КУЗОВ

Решение относится к самоходным транспортным средствам, прежде всего к силовым конструктивным элементам каркасов и кузовов транспортных средств, в частности, к кузовам, установленным на раме.
Широко известны кузова автомобилей пространственной конструкции, выполненные как полностью несущими, так и установленные на раме, а также кузова с интегрированной рамой.
Несущие кузова, нашли широкое применение для легковых автомобилей малой и средней грузоподъемности. Эти автомобили получили наименование безрамных. Несущие элементы кузова безрамных автомобилей пространственно размещены. Это способствовало повышению жесткости при скручивании автомобиля, что позволило эффективнее использовать материалы. Кузова установленные на раме менее нагружены, однако жесткость и прочность выполнения их каркаса должна соответствовать требованиям безопасности, а их конструкция отвечать назначению транспортного средства.
Во многих случаях кузова рамных автомобилей выполнены из элементов закрытого профиля (см. например, US 2303286 и 3718364), также как и кабина колесной машины по RU 62371, и трактора по FR 2872123, а каркас внедорожного транспортного средства по KR 20080104250 интегрирован в ступенчатую раму. Излишнюю жесткость имеет кузов, установленный на раме по US 7032958, профиль его каркаса составлен из двух открытых и одного закрытого профиля, такое выполнение неоправданно увеличивает массу кузова, в отличие от модульной конструкции пластикового кузова по US 7287797, который просто устанавливается на раме, однако, малофункционален. Простотой изготовления также обладает кузов с интегрированной рамой по US 6022070.
Большие требования по жесткости предъявляются к несущим кузовам автомобилей (см. RU 20494 или кузова легковых автомобилей по DE 867059 и 2336213). Для увеличения жесткости элементы передней части рамы кузова по RU 2134209 размещены пространственно.
Охватывающие салон каркасы коробчатого сечения по GB 1337774 и 1338694, AU 2001250219, а также пространственные конструкции по ЕР 1645490, DE 3008840, 602004012491, FR 690842, GB 2131361, US 2177896 и 2269451, 2389907 и 6926350 состоят из основы, крыши и угловых стоек, как и модульная конструкция кузова с последовательностью сборки по ES 2311556. Разборный каркас по US 4533172 пригоден только для спортивных автомобилей, как и пространственный каркас по US 4660345, 4735355 и 5848853.
В некоторых случаях (см. GB 2196584 и US 2004104601), конструкционные элементы кузова, содержащие полимерные материалы, воспринимают нагрузку. Малой металлоемкостью при обеспечении необходимой жесткости обладает кузов легкового автомобиля по SU 1837514, снабженный передней поперечиной и распоркой. Обеспечена необходимая жесткость и в пространственном каркасе по ЕР 0568213, но металлоемкость его весьма велика, а пластиковые элементы громоздки.
Весьма сложны каркасы по DE 19600933 и WO 99/20516, и кузов по US 5934745 выполненный из двух частей с продольной плоскостью разъема, как в производстве, так и при сборке, при этом в переднюю часть пространственной рамы кузова транспортного средства по RU 2134209 достаточно сложен доступ.
Известны различные подходы к выполнению поперечного сечения элементов каркаса см. CN 10114360 и 101332837, а также крепление панелей в модульной конструкции по DE 3035333, сечения несущих элементов DE 3119666, 10239992 и сечение порога в автомобиле по US 4826238. Выполнение сечения каркаса по ЕР 226012, а также элементов кузова по ЕР 328456 и WO 2008149317 усложняет изготовление.
Упругий распорный элемент в клеевом соединении панелей кузова транспортных средств по SU 220063 и 484113 повышает жесткость, этому же служат элементы пространственного каркаса кузова по US 4986597 и 7503623 имеющие закрытый профиль, также как каркас по US 5213386 и модульный каркас по US 5213386, 5338080 и 5332281.
