Конструкция передней части кузова
Изобретение относится к автомобилестроению и касается конструкции передней части кузова для автомобиля, которая содержит левую и правую передние боковые балки (21, 22), проходящие вдоль кузова; левую и правую передние стойки (24, 31), установленные с наклоном вверх по направлению к задней части кузова относительно левой и правой передних боковых балок (21,22). Левый и правый верхние элементы (25, 32) проходят соответственно от нижних концов (24а, 31а) левой и правой передних стоек (24, 31) в положения за пределами соответствующих передних концевых участков (21а, 22а) левой и правой передних боковых балок (21, 22) в направлении ширины кузова. Левый и правый горизонтальные соединительные элементы (26, 34) взаимно соединяют передние концевые участки (21а, 22а) левой и правой передних боковых балок (21, 22) и передние концевые участки (25а, 32а) левого и правого верхних элементов (25,32). Левая и правая ножки (27, 35) проходят вертикально вниз от передних концевых участков (21а, 22а) левой и правой передних боковых балок (21, 22). Подрамник (12) прикреплен к нижним концевым участкам (27а, 35а) левой и правой ножек (27, 35). Левая и правая передние подвески (15, 16) соединены с подрамником (12) для поддержки соответственно левого и правого передних ходовых колес (13, 14). Левый и правый диагональные соединительные элементы (51, 53) проходят по диагонали между нижними концевыми участками (27а, 35а) левой и правой ножек (27, 35) и передними концевыми участками (25а, 32а) левого и правого верхних элементов (25, 32), взаимно соединяют эти участки. Левый и правый горизонтальные соединительные элементы (26, 34), левая и правая ножки (27, 35) и левый и правый диагональные соединительные элементы (51, 53) совместно формируют левую и правую секции (18, 19) рамы в виде практически треугольной полой призмы с осью, проходящей вдоль кузова. Достигается повышение жесткости к поперечным нагрузкам и уменьшение массы кузова. 10 з.п. ф-лы. 11 ил.
Настоящее изобретение касается конструкции передней части кузова для автомобиля, включающей в себя переднюю боковую балку, имеющую ножку на своем переднем конце, и подрамник, соединенный с донной поверхностью ножки для поддержки передней подвески.
Конструкции передней части кузова рассматриваемого типа раскрыты, например, в публикации выложенной заявки на патент Японии (JP-A) №2005-112173. Раскрытая конструкция передней части кузова включает в себя переднюю боковую балку, проходящую вдоль кузова, переднюю стойку, установленную с наклоном вверх по направлению к задней части кузова относительно передней боковой балки, верхний элемент, проходящий от нижнего конца передней стойки в направлении передка кузова в положение за пределами переднего концевого участка передней боковой балки в поперечном направлении. Верхний элемент имеет практически прямолинейную форму и размещен с наклоном вверх в направлении задка кузова.
Вследствие прямолинейной формы верхний элемент является достаточно жестким для противодействия силе или нагрузке, прикладываемой к переднему концевому участку этого элемента в направлении задка кузова. Кроме того, так как верхний элемент размещен с наклоном вверх в направлении нижнего конца передней стойки, то нагрузка, прикладываемая к переднему концевому участку верхнего элемента, эффективно распределяется через этот верхний элемент к передней стойки и, в конечном счете, воспринимается передней стойкой. Таким образом, обеспечивается возможность эффективного поглощения этой нагрузки.
Передняя боковая балка включает в себя выступающие вниз ножки, к которым прикреплен подрамник для установки двигателя, трансмиссии и других компонентов. Левая и правая передние подвески прикреплены к подрамнику для поддержки кузова и его изоляции от ударов о неровности дороги, передаваемых левыми и правыми передними ходовыми колесами.
При такой компоновке конструкции передней части кузова в случае, когда транспортное средство делает поворот в том или другом направлении, левые и правые передние ходовые колеса подвергаются действию поперечных нагрузок в направлении ширины кузова. Эти поперечные нагрузки передаются через соответствующие передние подвески и подрамник на нижние участки ножек передних боковых балок и могут вызывать наклон или изгиб ножки в боковом направлении. Для решения этой проблемы ножка должна быть усилена противонаклонной стойкой, однако появление такой стойки ведет к увеличению общей массы кузова.
Поэтому цель настоящего изобретения заключается в создании конструкции передней части кузова с достаточно высокой жесткостью, чтобы противостоять поперечным нагрузкам, прикладываемым во время поворота транспортного средства, и с возможностью уменьшения массы кузова.
Согласно настоящему изобретению предлагается конструкция передней части кузова для автомобиля, содержащая: левую и правую передние боковые балки, проходящие вдоль кузова; левую и правую передние стойки, установленные с наклоном вверх по направлению к задней части кузова относительно левой и правой передних боковых балок; левый и правый верхние элементы, проходящие соответственно от нижних концов (24а, 31а) левой и правой передних стоек в положения за пределами соответствующих передних концевых участков левой и правой передних боковых балок в направлении ширины кузова; левый и правый горизонтальные соединительные элементы, взаимно соединяющие передние концевые участки левой и правой передних боковых балок и передние концевые участки левого и правого верхних элементов; левую и правую ножки, проходящие вертикально вниз от передних концевых участков левой и правой передних боковых балок; подрамник, прикрепленный к нижним концевым участкам левой и правой ножек; а также левую и правую передние подвески, соединенные с подрамником для поддержки соответственно левого и правого передних ходовых колес. Кроме того, конструкция передней части кузова содержит левый и правый диагональные соединительные элементы, проходящие по диагонали между нижними концевыми участками левой и правой ножек и передними концевыми участками левого и правого верхних элементов и взаимно соединяющие эти участки, причем левый и правый горизонтальные соединительные элементы, левая и правая ножки, а также левый и правый диагональные соединительные элементы совместно формируют левую и правую секции рамы в виде практически треугольной полой призмы с осью, проходящей вдоль кузова.
