RU2200105C1

RU2200105C1 - Vehicle body front part

Info

Publication number: RU2200105C1
Application number: RU2001124320/28A
Authority: RU
Inventors: В.А. Усов; А.Л. Орлов; Д.В. Усов; Е.Н. Шмелев; С.Б. Васильев
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-10

Abstract

FIELD: automotive industry. SUBSTANCE: invention relates to front part of vehicle body featuring higher energy absorbing properties. Front part of vehicle body contains side member in each side zone. Rear part 10 of side member is made curved down, and front part 8 and central part 9 have closed cross section. Cross section area of side member front part 8 is greater than that of central part 9 being made up of several rigidly connected members. Upper member 21 of said members is also component member of side member central part 9, and end face member 20 is link of coupling of at least bottom part of central member 19 with central part 9 of side member. Invention provides increase of shock energy absorption in zone of maximum distance from passenger compartment, 1.e. in front part of body. EFFECT: improved safety of passengers in case of road accidents. 5 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к передней части кузова транспортного средства, обладающей повышенными энергопоглощающими свойствами. The invention relates to the field of automotive industry, in particular to the front of the vehicle, with improved energy-absorbing properties.

Из уровня техники известна конструкция энергопоглощающей части кузова транспортного средства (аналоги - патент РФ 2155138, кл. B 62 D 25/08, B 60 R 19/24, опубл. 27.08.2000 г., бюл.24), которая содержит лонжероны, расположенные зеркально относительно продольной оси кузова автомобиля, поперечную балку замкнутого поперечного сечения, расположенную напротив концевых частей лонжеронов. Причем во внутренней полости поперечной балки, напротив упомянутых передних концевых частей лонжеронов размещены усиливающие элементы стаканообразной формы, которые при фронтальном ударе деформируются и активно гасят энергию удара. Описанная конструкция технологична при изготовлении и сборке, обладает хорошими энергопоглощающими свойствами. Однако она применима при наличии балки бампера, выполненной с внутренней полостью, в которой размещаются энергопоглощающие стаканообразные элементы. The prior art design of the energy-absorbing part of the vehicle body (analogues - RF patent 2155138, CL B 62 D 25/08, B 60 R 19/24, publ. 08/27/2000, bull. 24), which contains the spars, located mirrored relative to the longitudinal axis of the car body, a transverse beam of a closed cross section located opposite the end parts of the side members. Moreover, in the inner cavity of the transverse beam, opposite the aforementioned front end parts of the side members, there are placed glass-like reinforcing elements that are deformed and actively absorb the impact energy during a frontal impact. The described design is technologically advanced in the manufacture and assembly, has good energy absorbing properties. However, it is applicable in the presence of a bumper beam made with an internal cavity in which energy-absorbing glass-like elements are placed.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой конструкции является передняя часть кузова транспортного средства (ближайший аналог - заявка ЕПВ 0421277, кл. В 62 D 25/08, опубл. 04.10.91), содержащая брызговики переднего крыла, жестко соединенные с лонжеронами, расположенными вдоль продольной оси автомобиля и жестко соединенными передними концевыми частями с рамкой радиатора и балкой бампера, а задними концевыми частями - со щитком передка, отделяющим пассажирский салон от моторного отсека. Передняя часть лонжеронов выполнена в виде прямой с постоянным замкнутым поперечным сечением, а задняя часть лонжеронов выполнена изогнутой вниз и соединена с элементами пола кузова. Упомянутая передняя и задняя части лонжерона усилены элементами жесткости, расположенными во внутренней полости лонжерона. Лонжерон имеет ослабленный участок, расположенный в зоне перехода передней части в заднюю изогнутую часть, предназначенный для того, чтобы в случае столкновения автомобиля разрушение лонжерона происходило в упомянутой зоне перехода. The closest technical solution to the claimed design is the front part of the vehicle body (the closest analogue is the application EPO 0421277, class B 62 D 25/08, publ. 04.10.91), containing front mudguards, rigidly connected to the side members located along the longitudinal vehicle axles and rigidly connected front end parts with a radiator frame and a bumper beam, and rear end parts with a front end shield separating the passenger compartment from the engine compartment. The front part of the side members is made in the form of a straight line with a constant closed cross section, and the rear part of the side members is made curved down and connected to the elements of the body floor. Said front and rear parts of the spar are reinforced with stiffeners located in the inner cavity of the spar. The spar has a weakened portion located in the transition zone of the front to the rear curved part, designed so that in the event of a collision of the car, the destruction of the spar occurs in the said transition zone.

