опорная конструкция узла передней части автотранспортного средства, содержащая средство соединения в форме полой детали короткого подрамника, соединенное с боковыми элементами, и соответствующее автотранспортное средство

Формула изобретения

1. Опорная конструкция узла передней части автотранспортного средства, содержащая передний подрамник (1), на котором установлен рычаг (3) подвески для каждого колеса передней части, причем рычаг (3) подвески выполнен в виде бумеранга, один конец которого выполнен в виде опорного конца (Е) поворотной части и предназначен для соединения с колесом, другой конец выполнен в виде переднего шарнира (А), а средняя часть рычага выполнена в виде заднего шарнира (В) и предназначена для соединения с коротким подрамником (1), причем короткий подрамник (1) содержит корпус (10), с обеих сторон которого продолжаются в направлении вперед автотранспортного средства две балки (15), каждая из которых предназначена для соединения посредством привинчивания к боковому элементу (5) упомянутого автотранспортного средства, отличающаяся тем, что каждая балка (15) имеет средство (6), предназначенное для соединения с боковым элементом (5) в области, расположенной впереди от переднего шарнира (А) упомянутого рычага (3) подвески относительно продольной оси упомянутого транспортного средства, причем упомянутое средство (6) соединения содержит, по меньшей мере, одну полую деталь, предназначенную для пропуска средства завинчивания (7) для соединения балки (15) с боковым элементом (5).

2. Опорная конструкция узла передней части по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая полая деталь или детали состоят, по меньшей мере, из одной трубчатой части, продолжающейся в виде одной детали между упомянутым боковым элементом (5) и балкой (15).

3. Опорная конструкция узла передней части по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна балка (15) имеет корпус, в который вставлено упомянутое средство (6) крепления.

4. Опорная конструкция узла передней части по п.2, отличающаяся тем, что короткий подрамник (1) выполнен в виде подрамника, состоящего из двух тонкостенных частей, при этом, по меньшей мере, верхняя тонкостенная часть (17) выполнена с, по меньшей мере, одним отверстием для пропуска через него упомянутой трубчатой детали или деталей.

5. Опорная конструкция узла передней части по п.4, отличающаяся тем, что в каждой из тонкостенных частей (17), (18) короткого подрамника (1) выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для пропуска через него упомянутой трубчатой детали или деталей.

6. Опорная конструкция узла передней части по п.5, отличающаяся тем, что упомянутая трубчатая деталь или детали приварены к каждой из упомянутых тонкостенных частей (17), (18).

7. Опорная конструкция узла передней части по п.1, отличающаяся тем, что упомянутое средство (6) соединения содержит, по меньшей мере, одно упругое соединение(8).

8. Опорная конструкция узла передней части по п.7, отличающаяся тем, что упругое соединение или соединения (8) запрессованы в упомянутый корпус упомянутого средства (6) соединения.

9. Опорная конструкция узла передней части по п.2 или 7, отличающаяся тем, что упомянутая трубчатая деталь или детали имеют два участка (61), (62), каждый из которых установлен в расширении другого, причем один из упомянутых участков имеет меньший диаметр, чем другой участок (62), и предназначен для установки в него упомянутого соединения (8) запрессовкой.

10. Опорная конструкция узла передней части по п.1, отличающаяся тем, что каждая балка (15) расположена в непосредственной близости к упомянутому боковому элементу от основного корпуса (10) и имеет оконечную часть (151), изогнутую в направлении упомянутого бокового элемента (5) с возможностью совмещения по вертикали с упомянутым боковым элементом (5).

11. Опорная конструкция узла передней части по п.10, отличающаяся тем, что передний шарнир (А) упомянутого рычага (3) подвески соединен с упомянутым коротким подрамником (1) в изогнутой оконечной части (151).

12. Опорная конструкция узла передней части по п.1, отличающаяся тем, что в коротком подрамнике (1) выполнена выемка (171) для обвода выступа (41) коробки (4) передач.

