Конструкция кузова транспортного средства
Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Конструкция кузова транспортного средства содержит элемент передней подвески и пару подрамников. Элемент передней подвески прикреплен к кузову транспортного средства и поддерживает подвеску передних колес. Подрамники прикреплены к элементу передней подвески и проходят вперед от элемента передней подвески. Каждый из подрамников прикреплен к элементу передней подвески верхней стороной относительно центроида каждого из подрамников. Достигается эффективное поглощение удара подрамниками. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится к конструкции кузова транспортного средства и, в частности, к крепежной конструкции подрамника, соединяющего элемент передней подвески с передней частью кузова.
Передняя нижняя часть кузова транспортного средства, например, автомобиля, имеет элемент передней подвески, который проходит в поперечном направлении транспортного средства и поддерживает подвеску передних колес. Элемент передней подвески прикреплен к части кузова (передний элемент) в левом и правом положениях, например, его заднего концевого участка.
Для такого транспортного средства была разработана технология, при которой при лобовом столкновении транспортного средства, передняя часть кузова активно сминается для поглощения энергии удара и фиксирующая часть элемента передней подвески и кузов разрушаются, предотвращая передачу энергии удара от элемента передней подвески на заднюю часть кузова (см. JP 10-119825 A).
Известно также транспортное средство, в котором имеются подрамники, соединяющие элемент передней подвески с кузовом для повышения жесткости. Каждый из подрамников имеет форму трубы квадратного сечения. Подрамники расположены в левом и правом положениях и проходят в продольном направлении между передней частью кузова и передним концевым участком переднего элемента подвески.
Как описано выше, в транспортном средстве, имеющем подрамники, при лобовом столкновении транспортного средства, энергия удара, приложенная к передней части кузова, передается на заднюю часть кузова через подрамники и элемент передней подвески. Соответственно, даже если передняя часть кузова может сминаться, способность к поглощению энергии удара всем транспортным средством при лобовом столкновении в целом может быть снижена.
Таким образом, рассматривается способ снижения прочности подрамников, что позволит подрамникам активно сминаться. Однако, в случае описанных выше подрамников при лобовом столкновении транспортного средства подрамники создают тягу, направленную назад и, под воздействием энергии удара, приложенной к передней части транспортного средства, выгибаются. В результате существует высокая вероятность того, что в результате изгиба подрамники примут V-образную форму в центральной части в продольном направлении. Если подрамники изогнутся и примут V-образную форму, при продолжении воздействия ударной нагрузки спереди большая часть энергии удара подрамниками поглощена не будет. То есть, несмотря на то, что подрамники могут поглощать энергию удара на раннем этапе лобового столкновения транспортного средства, эффект поглощения энергии удара может быть немедленно снижен.
Кроме того, рассматривается способ, при котором крепежную часть элемента передней подвески и кузова можно сделать разрушаемой, как описано в JP 10-119825 A. Однако, в такой конструкции, поскольку энергия удара не поглощается подрамниками, передней части транспортного средства следует придать форму, способную в достаточной степени поглощать энергию удара. Таким образом снижается степень свободы дизайнеров.
Настоящее изобретение направлено на решение вышеуказанных проблем. Задачей настоящего изобретения является создание конструкции кузова транспортного средства, способной в достаточной степени поглощать энергию удара подрамниками и имеющей высокую способность к поглощению энергии удара всем транспортным средством в целом при возникновении лобового столкновения.
Для решения указанной задачи согласно настоящему изобретению предлагается конструкция кузова транспортного средства, содержащая элемент передней подвески, прикрепленный к кузову транспортного средства и поддерживающий подвеску переднего колеса; и пару подрамников, прикрепленных к элементу передней подвески и проходящих вперед от элемента передней подвески, при этом каждый из подрамников прикреплен к элементу передней подвески на верхней стороне центроида каждого из подрамников.
Каждый из подрамников может быть сформирован так, чтобы его сечение в вертикальном направлении уменьшалось от передней части транспортного средства к задней части.
Каждый из подрамников может быть снабжен усиливающим элементом, который проходит вдоль подрамника в продольном направлении транспортного средства, при этом на усиливающем элементе может быть выполнен надрезанный участок.
Надрезанный участок может иметь множество надрезов, и надрезы этого множества могут быть разнесены друг от друга в продольном направлении транспортного средства.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, каждый из подрамников прикреплен к элементу передней подвески на верхней стороне от центроида каждого из подрамников. Соответственно, когда подрамник выгибается под действием ударной нагрузки, приложенной к передней части кузова транспортного средства и направленной к задней части транспортного средства во время лобового столкновения, подрамник выгибается так, чтобы выступать вниз рядом с точкой крепления подрамника к элементу передней подвески. Поэтому можно управлять положением или направлением изгиба подрамника при выгибании подрамника и, тем самым, в достаточной степени поглощать энергию удара на подрамнике при лобовом столкновении, тем самым повышая способность всего транспортного средства к поглощению удара.
