиатором. Таким образом, можно сделать полезным для защиты радиатора расположенное за ним свободное пространство, которым нельзя распорядиться для длительного размещения в нем радиатора, так как существует возможность того, что двигатель или связанные с ним части вследствие колебательных движений двигателя временно перемещается в это свободное пространство относительно несущей структуры.
В соответствии с простым вариантом выполнения соединительные элементы могут разрушаться при превышении максимального усилия. В частности, соединительные элементы могут быть выполнены в виде срезаемых штифтов. Возможно также применение соединительных элементов, которые при превышении максимального усилия упруго сгибаются, не разрушаясь при этом.
Для того чтобы обеспечить захват рамы отклоняющимся назад держателем бампера раньше, чем радиатором, рама может быть снабжена выступающими в направлении держателя бампера вертикальными ребрами.
В частности, эти ребра могут захватывать радиатор с боков.
Кроме того, предпочтительно, если рама закреплена на несущей структуре посредством группы нижних соединительных элементов и группы верхних соединительных элементов и чтобы в случае освобождения соединительных элементов одной из групп другая группа соединительных элементов определяла ось, вокруг которой может отклоняться радиатор. Это позволяет, в частности, использовать свободное пространство, глубина которого по вертикальной протяженности радиатора не является постоянной.
Трубопровод с теплоносителем проходит между радиатором и несущей структурой предпочтительно рядом с указанной осью. Таким образом, трубопровод с теплоносителем в случае отклонения назад радиатора, в основном, подвергнется лишь скручивающей нагрузке, а не никакой срезающей нагрузке, которая могла бы привести к разрыву трубопровода.
Чтобы установить положение оси откидывания, предпочтительно одна из групп соединительных элементов рассчитана так, чтобы при оказании на раму усилия держателем бампера она могла освободиться быстрее, чем другая группа.
Глубина свободного пространства позади радиатора в этом случае на высоте освобождающейся раньше группы соединительных элементов является большей, чем на высоте группы, освобождающейся позже.
Другие признаки и преимущества изобретения станут понятными на основе последующего описания примеров выполнения со ссылкой на прилагаемые фигуры, где:
на фиг.1 схематически показан вид сбоку конструкции передней части согласно изобретению,
на фиг.2 показан горизонтальный разрез конструкции передней части,
на фиг.3 показан вертикальный разрез конструкции передней части,
на фиг.4 показан аналогичный фиг.3 разрез после столкновения согласно первому варианту выполнения,
на фиг.5 показан аналогичный фиг.3 разрез после столкновения согласно второму варианту выполнения и
на фиг.6 показан элемент освобождаемого соединения между рамой радиатора и несущей структурой.
На фиг.1 схематично показан вид сбоку конструкции передней части автомобиля согласно изобретению. Шасси автомобиля содержит два жестко соединенных между собой продольных лонжерона 1, один из которых отчасти показан на фиг.1. На продольных лонжеронах 1 упруго смонтирована передняя ось 2, несущая двигатель 3, а также приводимый им приводной вал 4.
Передние концы двух продольных лонжеронов 1 связаны между собой посредством проходящей под ними поперечины 5, а также проходящей над ними частью 6 опоры. Дугообразный или С-образный при виде сверху поперечный бугель 7 части 6 опоры опирается на продольные лонжероны 1 вертикальными стойками 8 и служит в качестве опоры для не показанного на фигуре кожуха двигателя.
Продольные лонжероны 1 завершаются соответственно вертикальной пластиной 9, на которой приблизительно в горизонтальном продолжении продольных лонжеронов 1 посредством крэш-боксов 10 крепится держатель 11 бампера. Смонтированная под держателем 11 бампера на пластинах 9 вспомогательная опора 12 служит для подпирания бампера (не показанного на фигуре), прикрывающего держатель 11 бампера и вспомогательную опору 12 на высоте голени типичного пешехода.
Между двумя пластинами 9 внутри описываемой держателем 11 бампера дуги установлена рама 13 радиатора. Рама 13 радиатора является, по существу, прямоугольной, открытой спереди и сзади структурой из профиля, во внутреннем пространстве которой смонтирован не видимый на фиг.1 радиатор 14 (см., например, фиг.2). Радиатор 14 содержит известный специалисту и поэтому не показанный в деталях один или несколько теплообменников, один из которых посредством шлангов соединен с двигателем, чтобы через него протекала охлаждающая вода для двигателя, а также один или, в случае необходимости, несколько вентиляторов.