13. Опорная конструкция узла передней части по п.10 или 12, отличающаяся тем, что выемка (171) сформирована в изогнутой оконечной части (151), по меньшей мере, одной из балок (15).

14. Автотранспортное средство, оборудованное опорной конструкцией узла передней части, причем упомянутая опорная конструкция содержит короткий подрамник (1), на котором установлен рычаг (3) подвески для каждого колеса передней части, причем рычаг (3) подвески выполнен в виде бумеранга, один конец которого выполнен в виде опорного конца (Е) поворотной части и предназначен для соединения с колесом, а другой конец выполнен в виде переднего шарнира (А), средняя часть рычага выполнена в виде заднего шарнира (В), предназначена для соединения с упомянутым коротким подрамником (1), причем короткий подрамник (1) содержит корпус (10), с обеих сторон которого продолжаются в направлении вперед автотранспортного средства две балки (15), каждая из которых предназначена для соединения посредством привинчивания к боковому элементу (5) упомянутого автотранспортного средства, отличающееся тем, что каждая из упомянутых балок (15) имеет средство (6) соединения с упомянутым боковым элементом (5) в области, расположенной перед передним шарниром (А) упомянутого рычага (3) подвески относительно продольной оси упомянутого автотранспортного средства, причем средство (6) соединения содержит, по меньшей мере, один полый корпус (10), предназначенный для пропуска средства (7) завинчивания для соединения балки (15) с боковым элементом (5).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к моторостроению. Более конкретно, изобретение относится к подрамникам, на которых устанавливают двигатели автотранспортных средств или их задние части.

Обычно подрамник двигателя содержит две тонкостенные части, изготовленные из прессованного листа металла и соединенные вместе, например, с помощью сварки.

Одна из функций подрамника состоит в том, чтобы противостоять силам, генерируемым крутящим моментом двигателя во время ускорения или торможения транспортного средства.

Следует отметить, как показано на фиг.1, что подрамник такого типа закреплен на задней части кузова транспортного средства. Амортизатор 2 или "надставка", которое является независимым от подрамника и которое не находится в контакте с ним, за исключением случая удара, установлен на удлинителе подрамника.

Такой подрамник также соединен с нижними рычагами 3, на которых установлено колесо или средство 31 опоры несущего колеса (показано схематично), рейка 32, противодействующая скручиванию, соединяющая эти рычаги и удерживаемая на подрамнике. Такой подрамник двигателя таким образом представляет собой промежуточную конструкцию между кузовом и элементами управления передней части.

Подрамник такого типа заканчивается в передней части, приблизительно в положении оси колеса, и вследствие этого также называется "коротким подрамником" в отличие от полного подрамника, который продолжается до траверсы передней части, расположенной позади крыла.

Такие подрамники упрощают подготовку к сборке кузова в цеху сборки кузова, поскольку их можно изготавливать отдельно, вместе с рулевым управлением, рейкой, противодействующей скручиванию, шлицом-шарниром и поперечными треугольными рычагами независимой подвески, которые собирают до окончательной установки в кузов.

Узел передней части, изготовленный таким образом, является очень компактным. Во время работы он должен обеспечить возможность свободного перемещения окружающих подвижных элементов, таких как рычаги подвески (точки А, В и Е), соединительных тяг, и поперечного перемещения рейки, противодействующей скручиванию.

Функция поглощения энергии удара, выполняемая коротким подрамником, накладывает два конструктивных ограничения на эти элементы.

Во-первых, короткий подрамник должен противостоять силам, возникающим в деформируемой передней конструкции (навесная деталь) при фронтальном ударе, причем эти силы в основном ориентированы в направлении Х транспортного средства. Путь приложения усилия поэтому требует использование форм или сечений, разработанных для "поглощения" его запланированного разрушения.

