Моноблочное устройство для поддержки силовой установки, содержащее промежуточную опору

Изобретение относится к моноблочному устройству (40) для поддержки силовой установки (10) автотранспортного средства. Моноблочное устройство содержит опорный кронштейн (42); крепежную опору (44), расположенную на первом конце опорного кронштейна (42) и выполненную с возможностью жесткого крепления к силовой установке (10); и подвешивающее кольцо (48) с заданной главной осью (A), расположенное на втором конце опорного кронштейна (42) и выполненное с возможностью крепления к конструктивному элементу (38) транспортного средства с промежуточным амортизирующим кольцом (50). Опорный кронштейн (42) содержит промежуточную опору (52), приспособленную для поддержки проходящего через нее приводного вала (22) силовой установки (10). Кронштейн (42), опора (44) и кольцо (48) выполнены как одно целое, при этом промежуточная опора (52) образована в промежуточной секции (54) кронштейна (42). Технический результат: моноблочное устройство объединяет функции опоры двигателя, промежуточной опоры и, без ограничения, вспомогательной опоры как единой части, это позволяет облегчить сборку силовой установки по сравнению с компоновкой, имеющей отличающуюся часть для выполнения каждой из этих функций; кроме того, устройство способствует уменьшению пространства, занимаемого в двигательном отсеке, посредством уменьшения количества компонентов; кроме того, устройство также обеспечивает контакт конструктивного элемента, размещаемого таким образом, чтобы он был обращен к приводному валу, это способствует увеличению свободы проектирования. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к моноблочному устройству для поддержки силовой установки автотранспортного средства.

Уровень техники

Силовая установка автотранспортного средства обычно содержит двигатель, коробку передач и/или мотор-редуктор и по меньшей мере один приводной вал, проходящий от указанной коробки передач или мотор-редуктора. Известно, что силовую установку располагают в осевом направлении, т.е. с коленчатым валом, ориентированным продольно в направлении движения транспортного средства, или поперечно, т.е. с коленчатым валом, ориентированным перпендикулярно направлению движения транспортного средства.

Если силовая установка расположена в поперечном направлении, коробка передач или мотор-редуктор расположены в поперечном направлении с одной стороны от двигателя. Силовая установка приводит в движение правое и левое колеса транспортного средства посредством двух поперечных приводных валов разной длины. Короткий приводной вал связывает дифференциал, встроенный в коробку передач, с одним колесом, а длинный приводной вал, проходящий частично под двигателем транспортного средства, связывает дифференциал с другим колесом.

Такой длинный приводной вал во время работы силовой установки создает ряд проблем, связанных с изгибанием и кручением. Длинный приводной вал подвергается воздействию многочисленных вибраций.

Известно, что для устранения указанного недостатка с целью поддержки и направления длинного приводного вала используют опору, именуемую «промежуточной опорой», которая прикреплена к силовой установке. Эта компоновка обеспечивает поглощение усилий изгибания длинного приводного вала силовой установки, тем самым улучшая эксплуатационные характеристики и надежность длинного передаточного вала.

Кроме того, известно о креплении силовой установки к конструктивным элементам автомобиля с помощью опор двигателя. Опоры двигателя являются очень жесткими компонентами, которые прикреплены к конструктивным элементам с помощью амортизирующих элементов, таких как кольца, выполненных из эластомерных материалов, также известных как «сайлентблоки». Таким образом, двигатель поддерживается конструкцией транспортного средства с амортизацией, которая заметно способствует препятствованию передачи вибраций, обусловливаемых работой двигателя, на конструкцию транспортного средства.

В настоящее время транспортные средства обычно имеют небольшой двигательный отсек, который должен содержать всё больше дополнительных устройств. Проектировщики автомобилей обычно сталкиваются с множеством проблем, которые препятствуют свободной компоновке всех компонентов двигателя.

Соответственно, в некоторых двигателях приводной вал проходит именно через то место, которое должно быть занято опорой двигателя.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к моноблочному устройству для поддержки силовой установки автотранспортного средства, содержащему:

- опорный кронштейн,

- крепежную опору, расположенную на первом конце опорного кронштейна и выполненную с возможностью жесткого крепления к силовой установке, и

- подвешивающее кольцо с заданной главной осью, расположенное на втором конце опорного кронштейна и выполненное с возможностью крепления к конструктивному элементу транспортного средства с промежуточным амортизирующим кольцом,

характеризующемуся тем, что опорный кронштейн содержит промежуточную опору, выполненную с возможностью поддерживания проходящего через нее приводного вала силовой установки.