Конструкция, в которой "каждый из подрамников прикреплен к элементу передней подвески сверху от центроида каждого подрамника" означает, что подрамник и элемент передней подвески прикреплены друг к другу в положении над линией, проходящей через центроид подрамника и параллельной продольному направлению подрамника.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, поскольку подрамник сформирован так, что его сечение в вертикальном направлении уменьшается от передней части транспортного средства к задней, часть, расположенная ближе к задней части транспортного средства, изгибается легче, чем часть, расположенная ближе к передней части транспортного средства. Поэтому, даже когда ударная нагрузка непрерывно передается от передней части транспортного средства в направлении задней его части, подрамник гнется так, что он непрерывно скручивается по кругу от части, расположенной ближе к задней части транспортного средства. Тем самым ударная нагрузка продолжает поглощаться.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, поскольку подрамник склонен к изгибанию на участке с надрезами усиливающего элемента, можно легко и точно задавать положение, в котором подрамник изгибается при его короблении.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, поскольку на подрамнике имеется множество надрезов, разнесенных в продольном направлении транспортного средства, можно произвольно задавать положения, в котором подрамник изгибается, и поэтапно изгибать подрамник в разных положениях во время лобового столкновения, тем самым продолжая поглощать энергию удара.
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - вид сбоку конструкции кузова согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения;
Фиг. 2 - вид снизу, показывающий конструкцию кузова передней части транспортного средства;
Фиг. 3 - вид сбоку, показывающий участок крепления подрамника к переднему элементу подвески; и
Фиг. 4 - иллюстрация изменений в состоянии деформации подрамника при лобовом столкновении транспортного средства.
Далее следует описание иллюстративного варианта изобретения со ссылками на чертежи.
На фиг. 1 показан вид сбоку конструкции кузова 2 (кузова транспортного средства) передней части транспортного средства согласно иллюстративному варианту изобретения.
Как показано на фиг. 1 и 2, транспортное средство 1 согласно иллюстративному варианту имеет элемент 4 передней подвески, который поддерживает подвеску передних колес 3 в передней нижней части кузова 2. Элемент 4 передней подвески имеет конфигурацию толстой пластины по существу прямоугольной формы, которая проходит в поперечном направлении транспортного средства 1. Четыре угловые части элемента 4 передней подвески выступают вперед, назад, вправо и влево, соответственно.
Элемент 4 передней подвески прикреплен к кузову 2 болтами 5 в двух задних концевых участках 4а, которые выступают назад, и элемент 4 передней подвески также прикреплен к нижней поверхности кузова 2 стойками 4b, которые выступают вверх в левом и правом положениях относительно центральной части в продольном направлении транспортного средства 1.
Кроме того, транспортное средство снабжено двумя подрамниками 10, которые соединяют передний концевой участок 4с элемента 4 передней подвески с передней частью 2а кузова 2. Подрамник 10 имеет форму квадратной в сечении колонны, которая сформирована сваркой в элемент, имеющий Г-образное сечение, усиливающий элемент 11, который проходит в продольном направлении вдоль подрамника 10. Подрамники 10 расположены так, чтобы отходить назад от передней части 2а кузова 2 к передней концевой части 4с элемента 4 передней подвески.
Кроме того, кузов 2 имеет такую конструкцию, что передняя часть соединений, в которых кузов 2 крепится к элементу 4 передней подвески, имеет тенденцию к относительному короблению, по сравнению с задней частью соединения. Когда на переднюю часть 2а кузова 2 во время лобового столкновения действует ударная нагрузка, передняя часть кузова 2 сминается для поглощения энергии удара, чтобы предотвратить распространение ударной нагрузки на заднюю часть кузова 2.
На фиг. 3 показан вид сбоку в увеличенном масштабе, иллюстрирующий конструкцию участка крепления подрамника 10 и элемента 4 передней подвески.
Как показано на фиг. 3, задний концевой участок подрамника 10 и передний концевой участок 4с элемента 4 передней подвески скреплены болтом 12. Задний концевой участок подрамника 10 сформирован так, что верхняя стенка 10а подрамника 10 выступает назад. Гайка 13 приварена и прикреплена к выступающей части 10b верхней стенки 10а.
В то же время, передний концевой участок 4с элемента 4 передней подвески имеет выступ 4d в форме пластины, который отходит вперед. В выступе 4d элемента 4 передней подвески сформировано отверстие под болт. Выступ 4d элемента 4 передней подвески и выступ 10b подрамника 10 накладывают один на другой в вертикальном направлении и, затем, болт 12 ввинчивают в гайку 13, чтобы скрепить друг с другом элемент 4 передней подвески и подрамник 10.
В частности, в этом иллюстративном варианте выступ 10b заднего концевого участка подрамника 10 выступает назад от верхней стенки 10а подрамника 10, а положение выступа 10b подрамника 10, т.е., положение в котором подрамник 10 крепится к элементу 4 передней подвески, смещено вверх от центроида С подрамника 10.
