КАРКАС АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к автомобилестроению, а именно, каркасно-панельным автомобилям с несущим трубчатым сварным пространственным каркасом и навесными панелями из термоформуемого пластика.
Известен каркас, который содержит продольные, поперечные и вертикальные элементы, закрепляемые между собой. Рама снабжена легко деформируемым участком, расположенным непосредственно за передним бампером с помощью легко разъединяемых разъемов, (см. патент FR 2741030 А1, МПК 7 В62D 21/15, 1997).
Недостаток данного каркаса - недостаточная жесткость. Кроме того, недостаток заключается в том, что легко съемной является только передняя часть каркаса, что необходимо только для возможности замены данной части после деформации во время удара. Однако, остальная часть рамы выполнена в виде цельного элемента и не имеет возможности трансформации.
Известен каркас автомобиля, содержащий закрытого профиля продольные, поперечные и вертикальные элементы, в котором продольные элементы задка размещены, по существу, на трех уровнях, причем верхние продольные элементы задка размещены, по существу, на уровне поперечного элемента передка и соединены с его вертикальными элементами наибольшей высоты. И с упомянутыми вертикальными элементами соединены также продольные элементы передка, ограничивающие место размещения силовой установки (см. свидетельство РФ №20494 U1, МПК 6 B62D 23/00, 2001 г.)
Данная конструкция каркаса при наличии большого количества усиливающих элементов не обладает необходимой жесткостью, не обеспечивает безопасность автомобиля.
Известен каркас автомобиля, содержащий закрытого профиля продольные, поперечные и вертикальные элементы В данном случае несущая конструкция содержит раму, выполненную в виде продольных лонжеронов, соединенных поперечинами, а также элементы жесткости в виде пар вертикальных стоек, (см. патент РФ №2093403 С1, МПК 6 B62D 29/04, B62D 31/00, 1997 г.).
Недостатком данного решения является необходимость выполнять как продольные так и поперечные элементы сравнительно больших размеров. Кроме того, наличие продольных и поперечных элементов по существу только в зоне днища снизило жесткость и надежность каркаса, а также исключило возможность трансформации оболочки каркаса, выполненного из неметаллических деталей. Таким образом эксплуатационные возможности каркаса 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.
Известен каркас автомобиля, имеющий переднюю, среднюю и заднюю части, образованные продольными, поперечными и вертикальными элементами. Каркас содержит продольные, поперечные и наклонные элементы, образующие каркас крыши и лобового стекла, продольные, вертикальные и наклонные усилительные элементы, закрепленные на разных уровнях передней, средней и задней частей каркаса. Все наклонные усилительные элементы каркаса закреплены между его продольными и вертикальными усилительными элементами, (см. патент РФ №34316 U1, МПК 7 B62D 31/00, 2003 г.). Данное решение принято за прототип.
Недостатком данного решения наличие большого количества сварных швов, что ведет к появлению большого количества усиливающих накладок на каждый сварной шов, а также дополнительных усилителей и, следовательно, к утяжелению конструкции. Кроме того, наличие сварных швов ведет к необходимости использования большого количества дополнительной оснастки.
Задача, решаемая полезной моделью - создать простую и надежную конструкцию, обладающую достаточной жесткостью за счет уменьшения количества сварных соединений. При этом достигается снижение веса каркаса автомобиля, выполненного в небольшом габарите и при небольших затратах на его производство.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном каркасе автомобиля, содержащем переднюю, среднюю и заднюю части, образованные продольными, поперечными и вертикальными элементами, каркас крыши и лобового стекла, и прямолинейные усилительные продольные, вертикальные, поперечные и наклонные элементы, закрепленные на разных уровнях передней, средней и задней частей каркаса, в соответствии с полезной моделью, продольные, поперечные и вертикальные элементы, образующие переднюю, среднюю и заднюю части каркаса, выполнены гнутыми, а каркас крыши удлинен и охватывает пространство над задней частью.
Гнутые продольные, поперечные и вертикальные элементы, образующие переднюю, среднюю и заднюю части образованы путем использования математического моделирования.
