ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО (ВАРИАНТЫ)
VEHICLE (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к корпусу транспортного средства, устанавливаемому на подрамнике.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Грузовые автомобили типа пикап представляют собой автотранспортные средства с передней пассажирской кабиной и задним грузовым пространством с открытым верхом, часто называемым кузовом. Кузов обычно имеет по существу плоскую платформу, от которой вверх продолжаются две боковые стенки и передний связующий щит. Автомобили типа пикап также могут применять откидную дверь, обычно называемую бортом, шарнирно соединенным на заднем крае платформы и закрываемым для обеспечения четвертой стенки грузового пространства. Пассажирские кабины и кузова могут быть отдельными узлами или частью одной конструкции корпуса. Автомобили типа пикап широко популярны, так как кузов предоставляет большую гибкость использования, включая удержание множества типов груза и буксирование различных типов прицепов.
Традиционно, большую часть конструкций корпуса на автомобилях типа пикап изготавливают из стальных сплавов. Спустя года испытаний конструкторы автомобиля типа пикап изучили, как создавать стальные части корпуса грузовика, которые выдерживают множество жестких применений автомобиля типа пикап. Текущая нормативная и экономическая обстановка увеличили важность изготовления более топливосберегающих автомобилей типа пикап, а также более функциональных и долговечных. Один путь уменьшения расхода топлива транспортного средства заключатся в уменьшении веса транспортного средства.
Некоторые области кузова должны быть упругими из-за частых условий высокой нагрузки. Например, установочные места кузова на раме шасси принимают значительные нагрузки при движении, так как масса кузова опирается на эти установочные места. Требования к установочным местам дополнительно увеличивают необходимость иметь большую массу для больших транспортных средств. Частота и амплитуда нагрузки, приходящей через установочные места, могут уменьшать итоговое качество вождения автомобилем из-за неблагоприятно влияющего шума, вибрацию и неплавности движения (NVH).
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В по меньшей мере одном аспекте изобретения транспортное средство содержит:
раму шасси;
пассажирскую кабину, имеющую половую панель, установленную на раме шасси; и
литой под давлением цельный установочный элемент, закрепленный между половой панелью и рамой шасси, причем установочный элемент содержит выполненный за одно целое выступ, образующий канал для приема крепежного средства через установочный элемент для крепления пассажирской кабины к раме.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором литой установочный элемент образует по меньшей мере одну вертикальную стенку, продолжающуюся от горизонтальной основной стенки, при этом половая панель крепится к вертикальной стенке и горизонтальной основной стенке, образуя замкнутую кузовную секцию.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором выполненный за одно целое выступ продолжается в замкнутую кузовную секцию, а крепежное средство продолжается вертикально через канал в замкнутую кузовную секции.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором литой установочный элемент содержит по меньшей мере одну косынку, продолжающуюся между выступом и основной стенкой.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором литой установочный элемент содержит множество взаимно соединенных стенок, имеющих различные толщины.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором толщина каждой из взаимно соединенных стенок составляет приблизительно от 3 мм до 7 мм.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором литой установочный элемент выполнен из алюминия или магния.
В по меньшей мере одном дополнительно аспекте изобретения предложен установочный элемент для крепления половой панели к раме транспортного средства, содержащий:
горизонтальную основную стенку, которая собрана в приемной части на раме, которая образует установочное отверстие;
множество боковых стенок, продолжающихся от основной стенки для соединения с половой панелью;
выступ, который продолжается от основной стенки в замкнутую секцию и включает в себя канал, выровненный с установочным отверстием; и
по меньшей мере одну косынку, продолжающуюся от выступа до основной стенки, в котором основная стенка, боковые стенки, выступ и по меньшей мере одна косынка выполнены за одно целое в виде одного цельного корпуса.
В одном из вариантов предложен установочный элемент, в котором боковые стенки и основная стенка имеют одинаковую толщину в местоположении, смежном выступу, и множество фланцев продолжаются от боковых стенок и имеют уменьшенную толщину по сравнению с указанной одинаковой толщиной.
В одном из вариантов предложен установочный элемент, в котором установочный элемент выполнен за одно целое из алюминиевого сплава или магниевого сплава.
В одном из вариантов предложен установочный элемент, в котором множество боковых стенок содержит две по существу вертикальные стенки на противоположных сторонах выступа, образуя U-образное поперечное сечение.
В одном из вариантов предложен установочный элемент, в котором ширина основной стенки равна приблизительно половине всей ширины установочного элемента.
