КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВАНИЯ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И КУЗОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2020 года по МПК B62D25/20 B62D21/00 

Изобретение относится к конструкции основания кузова транспортного средства, содержащей панель пола, по меньшей мере одну продольную балку, проходящую в продольном направлении транспортного средства под указанной панелью пола, и по меньшей мере один нижний обвязочный брус, проходящий в продольном направлении смежно с панелью пола, при этом конструкция дополнительно содержит по меньшей мере один усиливающий элемент, который проходит под панелью пола в поперечном направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению, и прикреплен одним из поперечных концов к продольной балке, а другим поперечным концом прикреплен к нижнему обвязочному брусу.

Кроме того, изобретение относится к кузову транспортного средства, содержащего такую конструкцию основания.

Обычно конструкция основания кузова транспортного средства, формирующая его пол, выполнена с возможностью защиты пассажиров транспортного средства при ударе, в частности боковом или фронтальном ударе, посредством ограничения любого проникновения в пассажирское отделение транспортного средства.

Для этой цели конструкция основания кузова содержит усиливающие элементы, расположенные поперечно между продольными конструктивными элементами, такими как продольные балки, расположенные под полом. Этот узел выполнен с возможностью предотвращения деформации пассажирского отделения транспортного средства и поддерживания целостность панели пола при ударе, защищая пассажиров транспортного средства.

Несмотря на то, что такая компоновка может быть эффективной при боковом ударе, т.е. при ударе в поперечном направлении, и при полностью фронтальном ударе, т.е. ударе в продольном направлении в передней или задней частях транспортного средства, остаётся риск при фронтальном ударе, смещенном относительно центра транспортного средства, который называется «столкновение с малым перекрытием», регламентированное Американским страховым институтом по проблемам дорожной безопасности. Во время такого столкновения с малым перекрытием удар происходит в продольном направлении в передней части транспортного средства, с наружной стороны от продольных конструктивных элементов, т.е. на 25% или меньше от полного фронтального перекрытия транспортного средства. В этом случае стандартные элементы поглощения удара, расположенные в передней части транспортного средства, не полностью выполняют свою функцию, поскольку столкновение не происходит спереди от продольных балок транспортного средства.

В этом случае, как показано на фиг. 5 и 6, соответственно представлены виды снизу и сверху части конструкции основания кузова стандартного транспортного средства после столкновения с малым перекрытием, колесо транспортного средства, расположенное на той же самой стороне, на которой произошёл удар при столкновении с барьером, имеет тенденцию к повороту в направлении внутренней части транспортного средства и деформированию панели пола в месте для ног пассажира транспортного средства. Следовательно, такое столкновение может вызвать значительные повреждения ног пассажира.

Одной из задач изобретения является улучшение поведения конструкции основания кузова транспортного средства при столкновении с малым перекрытием, так чтобы панель пола испытывала маленькую деформацию при таком столкновении.

Поставленная задача решается усиливающим элементом, изготовленным из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа.

Наличие усиливающего элемента из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа, расположенного между нижним обвязочным брусом и продольной балкой, проходящей под панелью пола конструкции основания кузова, обеспечивает по существу сохранение поперечного расстояния между продольной балкой и нижним обвязочным брусом при столкновении с малым перекрытием, предотвращая или значительно уменьшая деформацию панели пола, находящейся между продольной балкой и нижним обвязочным брусом. Таким образом, ноги пассажиров транспортного средства, находящиеся в этом пространстве, не повреждаются.

В соответствии с другими предпочтительными особенностями изобретения, конструкция основания кузова транспортного средства содержит один или более следующих признаков, рассматриваемых по отдельности или в соответствии с любой технически возможной комбинацией:

– усиливающий элемент (6) имеет мартенситную микроструктуру, а продольная балка и/или нижний обвязочный брус имеют не полностью мартенситную структуру;

– продольная балка (2) и нижний обвязочный брус (4) имеют не полностью мартенситную структуру;

– усиливающий элемент содержит первый профиль, проходящий в плоскости, по существу параллельной панели пола, и второй профиль, проходящий в плоскости, перпендикулярной первому профилю, при этом первый и второй профили соединяют продольную балку с нижним обвязочным брусом;

–второй профиль проходит в плоскости, образующей с продольным направлением угол не равный нулю;

– первый профиль имеет по существу форму треугольника, первая сторона которого проходит вдоль продольной балки, вторая сторона соединяет продольную балку с нижним обвязочным брусом, а третья сторона проходит вдоль второго профиля;

– усиливающий элемент прикреплен к переднему продольному концу нижнего обвязочного бруса;

