Конструкция транспортного средства (варианты) и система регулирования нагрузки транспортного средства

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту конструкция транспортного средства содержит первый и второй элементы. Первый элемент продолжается наклонно под внешней поверхностью компонента низа кузова. Второй элемент продолжается под острым углом к первому элементу и образует вершину вблизи конца первого элемента. Соединительный элемент присоединен к обоим элементам в местах, смещенных от вершины. Первый элемент, второй элемент и соединительный элемент охватывают часть компонента низа кузова. По второму варианту конструкция транспортного средства содержит противоположные продольные брусья, продолжающиеся вперед от балки заднего бампера, топливный бак, удлиненные элементы и соединительный элемент. Топливный бак расположен между брусьями и между поперечными элементами. Система регулирования нагрузки в конструкции транспортного средства содержит каркас нижней части кузова, включающий пару продольных брусьев, соединенных поперечно продолжающимися поперечными элементами, топливный бак и пару усиливающих конструкций, поперечно соединяющих каркас низа кузова под частью топливного бака. Достигается повышение жёсткости конструкции транспортного средства. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к конструкциям кузова транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Транспортные средства для реагирования на чрезвычайные ситуации могут ставиться под усиленные нагрузки по сравнению со стандартными транспортными средствами. Энергия, связанная с нагрузками, может поглощаться посредством управления прогибом конструкции. Объем пространства, имеющегося в распоряжении для прогиба конструкции, может оказывать влияние на требуемые значения жесткости для соответствующих несущих нагрузку конструкций транспортного средства. В средах транспортных средств, имеющих компоненты в рациональном компоновочном пространстве, зазор между компонентами минимизирован. Транспортные средства для реагирования на чрезвычайные ситуации могут извлекать преимущества из конструктивных контрмер, чтобы справляться с нестандартными нагрузками.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте изобретения предложена конструкция транспортного средства, содержащая первый элемент, продолжающийся наклонно под внешней поверхностью компонента низа кузова, второй элемент, продолжающийся под острым углом к первому элементу и образующий вершину вблизи конца первого элемента, и соединительный элемент, присоединенный к обоим, первому и второму элементам в местах, смещенных от вершины, при этом первый элемент, второй элемент и соединительный элемент взаимодействуют, чтобы охватывать часть компонента низа кузова.

Каждый из первого элемента и второго элемента предпочтительно образуют оконечности, которые привинчены к задней части низа кузова транспортного средства.

Соединительный элемент предпочтительно содержит пару противоположных пластин, прижатых друг к другу, чтобы охватывать часть каждого из первого элемента и второго элемента.

Первый элемент и второй элемент предпочтительно являются удлиненными трубчатыми элементами.

Каждый из трубчатых элементов предпочтительно включает множество изгибов, чтобы соответствовать внешней поверхности компонента низа кузова.

Вершина между первым элементом и вторым элементом предпочтительно является смежной заднему концу первого и второго элементов.

Компонент низа кузова предпочтительно представляет собой топливный бак.

В другом аспекте изобретения предложена конструкция транспортного средства, содержащая пару противоположных продольных бруса, продолжающихся вперед от балки заднего бампера, первый поперечный элемент, поперечно соединяющий брусья перед балкой бампера, второй поперечный элемент, поперечно соединяющий брусья перед первым поперечным элементом, топливный бак, расположенный между брусьями и между первым и вторым поперечными элементами, удлиненный первый элемент, соединительным образом продолжающийся от первого поперечного элемента до второго поперечного элемента под косым углом, удлиненный второй элемент, соединенным образом продолжающийся от первого поперечного элемента под острым углом относительно первого удлиненного элемента и образующий вершину вблизи первого поперечного элемента, и по меньшей мере один соединительный элемент, присоединяющий первый удлиненный элемент ко второму удлиненному элементу, при этом удлиненные первый и второй элементы охватывают нижнюю часть топливного бака транспортного средства.

Соединительный элемент предпочтительно содержит пару противоположных пластин, прижатых друг к другу, чтобы охватывать часть каждого из удлиненных первого и второго элементов.

Удлиненные первый и второй элементы предпочтительно являются трубчатыми элементами, профилированными, чтобы соответствовать поверхности днища топливного бака.

Оконечности каждого из удлиненного первого элемента и удлиненного второго элемента предпочтительно привинчены к первому поперечному элементу и второму поперечному элементу соответственно.