Описанная конструкция технологична в изготовлении и сборке. Однако в этой конструкции деформация лонжеронов заложена в зоне, максимально приближенной к пассажирскому салону, а именно к щитку передка, отделяющего последний от моторного отсека, что увеличивает риск проникновения деформации элементов кузова в пассажирском салоне особенно при фронтальном ударе. The described construction is technologically advanced in manufacturing and assembly. However, in this design, the deformation of the side members is laid in the zone as close as possible to the passenger compartment, namely to the front end shield separating the latter from the engine compartment, which increases the risk of penetration of deformation of body elements in the passenger compartment, especially during frontal impact.

Задача изобретения направлена на поглощение энергии удара в зоне максимально удаленной от пассажирского салона, а именно в передней части силовой схемы кузова. The objective of the invention is directed to the absorption of impact energy in the area as far from the passenger compartment, namely in front of the power circuit of the body.

Для решения поставленной задачи передняя часть кузова транспортного средства содержит в каждой боковой зоне лонжерон, задняя часть которого выполнена изогнутой вниз, а передняя и центральная части имеют замкнутое поперечное сечение, причем передняя часть лонжерона имеет большую площадь поперечного сечения, чем центральная, и выполнена из нескольких жестко соединенных элементов, верхний из которых является и составляющим элементом центральной части лонжерона, а торцевой является связующим звеном, по крайней мере, донной части центрального элемента с центральной частью лонжерона; центральный элемент передней части лонжерона имеет поперечное сечение U-образной формы; торцевой элемент передней части лонжерона выполнен из двух жестко соединенных частей, образующих усиленную вертикальную стенку, перекрывающую нижнюю зону передней части лонжерона с образованием ниши, причем одна из частей торцевого элемента имеет поперечное сечение Z-образной формы, а вторая имеет поперечное сечение U-образной формы, с выполненными на вертикальных стенках боковыми и верхними фланцами. To solve this problem, the front part of the vehicle body contains in each side zone a spar, the rear part of which is made curved down, and the front and central parts have a closed cross section, and the front part of the spar has a larger cross-sectional area than the central one, and is made of several rigidly connected elements, the upper of which is also a constituent element of the central part of the spar, and the end is the connecting link of at least the bottom of the central Foot member with the central portion of the spar; the central element of the front of the spar has a cross section of a U-shaped; the end member of the front part of the spar is made of two rigidly connected parts forming a reinforced vertical wall that overlaps the lower zone of the front part of the spar with the formation of a niche, one of the parts of the end element has a cross section of a Z-shape, and the second has a cross section of a U-shape , with lateral and upper flanges made on vertical walls.

Сущность технического решения поясняется на чертежах. The essence of the technical solution is illustrated in the drawings.

На фиг.1 изображена передняя часть кузова транспортного средства. Figure 1 shows the front of the vehicle.

На фиг.2 изображен лонжерон на виде сбоку. Figure 2 shows the side member in side view.

На фиг.3 изображен лонжерон в ракурсе 3/4 сбоку. Figure 3 shows the side member in the 3/4 view from the side.

На фиг.4 изображен продольный разрез бампера с балкой, а также передней и центральной частей лонжерона. Figure 4 shows a longitudinal section of a bumper with a beam, as well as the front and central parts of the spar.

