КОНСТРУКЦИЯ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)
VEHICLE BODY STRUCTURE (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области транспорта, и более конкретно – к конструкции кузова транспортного средства.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Конструкция кузова транспортного средства обычно включает в себя пару боковых частей нижнего обвязочного бруса кузова, расположенных на правой стороне и левой стороне транспортного средства, поперечные элементы для сидений, продолжающиеся между боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова, и днище кузова, продолжающееся под поперечными элементами для сидений между боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова. Поперечные элементы для сидений приварены к боковым частям нижнего обвязочного бруса кузова и приварены к днищу кузова. Днище кузова приварено к боковым частям нижнего обвязочного бруса кузова. Имеется сварочный промежуток без сварочных швов между боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова и днищем кузова вдоль поперечных элементов для сидений. Другими словами, поперечные элементы для сидений ограничивают доступ к области контакта между боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова и днищем кузова вдоль поперечных элементов для сидений, так что сварочные швы не создаются между боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова и днищем кузова вдоль поперечных элементов для сидений. Этот сварочный промежуток без сварных швов вдоль поперечных элементов для сидений может иметь значение между 165-185 мм.
Во время проведения испытаний на удар при столкновении транспортного средства, например, испытаний с жестким барьером и небольшим перекрытием, испытаний на боковой удар и т. д., сварочные швы между днищем кузова и боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова находятся под действием сил. Сварочные швы между днищем кузова и боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова, прилегающие к поперечным элементам для сидений, могут находиться под действием наивысших сил, и по существу более высокая возможность для разделения между днищем кузова и боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова может возникать в этой зоне во время проведения испытаний на удар при столкновении. Когда боковые части нижнего обвязочного бруса кузова сформированы из малоуглеродистой стали, малоуглеродистая сталь может штамповаться и подрезаться таким образом, чтобы усиливать взаимодействие и сварочные швы между боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова и днищем кузова в зоне поперечных элементов для сидений, чтобы уменьшать вероятность разделения между днищем кузова и боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова во время проведения испытаний на удар при столкновении.
Высокопрочные стали все чаще используются при формировании боковых частей нижнего обвязочного бруса кузова и поперечных элементов для сидений. Характеристики материала высокопрочной стали предоставляют боковым частям нижнего обвязочного бруса кузова и днищу кузова, сформированным из высокопрочной стали, возможность быть более тонкими, то есть, более низкого калибра, чем такие же боковые части нижнего обвязочного бруса кузова и днища кузова, выполненные из малоуглеродистой стали. По существу, использование высокопрочной стали предоставляет возможность, чтобы боковые части нижнего обвязочного бруса кузова и днища кузова делались более тонкими и, таким образом, более легкими, чтобы помогать улучшению экономии топлива транспортного средства. Однако высокопрочная сталь является в меньшей степени поддающейся обработке, чем малоуглеродистая сталь. По существу, остается благоприятная возможность спроектировать конструкцию кузова, имеющую боковые части нижнего обвязочного бруса кузова и поперечные элементы для сидений, сформированные из высокопрочной стали, и которая уменьшает вероятность разделения между днищем кузова и боковыми частями нижнего обвязочного бруса кузова во время проведения испытаний на удар при столкновении.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Указанная задача решается в предложенной конструкции кузова транспортного средства, которая в одном аспекте изобретения содержит:
боковую часть нижнего обвязочного бруса кузова, сформированную из высокопрочной стали;
поперечный элемент для сидений, сформированный из высокопрочной стали;
днище кузова, приваренное к по меньшей мере одному из боковой части нижнего обвязочного бруса кузова и поперечного элемента для сидений; и
фланец, включающий в себя основание, продолжающееся от поперечного элемента для сидений, и лапку, продолжающуюся от основания, лапка располагается на определенном расстоянии от поперечного элемента для сидений и приварена к днищу кузова и боковой части нижнего обвязочного бруса кузова.