В по меньшей мере еще одном дополнительном аспекте предложено транспортное средство, содержащее:
половую панель;
раму шасси, поддерживающую половую панель снизу; и
установочный элемент, соединенный с нижней поверхностью половой панели и скрепленный болтовым соединением с рамой шасси, причем установочный элемент содержит выступ, образующий канал для приема болта, при этом высота выступа распределяет приложенные нагрузки от болтового соединения к области половой панели.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором установочный элемент соединен с половой панелью в переднем фланце и заднем фланце относительно выступа для образования закрытой кузовной секции, охватывающей выступ.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором выступ выступает перпендикулярно от горизонтальной основной стенки, и установочный элемент образует множество косынок, продолжающихся от втулок и соединенных с основной стенкой.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором множество косынок содержит четыре косынки, продолжающиеся радиально от выступа с интервалом приблизительно 90 градусов вокруг выступа.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором установочный элемент образует множество ребер жесткости, продолжающихся от горизонтальной основной стенки.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором установочный элемент представляет собой тонкостенный литой корпус, имеющий множество взаимно соединенных стенок, причем эти стенки имеют изменяющиеся толщины, составляющие от приблизительно 3 мм до приблизительно 7 мм.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором половая панель и установочный элемент выполнены из алюминиевого сплава.
Выше описанные аспекты изобретения и другие аспекты будут ясны специалисту в области техники с учетом приложенных чертежей и следующего далее подробного описания проиллюстрированных вариантов осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой боковой вид сзади транспортного средства.
Фиг. 2 представляет собой боковой вид сзади отдельного участка транспортного средства по фиг.1.
Фиг. 3 представляет собой разобранный вид узла половой панели.
Фиг. 4 представляет собой общий вид установочного элемента.
Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе вдоль линии 5-5 на фиг. 1.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проиллюстрированные варианты осуществления описаны со ссылкой на чертежи. Однако следует понимать, что описанные варианты осуществления предназначены всего лишь для примеров, которые могут быть выполнены в различных и альтернативных формах. Фигуры не обязательно выполнены в масштабе и определенные признаки могут быть увеличены или минимизированы, чтобы показывать детали конкретных компонентов. Конкретные описанные конструктивные и функциональные детали не должны интерпретироваться как ограничивающие, а всего лишь как представляющие основу для изучения специалистом в области техники того, как применять описанные замыслы.
Фиг. 1 изображает внешний вид сбоку транспортного средства 10, которое включает в себя пассажирскую кабину 12 на переднем участке, и грузовой кузов 14, расположенный сзади пассажирской кабины 12. И пассажирская кабина 12, и кузов 14 включают в себя узел штампованных металлических панелей. В по меньшей мере одном варианте осуществления существенный участок транспортного средства 10 образован из алюминиевого сплава серии 6000. В других вариантах осуществления в конструкции транспортного средства 10 применяется совокупность различных металлов. Транспортное средство 10 также включает в себя раму 16 шасси, которая обеспечивает установочные места для нескольких главных компонентов транспортного средства, включающих подвеску и колеса, двигатель, трансмиссию, топливный бак, пассажирскую кабину 12 и кузов 14.
На фиг. 2 несколько внешних компонентов транспортного средства 10 удалены для иллюстрации участков нижележащей конструкции. Верхний участок пассажирской кабины 12, а также грузовой кузов 14 удалены из виду. Пассажирская кабина 12 включает в себя узел 18 половой панели, имеющий несколько частей усиления. Узел 18 половой панели обеспечивает установочные места для множественных внутренних компонентов транспортного средства, таких как гнезда, консоль и другие части отделки.
Рама 16 шасси продолжается продольно под узлом 18 половой панели и включает в себя пару латерально разнесенных рельсов 20 рамы, каждый на противоположных сторонах транспортного средства 10. Шасси 16 поддерживает половую панель 18 снизу. Пассажирская кабина 12 может быть прикреплена к раме 16 шасси крепежным элементом, например, таким как болт. Узел 18 половой панели включает в себя элементы крепления, расположенные в различных положениях для установки пассажирской кабины 12 транспортного средства на раме 16 шасси. Например, узел 18 половой панели включает в себя пару латерально разнесенных передних монтажных опор 22 корпуса кабины. Подобным образом, узел 18 половой панели крепится к раме 16 шасси на средних монтажных опорах 24 корпуса кабины. Также, задние монтажные опоры 26 корпуса кабины крепят пассажирскую кабину 12 к раме 16 шасси. Пассажирская кабина 12 может дополнительно быть прикреплена к раме 16 шасси в области отсека двигателя за счет монтажных опор 28 корпуса отсека двигателя. Нагрузки при движении передаются во время движения от колес транспортного средства раме 16 шасси. Стратегия регулирования передачи нагрузок на шасси в конструкции пассажирской кабины 12 могут ограничивать шум, вибрацию и неплавность (NVH) во время движения. Конструктивная жесткость увеличена в установочных местах пассажирской кабины 12 для распределения нагрузки от точки крепления к раме 16 шасси до больших областей половой панели 18.
