ПОДВЕСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ АГРЕГАТОВ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована, например, при креплении структурных элементов системы выпуска отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) транспортного средства (ТС), например, автомобиля, в частности выхлопных труб или глушителей, а также в других отраслях промышленности при креплении агрегатов с последующей регулировкой и фиксацией.
Из описания к авторскому свидетельству СССР №889493, МКИ B60K 13/04, опубликованного 15.12.81, БИ №46, известна конструкция подвески трубы системы выпуска ОГ газов ДВС транспортного средства, которая ранее применялась на автомобилях ВА3-2101 "Жигули" производства Волжского автозавода (г.Тольятти). Устройство содержит опору, расположенную в днище кузова ТС, кронштейн, поддерживающий трубу и упругий элемент, установленный в обойме, связанной с опорой. Опора выполнена с двумя отверстиями, имеющими направленную к днищу отбортовку, а обойма в зонах соединения ее с опорой выполнена с отогнутыми наружу проушинами для взаимодействия с указанными отбортовками.
Известна виброизолирующая подвеска трубы системы выпуска ОГ, патент ФРГ №3643698, МПК B60K 13/04, опубликован 07.07.88, в которой между опорным элементом трубы и несущим элементом предусмотрен упругий виброизолирующий элемент. Для облегчения автоматизированного монтажа подвески упругий элемент имеет отверстия для крепежных элементов. Последние, при прямолинейном перемещении элемента в направлении их продольных осей, взаимодействуют с другими элементами крепежной системы, вмонтированными в упругий элемент.
Известна подвеска трубы системы выпуска ОГ, патент Франции №2674800, МПК B60K 13/04, опубликован 09.10.92, которая состоит из упругого элемента, имеющего корпус значительной жесткости и боковые части, относительно гибкие и
соединяемые с кузовом ТС осью 1. Труба системы выпуска ОГ соединена с корпусом через ось 2. Ось 3, скрепленная с осью 1, может перемещаться в отверстии упругого элемента при работе подвески в диапазоне незначительной жесткости, что позволяет гасить колебания малой амплитуды. В случае значительных вертикальных усилий ось 3 упирается в тот или иной край отверстия, что позволяет вывести подвеску в рабочий диапазон высокой жесткости на растяжение или сжатие переводом в упор.
Известна двухточечная подвеска для устройства выпуска ОГ ТС, заявка ФРГ №3737987, МКИ В60Л 13/04, опубликована 18.05.89, которая содержит выполненный из эластомерного материала корпус петель и смонтированную в нем вставку, упруго деформируемую в плоскости корпуса, которая имеет исходную, в основном, ромбовидную форму. Вставка выполнена из растяжимого пружинно-упругого материала. В корпусе петель установлены две втулки, на которые опирается непосредственно расположенная в корпусе вставка.
Известно подвесное устройство для системы выпуска ОГ ТС, в частности, автомобиля, заявка Германии №4125680, МКИ В60К 13/04, опубликована 04.02.93, которая содержит кольцеобразную эластичную деталь опоры с отверстием для установки на неподвижном кронштейне и отверстие для вставки держателя. Для обеспечения защиты подвески с мягкой характеристикой от перегрузок деталь опоры по периметру охватывается корпусной деталью в виде несущей рамы. Свободное пространство между опорной деталью и корпусом соответствует максимальному ходу эластичной детали опоры.
На автомобилях ОАО "АВТОВАЗ" крепление дополнительного глушителя шума выпуска ОГ осуществляется путем подвески его на кронштейны, либо штампованные из листа, например, автомобиль ВА3-2115 с 8-и клапанным ДВС, как это показано на фиг.8, либо гнутые из прутка, например, автомобиль ВА3-1118, с 16-и клапанным ДВС, см. фиг.9. Оба варианта кронштейнов имеют опорную поверхность в виде пластины.
Как показала практика эксплуатации автомобилей с упомянутыми выше кронштейнами крепления, существенной проблемой было соединение их со структурой кузова (днища) автомобиля. Структура из листового металла была слишком мягкой и точки соединения находились в самых чувствительных местах. Существенно ухудшились акустические качества на второй передаче. При установке кронштейнов на кузов образуется незначительное пятно контакта основания кронштейна и кузова. Эта малая площадь контакта принимает на себя
значительную вибрационную нагрузку, генерируемую колебаниями дополнительного глушителя, что приводит к повышенному уровню внутреннего шума и напряжениям в местах контакта. В этой ситуации стала очевидной необходимость устранения названных нежелательных явлений.
В качестве прототипа принята конструкция подвесного устройства крепления элементов системы выпуска ОГ, опубликованная в заявке DE 4207583, МПК F16L 55/04, 16.09.1993, заявитель Woco Franz-Josef Wolf & Co, которая применяется при подгонке элементов подвески для потенциального анализа и не является серийным решением. В прототипе кронштейн имеет равновеликое П-образное сечение. Такая форма кронштейна приводит к недостаточным зазорам от самого кронштейна до дополнительного глушителя. Кроме того, следует отметить и ограниченные функциональные возможности прототипа.
Технический результат достигаемый при использовании заявляемой полезной модели заключается в снижении шума и вибраций, повышении работоспособности устройства, а также расширении его функциональных возможностей.