Предпочтительно, днище кузова расположено между лапкой и боковой частью нижнего обвязочного бруса кузова, а основание фланца приварено к боковой части нижнего обвязочного бруса кузова.
Фланец может быть сформирован как целая часть с поперечным элементом для сидений.
Лапка предпочтительно продолжается от основания до конца, расположенного на определенном расстоянии от основания.
Лапка может быть приварена к днищу кузова между основанием и концом лапки, и конец лапки предпочтительно находится в 15-18 мм от основания.
Днище кузова может быть сформировано из малоуглеродистой стали или из холоднокатаной стали и, предпочтительно, имеет толщину 0,6-0,7 мм.
Предпочтительно, боковая часть нижнего обвязочного бруса кузова сформирована из двухфазной стали и имеет толщину 1,25-1,75 мм, а поперечный элемент для сидений сформирован из двухфазной стали или из высокопрочной низколегированной стали.
Поперечный элемент для сидений предпочтительно имеет толщину 1,0-1,3 мм.
Боковая часть нижнего обвязочного бруса кузова и поперечный элемент для сидений могут быть сформированы из двухфазной стали.
Предпочтительно, днище кузова имеет толщину 0,6-0,7 мм, боковая часть нижнего обвязочного бруса кузова имеет толщину 1,25-1,75 мм, а поперечный элемент для сидений имеет толщину 1,0-1,3 мм.
Днище кузова может быть сформировано из малоуглеродистой стали, и боковая часть нижнего обвязочного бруса кузова и поперечный элемент для сидений могут быть сформированы из двухфазной стали.
Фланец может быть сформирован из того же типа материала, что и поперечный элемент для сидений.
В другом аспекте изобретение относится к конструкции кузова транспортного средства, содержащей:
боковую часть нижнего обвязочного бруса кузова, сформированную из высокопрочной стали и имеющую толщину 1,25-1,75 мм;
поперечный элемент для сидений, сформированный из высокопрочной стали и имеющий толщину 1,0-1,3 мм;
днище кузова, сформированное из малоуглеродистой стали и имеющее толщину 0,6-0,7 мм, и являющееся приваренным к по меньшей мере одному из боковой части нижнего обвязочного бруса кузова и поперечного элемента для сидений; и
фланец, сформированный как целая часть с поперечным элементом для сидений, при этом фланец включает в себя основание, продолжающееся от поперечного элемента для сидений, и лапку, продолжающуюся от основания, причем лапка располагается на определенном расстоянии от поперечного элемента для сидений и приварена к днищу кузова и боковой части нижнего обвязочного бруса кузова.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - вид в перспективе конструкции кузова транспортного средства, включающей в себя поперечный элемент для сидений и чашку сиденья, приваренные к боковым частям нижнего обвязочного бруса кузова;
фиг. 2 - вид в перспективе части конструкции кузова, включающей в себя поперечный элемент для сидений и чашку сиденья, приваренные к одной из боковых частей нижнего обвязочного бруса кузова;
фиг. 3 - вид в перспективе части конструкции кузова до сварки;
фиг. 4 - еще один вид в перспективе части конструкции кузова до сварки;
фиг. 5 - вид в перспективе второго варианта конструкции кузова; и
фиг. 6 - вид в перспективе третьего варианта конструкции кузова.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Со ссылкой на фигуры, на которых идентичные позиции обозначают одинаковые части на всем протяжении нескольких видов, первый вариант конструкции 10 кузова транспортного средства показан на фиг. 1-4. Конструкция 10 кузова включает в себя боковую часть 12 нижнего обвязочного бруса кузова, сформированную из высокопрочной стали, поперечный элемент 14 для сидений, сформированный из высокопрочной стали, и чашку 16 сиденья, приваренную к по меньшей мере одному из боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова и поперечного элемента 14 для сидений. Фланец 18 включает в себя основание 20, продолжающееся из поперечного элемента 14 для сидений, и лапку 22, продолжающуюся из основания 20. Лапка 22 расположена на определенном расстоянии от поперечного элемента 14 для сиденья и приварена к днищу 16 кузова и боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова.