В еще одном аспекте изобретения предложена система регулирования нагрузки транспортного средства, содержащая каркас нижней части кузова, включающий пару продольных брусьев, соединенных поперечно продолжающимися поперечными элементами, топливный бак, расположенный между парой продольных брусьев и между двумя смежными поперечно продолжающимися поперечными элементами, и пару усиливающих конструкций, поперечно соединяющих каркас низа кузова под частью топливного бака.

Каждая из пары усиливающих конструкций предпочтительно профилирована, чтобы соответствовать нижней поверхности топливного бака.

Каждая пара усиливающих конструкций предпочтительно включает первый удлиненный элемент, соединяющий два смежных поперечно продолжающихся поперечных элемента под косым углом, второй удлиненный элемент, соединяющий два смежных поперечно продолжающихся поперечных элемента под острым углом относительно первого удлиненного элемента и образующий вершину вблизи одного из поперечных элементов, и по меньшей мере один соединительный элемент, присоединяющий первый удлиненный элемент ко второму удлиненному элементу вблизи средней части.

По меньшей мере один из первого удлиненного элемента и второго удлиненного элемента предпочтительно привинчен к двум смежным поперечно продолжающимся поперечным элементам.

По меньшей мере один соединительный элемент предпочтительно содержит пару противоположных пластин, присоединенных друг к другу, чтобы зажимать часть первого удлиненного элемента и второго удлиненного элемента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой вид сзади в перспективе кузова транспортного средства.

Фиг. 2 представляет собой вид снизу транспортного средства по фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой вид снизу части опорной конструкции транспортного средства по фиг. 1.

Фиг. 4 представляет собой вид сзади в перспективе части опорной конструкции транспортного средства.

Фиг. 5 иллюстрирует усиливающую конструкцию для регулирования нагрузки в разобранном виде.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как требуется, в материалах настоящей заявки раскрыты подробные варианты осуществления настоящего изобретения; однако, следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются всего лишь примером изобретения, которое может быть воплощено в различных и альтернативных формах. Фигуры не обязательно должны определять масштаб; некоторые признаки могут быть увеличены или уменьшены, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Поэтому, специфичные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в материалах настоящей заявки, не должны интерпретироваться в качестве ограничивающих, а только в качестве представляющих основу для изучения специалистом в данной области техники для различного применения настоящего изобретения.

Со ссылкой на фиг. 1, изображена задняя часть 12 транспортного средства 10. Поверхность 14 заднего бампера покрывает лежащую в основе конструкцию, например, такую как балка бампера. Топливный бак, запасное колесо, а также различные другие компоненты могут быть размещены в нижней задней части перед задним бампером. Багажное отделение 16 для хранения вблизи задней части 12 обеспечивает хранение для оборудования и различного другого груза. В по меньшей мере одном варианте осуществления, пассажирское отделение расположено перед багажным отделением 16 для хранения и над топливным баком.

Фиг. 2 - вид снизу днища кузова задней части 12 транспортного средства 10. Стрелка, обозначенная «ЗАДНЕЕ», указывает заднее направление транспортного средства 10. Кузов транспортного средства включает конструкцию 18 низа кузова. Конструкция 18 низа кузова содержит два продольных задних бруса 20, которые разнесены друг от друга в поперечном направлении, чтобы быть противоположными сторонами транспортного средства 10. Задние брусья 20 соединены множеством поперечно продолжающихся поперечных элементов. Балка 22 заднего бампера продолжается поперечно в самой задней части транспортного средства 10 под внешней поверхностью 16 заднего бампера. Первый боковой поперечный элемент 24 перекрывает пространство между парой задних брусьев 20 на некотором расстоянии, отнесенном вперед от балки 22 заднего бампера. Второй боковой поперечный элемент 26 перекрывает пространство между парой задних брусьев 20 на некотором расстоянии, отнесенном вперед от первого бокового поперечного элемента 24. Открытая часть определена между каждой парой смежных боковых элементов. Первая открытая часть 28 определена между балкой 22 заднего бампера и первым боковым поперечным элементом 24. Вторая открытая часть 30 определена между первым боковым поперечным элементом 24 и вторым боковым поперечным элементом 26. Определенные компоненты транспортного средства углублены вниз и скомпонованы в пределах открытых частей, чтобы оптимизировать использование уплотнения в вертикальном направлении.