Одновременно наряду с этим необходимо, чтобы рычаг подвески имел такую степень сопротивления разрушению, чтобы он плавился только при повышении уровня нагрузки, диктуемого четко определенными критериями безопасности. Следовательно, он не должен иметь чрезвычайно малое поперечное сечение, но также невозможно формировать сквозные отверстия на его поверхности, в частности на одной линии с элементом передней стороны, для доступа при прикручивания подрамника к корпусу в цеху сборки корпуса.

Рама также соединена с кузовом в задней части с помощью упругих блоков, которые установлены в кожухах, расположенных ниже днища.

В передней части, с учетом вышеизложенного и ограничений, крепление может быть выполнено только перед соединением А рычага на подрамнике (такого как рычаг, показанный на фиг.2 и 3).

Кроме того, спецификация производителей требует, чтобы такая фиксация выполнялась только с помощью блока фильтрации, расположенного непосредственно ниже бокового элемента.

Переднее крепление поэтому существенно смещено в направлении Z от горизонтальной плоскости (приблизительно на 250 мм от области точки А).

В этом пространстве, в частности с левой стороны, выступ 41 коробки 4 передач существенно затрудняет конструирование переднего крепления трансмиссии так, чтобы она соответствовала спецификациям в отношении жесткости. Следует отметить, что текущая спецификация требует, чтобы жесткость Ку составляла 100 деканьютон/мм в точке, обозначенной ссылочной позицией 32. Это значение жесткости приводит к необходимости конструирования в очень ограниченном пространстве вертикального крепления блока 33, который является "очень подвижным", но достаточно жестким, чтобы удовлетворять спецификациям.

Различные выполнения крепления короткого подрамника на элементах передней стороны изложены в предшествующем уровне техники.

В соответствии с первым известным способом соединение обеспечивается с помощью шарнирного соединения, на каждом конце которого установлены упругие соединители, соединяющие подрамник с боковым элементом. Это решение используется в автомобиле Renault Megane (зарегистрированный товарный знак).

Это решение затрудняет установку узла, поскольку имеется множество точек сборки (верхние и нижние).

Кроме того, соединение, расположенное вертикально и повернутое на каждом конце, не позволяет обеспечить поперечную жесткость и поэтому не удовлетворяет упомянутой выше спецификации (100 деканьютон/мм).

Другое решение, показанное на фиг.2 и 3, состоит в разделении расстояния между боковым элементом 5 и подрамником 1 на две части. Первая конструкция 331, приваренная к боковому элементу 5, продолжается вниз до середины высоты, в то время как другая конструкция 332 поднимается до подрамника 1, встречаясь с ней. Такое решение используется в автомобилях Mitsubishi и Volvo (зарегистрированные товарные знаки). Фиксация между этими двумя элементами обеспечивается с помощью жесткого соединения (привинчивание) или с помощью упругих блоков. В этом случае соединение также не выполнено на правильной высоте, следовательно, не разрешена "продолжающаяся вниз" конструкция, и все вертикальные смещения должны быть предусмотрены от подрамника.

Также существуют известные решения, в которых используется конструкция, приваренная к подрамнику, также называемая "рогом", которая изготовлена путем прессования или отгиба трубки и отвода смещения в направлении Z и, в частности, в направлении Y, между нижней частью подрамника и верхней частью для соединения с боковыми элементами. Такое решение используется в автомобилях BMW, Mini и Ford Fiesta (зарегистрированный товарный знак).

Такое смещение в направлении Y невозможно в некоторых вариантах применения, в частности, когда оно начинает мешать коробке передач в сечении X.

Задача настоящего изобретения состоит, в частности, в преодолении недостатка предшествующего уровня техники.

Более конкретно, задача изобретения состоит в том, чтобы предложить способ крепления короткого подрамника на боковом элементе, который обеспечивает высокую степень жесткости при креплении в ограниченном пространстве, обеспечивая при этом возможность пропускания средства завинчивания, предназначенного для формирования части крепления.

Другая задача изобретения состоит в создании способа такого рода, который сохраняет жесткость рычагов подвески, в частности, поскольку исключается формирование отверстий в этих рычагах.