Поскольку лапка 22 приварена к днищу 16 кузова и боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова, эта конфигурация преимущественно усиливает соединение между днищем 16 кузова и боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова. В частности, увеличенное количество сварочных швов 24 и расположение сварочного шва 24, который расположен на фланце 18, уменьшает промежуток без сварки вдоль поперечных элементов 14 для сидений, чтобы повышать прочность соединения между днищем 16 кузова и боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова. Это уменьшает вероятность разделения днища 16 кузова и боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова во время испытаний на удар при столкновении транспортного средства, например, испытаний на удар при столкновении со смещением на высокой скорости, таких как испытания с жестким барьером и небольшим перекрытием (SORB), испытания на боковой удар и т. д.
Со ссылкой на фиг. 1, конструкция 10 кузова может включать в себя пару боковых частей 12 нижнего обвязочного бруса кузова, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Боковые части 12 нижнего обвязочного бруса кузова могут продолжаться в продольном направлении между передней частью транспортного средства и задней частью транспортного средства. Одна из боковых частей 12 нижнего обвязочного бруса кузова может быть расположена вдоль левой стороны транспортного средства, а другая из боковых частей 12 нижнего обвязочного бруса кузова может быть расположена вдоль правой стороны транспортного средства. Днище 16 кузова может продолжаться от одной боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова до другой боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова и может быть приварено к обеим боковым частям 12 нижнего обвязочного бруса кузова. Боковые части 12 нижнего обвязочного бруса кузова могут иметь трубчатое поперечное сечение, как показано на фиг. 2-4.
Продолжая ссылаться на фиг. 1, конструкция 10 кузова может включать в себя два поперечных элемента 14 для сидений. Однако должно быть принято во внимание, что конструкция 10 кузова может включать в себя любое пригодное количество поперечных элементов 14 для сидений. Только один конец поперечных элементов 14 для сидений показан на фигурах, однако, должно быть принято во внимание, что каждый поперечный элемент 14 для сидений может продолжаться от одной боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова до другой боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова. В такой конфигурации, концы поперечного элемента 14 для сидений могут быть зеркальными изображениями друг друга, чтобы привариваться к обоим из двух поперечных элементов 14 для сидений.
Каждый конец поперечного сиденья 14 для сидений может включать в себя пару фланцев 18, как показано на фиг. 1, расположенных на определенном расстоянии друг от друга вдоль боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова на противоположных сторонах поперечного элемента 14 сидений. Эти фланцы 18 могут быть зеркальными изображениями друг друга.
Со ссылкой на фиг. 2-4, днище 16 кузова расположено между лапкой 22 и боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова. По существу, днище 16 кузова приварено между лапкой 22 и боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова, как показано на фиг. 2. Эта конфигурация преимущественно зажимает днище 16 кузова между боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова и лапкой 22, чтобы усиливать соединение между днищем 16 кузова и боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова.
Основание 20 фланца 18 может упираться в боковую часть 12 нижнего обвязочного бруса кузова. Как показано на фиг. 1, основание 20 фланца 18 может быть приварено к боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова.
Фланец 18 может быть сформирован из того же самого типа материала, что и поперечный элемент 14 для сидений. Фланец 18 может быть сформирован как целая часть с поперечным элементом 14 для сидений. Другими словами, фланец 18 может быть сформирован одновременно с поперечным элементом 14 для сидений в качестве единого сплошного элемента. Более точно, поперечный элемент 14 для сидений и фланец 18 могут быть сформированы из единого куска материала, который отштампован и подрезан по штампу в сборе. В качестве альтернативы, фланец 18 может быть сформирован отдельно от поперечного элемента 14 и, впоследствии, прикреплен к поперечному элементу 14.