Согласно другим особенностям изобретения:

- промежуточная опора образована в промежуточной части кронштейна, расположенной между опорой и подвешивающим кольцом,

- промежуточная опора расположена ближе к опоре, чем к подвешивающему кольцу,

- промежуточная опора образована отверстием, ограниченным замкнутой кольцевой стенкой с заданной главной осью,

- промежуточная опора выполнена с возможностью закрывания прикрепляемой крышкой,

- главная ось подвешивающего кольца параллельна главной оси промежуточной опоры,

- кронштейн имеет ребра жесткости в плоскости, перпендикулярной оси поддерживающего кольца, которые связывают промежуточную часть и крепежную опору.

Изобретение также относится к автотранспортному средству, снабженному силовой установкой, содержащей электродвигатель, характеризующемуся тем, что силовая установка прикреплена к конструктивному элементу транспортного средства посредством по меньшей мере одного опорного устройства, выполненного согласно изобретению.

Другие особенности и преимущества изобретения подобно описаны ниже со ссылкой на приложенные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематично показана силовая установка согласно изобретению;

на фиг. 2 – опорное устройство силовой установки, содержащее промежуточную опору согласно изобретению, вид в перспективе;

на фиг. 3 – силовая установка, оснащенная опорным устройством по фиг. 2, вид сбоку;

на фиг. 4 – силовая установка по фиг. 3, вид сбоку.

Подробное описание

В оставшейся части описания используются следующие неограничивающие ориентации:

- продольная ориентация «L» в направлении от задней стороны к передней стороне при нормальном направлении движения транспортного средства,

- поперечная ориентация «T» в направлении слева направо,

- вертикальная ориентация «V» в направлении снизу вверх.

В оставшейся части описания элементы, имеющие одну и ту же конструкцию или сходные функции, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг. 1 показана поперечно установленная силовая установка 10 автотранспортного средства (не показано).

В варианте выполнения, показанном на фиг. 3 и 4, силовая установка содержит тяговый электрический тяговый двигатель 12, коробку передач 14, оснащенную дифференциалом, и зарядное устройство 13.

Термин «коробка передач» также относится к мотор-редуктору без изменений передаточного отношения.

Известным образом силовая установка 10 содержит по меньшей мере двигатель 12, который соединен с коробкой 14 передач. Коробка 14 передач может приводить в движение два колеса 16 и 18 транспортного средства с помощью короткого приводного вала 20 и длинного приводного вала 22, который частично проходит под двигателем 12.

Каждый приводной вал 20, 22 приводится в движение коробкой 14 передач. Каждый передаточный вал 20, 22 приводит в движение колесо 16, 18 посредством полуоси 24, 26. Приводные валы 20, 22 связаны с возможностью вращения с полуосями 24, 26, посредством соответствующего шарнира 28, 30 равных угловых скоростей.

Известным образом длинный приводной вал 22 направляется при вращении промежуточной опорой 32, которая прикреплена к стенке элемента силовой установки 10, например, к стенке блока 34 двигателя 12.

Кроме того, силовая установка 10 образована посредством сборки модулей, в данном случае двигателя 12, преобразователя 13 и коробки 14 передач, которые жестко соединены друг с другом. Таким образом, силовая установка 10 образует единую сборочную единицу, которая поддерживается блоком. Известным образом и как показано на фиг. 1, силовая установка 10 поддерживается, по меньшей мере, одним конструктивным элементом 34 автотранспортного средства, например, опорой, с помощью множества жестких опорных устройств 36. Первый конец жесткой опоры 36 прикреплен к силовой установке 10, а противоположный конец прикреплен к подвешивающему контакту (не показан) опорного элемента 36 с помощью амортизирующего элемента 38, в большинстве случаев в виде кольца, выполненного из эластомерного материала и также известного как «сайлентблок». Таким образом, по меньшей мере, часть вибраций, генерируемых силовой установкой 10, не передается конструкционному элементу 34. Каждый опорный элемент 36 должен быть жестким и достаточно прочным для выдерживания части веса силовой установки 10 независимо от вибраций.

Силовая установка 10 в этом случае расположена так, что длинный приводной вал 22 расположен продольно напротив подвешивающего контакта конструктивного элемента 36. Это затрудняет расположение опорного устройства 36 на стенке, обращенной к силовой установке, без препятствования прохождению длинного приводного вала 22.

Для устранения этой проблемы изобретение предлагает опорное устройство 40, которое показано на фиг. 2 – 4.