Другая задача изобретения состоит в создании способа такого рода, который обеспечивает возможность крепления, осуществляемого перед точкой А, рычагов подвески, установленных для подрамника.

Другая задача изобретения состоит в создании способа такого рода, который придает креплению достаточную поперечную жесткость.

Еще одна задача изобретения состоит в создании способа такого рода, который позволяет обеспечить вертикальное смещение между коротким подрамником и боковыми элементами, по существу, с помощью короткого подрамника, а также возможность установки коробки передач в непосредственной близости к короткому подрамнику.

Еще одна задача изобретения состоит в создании способа такого рода, который обеспечивает возможность использования упругого соединения между коротким подрамником и боковыми элементами.

Еще одна цель изобретения состоит в создании способа такого рода, который является простым при конструировании и легким при выполнении.

Эти и другие задачи будут очевидны из дальнейшего описания, достигаются с помощью изобретения, в котором предложена опорная конструкция передней части автотранспортного средства, содержащая короткий подрамник, на котором установлен рычаг подвески для каждого колеса упомянутой передней части, причем упомянутый рычаг подвески имеет форму бумеранга, один конец которого выполнен в виде опорного конца (Е) поворотной части и предназначен для соединения с колесом, при этом другой конец выполнен в виде переднего шарнира (А) и средняя часть рычага выполнена в виде заднего шарнира (В), предназначен для соединения с коротким подрамником, причем короткий подрамник содержит корпус, с обеих сторон которого продолжаются в направлении вперед транспортного средства две балки, каждая из которых предназначена для соединения посредством привинчивания с боковым элементом упомянутого автотранспортного средства, характеризующаяся тем, что каждая из упомянутых балок имеет средство, предназначенное для соединения с боковым элементом в области, расположенной впереди от упомянутой точки А рычага подвески, относительно продольной оси транспортного средства, причем упомянутое средство соединения содержит, по меньшей мере, одну полую деталь, предназначенную для пропуска средства завинчивания с целью соединения упомянутой балки с упомянутым боковым элементом. Такое крепление передней конструкции имеет ограниченные общие размеры в направлениях Х и Y транспортного средства, обеспечивая при этом доступ для средства завинчивания к винтовому соединению между коротким подрамником и боковыми элементами.

Кроме того, такой способ крепления можно использовать перед точкой А рычага подвески, и поэтому обеспечивается возможность исключить формирование отверстий в этих рычагах (для пропускания средства крепления).

В предпочтительном варианте выполнения упомянутые полая деталь или детали состоят из, по меньшей мере, одной трубчатой части, продолжающейся в виде одной детали между боковым элементом и балкой.

Таким образом, общие размеры крепления уменьшаются так, что они не превышают внешний диаметр трубчатой части.

Кроме того, такая часть обеспечивает возможность получения оптимальной жесткости на изгиб в соответствии со спецификациями, выпущенными производителями автотранспортных средств.

В предпочтительном варианте выполнения упомянутые балка или балки имеют корпус, в который вставлено упомянутое средство соединения.

Предпочтительно короткий подрамник представляет собой подрамник, состоящий из двух тонкостенных частей, причем, по меньшей мере, верхняя тонкостенная часть выполнена с, по меньшей мере, одним отверстием для пропуска через него упомянутой трубчатой детали или деталей, при этом обеспечивается эффективное соединение между трубчатой деталью или деталями и коротким подрамником.

Короткий подрамник такого типа также является правильно сконструированным для поглощения множества сил в случае переднего удара автотранспортного средства.

Предпочтительно каждая из тонкостенных частей короткого подрамника имеет, по меньшей мере, одно отверстие для пропуска через него упомянутой трубчатой детали или деталей.

В этом случае, упомянутая трубчатая деталь или детали предпочтительно приварены к каждой из тонкостенных частей.

Это способствует обеспечению качества соединения между трубчатой деталью или деталями и коротким подрамником. Одновременно с этим такая компоновка повышает жесткость на изгиб трубчатой детали или деталей.