Весьма сложен при выполнении профиль каркаса по US 6139094 и 6869135. Большую жесткость имеет профиль каркаса, армированный волокном по US 6296301, а выполнение опорного элемента кузова по US 6332642 воспринимающего усилия от упругого элемента передней подвески с каркасом передка по US 7461890 и выполнение элементов каркаса с креплением к нему панелей по US 6485089 увеличивает жесткость конструкции.
Несколько проще сечение элементов каркаса по US 5209541 и элемента дверного проема по US 6623067, крепление крыла по US 5228742 и панелей по US 5271687, 5765906 и 6010182, а также соединение элементов каркаса закрытого профиля по US 6389697.
Просты в изготовлении каркасы легковых автомобилей (см. US 5458393 и 5720511) и закрытый профиль каркаса по US 6824204, составленный из открытых, также как универсальный закрытый профиль для автомобильных кузовов по US 7488022, и профиль каркаса кузова по WO 2005021361. Сложную структуру имеет каркас по US 7169343, его профиль с армирующими волокнами придает жесткость, однако неоправданно усложняет изготовление. Увеличение жесткости обеспечено в стекловолоконном кузове по US 7341298 дополнительными усиливающими элементами, при этом происходит закрытие профиля. А каркасы по US 6092865, 6302478 и 6533348 обладают большим весом.
Широко известно крепление крыши к каркасу кузова по US 4957326 и конструкция двухслойной пластиковой крыши по US 6168231. А установка крыши и боковых панелей грузового отсека по US 6299244 облегчает сборку;
Трубчатый каркас несущей системы открытого кузова автомобиля по WO 9812095 служит только для крепления агрегатов, в то время как защитные дуги трубчатого каркаса над пассажирскими сиденьями несущей системы транспортного средства по US 2009071737 обеспечивают дополнительную безопасность пассажиров.
Отверстия в раме кузова пассажирского транспортного средства по US 4950026 снижают вес конструкции, однако отсутствие верхних элементов крыши уменьшает жесткость.
Выполнение основания в задней части автомобиля по ЕР 622289 ступенчатым, а также центрального тоннеля (см. US 3021172, 4457555 и 7500714) и несущих элементов днища по US 5002333 с центральным тоннелем и ступенькой в районе арок задних колес, увеличивает жесткость. Тому же способствует жесткое основание кузова с интегрированной рамой по US 6203099 и основания кузовов по US 6460918 и 7500714. Дополнительную жесткость придает накладной усилительный элемент пола кузова в автомобиле по US 20050189791.
Кузов внедорожного транспортного средства Петрович-204 (см. журнал Комерсантъ автопилот Апрель 2009 №04) имеет каркас кабины выполненный из гнутых закрытых стальных профилей, а ее панели сделаны в виде сэндвича из листового алюминия и пенопласта, закрытых мягкими облицовками. Он оснащен тремя полноразмерными креслами и двумя откидными стульчиками, а его спальное место имеет длину около двух метров. Для перемещения снаружи вездехода, не спускаясь на грунт (то есть в снег или болото), предусмотрен специальный уступ, дополненный поручнями по краю крыши. Жесткость крыши позволяет использовать ее как наблюдательную площадку (или "капитанский мостик"). Модели 4×4 и 6×6 собирают постовым методом с применением модульной технологии, осуществляемой высококвалифицированными кадрами с военных производств. Как указано в журнале эти модели делают на специализированном оборудовании, что неизбежно приводит к излишним затратам.
Модульная конструкция каркаса кузова по RU 8670, содержащая переднюю и заднюю рамы с местами крепления двигателя и подвески и центральное основание, включающее каркасные элементы пола и пол, при этом все элементы жестко соединены между собой посредством известных способов соединения, а модульный каркас снабжен двумя боковинами, включающими нижнюю часть стойки ветрового окна с усилителями и дугой безопасности, и к центральному основанию прикреплен щиток передка. Такое выполнение кузова значительно упрощает сборку, однако отсутствие силовых элементов крыши уменьшает его жесткость.