– усиливающий элемент приварен к продольной балке и нижнему обвязочному брусу;

– сварка усиливающего элемента к продольной балке и нижнему обвязочному брусу представляет собой точечную контактную сварку, или электродуговую сварку, или лазерную сварку;

– упрочненная под прессом сталь содержит в масс. %:

0,15% ≤ C ≤ 0,5%, 0,5% ≤ Mn ≤ 3%, 0,1% ≤ Si ≤ 1%, 0,005% ≤ Cr ≤ 1%, Ti ≤ 0,2%, Al ≤ 0,1%, S ≤ 0,05%, P ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки, или

0,20% ≤ C ≤ 0,25%, 1,1% ≤ Mn ≤ 1,4%, 0,15% ≤ Si ≤ 0,35%, ≤ Cr ≤ 0,30%, 0,020% ≤ Ti ≤ 0,060%, 0,020% ≤ Al ≤ 0,060%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, 0,002% ≤ B ≤ 0,004%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки, или

0,24% ≤ C ≤ 0,38%, 0,40% ≤ Mn ≤ 3%, 0,10% ≤ Si ≤ 0,70%, 0,015% ≤ Al ≤ 0,070%, Cr ≤ 2%, 0,25% ≤ Ni ≤ 2%, 0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%, Nb ≤ 0,060%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%, 0,003% ≤ N ≤ 0,010%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки;

– на упрочненную под прессом сталь нанесено покрытие;

– конструкция основания кузова дополнительно содержит переднюю стойку, прикреплённую к нижнему обвязочному брусу и проходящую вверх в вертикальном направлении, по существу перпендикулярно к продольному и поперечному направлениям, при этом передняя стойка проходит от продольного переднего конца нижнего обвязочного бруса;

– конструкция основания кузова содержит панель пола;

левую и правую продольные балки, проходящие в продольном направлении под указанной панелью пола;

левый и правый нижние обвязочные брусья, проходящие в продольном направлении с каждой боковой стороны панели пола;

левый усиливающий элемент, проходящий между левой продольной балкой и левым нижним обвязочным брусом, и правый усиливающий элемент, проходящий между правой продольной балкой и правым нижним обвязочным брусом, при этом

левый и правый усиливающие элементы изготовлены из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа; и

– конструкция основания кузова нижней части корпуса дополнительно содержит проходящую между левой и правой продольными балками поперечную балку, которая вместе с левым и правым усиливающими элементами проходит вдоль одной поперечной оси, как, при этом поперечная балка изготовлена из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа.

Изобретение также относится к кузову транспортного средства, содержащему вышеописанное основание.

Другие особенности и преимущества изобретения станут более понятны из последующего описания варианта выполнения со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показана часть конструкции основания кузова транспортного средства согласно изобретению, вид снизу в перспективе;

на фиг. 2 – часть конструкции основания кузова транспортного средства по фиг. 1, вид в перспективе;

на фиг. 3 – усиливающий элемент конструкции основания кузова транспортного средства по фиг. 1, вид в перспективе;

на фиг. 4 – часть конструкции основания кузова транспортного средства согласно изобретению, вид в перспективе в увеличенном масштабе;

на фиг. 5 и 6 – часть стандартной конструкции основания кузова транспортного средства после столкновения с малым перекрытием, виды снизу и сверху в перспективе, соответственно;

на фиг. 7 и 8 – часть конструкции основания кузова транспортного средства согласно изобретению, после столкновения с малым перекрытием, виды снизу и сверху в перспективе, соответственно.

Далее в описании термин «продольный» относится к направлению назад-вперёд, а термин «поперечный» относится к направлению влево-вправо относительно автомобиля в состоянии нормальной эксплуатации. Термины «задний» и «передний» определяются относительно продольного направления, а термины «верхний» и «нижний» определяются относительно вертикального направления автомобиля в состоянии нормальной эксплуатации.

На фиг. 1 показано конструкция основания кузова транспортного средства, содержащая панель 1 пола, по меньшей мере одну продольную балку 2, по меньшей мере один нижний обвязочный брус 4 и по меньшей мере один усиливающий элемент 6.

В условиях регулярного использования транспортного средства панель 1 пола, в целом, проходит вдоль горизонтальной плоскости и в продольном направлении между передней стороной 8 и задней стороной, а в поперечном направлении между левой стороной 10 и правой стороной. На фигурах для упрощения понимания показаны только передняя сторона 8 и левая сторона 10.

Конструкция основания кузова является по существу симметричной относительно плоскости, содержащей продольное и вертикальное направления и проходящей по центру панели пола между левой стороной 10 и правой стороной. Следовательно, далее в описании подробно будет описана только левая сторона, при этом аналогичные идеи изобретения применимы и для правой стороны.