Со ссылкой на фиг. 2-4, лапка 22 продолжается от основания 20 до конца 26, расположенного на определенном расстоянии от основания 20. Зазор 38 определен между лапкой 22 и поперечным элементом 14 сиденья. Зазор 38 может продолжаться вдоль фланца 18 от основания 20 до конца 26. Конец 26 лапки 22 является заделанным одним концом относительно основания 20. Лапка 22 приварена к днищу 16 кузова между основанием 20 и концом 26 лапки 22. Лапка 22, например, может продолжаться на 15-18 мм от основания 20.
Днище 16 кузова может определять подножие 28 и упорный выступ 30, продолжающийся от подножия 28. Упорный выступ 30 может быть приварен к боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова на сварных швах 24, как показано на фиг. 2. Упорный выступ 30 может продолжаться вверх под прямым углом относительно подножия 28, как показано на фиг. 14. Должно быть принято во внимание, что днище 16 кузова может включать в себя один или более упорных выступов 30, приваренных к любому количеству боковых частей 12 нижнего обвязочного бруса кузова.
Боковые части 12 нижнего обвязочного бруса кузова и/или поперечный элемент 14 сиденья могут быть сформированы из типа металла, который является более прочным, чем тип металла днища 16 кузова. Например, тип металла боковых частей 12 нижнего обвязочного бруса кузова и/или поперечного элемента 14 для сидений может иметь более высокий предел текучести и/или более высокую ударную вязкость, чем тип металла днища 16 кузова. Как дополнительно изложено ниже, поскольку упорный выступ 30 днища 16 кузова зажат и приварен между одной из боковых частей 12 нижнего обвязочного бруса кузова и фланцем 18, более прочный тип материала днища 16 кузова и/или фланца 18 усиливает днище 16 кузова.
Днище 16 кузова может быть сформировано из малоуглеродистой стали, например, низкоуглеродистой формуемой стали, покрытой или непокрытой, горячекатанной или холоднокатанной стали с пределом текучести, меньшим, чем 240 МПа (35 килофунтов на квадратный дюйм) (уровни качества низкоуглеродистых листовых сталей могут быть классифицированы посредством документа SAE J2329). В качестве одного из примеров, днище 16 кузова может быть сформировано из стали CR 210. В качестве альтернативы, днище 16 кузова может быть сформировано из любого пригодного типа стали. Днище 16 кузова может иметь толщину 0,6-0,7 мм, например, толщину 0,67 мм. Толщина днища 16 кузова под сиденьями может быть постоянна.
Как изложено выше, боковые части 12 нижнего обвязочного бруса кузова могут быть сформированы из высокопрочной стали, например, стали, которая является горячекатанным или холоднокатанным листом, непокрытым или покрытым, с пределом текучести, равным или большим, чем 240 МПа (35 килофунтов на квадратный дюйм) (уровни качества (SAE J2340) и прочности могут достигаться благодаря химическому составу и специальной обработке). Например, боковые части 12 нижнего обвязочного бруса кузова могут быть сформированы из двухфазной стали. В качестве одного из примеров, боковые части 12 нижнего обвязочного бруса кузова могут быть сформированы из стали DP 600. В качестве альтернативы, боковые части 12 нижнего обвязочного бруса кузова могут быть сформированы из любого пригодного типа стали. Боковые части 12 нижнего обвязочного бруса кузова, например, могут иметь толщину 1,25-1,75 мм, например, толщину 1,5 мм. Толщина боковых частей 12 нижнего обвязочного бруса кузова может быть постоянна.
Поперечный элемент 14 для сидений и фланцы 18 могут быть сформированы из высокопрочной стали. Например, поперечные элементы 14 для сидений и фланцы 18 могут быть сформированы из двухфазной стали. В качестве одного из примеров, поперечные элементы 14 для сидений и фланцы 18 могут быть сформированы из стали DP 780. В качестве еще одного примера, поперечные элементы 14 для сидений и фланцы 18 могут быть сформированы из высокопрочной низколегированной стали, такой как сталь HSLA 300. В качестве альтернативы, поперечные элементы 14 для сидений и фланцы 18 могут быть сформированы из любого пригодного типа стали.