В по меньшей мере одном варианте осуществления, нижняя часть заднего багажного отделения 16 продолжается вниз в первую открытую часть 28 между балкой 22 заднего бампера и первым боковым поперечным элементом 24. Углубление 32 или «ниша для колеса» может быть сформировано, например, чтобы размещать запасное колесо транспортного средства ниже основной зоны багажного отделения. Таким образом, объем багажного отделения 16 для хранения может быть доведен до максимума в зоне над запасным колесом транспортного средства. Другие компоненты подобным образом могут продолжаться вниз в различные открытые части между элементами подрамника кузова для оптимизации компоновочного пространства.

Топливный бак 34 может быть скомпонован во второй открытой части 30 между первым боковым поперечным элементом 24 и вторым боковым поперечным элементом 26. Связанный с компоновкой других продольных компонентов низа кузова, топливный бак 34 может иметь бесформенный профиль, чтобы использовать с максимальной выгодой имеющееся в распоряжении пространство и доводить до максимума объем топливного бака. В по меньшей мере одном варианте осуществления, выхлопная труба 35 продолжается в продольном направлении вблизи центральной линии кузова транспортного средства. Топливный бак 34 включает две основных части, каждая расставлена по противоположным сторонам выхлопной трубы 35. Первая основная часть 36 и вторая основная часть 38 каждая включает внутренний объем и вместе содержат полный объем топливного бака.

Компоненты размещены, обладая непосредственной близостью друг относительно друга, чтобы повышать эффективность компоновки, а имеющееся в распоряжении пространство для смятия, чтобы конструкция транспортного средства поглощала энергию во время удара, может уменьшаться. Дополнительно, транспортные средства с высокими эксплуатационными характеристиками могут встречаться с более серьезными нагрузками по сравнению с традиционными пассажирскими транспортными средствами. Например, транспортные средства правоохранительных органов могут подвергаться более высокой интенсивности нагружения. К тому же, транспортные средства правоохранительных органов и другие транспортные средства для реагирования на чрезвычайные ситуации обычно возят большое количество оборудования в багажном отделении для хранения. Заполнение багажного отделения для хранения жесткими или полужесткими материалами может дополнительно сокращать имеющееся в распоряжении пространство для смятия задней конструкции транспортного средства. Поэтому, дополнительные меры могут помогать регулированию задних нагрузок смятия по конструкции транспортного средства.

Топливный бак 34 может быть сформирован из пластмассы или другого пластичного материала, чтобы предоставлять возможность для деформации во время удара, тем временем, сохраняя целостность внутреннего объема топливного бака. Расчетные ограничения, например, могут быть установлены для ограничения механического напряжения, объема или других расчетных критериев, чтобы повышать эксплуатационные качества. Поскольку геометрия топливного бака 34 включает первую основную часть 36 и вторую основную часть 38 по противоположным сторонам транспортного средства, может быть полезно независимо экранировать каждую основную часть топливного бака 34. В по меньшей мере одном варианте осуществления, каркасная конструкция предусмотрена для охватывания по меньшей мере части топливного бака. В предпочтительном варианте осуществления, каждая пара усиливающих конструкций охватывает одну из основных частей 36, 38 топливного бака 34. Дополнительно, усиливающая конструкция согласно настоящему изобретению может быть пригодна для охватывания части некоторого количества компонентов низа кузова при необходимости.

Со ссылкой на фиг. 3 и 4, определенные компоненты конструкции низа кузова транспортного средства скрыты для иллюстрации некоторых аспектов конструкции регулирования нагрузки по настоящему изобретению. Примерная усиливающая система 40 предусмотрена по каждую сторону транспортного средства 10, чтобы переносить продольные нагрузки, вызываемые ударом сзади. Каждая усиливающая система 40 охватывает нижнюю часть каждой одной из основных частей 36, 38 топливного бака 34. Первый удлиненный элемент 42 продолжается под косым углом вдоль внешней поверхности 44 ниже топливного бака 34. Второй удлиненный элемент 46 также продолжается вдоль внешней поверхности 44 ниже топливного бака под острым углом относительно первого удлиненного элемента 42. Первый удлиненный элемент 42 и второй удлиненный элемент 46 скомпонованы, чтобы образовывать вершину 48 вблизи конца элементов. В одном из примеров, вершина 48 находится вблизи заднего конца каждого из элементов и является смежной первому боковому поперечному элементу 24. Хотя вершина 48 изображена вблизи заднего конца в качестве примера, должно быть принято во внимание, что взаимное расположение между первым удлиненным элементом 42 и вторым удлиненным элементом 46 может быть обратным, из условия чтобы острый угол между компонентами определял вершину вблизи переднего конца.