Решение технической задачи заключается в том, что в известном подвесном устройстве для крепления агрегатов, содержащем упруго сочлененные между собой кронштейн и держатель, для соединения устройства со стыкуемым агрегатом, кронштейн выполнен в виде цельно отштампованной детали в виде жесткой облегченной рамки, имеющей в поперечном сечении П-образную форму, а в продольном сечении форму развитой по длине арки, внешняя поверхность которой имеет форму привалочной поверхности, на которой закреплено подвесное устройство, вертикальные полки кронштейна имеют минимальную ширину у своих концов и максимальную ширину в его центральной части, на которой сформированы горизонтальные фланцы, расположенные в смещенных между собой параллельных плоскостях, на одном из оснований арки, параллельно ее центральной поверхности, смонтирован стержень крепления упругой опоры, снабженный осевым фиксатором на заходной части, при этом держатель закреплен в упругой опоре и снабжен захватом крепления агрегата, верхние узлы крепления включают места, по крайней мере, под три точки контактной сварки вдоль кронштейна, боковые узлы крепления включают места, по крайней мере, под одну точку контактной сварки и по крайней мере под два шва электродуговой сварки. Привалочной поверхностью крепления является
наружная поверхность структурного элемента днища кузова автомобиля. В горизонтальных фланцах смонтированы резьбовые элементы крепления.
Технический результат при таком конструктивном исполнении подвесного устройства достигается за счет того, что в значительной степени увеличивается площадь контакта, которая принимает на себя вибрации, передающиеся от колебаний дополнительного глушителя. Применение арочной конструкции кронштейна позволило увеличить жесткость конструкции, перераспределить нагрузку и вибрацию на три плоскости, что в значительной степени ослабило уровень внутреннего шума в салоне автомобиля. Кронштейн П-образной формы в поперечном сечении с вертикальными полками разной величины позволил увеличить зазор от тела кронштейна до корпуса дополнительного глушителя. Кроме того, наличие горизонтальных фланцев, оптимально скомпонованных за одно целое с кронштейном и наличие в них средств крепления, позволяют осуществлять на кронштейне крепление экранов, защищающих днище кузова от температурного и акустического излучения, что расширило функциональные возможности подвесного устройства.
Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Другие особенности и преимущества настоящей полезной модели станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительный вариант реализации, на которых;
На фиг.1 и 2 показано подвесное устройство для крепления дополнительного глушителя шума выпуска ОГ ДВС легкового автомобиля - один из возможных вариантов конкретного использования полезной модели;
На фиг.3-5 показан кронштейн подвесного устройства, представленного на фиг.1 и 2;
На фиг.6 показана монтажная схема установки подвесного устройства под днищем кузова автомобиля;
На фиг.7 показаны места крепления кронштейна подвесного устройства на привалочной структуре кузова.
На фиг.8 показана упомянутая выше схема подвесного устройства аналога
- применяемого на автомобилях производства ОАО "АВТОВАЗ", с кронштейном штампованным из листа;
На фиг.9 показана упомянутая выше схема подвесного устройства аналога
- применяемого на автомобилях производства ОАО "АВТОВАЗ", с кронштейном из гнутого прутка диаметром 8 мм.
Подвесное устройство для крепления агрегатов содержит, упруго сочлененные между собой кронштейн 1 и держатель 2, для соединения устройства со стыкуемым агрегатом (в конкретном примере это приемная труба 3 дополнительного глушителя шума 4). Кронштейн 1 выполнен в виде цельно отштампованной детали в виде жесткой облегченной рамки, имеющей в поперечном сечении, фиг.4, П-образную форму, а в продольном сечении, фиг.3, форму развитой по длине арки, внешняя поверхность 5 которой имеет форму привалочной поверхности 6 (в данном случае это днище кузова автомобиля), на которой закреплено подвесное устройство. Вертикальные полки 7, 8 и 9 кронштейна 1 имеют минимальную ширину у своих концов 10 и 11 и максимальную ширину в его центральной части 12, на которой сформированы горизонтальные фланцы 13 и 14, расположенные в смещенных между собой параллельных плоскостях, фиг.4. На одном из оснований арки, параллельно поверхности ее центральной части 12, смонтирован стержень 15 крепления упругой опоры 16, снабженный осевым фиксатором 17 на заходной части. Держатель 2 закреплен в упругой опоре 16 и снабжен захватом 18 крепления агрегата (трубы приемной 3). Верхние узлы крепления включают места 19, 20 и 21, под три точки контактной сварки вдоль кронштейна 1. Боковые узлы крепления включают место 22, под одну точку контактной сварки и места 23 и 24 под два шва электродуговой сварки.
В приведенных примерах конкретного конструктивного исполнения привалочной поверхностью 6 крепления кронштейна 1 является наружная поверхность структурного элемента днища кузова автомобиля.
В горизонтальных фланцах 13 и 14 смонтированы резьбовые элементы 25 крепления.
Крепление подвесного устройства к структуре днища кузова осуществляется тремя точками контактной сварки в местах 19...21, вдоль
кронштейна 1, одной точкой контактной сварки в месте 22 на боковой поверхности и двумя швами электродуговой сварки в местах 23 и 24 на боковых полостях привалочной поверхности 6 пола кузова.
Кроме того, держатель 2, изготовленный из круглого прута, в данной конструкции подвесного устройства может иметь увеличенный диаметр, например, вместо применяемых в приведенных аналогах диаметр 8 мм, он в заявляемой конструкции имеет 12 мм. Это позволило увеличить площадь контакта и равномерно распределить напряжения, возникающие в материале подушки упругой опоры 16, что приводит к увеличению ее ресурса.
Использование заявленного технического решения позволило создать недорогую и компактную, надежную конструкцию эффективного подвесного устройства крепления элементов трассы системы выпуска ОГ ДВС. Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным способом ее осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными изменения различных элементов либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема настоящей полезной модели.