В частности, как показано на фиг. 2, опорное устройство 40 содержит опорный кронштейн 42, который проходит в этом случае в продольном направлении от заднего конца к переднему концу. В этом случае поперечная ширина опорного рычага меньше его вертикальной высоты.

Опорное устройство 40 также содержит крепежную опору 44, которая расположена на первом конце опорного кронштейна 42, в этом случае на переднем конце. Крепежная опора 44 является поперечной вертикальной плитой, в которой противоположная сторона по отношению к кронштейну 42 выполнена с возможностью прижатия в продольном направлении к соответствующей стороне силовой установки 10, как подробно описано ниже.

Опора 44 выполнена с возможностью жесткого крепления к силовой установке 10. С этой целью опора 44 имеет несколько крепежных отверстий 46, в данном случае три отверстия, которые предназначены для размещения в них резьбового стержня, например, винта или шпильки.

На втором конце, в этом случае на заднем конце опорного кронштейна 42, расположено подвешивающее кольцо 48 с главной поперечной осью A. Это кольцо выполнено с возможностью соединения с подвешивающим контактом (не показан) конструктивного элемента с промежуточным амортизирующем элементом 50, в этом случае в виде кольца, выполненного из эластомерного материала. Таким образом, опорное устройство 40 выполнено с возможностью крепления к конструктивному элементу транспортного средства посредством установки кольца 48 на соответствующий подвешивающий контакт.

Как описано выше, опорное устройство 40 является моноблочным. Это означает, что кронштейн 42, опора 44 и кольцо 48 выполнены как единое целое. В этом случае указанное устройство выполнено как одно целое с помощью литья и механической обработки указанного моноблока. Опорное устройство 40, например, выполнено из металлического материала, такого как сталь, чугун или алюминий.

Кроме того, опорный кронштейн 42 содержит промежуточную опору 52, которая выполнена с возможностью поддерживания проходящего через нее длинного приводного пара 22. Промежуточная опора 52 выполнена с возможностью размещения направляющей опоры (не показана) для длинного передаточного вала 22 силовой установки 10.

Промежуточная опора 52 образована с помощью отверстия, выполненного в промежуточной части 54 кронштейна 42. Указанное отверстие ограничено замкнутой внутренней цилиндрической стенкой 56 с главной осью «B», которая в этом случае является поперечной.

В непоказанном варианте осуществления изобретения промежуточная опора является радиально открытой с достаточно большим отверстием для обеспечения введения передаточного вала в продольном направлении. После этого отверстие закрывают прикрепляемой крышкой.

Главная ось «A» подвешивающего кольца 48 в этом случае параллельна главной оси «B» промежуточной опоры.

Промежуточная часть 54 расположена в продольном направлении между опорой 44 и продольной концевой частью, которая содержит подвешивающее кольцо 48.

Как показано, в частности, на фиг. 2, промежуточная опора 52 расположена в продольном направлении ближе к опоре 44, чем к подвешивающему кольцу 48.

Кроме того, для того чтобы действовать в качестве опоры двигателя, опорное устройство 40 должно иметь очень высокую жесткость. Опорное устройство 40, в первую очередь, должно иметь высокую жесткость на изгиб в продольной вертикальной плоскости. Наличие промежуточной опоры 52 имеет свойство уменьшать жесткость на изгиб и/или предел прочности при растяжении указанного устройства. Для устранения такой проблемы изобретение предлагает размещение ребер 58A, 58B жесткости на кронштейне 42. В этом случае опорное устройство 40 имеет два ребра 58A, 58B, которые лежат в плоскости, перпендикулярной оси «A» подвешивающего кольца 48, в этом случае в продольной вертикальной плоскости. Верхнее ребро 58A связывает промежуточную часть 54 с крепежной опорой 44, проходя сверху промежуточной опоры 52. Равным образом, нижнее ребро 58B связывает промежуточную часть 54 с крепежной опорой 44, проходя ниже промежуточной опоры 52.

На фиг. 3 и 4 показано опорное устройство 40, содержащее промежуточную опору 52 и установленное на силовой установке 10.

Силовая установка 10 в этом случае имеет несколько опор 36 двигателя, которые действуют исключительно в качестве опор двигателя, и опорное устройство 40, выполненное согласно изобретению, которое содержит промежуточную опору 52.