На фиг. 3 несколько поддерживающих средств усиления и поперечных элементов могут быть расположены под узлом 18 половой панели. В особенности, компоненты локального усиления могут быть расположены в каждом из установочных мест, где пассажирская кабина 12 крепится к раме 16 шасси. Передний установочный элемент 30 прикреплен к дну узла 18 половой панели в каждой из передних монтажных опор 22 корпуса кабины. Средний установочный элемент 32 кабины подобным образом прикреплен к узлу 18 половой панели в каждой из средних монтажных опор 24 корпуса кабины. Задний установочный элемент 34 кабины прикреплен к узлу 18 половой панели в задних монтажных опорах 26 корпуса кабины. Каждый из установочных элементов увеличивает локальную точечную жесткость в каждом крепежном месте, тем самым эффективно распределяя нагрузки, принятые пассажирской кабиной от рамы 16 шасси.
На фиг. 4 изображен пример литого под давлением цельного установочного элемента. Примерная форма, показанная на фиг. 4, может быть характерна для переднего установочного элемента 30. Установочный элемент 30 может быть выполнен из алюминиевого сплава, магниевого сплава или других пригодных для литья под давлением металлов. Литье под давлением установочного элемента 30 может обеспечивать высокую стабильность размеров, при этом обеспечивая сложные формы и изменение размеров толщины стенки. Также, тонкостенный литой корпус из алюминия или магния в частности может давать более высокое отношение прочность-вес по сравнению с установочным элементом, выполненным из узла штампованных стальных компонентов.
Несмотря на то, что опора для передней монтажной опоры 22 кабины изображена для примера, литое средство усиления, раскрытое здесь, может быть применено в нескольких других положениях монтажной опоры. Как обсуждается выше, каждые из средних монтажных опор 24 корпуса кабины, задних монтажных опор 26 корпуса кабины и монтажных опор 28 корпуса отсека двигателя могут пользоваться возможностью распределения нагрузки, используя выполненный за одно целое цельный установочный элемент корпуса.
Установочный элемент 30 включает в себя горизонтальную основную стенку 36, которая образует крепежные средства для крепления к раме 16 шасси. Основная стенка 36 образует установочное отверстие 38 для приема крепежного средства для крепления установочного элемента 30 к раме 16 шасси. В по меньшей мере одном варианте осуществления втулка или выступ 40 продолжается от основной стенки 36 и образует канал 42, чтобы обеспечивать продолжение крепежного средства через выступ 40. Установочный элемент 30 может дополнительно включать закрепленную гайку 44, расположенную на дистальном конце выступа 40. В по меньшей мере одном варианте осуществления боковая ширина основной стенки 36 по существу меньше боковой ширины всего установочного элемента 30 для максимизации локальной жесткости в местах крепления. Плоский основной участок, продолжающийся над большой областью, может уменьшать локальную жесткость крепления и увеличивать вероятность сгиба вблизи основания установочного элемента 30. В одном варианте осуществления ширина основной стенки 36 составляет около половины всей ширины установочного элемента.
Установочный элемент 30 выполнен литьем под давлением, что обеспечивает объединение геометрических признаков, который могут в противном случае требовать дополнительные отдельные компоненты. По меньшей мере одна косынка 46 продолжается латерально со стороны выступа 40. Несколько косынок 46 могут быть предусмотрены в совокупности для увеличения горизонтальной жесткости выступа 40, и продольно, и латерально. В по меньшей мере одном варианте осуществления установочный элемент 30 включает в себя четыре косынки, продолжающиеся радиально от выступа, имеющей относительное разнесение приблизительно 90 градусов вокруг выступа. Также, другие конструкции ребер могут быть образованы за одно целое в виде части цельного корпуса для увеличения жесткости на изгиб части без увеличения общей толщины. В альтернативных вариантах осуществления ребра 47 жесткости могут продолжаться ортогонального от участков основной стенки 36 или других боковых стенок, чтобы эффективно увеличивать жесткость на изгиб установочного элемента. Ребра 47 могут быть расположены в виде нескольких различных рисунков, например, параллельных, смежных ребер или перекрестных ребер для сопротивления отклонению установочного элемента.
По меньшей мере одна по существу вертикальная стенка 48 продолжается от горизонтальной основной стенки 36. В дополнительных вариантах осуществления установочный элемент может включать две по существу вертикальные стенки, продолжающиеся от основной стенки так, что установочный элемент образует U-образное поперечное сечение. Две вертикальные стенки расположены на противоположных сторонах выступа так, что последовательность взаимно соединенных стенок окружает выступ в пределах U-образной формы. Каждый из элементов установочного элемента 30 может быть выполнен за одно целое посредством литья и быть частью одного цельного корпуса. В по меньшей мере одном варианте осуществления основная стенка, по меньшей мере одна боковая стенка, выступ и множество косынок все объединены в виде части одной цельно литой детали.