Панель 1 приспособлена для формирования пола автомобиля, а также служит базовым узлом для сидений и других элементов пассажирских отделений. Также имеются пространства для размещения ног пассажиров транспортного средства.

Продольная балка 2 проходит ниже панели 1 пола вблизи от одной из её сторон, на фигурах она расположена около левой стороны 10. Продольная балка 2 проходит в продольном направлении по существу по всей длине панели 1 пола, т.е. от задней стороны к передней стороне, и содержит продольный передний конец 12, проходящий за переднюю сторону 8 панели 1 пола, как показано на фиг. 1. Известно, что продольная балка 2 является элементом конструкции для защиты пассажиров транспортного средства в случае полного фронтального удара, эта балка передним концом 12 прикреплена к поперечному брусу бампера посредством поглощающих удар элементов, таких как краш-боксы. Как показано на фиг. 2, продольная балка имеет, например, U-образную форму поперечного сечения в перпендикулярной плоскости, при этом U-образная форма открыта к панели 1 пола.

Работа такой продольной балки известна и не будет подробно описана. Продольная балка 2 изготовлена, например, из стали с не полностью мартенситной структурой, например, такой как двухфазная сталь. В соответствии с этим примером, продольная балка может быть изготовлена из Двухфазной Стали 600 или Двухфазной Стали 980, как определено европейским стандартом НСТ590Х, НСТ980Х или НСТ980ХG, соответственно. Эти материалы имеют удовлетворительные механические свойства, такие как предел текучести и хорошая способность поглощения энергии благодаря их высокой способности упрочнения при деформации, при этом они позволяют уменьшить вес транспортного средства.

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 4, конструкция основания кузова содержит левую продольную балку 2, проходящую поблизости и параллельно левой стороне 10 панели 1 пола, и правую продольную балку 2, проходящую поблизости и параллельно правой стороне панели 1 пола.

Нижний обвязочный брус 4 проходит в продольном направлении с наружной стороны панели пола, т.е. вдоль одной стороны панели пола, но снаружи от указанной панели 1 пола. Поэтому нижний обвязочный брус 4 по существу параллелен продольной балке и примыкает к панели 1 пола. Нижний обвязочный брус 4 проходит от продольного заднего конца до продольного переднего конца 14. Например, задний и передний 14 концы расположены по существу противоположно или вблизи от задней стороны и передней стороны панели 1 пола в поперечном направлении. Например, нижний обвязочный брус 4 изготовлен из стали с не полностью мартенситной структурой, такой как двухфазная сталь. Согласно примеру, продольная балка может быть изготовлена из Двухфазной Стали 600 или Двухфазной Стали 980, как определяет европейским стандартом НСТ590Х, НСТ980Х или НСТ980ХG, соответственно. Эти материалы имеют удовлетворительные механические свойства, такие как предел текучести и хорошая способность поглощения энергии благодаря их высокой способности упрочнения при деформации, при этом они позволяют уменьшить вес транспортного средства.

Нижний обвязочный брус 4 является внутренней частью порога транспортного средства, который, как известно, является нижней частью дверного проёма, образующего раму для размещения одной двери. Следовательно, нижний обвязочный брус 4 собирается вместе с его внешним элементом 16, чтобы образовать порог. В этом контексте внутренняя и внешняя означают, что нижний обвязочный брус 4 проходит к внутренней части транспортного средства, в то время как его внешний элемент 16 направлен наружу транспортного средства. Внешний элемент 16 выполнен, например, из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа. Такие высокие механические характеристики позволяют использовать этот элемент для формирования усиленной конструкции, такой как дверной проём.

Такая сталь может содержать, например, в масс. %: 0,15% ≤ C ≤ 0,5%, 0,5% ≤ Mn ≤ 3%, 0,1% ≤ Si ≤ 1%, 0,005% ≤ Cr ≤ 1%, Ti ≤ 0,2%, Al ≤ 0,1%, S ≤ 0,05%, P ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения, сталь содержит, например, в масс. %: 0,20% ≤ C ≤ 0,25%, 1,1% ≤ Mn ≤ 1,4%, 0,15% ≤ Si ≤ 0,35%, ≤ Cr ≤ 0,30%, 0,020% ≤ Ti ≤ 0,060%, 0,020% ≤ Al ≤ 0,060%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, 0,002% ≤ B ≤ 0,004%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки. Предел прочности на разрыв упрочненной под прессом стали с вышеуказанным составом составляет от 1300 и 1650 МПа.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения стал содержит, например, масс. %: 0,24% ≤ C ≤ 0,38%, 0,40% ≤ Mn ≤ 3%, 0,10% ≤ Si ≤ 0,70%, 0,015% ≤ Al ≤ 0,070%, Cr ≤ 2%, 0,25% ≤ Ni ≤ 2%, 0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%, Nb ≤ 0,060%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%, 0,003% ≤ N ≤ 0,010%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки. Предел прочности на разрыв упрочненной под прессом стали с вышеуказанным составом составляет более 1800 МПа.