На фиг.2 показан горизонтальный разрез конструкции передней части по линии II на фиг.1. На этой фигуре можно увидеть, что две боковые стороны 15 четырехугольной рамы 13 радиатора выступают в направлении держателя 11 бампера заметно дальше, чем нижняя боковая сторона 16 рамы 13 и сам радиатор. Таким образом, обеспечивается, что, собственно, если, например, столкновение с частичным перекрытием приведет к тому, что держатель 11 бампера согнется посередине, выступающие кромки боковых сторон 15 войдут в контакт с отклонившимся назад держателем 11 бампера раньше, чем радиатор, и таким образом, рама 13 радиатора вместе с радиатором 14 продвинется назад.
На фиг.3 показан вертикальный разрез по плоскости III из фиг.2 конструкции передней части согласно изобретению. В этом разрезе можно видеть крепежные штифты 17, 18, которые в каждом случае выступают от нижней боковой стороны 16 или верхней боковой стороны 19 рамы 13 и входят в отверстия поперечины 5 или поперечного бугеля 7. Крепежные штифты 17, 18 могут быть, например, пластмассовыми штифтами, которые закреплены в соосных отверстиях боковых сторон 16, 19 или поперечины 5 и части 6 опоры и толщина материала которых выбрана такой, что в случае удара держателя 11 бампера они срезаются передними кромками боковых сторон 15, оставляя неповрежденными раму 13 радиатора, поперечину 5 или часть 6 опоры.
В зависимости от того, какой является прочность крепежных штифтов 17, 18 или других равнозначных соединительных элементов между рамой 13 радиатора и несущей структурой, получаются различные ситуации, если рама 13 радиатора оттеснится отклоненным назад держателем 11 бампера. Если как верхние, так и нижние крепежные штифты 18 или 17 являются легко разрушаемыми, то инерционный момент радиатора 14 и его рамы 13 приведет к тому, что штифты 17, 18 срежутся одновременно и рама 13 и радиатор 14 оттеснятся назад, к двигателю, по существу, при сохранении своей ориентации в пространстве. Это может быть целесообразным решением, если, как показано на фиг.1, имеющееся между радиатором 14 и двигателем 3 свободное пространство 20 имеет, по существу, остающуюся одинаковой глубину по высоте радиатора.
На фиг.4 показан аналогичный фиг.3 разрез согласно другому варианту выполнения, при котором свободное пространство 20 в нормальном состоянии перед столкновением имеет глубину, увеличивающуюся в направлении сверху вниз. Держатель 11 бампера из-за столкновения оттесняется назад из показанного штриховой линией положения в положение, показанное сплошной линией, при сжатии (на фигуре не показанных) крэш-боксов и при этом имеет нижние крепежные штифты 17 срезанными. Рама 13 радиатора отклоняется вокруг оси, определяемой, по существу, вхождением верхних крепежных штифтов 18 в часть 6 опоры. Шланговое соединение, через которое циркулирует охлаждающая вода между радиатором 14 и двигателем 3, как четко представлено штриховой линией 21, на боковой стороне 15 рамы 13 выведено рядом с верхними крепежными штифтами 17. Поэтому опасность того, что из-за отклонения назад радиатора 14 повредится трубопровод с охлаждающей водой, очень мала. Существует поэтому достаточно большая вероятность того, что при не слишком сильном столкновении, которое не приведет к деформации продольного лонжерона 1, автомобиль еще будет способным двигаться и самостоятельно, с продолжающей функционировать охлаждающей системой, может достичь мастерской.
Фиг.5 показывает противопоставленный фиг.4 случай, когда глубина свободного пространства 20 снижается в направлении сверху вниз. Поэтому для того чтобы эффективно использовать свободное пространство 20, требуется, чтобы верхние крепежные штифты 18 срезались, в то время как нижние крепежные штифты 17 оставались целыми. Так как разница по высоте между держателем 11 бампера и нижними крепежными штифтами 17 меньше, чем между держателем 11 бампера и верхними крепежными штифтами 18, нижние крепежные штифты 17 при столкновении подвергнутся большей нагрузке, чем верхние. Поэтому для осуществления показанного на фиг.5 откидывания радиатора 14 вокруг оси, определяемой нижними крепежными штифтами 17, они должны быть явно более нагружаемыми, чем верхние крепежные штифты 18.
При этом варианте выполнения трубопровод 21 с охлаждающей водой выходит из рамы 13 радиатора рядом с нижней боковой стороной, чтобы уменьшить опасность срезания трубопровода 21 с охлаждающей водой.