Каждая из усиливающих систем 40 дополнительно включает соединительный элемент 50, присоединяющий первый удлиненный элемент 42 ко второму удлиненному элементу 46 в местах, смещенных от вершины 48. В по меньшей мере одном варианте осуществления, соединительный элемент 50 прикреплен к первому удлиненному элементу 42 и второму удлиненному элементу 46 вблизи средней части. Соединительный элемент 50 помогает завершать часть треугольной фермы, чтобы обеспечивать возможность для, главным образом, осевого нагружения каждого из удлиненных элементов по сравнению с изгибающими нагрузками.

Удлиненные первый и второй элементы 42, 46 могут содержать высокопрочные трубчатые элементы. Подобным образом, соединительный элемент 50 может содержать третий трубчатый элемент. В одном из примеров, элементы могут быть сформированы из высокопрочной низколегированной (HSLA) стали, такой как HSLA 350 или HSLA 550. В дополнительных примерах, сверхвысокопрочная сталь, такая как Usibor® 1500, может предоставлять возможность для дополнительного снижения веса благодаря уменьшению толщины материала, тем временем, сохраняя общие свойства жесткости усиливающей конструкции.

Трубчатые элементы могут применять любое количество пригодных профилей поперечного сечения, в том числе, многоугольные замкнутые поперечные сечения. В качестве альтернативы, разомкнутые поперечные сечения, например, такие как поперечные сечения швеллерного профиля или поперечные сечения двутаврового профиля, также могут давать пригодную конструкцию. Как правило, размещение удлиненных элементов в усиливающий узел может эффективно регулировать нагрузки удара сзади, связанные с транспортным средством с высокими эксплуатационными характеристиками.

Со ссылкой на фиг. 4, каждый из удлиненных элементов может быть профилирован, чтобы соответствовать нижнему профилю топливного бака 34. Связанная с глубиной нижней части топливного бака, конструкция усиливающей системы 40 может включать множество изгибов для создания отвесного участка вблизи переднего конца, в целом горизонтального участка вблизи средней части и отвесного участка вблизи противоположного заднего конца усиливающей конструкции 40. Посредством компоновки на днище кузова топливных баков, могут избегаться громоздкие элементы жесткости, которые вторгаются в пассажирское отделение.

Как отмечено выше, усиливающие конструкции по настоящему изобретению могут применяться для регулирования серьезных нагрузок удара сзади, связанных с транспортным средством с высокими эксплуатационными характеристиками. Наоборот, стандартный серийный вариант того же самого транспортного средства может не требовать дополнительной конструкции, так как он обычно испытывает менее серьезные нагрузки. В по меньшей мере одном варианте осуществления усиливающая система 40 предусмотрена в качестве прикрепляемого болтами усовершенствования конструктивного усиления для стандартного серийного варианта. Например, болтовое соединение может применяться на оконечностях удлиненных элементов. Задние болтовые соединения 52 могут быть прикреплены к первому боковому поперечному элементу 24 сзади от топливного бака 34. Подобным образом, передние болтовые соединения 54 могут быть прикреплены ко второму боковому поперечному элементу 26 на передней стороне топливного бака 34. Таким образом, усиливающая конструкция согласно настоящему изобретению может быть избирательно оборудована на транспортном средстве без необходимости в дорогостоящих арматуре и инструментальной оснастке.

Фиг. 5 - изображение в разобранном виде усиливающей системы 14 альтернативного варианта осуществления. Соединительный элемент 150 содержит пару противоположных пластин. Верхняя пластина 156 и нижняя пластина 158 каждая определяет стыковые части 160, которые профилированы, чтобы соответствовать внешним поверхностями 162, 166 первого удлиненного элемента 142 и второго удлиненного элемента 146 соответственно. Верхняя пластина 156 и нижняя пластина 158 дополнительно включают сопрягаемые части 168 для соединения друг с другом, из условия чтобы соответствующие стыковые части 160 охватывали часть каждого из первого элемента 142 и второго элемента 146. В по меньшей мере одном варианте осуществления, сопрягаемые части 168 содержат сопрягаемые фланцы, которые выполнены с возможностью соединяться сваркой, связыванием, склепыванием, болтами или другими средствами конструктивного соединения. В дополнительных альтернативных вариантах осуществления, одиночная плоская пластина может быть присоединена к одной стороне первого удлиненного элемента 142 и второго удлиненного элемента 146 без противоположной пластины.