При такой компоновке, когда каждая из левой и правой ножек составляет конструкционный элемент рамы в виде практически треугольной полой призмы, требуемая степень жесткости может поддерживаться самими ножками. В случае, когда конструкция передней части кузова подвергается действию поперечной нагрузки, прикладываемой к нижнему концевому участку каждой ножки, эта поперечная нагрузка передается через диагональный соединительный элемент на передний концевой участок соответствующего верхнего элемента. В этом случае, так как передний концевой участок верхнего элемента соединен через горизонтальный соединительный элемент с передним концевым участком соответствующей передней боковой балки, то поперечная нагрузка может эффективно восприниматься передним концевым участком верхнего элемента. Такое распределение поперечной нагрузки по всей секции рамы обеспечивает возможность сохранения требуемой степени жесткости ножки, являющейся достаточно большой для противодействия поперечной нагрузке без потери устойчивости или наклона в поперечном направлении за пределы кузова. Кроме того, так как поперечная нагрузка, действующая на нижний концевой участок каждой ножки, распределяется к переднему концевому участку 25а соответствующего верхнего элемента, то для изготовления ножки может быть использован относительно тонкий листовой металл. Это способствует снижению массы кузова, включая конструкцию передней части кузова.
В предпочтительном варианте каждый из левого и правого диагональных соединительных элементов содержит пару диагональных раскосов, разнесенных один относительно другого на определенное расстояние вдоль кузова. Кроме того, конструкция передней части кузова может содержать резервуар омывателя ветрового стекла, промежуточный охладитель или впускной трубопровод, установленный в приемном отсеке, образованном между парой диагональных раскосов. Такое использование приемного отсека, образованного в каждой из левой и правой секций рамы, позволяет предотвратить возникновение необходимости в создании отдельного отсека для установки компонента кузова, которое может привести к увеличению размера кузова.
Кроме того, конструкция передней части кузова может включать в себя шпангоут передка, размещенный между передними концевыми участками левой и правой передних боковых балок. В этом примере шпангоут передка включает в себя левую и правую вертикальные стойки, соединенные с передними концевыми участками левой и правой передних боковых балок и левой и правой ножек. Такая компоновка обеспечивает повышение жесткости ножек.
В одном предпочтительном варианте изобретения и левый и правый диагональные соединительные элементы содержат U-образную соединительную раму, включающую в себя прямоугольную боковую стенку, расположенную в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси кузова, а также переднюю и заднюю торцевые стенки в виде практически треугольных рам, проходящих перпендикулярно от противоположных вертикальных сторон прямоугольной боковой стенки в поперечном направлении за пределы кузова. Каждая из передней и задней торцевых стенок в виде треугольных рам включает в себя диагональный раскос, проходящий между нижним концевым участком каждой из левой и правой ножек и передним концевым участком каждого из левого и правого верхних элементов и соединенный с этими концевыми участками. U-образная соединительная рама, включающая в себя прямоугольную боковую стенку, а также переднюю и заднюю торцевые стенки в виде треугольных рам, представляет собой выполненную путем прессования неразъемную деталь. Таким образом, сформированная соединительная рама имеет жесткую конструкцию и является облегченной.
В предпочтительном варианте левая и правая ножки имеют в общем полую коробчатую форму и включают в себя одну открытую боковую стенку, обращенную в поперечном направлении за пределы кузова, а U-образная соединительная рама соединена с каждой из левой и правой ножек так, что эта открытая боковая стенка ножки полой коробчатой формы закрыта боковой стенкой соединительной рамы. При такой компоновке ножка имеет замкнутую форму поперечного сечения, характеризующуюся очень высокой жесткостью к действию внешних сил.
Ниже приводится подробное описание определенных предпочтительных вариантов осуществления конструкции в настоящем изобретении, рассматриваемых исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в перспективе конструкции передней части кузова в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид спереди конструкции передней части кузова;
Фиг.3 - вид в перспективе левой треугольной секции рамы в составе конструкции передней части кузова в увеличенном масштабе;
Фиг.4 - вид в перспективе левой треугольной секции рамы в разобранном состоянии;
Фиг.5 - поперечное сечение части рамы, представленной на фиг.3, по линии V-V;
Фиг.6 - вид в перспективе правой треугольной части рамы в составе конструкции передней части кузова в увеличенном масштабе;
Фиг.7 - вид сзади части рамы, представленной на фиг.6;
Фиг.8А - схематичный вид спереди, демонстрирующий передачу поперечной нагрузки, приложенной к правому ходовому колесу, через правую переднюю подвеску на конструкцию передней части кузова;
Фиг.8В - схематичный вид спереди, демонстрирующий передачу поперечной нагрузки, приложенной к левому ходовому колесу, через левую переднюю подвеску на конструкцию передней части кузова;
Фиг.9 - вид левой треугольной секции рамы, представленной на фиг.3, с установленным промежуточным охладителем согласно второму примеру осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.10 - вид левой треугольной секции рамы, представленной на фиг.3, с установленным впускным трубопроводом согласно третьему примеру осуществления настоящего изобретения.