Каркас автомобиля по RU 74884, содержащий закрытого профиля продольные, поперечные и вертикальные элементы, снабжен несущей рамой, а продольные и вертикальные элементы объединены в модули боковин, жестко закрепленных на несущей раме и соединенных между собой поперечными элементами. Он достаточно развит пространственно, что должно способствовать повышению жесткости, но при этом боковины каркаса имеют участки, в которых пространство между продольными и вертикальными элементами заполнено вспененным пенополиуретаном со стекловолоконным наполнителем, а снабжение задней части каркаса вертикальной рамой безопасности, не увеличивает жесткость кузова в целом.
Кузов вездеходного транспортного средства по RU 77244, содержит кабину с боковыми дверями, передним и боковыми остеклением, отсеком капота, за которым расположен салон вагонного типа с боковинами, вдоль которых сформированы ниши для размещения пневматических колес, и с задней дверью для входа в салон. При этом кузов выполнен из нижней части в виде вытянутого вдоль герметичного с боковых и нижней сторон короба с наклонной передней стенкой по типу лодки, выполненной из продольных и поперечных профилей, на которые с наружной стороны приклепаны алюминиевые плоские листы, и полость которого предназначена для размещения агрегатов ведущих мостов, полуоси привода колес которых через уплотнения выведены наружу через отверстия в боковых стенках короба, на котором размещены кабина и салон вагонного типа, который выполнен из профилей, к которым с наружной их стороны приклепаны алюминиевые плоские листы, при этом кабина отделена от салона перегородкой, а задняя дверь выполнена в виде откидываемой вверх крышки. Отвечая назначению транспортного средства, данный кузов сложен в изготовлении и обладает повышенной материалоемкостью.
Несущая конструкция легкового автомобиля по RU 2093403, содержащая раму, имеющую продольные лонжероны, соединенные поперечинами, и имеющий мотоотсек и салон для пассажиров кузов, содержащий скрепленные между собой неметаллические элементы, образующие обшивку. Кузов, в данном автомобиле имеет элементы жесткости, образующие каркас, представляющие собой две пары расположенных по ширине проема двери стоек, при этом стойки каждой пары соединены между собой порогообразующим элементом, связанным с рамой разъемным соединением и клеевым соединением с обшивкой, а стойки, относящиеся к разным парам, соединены между собой поперечиной, продольные лонжероны рамы снабжены вертикальными стойками, соединенными разъемными соединениями, а по ширине проема задней двери расположена пара стоек, соединенных между собой поперечиной, при этом стойки соединены с обшивкой клеевым соединением, а поперечина соединена с лонжеронами рамы разъемным соединением. Все это способствует повышению жесткости. Однако выполнение в виде единого элемента внешних частей обшивки - крыши, боковин, передней и задней панелей предъявляет высокие требования к точности изготовления, что усложняет сборку и увеличивает стоимость конструкции кузова.
Хотя приведены многочисленные технические решения, относящиеся как к несущей конструкции самого кузова, так и к отдельным его узлам и агрегатам, а прежде всего к элементам пространственного каркаса, нет простой и надежной конструкции кузова самоходного грузопассажирского транспортного средства, установленного на раме, выполненного в небольшом габарите с малой массой и при небольших затратах на его производство.
Известен кузов транспортного средства по RU 2308394, внутреннее помещение для пассажиров и багажа, содержащий несущее основание, передний отсек силового агрегата и присоединительные формообразующие панели, установленные на пространственном каркасе. При этом его узлы выполнены из пористого легкого металлического сплава, например алюминиевого, с интегральной структурой по сечению профиля - монолитная лицевая сторона и пористая, с открытой или закрытой структурой изнутри. В узлах поперечного щита с элементом переднего пола, центрального пола и заднего пола несущего основания соответственно выполнены поперечные усилительные элементы, соединенные с продольными пороговыми выступами, при этом структура данных элементов пористая или пустотелая изнутри, а наружная имеет монолитный слой. Выполнение зацело узлов поперечного щита с элементом переднего пола и центрального пола несущего основания из герметичных отсеков повышает жесткость, однако возможности кузова этого автомобиля ограничены, при этом каркас достаточно сложен, что во многих случаях не способствует его надежности, снижению массы, габарита и вызывает увеличение затрат на его производство.