Более конкретно, выступ 4d элемента 4 передней подвески и выступ 10b подрамника 10 прикреплены друг к другу в положении, которое смещено вверх от линии (штрихпунктирная линия на фиг. 3), которая проходит через центроид С подрамника 10 и которая параллельна продольному направлению подрамника 10, т.е., направлению вдоль верхней стенки 10а подрамника 10, показанного на фиг. 3.
Кроме того, подрамник 10 сформирован так, что его вертикальное сечение уменьшается от передней части транспортного средства к его задней части. Далее, в усиливающем элементе 11, выполненном на подрамнике 10, имеется множество надрезов (надрезанный участок) 15, разнесенных относительно друг друга в продольном направлении транспортного средства 1. Количество надрезов 15 не ограничиваются множеством, может иметься единственный надрез.
Согласно этому иллюстративному варианту благодаря вышеописанной конструкции, когда на переднюю часть кузова 2 действует нагрузка, направленная к задней части, эта нагрузка передается через сам кузов 2, а также через подрамники 10 и элемент 4 передней подвески, на заднюю часть кузова. Таким образом, когда возникает ударная нагрузка и передняя часть кузова 2 сминается, как, например, при лобовом столкновении, ударная нагрузка также действует на подрамники 10, от их передней части к задней так, что подрамники 10 также сминаются и выгибаются. Поэтому, поскольку энергия удара поглощается не только передней частью кузова 2, но и подрамниками 10, предотвращается передача ударной нагрузки на заднюю часть кузова 2. В результате, можно предотвратить смятие задней части кузова 2 и, следовательно защитить пассажира, находящегося внутри транспортного средства 1 в его задней части.
На фиг. 4 показаны изменяющиеся состояния деформации подрамника 10 при лобовом столкновении.
Как описано выше, в этом иллюстративном варианте положение крепления подрамника 10 к элементу 4 передней подвески расположено над центроидом С подрамника 10 в вертикальном направлении. Поэтому, когда ударная нагрузка действует в заднем направлении от передней части 2а кузова 2 на подрамник 10, подрамник выгибается, как показано на фиг. 4.
Более конкретно, под действием ударной нагрузки, приложенной от передней части 2а кузова 2, подрамник 10 изгибается на заднем концевом участке, т.е., в положении, примыкающем к положению крепления, в котором подрамник 10 прикреплен к элементу 4 передней подвески так, чтобы выступать вниз. Благодаря этому имеется возможность управлять положением, в котором возникает изгиб, или направлением изгиба подрамника. Следовательно, можно придать подрамнику 10 такую форму, чтобы энергия удара эффективно поглощалась подрамником при лобовом столкновении транспортного средства, тем самым повышая способность всего транспортного средства к поглощению энергии удара.
В частности, поскольку подрамник 10 сформирован так, чтобы его вертикальное сечение уменьшалось от передней части транспортного средства к его задней части, задняя часть транспортного средства более склонна к изгибу по сравнению с передней частью транспортного средства. Соответственно, когда ударная нагрузка непрерывно действует на переднюю часть 2а кузова 2, подрамник 10 изгибается так, что он непрерывно закручивается вниз от его заднего концевого участка, как показано на фиг. 4. Таки образом, он продолжает поглощать энергию удара.
Кроме того, поскольку в усиливающем элементе 11, имеющемся на подрамнике 10, выполнены надрезы 15, подрамник 10 стремится изогнуться в положениях надрезов 15. Следовательно, можно легко и точно задавать положение, в котором подрамник 10 изгибается. В частности, если имеется множество надрезов 15, разнесенных в продольном направлении транспортного средства 1, можно произвольно задавать положения изгиба подрамника 10 и поэтапно изгибать подрамник 10 в разных положениях при лобовом столкновении. Тем самым, можно дополнительно продолжать поглощать энергию удара.
Изобретение не ограничено описанным иллюстративным вариантом. Изобретение может широко применяться к транспортным средствам, в которых подрамники 10 соединяют переднюю часть 2а кузова 2 с элементом 4 передней подвески.
1. Конструкция кузова транспортного средства, содержащая элемент передней подвески, прикрепленный к кузову транспортного средства и поддерживающий подвеску передних колес; и пару подрамников, прикрепленных к элементу передней подвески и проходящих вперед от элемента передней подвески, отличающаяся тем, что каждый из подрамников прикреплен к элементу передней подвески верхней стороной относительно центроида каждого из подрамников.
2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что каждый из подрамников сформирован так, что его поперечное сечение в вертикальном направлении уменьшается от передней части транспортного средства к задней части транспортного средства.
3. Конструкция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждый подрамник снабжен усиливающим элементом, проходящим вдоль подрамника в продольном направлении транспортного средства, и усиливающий элемент сформирован с надрезанным участком.
4. Конструкция по п.3, отличающаяся тем, что надрезанный участок содержит множество надрезов, и надрезы множества разрезов отстоят друг от друга в продольном направлении транспортного средства.