На чертежах и, в частности на фиг.1 и 2, представлена конструкция 10 передней части кузова автомобиля согласно одному предпочтительному примеру осуществления настоящего изобретения. Конструкция 10 кузова в общем содержит основную раму 11, формирующую основную часть конструкции 10 передней части кузова, подрамник 12, размещенный под основной рамой 11, а также левую и правую передние подвески 15 и 16 для поддержки левого и правого передних ходовых колес 13 и 14 (фиг.2).
Основная рама 11 включает в себя левую и правую передние боковые балки 21 и 22, проходящие вдоль кузова автомобиля, левую и правую передние стойки 24 и 31, установленные с наклоном вверх по направлению к задней части кузова относительно соответственно левой и правой передних боковых балок 21, 22, левый и правый верхние элементы 25 и 32, проходящие от соответствующих нижних концов 24а и 31а левой и правой передних стоек 24, 31 в направлении передка кузова в положения за пределами соответствующих передних концевых участков 21а и 22а левой и правой передних боковых балок 21, 22 в направлении ширины кузова, левый и правый горизонтальные соединительные участки или элементы 26 и 34, соединяющие соответствующие передние концевые участки 25а и 32а левого и правого верхних элементов 25, 35 и передние концевые участки 21а, 22а левой и правой передних боковых балок 21, 22, а также левую и правую передние ножки 27 и 35, проходящие вертикально вниз от передних концевых участков 21а, 21b левой и правой передних боковых балок 21, 22.
Кроме того, основная рама 11 включает в себя левую надколесную дугу 37, проходящую между левым верхним элементом 25 и левой передней балкой 21 так, что закрывает верхнюю и внутреннюю части левого переднего ходового колеса 13, правую надколесную дугу 38, проходящую между правым верхним элементом 32 и правой передней боковой балкой 22 так, что закрывает верхнюю и внутреннюю части правого переднего ходового колеса 14 (фиг.2), и шпангоут 41 передка, размещенный между передними концевыми участками 21а, 22а левой и правой передних боковых балок 21, 22.
Шпангоут 41 передка включает в себя левую и правую вертикальные стойки 43 и 44, соединенные с передними концевыми участками 21а, 22а левой и правой передних боковых балок 21, 22, верхнюю раму 45 шпангоута, проходящую в поперечном направлении между верхними концами левой и правой вертикальной стоек 43, 44 и соединенную с передними концевыми участками 25а, 32а левого и правого верхних элементов 25, 32, а также нижнюю раму 46 шпангоута, проходящую в поперечном направлении между нижними концами 43а, 44а левой и правой вертикальной стоек 43, 44. Нижняя рама 46 шпангоута имеет противоположные концы 46а и 46b, соединенные с нижними концами 43а, 44а левой и правой вертикальных стоек 43, 44. Левая и правая вертикальные стойки 43, 44 и верхняя рама 45 шпангоута составляют одно целое и представляют собой выполненную путем прессования неразъемную деталь.
Основная рама 11 дополнительно включает в себя левый диагональный соединительный элемент 51, проходящий по диагонали между нижним концевым участком 27а левой передней ножки 27 и передним концевым участком 25а левого верхнего элемента 25 и взаимно соединяющий эти участки, а также правый диагональный соединительный элемент 53, проходящий по диагонали между нижним концевым участком 35а правой передней ножки 35 и передним концевым участком 32а правого верхнего элемента 32 и взаимно соединяющий эти участки. Левый горизонтальный соединительный элемент 26, левая передняя ножка 27 и левый диагональный соединительный элемент 51 совместно формируют левую секцию 18 рамы в виде практически треугольной полой призмы с осью, проходящей вдоль кузова. Точно также правый горизонтальный соединительный элемент 34, правая передняя ножка 35 и правый диагональный соединительный элемент 53 совместно формируют правую секцию 19 рамы в виде практически треугольной полой призмы с осью, проходящей вдоль кузова.
Подрамник 12 имеет практически прямоугольную форму и включает в себя левый и правый боковые элементы 55 и 56 подрамника, проходящие вдоль кузова, переднюю поперечину 57, соединяющую левый и правый элементы 55, 56 подрамника на их передних концах, а также заднюю поперечину 58, соединяющую левый и правый элементы 55, 56 подрамника на их задних концах. Подрамник 12 имеет левый передний концевой участок 12а, соединенный с нижним концевым участком 27а левой передней ножки 27, правый передний концевой участок 12b, соединенный с нижним концевым участком 35а правой передней ножки 35, левый центральный участок 12с, соединенный с нижним концевым участком левой центральной ножки 61, правый центральный участок 12d, соединенный с нижним концевым участком правой центральной ножки 62, левый задний концевой участок 12е, соединенный с нижним концевым участком задней левой ножки 63, и правый задний концевой участок 12f, соединенный с нижним концевым участком правой задней ножки 64.