В предпочтительном варианте выполнения упомянутое средство соединения содержит, по меньшей мере, одно упругое соединение.

В этом случае упомянутое упругое соединение или соединение предпочтительно запрессовано в упомянутый корпус упомянутого средства соединения.

Это обеспечивает удовлетворительное крепление упругих соединителей, без увеличения общих размеров крепления, между коротким подрамником и боковыми элементами.

Предпочтительно упомянутая трубчатая деталь или детали имеют два участка, каждый из которых установлен в расширении другого, причем один из упомянутых участков имеет меньший диаметр, чем другой участок, и предназначен для установки в него упомянутого соединения с запрессовкой.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом каждая из упомянутых балок продолжается в непосредственной близости к упомянутому боковому элементу от основного корпуса и имеет оконечную часть, изогнутую в направлении упомянутого бокового элемента, до тех пор, пока она не выровняется по вертикали с упомянутым боковым элементом.

Таким образом, сама конструкция короткого подрамника образует смещение между коротким подрамником и боковыми элементами.

Это обеспечивает улучшение поперечной жесткости крепления, при этом средство соединения короткого подрамника с боковыми элементами проходит, по существу, вертикально благодаря конструкции короткого подрамника.

В таком случае упомянутый шарнир А упомянутого рычага подвески предпочтительно соединена с упомянутым мини-бюро на упомянутой изогнутой оконечной части.

В предпочтительном варианте выполнения упомянутый короткий подрамник имеет выемку, обеспечивающую возможность пропуска выступа коробки передач. Таким образом, коробка передач и, по меньшей мере, одно из креплений между коротким подрамником и боковыми элементами могут быть размещены в непосредственной близости друг к другу. В этом случае упомянутая выемка предпочтительно сформирована в упомянутой изогнутой оконечной части, по меньшей мере, одной из упомянутых балок.

Изобретение также относится к автотранспортному средству, оборудованному опорной конструкцией узла передней части, причем упомянутая опорная конструкция содержит короткий подрамник, на котором установлен рычаг подвески для каждого колеса упомянутой передней части, причем упомянутый рычаг подвески выполнен в форме бумеранга, один конец которого выполнен в виде опорного конца (Е) поворотной части и предназначен для соединения с колесом, при этом другой конец выполнен в виде переднего шарнира (А) и средняя часть рычага выполнена в виде заднего шарнира (В), предназначен для соединения с упомянутым коротким подрамником, причем упомянутый короткий подрамник имеет корпус, с обеих сторон которого продолжаются в переднем направлении автотранспортного средства две балки, каждая из которых предназначена для соединения посредством привинчивания к боковому элементу упомянутого автотранспортного средства, характеризующийся тем, что каждая из упомянутых балок содержит средство соединения с упомянутым боковым элементом в области, расположенной перед соединителем А упомянутого рычага подвески относительно продольной оси упомянутого автотранспортного средства, причем упомянутое средство соединения содержит, по меньшей мере, одну полую деталь, предназначенную для пропуска средства завинчивания для соединения упомянутой балки с упомянутым боковым элементом.

Другие свойства и преимущества изобретения будут более понятны из следующего описания предпочтительного варианта выполнения изобретения, который представлен в качестве иллюстративного и неограничительного примера, и с помощью прилагаемых чертежей, на которых:

- на фиг.1 показан вид в перспективе подрамника автотранспортного средства;

- на фиг.2 и 3 схематично показаны виды крепления короткого подрамника в соответствии с предшествующим уровнем техники на виде сбоку и на виде снизу соответственно;

- на фиг.4 и 5 схематично представлена конструкция крепления короткого подрамника в соответствии с изобретением на виде сбоку и на виде снизу соответственно;

- на фиг.6 показан вид в перспективе средства соединения короткого подрамника с боковым элементом в соответствии с изобретением.