Несмотря на то, что различные варианты осуществления описаны выше, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы изобретения. Предпочтительнее, словесные формулировки, используемые в описании изобретения, являются скорее словесными формулировками описания, а не ограничением, и следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения. Кроме того, признаки различных вариантов осуществления могут комбинироваться для образования дополнительных вариантов осуществления изобретения.

1. Конструкция транспортного средства, содержащая:

первый элемент, продолжающийся наклонно под внешней поверхностью компонента низа кузова;

второй элемент, продолжающийся под острым углом к первому элементу и образующий вершину вблизи конца первого элемента; и

соединительный элемент, присоединенный к обоим первому и второму элементам в местах, смещенных от вершины,

при этом первый элемент, второй элемент и соединительный элемент взаимодействуют, чтобы охватывать часть компонента низа кузова.

2. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой каждый из первого элемента и второго элемента образуют оконечности, которые привинчены к задней части низа кузова транспортного средства.

3. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой соединительный элемент содержит пару противоположных пластин, прижатых друг к другу, чтобы охватывать часть каждого из первого элемента и второго элемента.

4. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой первый элемент и второй элемент являются удлиненными трубчатыми элементами.

5. Конструкция транспортного средства по п.4, в которой каждый из трубчатых элементов включает множество изгибов, чтобы соответствовать внешней поверхности компонента низа кузова.

6. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой вершина между первым элементом и вторым элементом является смежной заднему концу первого и второго элементов.

7. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой компонент низа кузова представляет собой топливный бак.

8. Конструкция транспортного средства, содержащая:

пару противоположных продольных брусьев, продолжающихся вперед от балки заднего бампера;

первый поперечный элемент, поперечно соединяющий брусья перед балкой бампера;

второй поперечный элемент, поперечно соединяющий брусья перед первым поперечным элементом;

топливный бак, расположенный между брусьями и между первым и вторым поперечными элементами;

удлиненный первый элемент, соединительным образом продолжающийся от первого поперечного элемента до второго поперечного элемента под косым углом;

удлиненный второй элемент, соединенным образом продолжающийся от первого поперечного элемента под острым углом относительно первого удлиненного элемента и образующий вершину вблизи первого поперечного элемента; и

по меньшей мере один соединительный элемент, присоединяющий первый удлиненный элемент ко второму удлиненному элементу, при этом удлиненные первый и второй элементы охватывают нижнюю часть топливного бака транспортного средства.

9. Конструкция транспортного средства по п.8, в которой соединительный элемент содержит пару противоположных пластин, прижатых друг к другу, чтобы охватывать часть каждого из удлиненных первого и второго элементов.

10. Конструкция транспортного средства по п.8, в которой удлиненные первый и второй элементы являются трубчатыми элементами, профилированными, чтобы соответствовать поверхности днища топливного бака.

11. Конструкция транспортного средства по п.8, в которой оконечности каждого из удлиненного первого элемента и удлиненного второго элемента привинчены к первому поперечному элементу и второму поперечному элементу соответственно.

12. Система регулирования нагрузки в конструкции транспортного средства, содержащая:

каркас нижней части кузова, включающий пару продольных брусьев, соединенных поперечно продолжающимися поперечными элементами;

топливный бак, расположенный между парой продольных брусьев и между двумя смежными поперечно продолжающимися поперечными элементами; и

пару усиливающих конструкций, поперечно соединяющих каркас низа кузова под частью топливного бака.

13. Система регулирования нагрузки транспортного средства по п.12, в которой каждая из пары усиливающих конструкций профилирована, чтобы соответствовать нижней поверхности топливного бака.

14. Система регулирования нагрузки транспортного средства по п.12, в которой каждая пара усиливающих конструкций включает

первый удлиненный элемент, соединяющий два смежных поперечно продолжающихся поперечных элемента под косым углом,

второй удлиненный элемент, соединяющий два смежных поперечно продолжающихся поперечных элемента под острым углом относительно первого удлиненного элемента и образующий вершину вблизи одного из поперечных элементов, и

по меньшей мере один соединительный элемент, присоединяющий первый удлиненный элемент ко второму удлиненному элементу вблизи средней части.

15. Система регулирования нагрузки транспортного средства по п.12, в которой по меньшей мере один из первого удлиненного элемента и второго удлиненного элемента привинчен к двум смежным поперечно продолжающимся поперечным элементам.

16. Система регулирования нагрузки транспортного средства по п.12, в которой по меньшей мере один соединительный элемент содержит пару противоположных пластин, присоединенных друг к другу, чтобы зажимать часть первого удлиненного элемента и второго удлиненного элемента.