Левая центральная ножка 61 проходит вертикально вниз от продольного центрального участка левой передней боковой балки 21, а правая центральная ножка 62 проходит вертикально вниз от продольного центрального участка правой передней боковой балки 22. Точно также левая задняя ножка 63 проходит вертикально вниз от заднего концевого участка левой передней боковой балки 21, а правая задняя ножка 64 проходит вертикально вниз от заднего концевого участка правой передней боковой балки 22.
Левая передняя подвеска 15 установлена на левом боковом элементе 55 подрамника 12, а ее верхний конец 15а соединен с вершиной 37а левой надколесной дуги 37. Точно также правая передняя подвеска 16 установлена на правом боковом элементе 56 подрамника 12, а ее верхний конец 16а соединен с вершиной 38а правой надколесной дуги 38.
Как показано на фиг.3-5, левая секция 18 рамы сформирована путем объединения левой передней ножки 27, левого горизонтального соединительного элемента 26 и левого диагонального соединительного элемента 51, в результате соединения или сборки с образованием практически треугольной полой призмы высотой W (фиг.3), проходящей вдоль кузова. В частности, левая передняя ножка 27 и передний концевой участок 21a левой передней боковой балки 21 совместно формируют левый перпендикулярный участок или сторону 66 секции 18 рамы в виде практически треугольной полой призмы, левый горизонтальный соединительный элемент 26 формирует горизонтальный участок или сторону секции 18 рамы в виде практически треугольной полой призмы, а левый диагональный соединительный элемент 51 формирует диагональный участок или сторону секции 18 рамы в виде практически треугольной полой призмы. При такой компоновке левая передняя ножка 27 составляет конструкционный элемент секции 18 рамы в виде практически треугольной полой призмы, что обеспечивает возможность поддержания требуемой степени жесткости самой левой передней ножкой 27.
Как показано на фиг.4, левая передняя ножка 27 имеет в общем полую коробчатую форму и включает в себя боковую стенку 72, проходящую вниз от нижней стенки 73 левой передней боковой балки 21 в одной плоскости с внутренней стенкой 71 левой передней боковой балки 21, переднюю стенку 74, проходящую вниз от донной стенки 73 вдоль передней вертикальной стороны боковой стенки 72, заднюю стенку 75, проходящую вниз от донной стенки 73 вдоль задней вертикальной стороны боковой стенки 72, и донную стенку 76, проходящую между передней и задней стенками 74 и 75 вдоль нижней горизонтальной стороны боковой стенки 72. Боковая стенка 72 имеет ширину, практически равную высоте W левой секции 18 рамы. Донная стенка 76 включает в себя изогнутое L-образное основание 82 и усилительный фланец 83, выступающий под углом вниз с внешней стороны основания 82. Гайка 84 соединена путем сварки с нижней поверхностью основания 82 донной стенки 76 для прикрепления левого переднего концевого участка 12а (фиг.1) подрамника 12 к левой передней ножке 27.
В иллюстрируемом варианте осуществления боковая стенка 72, задняя торцевая стенка 75 и донная стенка 76 сформированы в виде одной детали. Боковая стенка 72 имеет передний участок 72а, выступающий в направлении передка из плоскости передней стенки 74 и соединенный путем сварки с левой стойкой 43. Внешняя боковая стенка (левая боковая стенка) левой передней ножки 27 закрыта вертикальной боковой стенкой 81 соединительной рамы. Эта боковая стенка 81 имеет практически прямоугольную форму.
Соединительная рама 80 имеет в общем U-образную форму и включает в себя прямоугольную боковую стенку 81, расположенную в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси кузова, а также переднюю и заднюю торцевые стенки 86 и 87, изогнутые под прямым углом к боковой стенке 81 и проходящие соответственно от передней и задней сторон 81а и 81b прямоугольной боковой стенки 81 в поперечном направлении за пределы кузова. Каждая из передней и задней торцевых стенок 86 и 87 выполнена в виде практически треугольной рамы. Соединительная рама 80, включающая в себя прямоугольную боковую стенку 81, а также переднюю и заднюю торцевые стенки 86 и 87 в виде практических треугольных рам, представляет собой выполненную путем прессования неразъемную деталь.
Передняя торцевая стенка 86 в виде треугольной рамы включает в себя вертикальное ребро 89, проходящее вдоль передней стороны 81а боковой стенки 81, верхнее ребро 91, проходящее горизонтально от верхнего конца 89а вертикального ребра 89, и диагональное ребро или диагональный раскос 92, проходящий между нижним концом вертикального ребра 89 (который формирует нижний концевой участок 27а левой передней ножки 27) и внешним концом 91а верхнего ребра 91. Диагональный раскос 92 формирует часть диагонального соединительного элемента 51. Точно также задняя торцевая стенка 87 в виде треугольной рамы включает в себя вертикальное ребро 94, проходящее вдоль задней стороны 81b боковой стенки 81, верхнее ребро 95, проходящее горизонтально от верхнего конца 94а вертикального ребра 94, и диагональное ребро или диагональный раскос 96, проходящий между нижним концом вертикального ребра 94 (который формирует нижний концевой участок 27а левой передней ножки 27) и внешним концом 95а верхнего ребра 95. Диагональный раскос 96 также является частью диагонального соединительного элемента 51.