На фиг.5 изображена взрыв-схема лонжерона. Figure 5 shows the explosion diagram of the spar.

На фиг.6 изображен центральный элемент передней части лонжерона. Figure 6 shows the Central element of the front of the spar.

На фиг.7 изображен торцевой элемент передней части лонжерона. In Fig.7 shows the end element of the front of the spar.

На фиг.8 изображено сечение А-А на фиг.2. In Fig.8 shows a section aa in Fig.2.

На фиг.9 изображено сечение Б-Б на фиг.2. Figure 9 shows a section bB in figure 2.

Передняя часть кузова транспортного средства в каждой боковой зоне содержит лонжерон 1, расположенный вдоль продольной оси L кузова 2 и жестко соединенный с брызговиком 3 переднего крыла, рамкой радиатора 4, балкой 5 бампера 6, а также передним щитком 7 кузова, отделяющим пассажирский салон от моторного отсека. The front part of the vehicle body in each side zone contains a spar 1 located along the longitudinal axis L of the body 2 and rigidly connected to the front wing mudguard 3, the radiator frame 4, the bumper beam 5, and also the front body shield 7 separating the passenger compartment from the engine compartment compartment.

В передней части кузова 2 транспортного средства лонжероны 1 расположены зеркально относительно продольной оси L кузова 2. Каждый из лонжеронов 1 включает в себя переднюю 8, центральную 9 и заднюю 10 части. In the front of the vehicle body 2, the side members 1 are arranged mirror-image with respect to the longitudinal axis L of the body 2. Each of the side members 1 includes a front 8, a central 9 and a rear 10 part.

Центральная часть 9 лонжерона 1 содержит вытянутый в горизонтальное положение элемент 11, выполненный в поперечном сечении U-образной формы с вертикальными стенками 12 и донной частью 13. На донной части 13, внутри элемента 11, размещен усилитель 14, имеющий в поперечном сечении U-образную форму и жестко соединенный своими вертикальными стенками 15 с вертикальными стенками 12, а донной частью 16 с донной частью 13 элемента 11, соответственно. The central part 9 of the spar 1 contains a horizontally elongated element 11 made in a cross section of a U-shape with vertical walls 12 and a bottom part 13. On the bottom part 13, inside the element 11, an amplifier 14 is placed having a U-shaped in cross section shape and rigidly connected with its vertical walls 15 to the vertical walls 12, and the bottom part 16 with the bottom part 13 of the element 11, respectively.

Задняя часть 10 лонжерона 1 выполнена изогнутой вниз, направлена задней концевой частью 17 в сторону переднего щитка 7 кузова 2 и жестко соединена с ним, а передней концевой частью 18 - жестко соединена с элементом 11 центральной части 9 лонжерона 1, а именно с наружной поверхностью вертикальных стенок 12. Задняя часть 10 лонжерона соединена с элементами пола кузова с образованием замкнутого поперечного сечения (не изображено). The rear part 10 of the side member 1 is curved downward, directed by the rear end part 17 towards the front flap 7 of the body 2 and is rigidly connected to it, and the front end part 18 is rigidly connected to the element 11 of the central part 9 of the side member 1, namely, the outer surface of the vertical walls 12. The rear part 10 of the spar is connected to the elements of the body floor with the formation of a closed cross section (not shown).

Передняя часть 8 лонжерона 1 выполнена из нескольких жестко соединенных между собой элементов, а именно центрального 19, торцевого 20 и верхнего 21, образующих замкнутое поперечное сечение. The front part 8 of the spar 1 is made of several elements rigidly interconnected, namely, the central 19, the end 20 and the upper 21, forming a closed cross section.