В то время, пока был рассмотрен только случай соединения рамы 13 радиатора с несущей структурой посредством срезаемых штифтов, имеются, разумеется, многочисленные другие возможности, чтобы закрепить раму 13 радиатора на несущей структуре таким образом, чтобы она, не повреждаясь, могла избежать давления отклоненного назад держателя 11 бампера. На фиг.6 показан, например, вид сверху элемента поперечины 5 или части 6 опоры согласно такой альтернативе с двумя закрепленными на ней пластинами пружинами 22, которые между собой удерживают охваченный крепежный штифт 17 или 18 рамы 13 радиатора. Если рама 13 радиатора подвергнута достаточному, действующему на фиг.6 вправо усилию, пластинчатые пружины 22 расходятся, и крепежный штифт 17, 18 высвобождается, не повредившись. Имеется возможность повторного фиксирования рамы 13 радиатора, просто вдавливая обратно крепежный штифт 17 или 18 между пластинчатыми пружинами.
Перечень обозначений
ПРОДОЛЬНЫЙ ЛОНЖЕРОН 1
ПЕРЕДНЯЯ ОСЬ 2
ДВИГАТЕЛЬ 3
ПРИВОДНОЙ ВАЛ 4
ПОПЕРЕЧИНА 5
ЧАСТЬ ОПОРЫ 6
ПОПЕРЕЧНЫЙ БУГЕЛЬ 7
СТОЙКА 8
ПЛАСТИНА 9
КРЭШ-БОКС 10
ДЕРЖАТЕЛЬ БАМПЕРА 11
ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ОПОРА 12
РАМА РАДИАТОРА 13
РАДИАТОР 14
БОКОВАЯ СТОРОНА 15
НИЖНЯЯ БОКОВАЯ СТОРОНА 16
КРЕПЕЖНЫЕ ШТИФТЫ 17,18
ВЕРХНЯЯ БОКОВАЯ СТОРОНА 19
СВОБОДНОЕ ПРОСТРАНСТВО 20
ШЛАНГОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ 21
ПЛАСТИНЧАТАЯ ПРУЖИНА 22
1. Конструкция передней части автомобиля, содержащая несущую структуру (1, 5, 6), на которой закреплен радиатор (14), а перед радиатором (14) расположен держатель (11) бампера таким образом, что он в случае столкновения отклонится назад к радиатору (14), отличающаяся тем, что крепление радиатора (14) на несущей структуре (1, 5, 6) осуществляется посредством рамы (13), в которой установлен радиатор (14), и которая, в свою очередь, закреплена на несущей структуре (5, 6) посредством освобождающихся при превышении максимального усилия соединительных элементов (17, 18, 22), причем рама (13) согласована с формой держателя (11) бампера и радиатора (14), чтобы в случае отклонения назад держателя (11) бампера она вошла в контакт с держателем (11) бампера раньше, чем радиатор (14), при этом рама (13) прикреплена к несущей структуре (1, 5, 6) посредством группы нижних соединительных элементов (17) и группы верхних соединительных элементов (18), причем в случае освобождения соединительных элементов (17, 18) одной из групп другая группа (18, 17) соединительных элементов определяет ось, вокруг которой может отклоняться радиатор (14), при этом рядом с упомянутой осью между радиатором (14) и несущей структурой (1, 5, 6) проходит трубопровод (21) для теплоносителя.
2. Конструкция передней части по п.1, отличающаяся тем, что соединительные элементы (17, 18) являются штифтами (17, 18), выполненными с возможностью разрушения при превышении максимального усилия, в частности срезаемыми штифтами.
3. Конструкция передней части по п.1 или 2, отличающаяся тем, что рама (13) имеет выступающие за переднюю сторону радиатора (14) в направлении держателя (11) бампера ребра (15),
4. Конструкция передней части по п.3, отличающаяся тем, что ребра (15) охватывают радиатор (14) по бокам.
5. Конструкция передней части по п.1, отличающаяся тем, что одна из групп соединительных элементов (17, 18) выполнена таким образом, что при оказываемом держателем (11) бампера на раму (13) усилии она освобождается раньше, чем другая группа.
6. Конструкция передней части по п.5, отличающаяся тем, что глубина свободного пространства (20) сзади радиатора (14) на высоте освобождающейся раньше группы (17, 18) соединительных элементов больше, чем на высоте группы, освобождающейся позднее.