В сборе соединительная рама 80 и левая передняя боковая балка 21, включая левую переднюю ножку 27, представляют собой узел, в котором верхняя половина 81d боковой стенки 81 соединительной рамы 80 контактирует с внешней боковой стенкой 78 левой передней боковой балки 21, нижняя половина 81е боковой стенки 81 контактирует с периферийным фланцем 74а передней торцевой стенки 74 левой передней ножки 27, вертикальный край 94 задней торцевой стенки 87 соединительной рамы 80 контактирует с внутренней поверхностью периферийного участка 75а задней стенки 75 левой передней ножки 27, а нижний фланец 81с боковой стенки 81 контактирует с фланцем 83 донной стенки 76 левой передней ножки 27. Эти составляющие соединительной рамы 80, левой передней боковой балки 21 и левой передней ножки 27, приведенные во взаимный контакт, соединены между собой путем точечной сварки, как частично показано на фиг.5. Таким образом, боковая стенка 81 соединительной рамы 80 жестко соединена с внешней боковой стенкой 78 левой передней боковой балки 21, передней торцевой стенкой 74 и донной стенкой 76 левой передней ножки 27. Задняя торцевая стенка 87 соединительной рамы 80 жестко соединена с задней стенкой 75 левой передней ножки 27.
Левый горизонтальный соединительный элемент 26 включает в себя плоское основание 98, проходящее между внешней боковой стенкой 78 левой передней боковой балки 21 и передним концевым участком 25а левого верхнего элемента 25, изогнутый вниз передний фланец 98а со стороны передней стороны основания 98 соединительного элемента, соединенный путем точечной сварки с верхней кромкой 91 передней торцевой стенки 86 соединительной рамы 80, а также изогнутые вверх первый и второй соединительные фланцы 98с и 98d (фиг.9) со стороны бокового внешнего концевого участка основания 98 соединительного элемента, соединенные путем точечной сварки с передним концевым участком 25а левого верхнего элемента 25. Плоское основание 98 соединительного элемента имеет задний участок 98b, соединенный путем точечной сварки с изогнутым в направлении задка верхним фланцем 95b задней торцевой стенки 87 соединительной рамы 80, выполненным со стороны верхней стороны 95 задней торцевой стенки 87. Задняя торцевая стенка 87 соединительной рамы 80 имеет также изогнутый соединительный фланец 95с со стороны внешнего концевого участка верхней стороны верхнего ребра 95, соединенный путем точечной сварки с передним концевым участком 25а левого верхнего элемента 25.
Левый диагональный соединительный элемент 51 состоит из диагонального раскоса 92 передней торцевой стенки 86 соединительной рамы 80 и диагонального раскоса 96 задней торцевой стенки 87 соединительной рамы 80. Передний и задний диагональные раскосы 92 и 96 разнесены один относительно другого вдоль кузова на определенное расстояние, равное высоте W секции 18 рамы в виде практически треугольной полой призмы (фиг.3). Левый диагональный соединительный элемент 51 служит усилительным элементом, проходящим по диагонали между нижним концевым участком 27а левой передней ножки 27 и передним концевым участком 25а левого верхнего элемента 25.
Как описывается выше, левая секция 18 рамы представляет собой раму в виде практически треугольной полой призмы с высотой W, проходящей вдоль кузова. Левая секция 18 рамы включает в себя левый диагональный соединительный элемент 51, проходящий по диагонали между нижним концевым участком 27а левой передней ножки 27 и передним концевым участком 25а левого верхнего элемента 25. Левый диагональный соединительный элемент 51 содержит передний и задний диагональные раскосы 92 и 96, разнесенные один относительно другого вдоль кузова на расстояние, равное высоте W левой секции 18 рамы, так, что между передним и задним диагональными раскосами 92 и 96 образуется отсек 101. Отсек 101 может быть использован для размещения компонента транспортного средства, как описывается ниже со ссылками на фиг.9 и 10.
Как показано на фиг.6 и 7, правая секция 19 рамы сформирована путем объединения правой передней ножки 35, правого горизонтального соединительного элемента 34 и правого диагонального соединительного элемента 53 в результате соединения или сборки с образованием практически треугольной полой призмы высотой W (фиг.7), проходящей вдоль кузова. В частности, правая передняя ножка 35 и передний концевой участок 22а правой передней боковой балки 22 совместно формируют правый перпендикулярный участок или сторону 104 (фиг.6) секции 19 рамы в виде практически треугольной полой призмы, правый горизонтальный соединительный элемент 34 формирует горизонтальный участок или сторону секции 19 рамы в виде практически треугольной полой призмы, а правый диагональный соединительный элемент 53 формирует диагональный участок или сторону секции 19 рамы в виде практически треугольной полой призмы. При такой компоновке, так как правая передняя ножка 35 составляет конструкционный элемент секции 19 рамы в виде практически треугольной полой призмы, то требуемая степень жесткости может поддерживаться самой правой передней ножкой 35.
Правая секция 19 рамы симметрична по конструкции левой секции 18 рамы (фиг.3) относительно центральной вертикальной плоскости кузова. Поэтому составляющие правой передней ножки 35, правого горизонтального соединительного элемента 34 и правого диагонального соединительного элемента 53, которые соответствуют составляющим соответственно левой передней ножки 27, левого горизонтального соединительного элемента 26 и левого диагонального соединительного элемента 51, обозначены теми же самыми ссылочными позициями и их описание может быть опущено.