Подвешивающее кольцо 48 опорного устройства 40 оснащено амортизирующим элементом 50, который образован концентрическим узлом из двух колец, выполненных из эластомерного материала, которые радиально разделены кольцами из металлического листа. Амортизирующий элемент 50 имеет отверстие в центре, которое выполнено с возможностью установки на соответствующий контакт опорного элемента.

Крепежная опора 44 опорного устройства 40 в этом случае прижимается к вертикальной поперечной стенке 60 двигателя 12. Опора 44 в этом случае прикреплена с помощью трех крепежных винтов 61, проходящих через отверстия 46 и ввернутых в соответствующие внутренние резьбы в стенке 60 двигателя 12.

Длинный приводной вал 22 расположен вдоль указанной стенки 60, и между приводным валом 22 и стенкой 60 предусмотрено продольное пространство для обеспечения вращения вала 22. Во время сборки направляющую опору (не показана) устанавливают вокруг длинного приводного вала 22. Соответственно, длинный приводной вал 22 вставляют в поперечном направлении в промежуточную опору 52 в направлении дифференциала коробки 14 передач до тех пор, пока направляющая опора не будет помещена в промежуточную опору 52. Как показано на фиг. 2, внутренняя стенка 56 промежуточной опоры 52 имеет кольцевой заплечик 62, в который упирается наружное кольцо направляющей опоры в поперечном направлении.

Далее к кронштейну 42 опорного устройства 40 прикрепляют винтами кольцевую крышку 64 для закрывания промежуточной опоры 52, тем самым, препятствуя выходу направляющей опоры.

Кроме того, верхнее ребро 58A опорного устройства 40 частично поддерживает вспомогательное устройство, в этом случае зарядное устройство 13. С этой целью вертикально вниз от зарядного устройства 13 к нижнему концу проходит опорный выступ 66 зарядного устройства 13, который упирается в верхнее ребро 58A опоры 44.

Опорное устройство 40 объединяет функции опоры двигателя, промежуточной опоры и, без ограничения, вспомогательной опоры как единой части. Это позволяет облегчить сборку силовой установки 10 по сравнению с компоновкой, имеющей отличающуюся часть для выполнения каждой из этих функций.

Кроме того, опорное устройство 40 способствует уменьшению пространства, занимаемого в двигательном отсеке, посредством уменьшения количества компонентов.

Кроме того, опорное устройство 40 также обеспечивает контакт конструктивного элемента, размещаемого таким образом, чтобы он был обращен к приводному валу. Это способствует увеличению свободы проектирования.

1. Моноблочное устройство (40) для поддержки силовой установки (10) автотранспортного средства, содержащее:

опорный кронштейн (42),

крепежную опору (44), расположенную на первом конце опорного кронштейна (42) и выполненную с возможностью жесткого крепления к силовой установке (10), и

подвешивающее кольцо (48) с заданной главной осью (A), расположенное на втором конце опорного кронштейна (42) и выполненное с возможностью крепления к конструктивному элементу (38) транспортного средства с промежуточным амортизирующим кольцом (50), и

промежуточную опору (52), выполненную с возможностью поддержки проходящего через нее приводного вала (22) силовой установки (10),

отличающееся тем, что кронштейн (42), опора (44) и кольцо (48) выполнены как одно целое, при этом промежуточная опора (52) образована в промежуточной секции (54) кронштейна (42).

2. Устройство (40) по п. 1, отличающееся тем, что промежуточная опора (52) образована в промежуточной части (54) кронштейна (42), расположенной между опорой (44) и подвешивающим кольцом (48).

3. Устройство (40) по п. 2, отличающееся тем, что промежуточная опора (52) расположена ближе к опоре (44), чем к подвешивающему кольцу (48).

4. Устройство (40) по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что промежуточная опора (52) образована отверстием, ограниченным замкнутой кольцевой стенкой (56) с заданной главной осью (B).

5. Устройство (40) по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что промежуточная опора выполнена с возможностью закрывания прикрепляемой крышкой.

6. Устройство (40) по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что главная ось (A) подвешивающего кольца (48) параллельна главной оси (B) промежуточной опоры (52).

7. Устройство (40) по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что кронштейн (42) имеет ребра (58A, 58B) жесткости в плоскости, перпендикулярной оси (A) подвешивающего кольца (48), которые связывают промежуточную часть (54) и крепежную опору (44).

8. Автотранспортное средство, снабженное силовой установкой (10), содержащей электродвигатель (12), характеризующееся тем, что силовая установка (10) прикреплена к конструктивному элементу (38) транспортного средства посредством по меньшей мере одного опорного устройства (40), выполненного по любому из пп. 1-7.