Задача - создать простую и надежную конструкцию кузова транспортного средства, выполненного в небольшом габарите с малой массой для условий серийного производства.
Создание простой и надежной конструкции кузова транспортного средства, выполненного в небольшом габарите с малой массой для условий серийного производства, обеспечено рациональным расположением его элементов и их соединением.
Для этого в кузове транспортного средства, содержащем внутреннее помещение для пассажиров и багажа с основанием, отсеком силового агрегата и установленными на каркасе присоединительными формообразующими панелями внутреннее помещение выполнено каркасно-панельным и соединенным с капотом и арками колес.
Выполнение кузова каркасно-панельным и соединение его с капотом и арками колес, содержащем внутреннее помещение для пассажиров и багажа с основанием, отсеком силового агрегата и установленными на каркасе присоединительными формообразующими панелями, позволило создать простую и надежную конструкцию кузова транспортного средства, выполненного в небольшом габарите с малой массой для условий серийного производства, поскольку продольные элементы каркаса многократно соединены с поперечными его элементами, что существенно увеличивает жесткость кузова и при этом позволяет эффективно использовать внутреннее помещение для расширения функциональных возможностей транспортного средства.
Этому же способствует то, что основные элементы каркаса имеют при выполнении закрытый профиль, к которому отбортовкой крепят панели, составленные из оболочки с усилителями.
Уменьшению массы способствует то, что элементы каркаса имеют отверстия, а дополнительную жесткость придают несущие элементы основания и панелей, размещенные в продольных и поперечных плоскостях.
Тому же способствует выполнение основания ступенчатым, к которому прикреплены арки задних колес, соединенные стойками с верхним элементом каркаса.
Размещение задней двери, имеющей горизонтальную плоскость разъема, между стойками, расширяет функциональные возможности кузова транспортного средства.
Изображено на:
Фиг.1 - кузов;
Фиг.2 - каркас;
Фиг.3 - кузов вид сзади;
Фиг.4 - сечение каркаса кузова;
Фиг.5 - кузов, продольный разрез;
Кузов 1 (фиг.1) транспортного средства, содержит внутреннее помещение 2 для пассажиров и багажа с основанием 3 (фиг.2), отсеком силового агрегата 4 и установленными на каркасе 5 присоединительными формообразующими панелями 6 (фиг.3). Внутреннее помещение выполнено каркасно-панельным и соединенным с капотом 7 и арками 8 колес. Основные элементы 9 каркаса имеют при выполнении закрытый профиль 10 (фиг.4), к которому отбортовкой 11 крепят панели 12, составленные из оболочки 13 и усилителей 14. Для снижения веса и увеличения жесткости в каркасе имеются овальные отверстия 15, а несущие 16 (фиг.5) элементы основания и панелей размещены в продольных и поперечных плоскостях. Основание выполнено ступенчатым 17, к нему прикреплены арки 18 задних колес, соединенные стойками 19 с верхним элементом 20 каркаса. Расширяет функциональные возможности кузова размещение между стойками 21 задней двери 22, имеющей горизонтальную 23 плоскость разъема.
Кузов функционирует следующим образом.
Кузов 1 транспортного средства предназначен для размещения пассажиров и багажа, во внутреннем помещении 2 с основанием 3. Внутреннее помещение выполнено каркасно-панельным и соединенным с капотом 7 и арками 8 колес. Основные нагрузки воспринимает каркас. Элементы 9 каркаса имеют при выполнении закрытый профиль 10, к которому отбортовкой 11 крепят панели 12, составленные из оболочки 13 и усилителей 14. При этом рациональность выполнения внутреннего помещения 2 каркасно-панельным определяет простоту и надежность его конструкции из-за того, что несущие элементы каркаса имеют закрытый профиль 10. Функциональные возможности кузова расширяет размещение между стойками 21 задней двери 22, имеющей горизонтальную 23 плоскость разъема.