Правая секция 19 рамы представляет собой раму в виде практически треугольной полой призмы с высотой W (фиг.7), проходящей вдоль кузова. Правая секция 19 рамы включает в себя правый диагональный соединительный элемент 53, проходящий по диагонали между нижним концевым участком правой передней ножки 35 и передним концевым участком 32а правого верхнего элемента 32. Правый диагональный соединительный элемент 53 содержит передние и задние диагональные раскосы 92 и 96, разнесенные вдоль кузова один относительно другого на расстояние, равное высоте W правой секции 19 рамы, так, что между передними и задними диагональными раскосами 92 и 96 образован отсек 101. Отсек 101 используется для размещения резервуара 106 омывателя ветрового стекла.
Резервуар 106 омывателя ветрового стекла имеет горизонтальный отсек 107 в виде практически прямоугольного полого короба и наклонный отсек 108, проходящий вверх от правой боковой стенки 107а горизонтального отсека 107 резервуара с наклоном в направлении задка кузова. Горизонтальный отсек 107 резервуара, формирующий основной объем резервуара 106 омывателя ветрового стекла, размещен в приемном отсеке 101, образованном между передним и задним диагональными раскосами 92 и 96 так, что левая боковая стенка 107b горизонтального отсека 107 резервуара прилегает к правой передней боковой балке 22, а правая боковая стенка 107а расположена с внешней стороны от правого верхнего элемента 32. Таким образом, использование приемного отсека 101, образованного между передним и задним диагональными раскосами 92, 96 правого диагонального соединительного элемента 53, позволяет установить горизонтальный отсек 107 резервуара 106 омывателя ветрового стекла без затруднений и избежать необходимости создания отдельного отсека для установки.
Наклонный отсек 108 резервуара 106 омывателя ветрового стекла проходит вдоль внешней боковой стенки 78 правого верхнего элемента 32. Внешняя боковая стенка 78 правого верхнего элемента 32 имеет U-образное поперечное сечение и, следовательно, образует желоб. Наклонный отсек 108 размещается в желобе внешней боковой стенки 78 правого верхнего элемента 32. Такое использование желоба, образованного U-образной внешней боковой стенкой 78, в комбинации с приемным отсеком 101, образованным между передним и задним диагональными раскосами 92, 96, позволяет устойчиво и точно установить резервуар 106 омывателя ветрового стекла в конструкции передней части кузова. Резервуар 106 омывателя ветрового стекла может быть прикреплен болтами к правой секции 19 рамы, и в этом случае правая секция 19 рамы служит также в качестве монтажного кронштейна для резервуара 106 омывателя ветрового стекла, что позволяет уменьшить общее число деталей конструкции передней части кузова.
Ниже со ссылками на фиг.8А и 8В приводится описание работы левой и правой секций 18 и 19 рамы.
Как показано на фиг.8А, в случае, когда правое переднее ходовое колесо 14 подвергается действию поперечной нагрузки во время поворота автомобиля, поперечная нагрузка передается с правого переднего ходового колеса 14 через правую переднюю подвеску 16 и подрамник 12 на нижний концевой участок 27а левой передней ножки 27, как показано стрелкой F1. Поперечная нагрузка F1 частично передается с нижнего концевого участка 27а левой передней ножки 27 через левый соединительный элемент 51 на передний концевой участок 25а левого верхнего элемента 25, как показано стрелкой F2. В этом случае, так как передний концевой участок 25а левого верхнего элемента 25 соединен через левый горизонтальный соединительный элемент 26 с передним концевым участком 21а левой передней боковой балки 21, то поперечная нагрузка F2 может эффективно восприниматься передним концевым участком 25а левого верхнего элемента 25. Такое распределение поперечной нагрузки F1 по всей левой секции 18 рамы обеспечивает возможность сохранения требуемой степени жесткости левой передней ножки 27, являющейся достаточно большой для противодействия поперечной нагрузке F1 без потери устойчивости или наклона в поперечном направлении за пределы кузова. Кроме того, так как поперечная нагрузка F1, действующая на нижний концевой участок 27а левой передней ножки 27, распределяется к переднему концевому участку 25а левого верхнего элемента 25, то для изготовления левой передней ножки 27 может быть использован относительно тонкий листовой металл. Это способствует снижению массы кузова, включая конструкцию 10 передней части кузова (фиг.1).
В другом варианте изобретения, когда левое переднее ходовое колесо 13 подвергается действию поперечной нагрузки во время поворота автомобиля, поперечная нагрузка передается с левого переднего ходового колеса 13 через левую переднюю подвеску 15 и подрамник 12 на нижний концевой участок 35а правой передней ножки 35, как показано стрелкой F3 на фиг.8В. Поперечная нагрузка F3 частично передается с нижнего концевого участка 35а правой передней ножки 35 через правый соединительный элемент 53 на передний концевой участок 32а правого верхнего элемента 32, как показано стрелкой F4. В этом случае, так как передний концевой участок 32а правого верхнего элемента 32 соединен через правый горизонтальный соединительный элемент 34 с передним концевым участком 22а правой передней боковой балки 22, то поперечная нагрузка F4 может эффективно восприниматься передним концевым участком 32а правого верхнего элемента 32. Такое распределение поперечной нагрузки F3 по всей правой секции 19 рамы обеспечивает возможность сохранения требуемой степени жесткости правой передней ножки 35, являющейся достаточно большой для противодействия поперечной нагрузке F3 без потери устойчивости или наклона в поперечном направлении за пределы кузова. Кроме того, так как поперечная нагрузка F3, действующая на нижний концевой участок 35а правой передней ножки 35, распределяется к переднему концевому участку 32а правого верхнего элемента 32, то для изготовления правой передней ножки 35 может быть использован относительно тонкий листовой металл. Это способствует снижению массы кузова, включая конструкцию 10 передней части кузова (фиг.1).