Верхний элемент 21 передней части 8 представляет собой единую деталь, вытянутую в горизонтальном положении с фланцами 22 и 23. Верхний элемент 21 перекрывает сверху центральный элемент 19 и жестко соединяется с ним фланцами 22. Причем упомянутый верхний элемент 21 является также и составляющим элементом центральной части 9 лонжерона 1, перекрывающим элемент 11 сверху и образующим с последним замкнутое поперечное сечение, при этом фланцы 22 и 23 верхнего элемента 21 жестко крепятся к внутренним поверхностям верхних концевых частей 24 вертикальных стенок 12. The upper element 21 of the front part 8 is a single piece, elongated in a horizontal position with the flanges 22 and 23. The upper element 21 overlaps the top of the Central element 19 and is rigidly connected to it by the flanges 22. Moreover, the said upper element 21 is also a constituent element of the Central part 9 spar 1, overlapping the element 11 from above and forming a closed cross-section with the latter, while the flanges 22 and 23 of the upper element 21 are rigidly attached to the inner surfaces of the upper end parts 24 of the vertical walls Approx 12.

Центральный элемент 19 передней части 8 лонжерона 1 имеет в поперечном сечении U-образную форму с донной частью 25 и вертикальными стенками 26, последние из которых содержат в передней части отбортовки 27, а в задней части - фланцы 28. The central element 19 of the front part 8 of the spar 1 is in cross section U-shaped with a bottom part 25 and vertical walls 26, the last of which contain flanges 27 in the front part and flanges 28 in the rear part.

Торцевой элемент 20 имеет сложную пространственную форму и выполнен из нескольких жестко соединенных между собой частей 29 и 30. Упомянутая часть 29, имеющая в поперечном сечении Z-образную форму, содержит вертикальную стенку 31 с верхней 32 и нижней 33 полками. А упомянутая часть 30 торцевого элемента 20, имеющая в поперечном сечении U-образную форму, содержит вертикальные стенки 34 с верхними 35 и боковыми 36 фланцами, а также донную часть 37. Как было ранее упомянуто, части 29 и 30 торцевого элемента 20 жестко соединены между собой с образованием усиленной вертикальной стенки 38, образованной жестко соединенными вертикальной стенкой 31 и боковыми фланцами 36, соответственно, а также усиленной донной части, образованной жестким соединением нижней полки 33 с донной частью 37, соответственно. The end element 20 has a complex spatial shape and is made of several rigidly interconnected parts 29 and 30. The said part 29, having a Z-shape in cross section, contains a vertical wall 31 with upper 32 and lower 33 shelves. And the said part 30 of the end element 20, having a U-shape in cross section, contains vertical walls 34 with upper 35 and side 36 flanges, as well as the bottom part 37. As previously mentioned, the parts 29 and 30 of the end element 20 are rigidly connected between itself with the formation of a reinforced vertical wall 38 formed by rigidly connected vertical wall 31 and side flanges 36, respectively, as well as a reinforced bottom formed by a rigid connection of the lower shelf 33 with the bottom part 37, respectively.

Торцевой элемент 20 жестко соединен с элементом 11 центральной части 9 лонжерона 1, а именно верхними фланцами 35 и верхней полкой 32 с наружной поверхностью вертикальных стенок 12 и донной частью 13, соответственно. Центральный элемент 19 передней части 8 также жестко соединен с элементом 11 центральной части 9, при этом концевые части 39 вертикальных стенок 26 жестко соединены с наружной поверхностью боковых стенок 12, соответственно. Центральный элемент 19 жестко соединен с торцевым элементом 20, при этом фланцы 28 соединены с наружной поверхностью вертикальных стенок 34, а донные части 25 и 37 друг с другом, соответственно. Таким образом, ранее упомянутая усиленная вертикальная стенка 38 перекрывает нижнюю зону лонжерона с образованием ниши W. The end element 20 is rigidly connected to the element 11 of the Central part 9 of the spar 1, namely the upper flanges 35 and the upper shelf 32 with the outer surface of the vertical walls 12 and the bottom part 13, respectively. The central element 19 of the front part 8 is also rigidly connected to the element 11 of the central part 9, while the end parts 39 of the vertical walls 26 are rigidly connected to the outer surface of the side walls 12, respectively. The central element 19 is rigidly connected to the end element 20, while the flanges 28 are connected to the outer surface of the vertical walls 34, and the bottom parts 25 and 37 with each other, respectively. Thus, the previously mentioned reinforced vertical wall 38 overlaps the lower area of the spar with the formation of a niche W.