Каркас крыши снабжен гнутым элементом, образующим проем двери, посредством которого связан со средней частью каркаса.
Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в том, что создана простая и надежная конструкция каркаса, обладающая достаточной жесткостью за счет уменьшения количества сварных соединений, обеспечивающая снижение веса каркаса автомобиля.
Выполнение каркаса автомобиля, содержащего переднюю, среднюю и заднюю части, каркас крыши и лобового стекла, образованные продольными, поперечными и вертикальными элементами, позволяет снизить затраты на производство за счет упрощения конструкции и технологии изготовления отдельных частей каркаса. Деление каркаса на отдельные модули упрощает конструкцию и обеспечивает снижение временных затрат на изготовление каркаса в целом.
Выполнение гнутыми продольных, поперечных, наклонных элементов, образующих переднюю, среднюю и заднюю части каркаса, обеспечивает жесткость отдельных частей и каркаса в целом. Кроме того, наличие гнутых элементов позволяет упростить конструкцию за счет снижения количества дополнительных усиливающих элементов. Жесткость обеспечивается за счет уменьшения количества сварных соединений, что влечет за собой повышение надежности конструкции каркаса. Наличие гнутых в соответствии с математическим моделированием элементов обеспечивает создание современной геометрии кузова. В прототипе для обеспечения геометрии кузова продольные, поперечные и наклонные элементы выполнены из отдельных частей, сваренных между собой.
Удлинение каркаса крыши, который охватывает пространство над задней частью каркаса, также влияет на увеличение жесткости конструкции в целом и повышение надежности конструкции каркаса.
Фиг.1. - общий вид каркаса;
Фиг.2 - вид сбоку;
Фиг.3 - вид снизу.
Каркас автомобиля предназначен для автомобилей с навесными панелями из термоформуемого пластика, поэтому жесткость каркаса играет большое значение в обеспечении безопасности автомобиля. Заявляемый каркас содержит переднюю I, среднюю II и заднюю III части, жестко соединенные между собой и с каркасом IV крыши и лобового стекла. Все упомянутые части каркаса образованы за счет жесткого и неразъемного соединения между собой гнутых продольных 1, поперечных 2 и вертикальных 3 элементов. Использование гнутых элементов уменьшает количество сварных швов, за счет чего обеспечивается надежность и жесткость каждой части каркаса, а также каркаса в целом.
Каркас IV крыши и лобового стекла выполнен удлиненным и целиком охватывает заднюю часть III. Каркас IV крыши и лобового стекла образован за счет неразъемного соединения гнутых продольных IV-1, поперечных IV-2, наклонных IV-4 элементов, образующих единый пространственный элемент. Жесткость каркаса крыши увеличена посредством установки поперечных усилительных элементов 5, а также вертикальных элементов 6, связывающих каркас крыши с задней III частью каркаса. Каркас IV крыши соединен с передней I и средней II частями посредством гнутого элемента 7, образующего проем двери. Гнутый элемент 7 выполнен посредством математического моделирования с одним сварным соединением, что дополнительно увеличивает жесткость каркаса в целом. Удлинение каркаса IV крыши и лобового стекла вдоль задней III части позволяет дополнительно усилить каркас автомобиля.
Каждая часть каркаса автомобиля для усиления жесткости содержит прямолинейные усилительные продольные 8, вертикальные 9, поперечные 10 и наклонные 11 элементы, закрепленные на разных уровнях передней I, средней II и задней III частей каркаса. Средняя II часть каркаса дополнительно усилена в центральной зоне за счет установки усилительного плоскостного продольного элемента 12.
Гнутые продольные 1, поперечные 2 и вертикальные 3 элементы, образующие переднюю, среднюю и заднюю части образованы путем использования математического моделирования, что дополнительно влияет не только на увеличение жесткости каркаса, но и на снижение его веса, поскольку оптимизирует форму гнутых элементов.
Изготовление каркаса осуществляется последовательной подготовкой гнутых элементов каждой части каркаса и последующей сборкой отдельных его частей, а затем соединением частей в единое целое.
Каркас может быть изготовлен с применением известного технологического оборудования, как в мелкосерийном, так и в массовом производстве.