Кроме того, левый или правый диагональный соединительный элемент 51 или 53 может должным образом выдерживать силу удара, прикладываемую при лобовом столкновении со смещением со встречным транспортным средством, даже в случае, когда у встречного транспортного средства передний бампер размещен на отличной от бампера (не показанного) собственного транспортного средства высоте или в другом вертикальном положении. Поэтому конструкция 10 передней части кузова (фиг.1), имеющая такие диагональные соединительные элементы 51, 53, может обеспечить уменьшение повреждения собственного транспортного средства при лобовом столкновении со смещением.
Фиг.9 иллюстрирует второй пример осуществления настоящего изобретения, в котором промежуточный охладитель 111 размещен в приемном отсеке, образованном в левой секции 18 рамы конструкции передней части кузова. Левая секция 18 рамы сформирована в виде практически треугольной полой призмы с определенной высотой (см. фиг.3), проходящей вдоль кузова. Левая секция 18 рамы в виде треугольной полой призмы включает в себя передний диагональный раскос 92 и задний диагональный раскос 96 (фиг.3), разнесенные один относительно другого вдоль кузова на расстояние, практически равное высоте W левой секции 18 рамы. Между передним и задним диагональными раскосами 92 и 96 образован приемный отсек 101, в котором установлен промежуточный охладитель 111.
Промежуточный охладитель 111 представляет собой практически прямоугольный короб и соединен со своего верхнего концевого участка 111a c впускным шлангом 112, а со стороны внутренней боковой стенки 111b - с выпускным шлангом 113. Впускной шланг 112 соединен с турбонагнетателем (не показанным), а выпускной шланг 113 - с воздухоочистителем (не показано).
Промежуточный охладитель 111, установленный в приемном отсеке 101, образованном в левой секции 18 рамы, поддерживается в неподвижном состоянии на установочном кронштейне 115, закрепленном на левой секции рамы 18 с помощью крепежных элементов типа болтов 116. Левая секция 18 рамы и установочный кронштейн 115 совместно поддерживают промежуточный охладитель 111 в охват. В частности, установочный кронштейн 115 имеет основание 115а, на котором размещается донная поверхность 111с промежуточного охладителя 111, и верхний элемент 115b, к которому прикреплен верхний концевой участок 111a промежуточного охладителя 111. Впускной шланг 112 проходит от верхнего концевого участка 111a промежуточного охладителя 111 через отверстие 117 в горизонтальном основании 98 соединительного элемента к турбонагнетателю.
Такое использование приемного отсека 101, образованного в левой секции 18 рамы, позволяет предотвратить возникновение необходимости в создании отдельного отсека для установки компонента кузова, которое может привести к увеличению общего размера кузова. Кроме того, так как установочный кронштейн 115 прикреплен с помощью болтов 116 к левой секции 18 рамы и так как установочный кронштейн 115 и левая секция 18 рамы совместно поддерживает промежуточный охладитель 111, то левая секция 18 рамы служит также в качестве установочного кронштейна. Такая компоновка позволяет уменьшить число деталей в составе конструкции 10 передней части кузова.
Фиг.10 иллюстрирует третий пример осуществления настоящего изобретения, в котором впускной трубопровод 121 установлен в приемном отсеке 101, образованном в левой секции 18 рамы в составе конструкции передней части кузова. Впускной трубопровод 121 содержит практически прямоугольный короб 122, впускную трубу 123 для ввода наружного воздуха в короб 122 и реактивный глушитель 124 выпуска ДВС (двигатель внутреннего сгорания), установленный на коробе 122. Короб 122 соединен с воздухоочистителем через шланг (не показано). Впускная труба 123 проходит вверх от короба 122 через отверстие 117, сформированное в горизонтальном основании 98 соединительного элемента. Короб 122 установлен в приемном отсеке 101, образованном в левой секции 18 рамы и закреплен на установочном кронштейне 125. Установочный кронштейн 125 включает в себя верхний элемент 125а и нижний элемент 125b, которые закреплены на левой секции 18 рамы с помощью крепежных элементов типа болтов 126 так, что впускной трубопровод 121 поддерживается установочным кронштейном 125 и левой секцией 18 рамы в охват в неподвижном состоянии.
Использование приемного отсека 101, образованного в левой секции 18 рамы, предотвращает возникновение необходимости в создании отдельного отсека для установки промежуточного охладителя 111, которое может привести к увеличению общего размера кузова. Кроме того, так как установочный кронштейн 125 крепится с помощью болтов 126 к левой секции 18 рамы и так как установочный кронштейн 115 и левая секция 18 рамы совместно поддерживают промежуточный охладитель 111 в охват, то левая секция 18 рамы служит также в качестве установочного кронштейна, что позволяет уменьшить число деталей в составе конструкции 10 передней части кузова.