Как ранее упоминалось, передняя 8 и центральная 9 части лонжерона 1 перекрыты в верхней зоне единым верхним элементом 21 с образованием замкнутого поперечного сечения. Причем площадь S поперечного сечения передней части 8 лонжерона 1 выполнена большей, чем площадь S1 поперечного сечения центральной части 9 лонжерона 1, т.е. S>S1. As previously mentioned, the front 8 and central 9 parts of the spar 1 are overlapped in the upper zone by a single upper element 21 with the formation of a closed cross section. Moreover, the cross-sectional area S of the front part 8 of the spar 1 is made larger than the cross-sectional area S1 of the central part 9 of the spar 1, i.e. S> S1.

Лонжерон 1 передней концевой частью соединен с балкой 5 бампера 6 через усиливающую пластину 40. А именно центральный элемент 19 отбортовками 27 жестко соединен с усиливающей пластиной 40, к которой, в свою очередь, жестко крепится, при помощи разъемного соединения 41, упомянутая балка 5, представляющая собой цельноштампованную панель. The spar 1 with the front end part is connected to the beam 5 of the bumper 6 through the reinforcing plate 40. Namely, the central element 19 by flanges 27 is rigidly connected to the reinforcing plate 40, to which, in turn, is rigidly fixed using the detachable connection 41, said beam 5, representing the all-stamped panel.

В вышеописанном тексте под жестким соединением следует понимать точечную сварку или эквивалентный ему вид соединения. In the above text, a rigid joint should be understood as spot welding or an equivalent type of joint.

Во время столкновения с препятствием на переднюю часть транспортного средства действует нагрузка Р, при этом в передней части 8 лонжерона 1 происходит максимальное гашение энергии удара за счет деформации, по крайней мере, центрального 19 и торцевого 20 элементов, последний из которых препятствует перемещению донной части 25 вдоль оси L. Остаточная энергия удара гасится центральной частью 9 лонжерона 1. Выполнение передней части 8 лонжерона 1 из ранее описанных элементов, образующих увеличенное поперечное сечение, позволяет интенсивно гасить энергию удара без деформации элементов кузова в зоне пассажирского салона. During a collision with an obstacle, a load P acts on the front of the vehicle, while in the front part 8 of the spar 1, the impact energy is maximally suppressed due to deformation of at least the central 19 and the end 20 of the elements, the last of which prevents the movement of the bottom 25 along the axis L. The residual impact energy is extinguished by the central part 9 of the spar 1. The implementation of the front part 8 of the spar 1 of the previously described elements forming an enlarged cross-section allows you to extinguish intensively impact energy without deformation of body elements in the passenger compartment area.

Claims

1. The front part of the vehicle body, containing in each side zone a spar, the rear part of which is curved downward, and the front and central parts have a closed cross section, characterized in that the front part of the spar has a larger cross-sectional area than the central one, and is made of several rigidly connected elements, the upper of which is also a constituent element of the central part of the spar, and the end is the connecting link of at least the bottom of the central element with the central part of the spar.

2. The front of the vehicle according to claim 1, characterized in that the central element of the front of the spar has a U-shaped cross section.

3. The front of the vehicle according to claim 1, characterized in that the end element of the front of the spar is made of two rigidly connected parts forming a reinforced vertical wall that overlaps the lower zone of the front of the spar with the formation of a niche.

4. The front of the vehicle according to claim 3, characterized in that one of the parts of the end element has a Z-shaped cross section.

5. The front of the vehicle according to claim 3, characterized in that one of the parts of the end element has a cross section of a U-shape with side and upper flanges made on vertical walls.