На фиг.4 и 5 показано, что передняя конструкция, в состав которой входит короткий подрамник, предназначена для автономной подготовки и составляет узел, перед соединением с кузовом транспортного средства, состоящий из поперечных рулевых тяг 11 (на фиг.4 показаны разные положения тяг), рейки, противодействующей скручиванию (не показана), шлица-шарнира (не показан) и рычагов подвески (или поперечных треугольных рычагов независимой подвески) 3.

Следует учесть, что рычаги подвески обычно представляют собой рычаги в форме бумеранга, причем один из концов каждого рычага удерживает опорный конец Е поворотной части, и предназначен для соединения с колесом, и имеет передний шарнир А и задний шарнир В, которые предназначены для соединения с коротким подрамником 1.

Сборка различных элементов осуществляется таким образом, что обеспечивается возможность перемещения окружающих подвижных элементов, таких как рычаги 3 подвески (А, В и Е), поперечных рулевых тяг 11, поперечных трансмиссий 12 (разные положения трансмиссии показаны на фиг.4) и рейка, противодействующая скручиванию.

Короткий подрамник 1 затем соединен с кузовом в задней части с помощью упругих блоков 13, которые установлены в кожухе, расположенном ниже днища 14.

Короткий подрамник также должен быть соединен с боковыми элементами 5 транспортного средства.

В соответствии с принципом изобретения каждая из балок 15, которая продолжается от основного корпуса 16 короткого подрамника и выполнена как единая деталь с ней, имеет средство 6, предназначенное для соединения короткого подрамника с боковыми элементами, выполненными в форме полой детали, которая обеспечивает возможность пропуска средства 7 завинчивания.

Такое средство завинчивания обеспечивает возможность привинчивания средства крепления короткого подрамника к боковому элементу, такие средства крепления будут более подробно описаны ниже.

В настоящем варианте выполнения средство соединения состоит из трубчатой части 6, продолжающейся в виде одной детали между балкой короткого подрамника и соответствующим боковым элементом 5.

Как показано на фиг.6, короткий подрамник представляет собой подрамник механического сварного типа и сформирован в данном случае посредством сборки верхней тонкостенной части 17 и нижней тонкостенной части 18, которые вместе образуют полую конструкцию с замкнутым поперечным сечением.

Каждая из тонкостенных частей 17, 18 короткого подрамника имеет отверстие на конце каждой балки, предназначенное для пропуска трубчатой части 6, формируя таким образом корпус, в который вставлена трубчатая часть 6.

Трубчатая часть 6 зафиксирована на коротком подрамнике с помощью сварки с каждой из тонкостенных частей 17, 18.

Трубчатая часть 6 также имеет два участка 61, 62, каждый из которых представляет собой продолжение другого, причем участок 61 предназначен для установки внутри боковой части бокового элемента, имеющего меньший диаметр, чем диаметр части 62, которую вставляют в балку короткого подрамника.

Участок 61 с меньшим диаметром предназначен для установки в нем с запрессовкой упругого соединителя 8 с вертикальной осью.

Во время сборки для средства 7 завинчивания в цеху сборки кузова можно обеспечить доступ изнутри трубчатой детали 6 к винту 81, который фиксирует внутреннее кольцо упругого соединителя 8 на нижней стороне бокового элемента 5.

На фиг.5 можно видеть, что балки 15 продолжаются от основного корпуса 10 короткого подрамника, по существу, следуя соответствующим боковым элементам, и каждая из балок имеет оконечную часть 51, изогнутую в направлении бокового элемента 5 и заканчивающуюся, по существу, с вертикальным совмещением с боковым элементом 5.

Следует отметить, что точка А рычага подвески соединена с этой оконечной частью 151 балки. Кроме того, как показано на фиг.6, прессованная форма внешней тонкостенной части 17 короткого подрамника имеет выемку 171, образующую пространство, в котором можно установить выступ 41 коробки 4 передач.

Такая выемка предусмотрена в оконечной части 151 одной из балок 15 короткого подрамника.