Как обсуждалось выше, установочный элемент 30 снабжен стенками, имеющими изменяющуюся толщину поперечно различным местам части. Участки установочного элемента 30, которые принимают более высокие нагрузки, обеспечены увеличенной толщиной стенки по сравнению с участками, принимающими меньшие нагрузки. В по меньшей мере одном варианте осуществления основная стенка 36 включает в себя одинаковую толщину в местоположении, смежном выступу 40. В совокупности, участки боковых стенок, требующие меньшую несущую нагрузку способность, могут образовывать уменьшенную толщину. Подобным образом, изменение толщины в других местах установочного элемента 30 может предусматривать другие места высокой нагрузки, такие как признаки крепления для других компонентов транспортного средства. В по меньшей мере одном варианте осуществления толщина стенки установочного элемента 30 изменяется от приблизительно 3 мм до приблизительно 7 мм поперечно различным местам установочного элемента.
Установочный элемент 30 прикреплен к узлу 18 половой панели и на переднем фланце 50, и на заднем фланце 52, каждый из которых продолжается от боковой стенки. Соответствующие фланцы могут быть соединены с узлом 18 половой панели с использованием нескольких различных пригодных способов крепления, включающих в себя, например: самопроникающие заклепки, вытяжные заклепки, винты прямого завинчивания, заклепочное крепление Tox©, сварка, адгезивы или совокупность множественных типов крепления. Передний и задний фланцы 50, 52 также могут иметь уменьшенную толщину по сравнению с областями более высоких нагрузок вблизи выступа.
В поперечном сечении на фиг. 5 пассажирская кабина прикреплена к раме шасси, и создан зазор между установочным элементом 30 и узлом 18 половой панели. Зазор образует внутреннюю полость 54 замкнутой кузовной секции в установочном месте пассажирской кабины 12 на раме 16 шасси. Внутренняя полость 54 включает в себя пространство для вмещения вытянутой высоты выступа 40. Крепежное средство может быть введено вверх через раму 16 шасси и прикреплено к закрепленной гайке 44 для обеспечения силы сжатия для удержания пассажирской кабины на раме шасси. Увеличенная длина крепежного средства 56 в выступе позволяет крепежному средству 56 противодействовать поперечным и продольным нагрузкам от рамы к пассажирской кабине. Сопротивление нагрузке крепежным средством 56 уменьшает локальное искажение в основной стенке 36 вблизи установочного отверстия 38. Жесткость закрепленного соединения и сопротивление моментам может изменяться в зависимости от высоты взаимодействия крепежного средства 56. Высота выступа 40 передает нагрузку по периметру установочного элемента 30 для распределения нагрузки от болтового соединения к большей области половой панели 18. Образование замкнутой кузовной секции увеличивает суммарную мгновенную несущую способность закрепленного соединения.
В каждом из установочных мест изолирующая втулка 58 включена в закрепленном соединении между конструкцией пассажирской кабины 12 и рамой 16 шасси. Изолирующая втулка 58 может быть образована из плотного эластомерного материала и расположена сжатой в пределах резьбового соединения на месте крепления пассажирской кабины 12. Однако может иметься верхний предел количества распределения, которое обеспечено эластомерным изолятором. Конструктивные усиления обеспечивают более эффективное распределение нагрузки от шасси к пассажирской кабине. В по меньшей мере одном варианте осуществления множество установочных элементов расположены под половой панелью для усиления установочных мест.
За счет увеличения жесткости и эффективного использования формы самих установочных элементов могут быть достигнуты более тонкие части, экономя и стоимость, и вес. Объединение крепежного выступа и придающих жесткость элементов может дать меньшую стоимость и вес по сравнению с увеличением общей толщины всего установочного элемента. Увеличенная экономия стоимости и сокращенные этапы сборки могут быть выполнены за счет исключения средства усиления установочного элемента, собранного из отдельных штампованных компонентов.
Варианты осуществления, описанные выше, представляют собой конкретные примеры, которые не описывают все возможные формы осуществления изобретения. Признаки проиллюстрированных вариантов осуществления могут быть объединены для образования дополнительных вариантов осуществления описанного изобретения. Слова, используемые в описании, являются словами описания, а не ограничения. Объем охраны следующей далее формулы изобретения шире, чем в конкретно описанных вариантах осуществления, а также включает в себя преобразования проиллюстрированных вариантов осуществления.