В иллюстрированных вариантах осуществления, раскрытых и описанных выше, каждый из левого и правого диагональных соединительных элементов 51 и 53 сформирован парой диагональных раскосов 92 и 96, разнесенных один относительно другого вдоль кузова на определенное расстояние. Изобретение ни в коем случае не должно быть ограничено иллюстрированными вариантами осуществления, но может включать в себя левый и правый диагональные соединительные элементы, каждый из которых образован одним диагональным раскосом. Кроме того, левая и правая секции 18 и 19 рамы, левый и правый соединительные элементы 26 и 34, а также левая и правая передние ножки 27 и 35 могут менять свою форму и структуру.
1. Конструкция передней части кузова для автомобиля, содержащая
левую и правую передние боковые балки (21, 22), проходящие вдоль кузова;
левую и правую передние стойки (24, 31), установленные с наклоном вверх по направлению к задней части кузова относительно левой и правой передних боковых балок (21, 22);
левый и правый верхние элементы (25, 32), проходящие соответственно от нижних концов (24а, 31а) левой и правой передних стоек (24, 31) в положения за пределами соответствующих передних концевых участков (21а, 22а) левой и правой передних боковых балок (21, 22) в направлении ширины кузова;
левый и правый горизонтальные соединительные элементы (26, 34), взаимно соединяющие передние концевые участки (21а, 22а) левой и правой передних боковых балок (21, 22) и передние концевые участки (25а, 32а) левого и правого верхних элементов (25, 32);
левую и правую ножки (27, 35), проходящие вертикально вниз от передних концевых участков (21а, 22а) левой и правой передних боковых балок (21, 22);
подрамник (12), прикрепленный к нижним концевым участкам (27а, 35а) левой и правой ножек (27, 35);
левую и правую передние подвески (15, 16), соединенные с подрамником (12) для поддержки соответственно левого и правого передних ходовых колес (13, 14); а также
левый и правый диагональные соединительные элементы (51, 53), проходящие по диагонали между нижними концевыми участками (27а, 35а) левой и правой ножек (27, 35) и передними концевыми участками (25а, 32а) левого и правого верхних элементов (25, 32) и взаимно соединяющие эти участки,
причем левый и правый горизонтальные соединительные элементы (26, 34), левая и правая ножки (27, 35) и левый и правый диагональные соединительные элементы (51, 53) совместно формируют левую и правую секции (18, 19) рамы в виде практически треугольной полой призмы с осью, проходящей вдоль кузова.
2. Конструкция передней части кузова по п.1, отличающаяся тем, что каждый из левого и правого диагональных соединительных элементов (51, 53) содержит пару диагональных раскосов (92, 96), разнесенных один относительно другого на определенное расстояние вдоль кузова.
3. Конструкция передней части кузова по п.2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит резервуар (106) омывателя ветрового стекла, установленный в приемном отсеке (101), образованном между парой диагональных раскосов (92, 96).
4. Конструкция передней части кузова по п.2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит промежуточный охладитель (111), установленный в приемном отсеке (101), образованном парой диагональных раскосов (92, 96).
5. Конструкция передней части кузова по п.2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит впускной трубопровод (121), установленный в приемном отсеке (101), образованном между парой диагональных раскосов (92, 96).
6. Конструкция передней части кузова по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит шпангоут (41) передка, размещенный между передними концевыми участками (21а, 22а) левой и правой передних боковых балок (21, 22), причем этот шпангоут передка включает в себя левую и правую вертикальные стойки (43, 44), соединенные с передними концевыми участками (21а, 22а) левой и правой передних боковых балок (21, 22) и левой и правой ножками (27, 35).
7. Конструкция передней части кузова по п.1, отличающаяся тем, что каждый из левого и правого диагональных соединительных элементов (51, 53) содержит U-образную соединительную раму (80), включающую в себя прямоугольную боковую стенку (81), расположенную в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси кузова, а также переднюю и заднюю торцевые стенки (86, 87) в виде практически треугольных рам, проходящих перпендикулярно от противоположных вертикальных сторон (81а, 81b) прямоугольной боковой стенки (81) в поперечном направлении за пределы кузова, причем каждая из передней и задней торцевых стенок (86, 87) в виде треугольных рам включает в себя диагональный раскос (92, 96), проходящий между нижним концевым участком (27а, 35а) каждой из левой и правой ножек (27, 35) и передним концевым участком (25а, 32а) каждого из левого и правого верхних элементов (25, 32) и соединенный с этими концевыми участками.
8. Конструкция передней части кузова по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит резервуар (106) омывателя ветрового стекла, установленный в приемном отсеке (101), образованном между диагональными раскосами (92, 96) передней и задней торцевых стенок (86, 87) в виде треугольных рам.
9. Конструкция передней части кузова по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит промежуточный охладитель (111), установленный в приемном отсеке (101), образованном между диагональными раскосами (92, 96) передней и задней торцевых стенок (86, 87) в виде треугольных рам.
10. Конструкция передней части кузова по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит впускной трубопровод (121), установленный в приемном отсеке (101), образованном между диагональными раскосами (92, 96) передней и задней торцевых стенок (86, 87) в виде треугольных рам.
11. Конструкция передней части кузова по п.7, отличающаяся тем, что каждая из левой и правой ножек (27, 35) имеет в общем полую коробчатую форму и включает в себя одну открытую боковую стенку, обращенную в поперечном направлении за пределы кузова, а U-образная соединительная рама (80) соединена с каждой из левой и правой ножек (27, 35) так, что эта открытая боковая стенка ножки полой коробчатой формы закрыта боковой стенкой (81) соединительной рамы (80).