Поперечный элемент 14 для сидений и фланцы 18 могут иметь общую толщину. Толщина поперечного элемента 14 для сидений и фланца 18 может быть постоянной. Поперечный элемент 14 для сидений и фланцы 18, например, могут иметь толщину между 1,0-1,3 мм. Например, поперечные элементы 14 для сидений и фланцы 18 могут быть сформированы из стали DP 780, которая имеет толщину 1,1 мм. В качестве еще одного примера, поперечные элементы 14 для сидений и фланцы 18 могут быть сформированы из стали HSLA 300, которая имеет толщину 1,2 мм.
Поперечные элементы 14 для сидений могут включать в себя еще один фланец 32, приваренный к боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова. Фланец 32 может быть удлинен вдоль продольного направления боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова, и линии сварочных швов 24 по фланцу 32 могут продолжаться вдоль продольного направления боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова. Поперечные элементы 14 для сидений могут включать в себя продольные фланцы 34, продолжающиеся вдоль днища 16 кузова и приваренные к днищу 16 кузова. Фланцы 32, 34 могут быть сформированы как целая часть с оставшейся частью поперечного элемента 14 для сидений.
Со ссылкой на фиг. 1, сварные швы 24 между днищем 16 кузова, поперечными элементами 14 для сидений, боковыми частями 12 нижнего обвязочного бруса кузова и фланцем 18 могут быть швами точечной сварки. Швы точечной сварки могут быть сварными швами 3T.
В действии, сварной шов 24 на лапке 22 фланца 18 зажимает упорный фланец 30 днища 16 кузова между лапкой 22 и боковой частью 12 нижнего обвязочного фланца кузова. Лапка 22 и боковая часть 12 нижнего обвязочного бруса кузова, будучи сформированными из типа металла, более прочного, чем тип металла днища 30 кузова, усиливают упорный выступ 30 днища 16 кузова, чтобы содействовать ограничению и/или предотвращению разделения между боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова и днищем 16 кузова во время столкновения транспортного средства, например, испытания SORB, испытания на боковой удар и т. д. Во время такого столкновения транспортного средства, срезающее усиление на сварочном шве 24 на лапке 22 является больше, чем в два раза, более высоким, чем срезающее усилие на смежных сварочных швах 24. Этот сварочный шов 24 на лапке 22 противостоит этому срезающему усилию, чтобы содействовать ограничению и/или предотвращению разделения между боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова и днищем 16 кузова во время столкновения транспортного средства.
Второй вариант конструкции 210 кузова показан на фиг. 5. Второй вариант конструкции 10 кузова включает в себя усиление 236 фланца, приваренное к упорному выступу 30 днища 16 кузова и боковой части 12 нижнего обвязочного бруса кузова. Упорный выступ 30 днища 16 кузова может быть расположен между усилением 236 фланца и боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова. Усиление 236 фланца эффективно увеличивает ширину упорного выступа 30, чтобы содействовать ограничению и/или предотвращению разделения между боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова и днищем 16 кузова во время столкновения транспортного средства. Усиление 236 фланца, например, может быть сформировано из высокопрочной низколегированной стали. В качестве одного из примеров, усиление 236 фланца может быть сформировано из HSLA 340 и может быть толщиной 1,0 мм.
Третий вариант конструкции 310 кузова показан на фиг. 6. В третьем варианте, толщина днища 316 кузова имеет толщину 1,0-1,5 мм, например, толщину 1,25 мм. В таком варианте, днище 316 кузова может быть сформировано из малоуглеродистой стали, а увеличенная толщина днища 316 кузова содействует ограничению и/или предотвращению разделения между боковой частью 12 нижнего обвязочного бруса кузова и днищем 16 кузова во время столкновения транспортного средства.
Данное раскрытие было описано иллюстративным образом, и следует понимать, что терминология, которая была использована, подразумевается свойственной по характеру слов скорее описанию, нежели ограничению. Многие модификации и варианты настоящего раскрытия возможны в свете вышеприведенных идей, и раскрытие может быть осуществлено на практике иначе, чем как конкретно описано.