Такая сталь имеет очень высокие механические характеристики, которые позволяют использовать ее для формирования усиленной конструкции, такой как дверной проём.

Нижний обвязочный брус 4 имеет, например, U-образную форму сечения в поперечном направлении, как показано на фиг. 2, при этом U-образная форма открыта к внешнему элементу 16 нижнего обвязочного бруса, т.е. к внешней части транспортного средства. Указанный внешний элемент 16 расположен так, чтобы закрывать этот профиль, как показано на фиг. 1. Нижний обвязочный брус 4 и его внешний компонент 16, например, сварены вместе для создания порога. Работа такого порога известна и не будет подробно описана.

Как показано на фиг. 1, передняя стойка 18 проходит в вертикальном направлении от переднего конца 14 нижнего обвязочного бруса. Известно, что передняя стойка 18 также образует часть дверного проёма и служит опорой для передней части транспортного средства. Передняя стойка 18 образована из внутреннего элемента 19 передней стойки (показана на фиг. 2), собранного вместе с внешним элементом передней стойки. Передняя стойка изготовлена, например, из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа. Такие высокие механические характеристики позволяют использовать эту сталь для формирования усиленной конструкции, такой как дверной проём.

Сталь может содержать, например, в масс. %: 0,15% ≤ C ≤ 0,5%, 0,5% ≤ Mn ≤ 3%, 0,1% ≤ Si ≤ 1%, 0,005% ≤ Cr ≤ 1%, Ti ≤ 0,2%, Al ≤ 0,1%, S ≤ 0,05%, P ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения сталь содержит, например, масс. %: 0,20% ≤ C ≤ 0,25%, 1,1% ≤ Mn ≤ 1,4%, 0,15% ≤ Si ≤ 0,35%, ≤ Cr ≤ 0,30%, 0,020% ≤ Ti ≤ 0,060%, 0,020% ≤ Al ≤ 0,060%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, 0,002% ≤ B ≤ 0,004%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки. Предел прочности на разрыв упрочненной под прессом стали с вышеуказанным составом составляет 1300 и 1650 МПа.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения сталь содержит, например, в масс. %: 0,24% ≤ C ≤ 0,38%, 0,40% ≤ Mn ≤ 3%, 0,10% ≤ Si ≤ 0,70%, 0,015% ≤ Al ≤ 0,070%, Cr ≤ 2%, 0,25% ≤ Ni ≤ 2%, 0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%, Nb ≤ 0,060%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%, 0,003% ≤ N ≤ 0,010%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки. Предел прочности на разрыв упрочненной под прессом стали с вышеуказанным составом превышает 1800 МПа. Согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 4, конструкция основания кузова содержит левый нижний обвязочный брус 4, проходящий вблизи и параллельно левой стороне 10 панели 1 пола, и правый нижний обвязочный брус 4, проходящий вблизи и параллельно правой стороне панели пола.

Продольная балка 2 и нижний обвязочный брус 4 соединены между собой посредством усиливающего элемента 6, проходящего поперек между ними.

В частности, усиливающий элемент 6 проходит между передним концом 14 нижнего обвязочного бруса 4 и расположенной в поперечном направлении напротив него частью продольной балки 2, как показано на фиг. 2.

Усиливающий элемент 6 содержит первый профиль 20, проходящий по существу параллельно панели 1 пола, и второй профиль 22, проходящий от первого профиля 20 к панели пола. Другими словами, первый профиль 20 проходит в плоскости, включающей в себя продольное направление и поперечное направление, т.е. в горизонтальной плоскости в условиях постоянной эксплуатации транспортного средства. Второй профиль 22 проходит по существу перпендикулярно к первому профилю 20, при этом и первый и второй профили проходит между продольной балкой 2 и нижним обвязочным брусом 4.

Первый профиль имеет по существу треугольную форму с первой стороной 24, проходящей вдоль продольной балки 2, второй стороной 26, проходящей поперек между продольной балкой 2 и нижним обвязочным брусом 4, и третьей стороной 28, соединяющей передний конец первой стороны 24 со второй стороной 26 и проходящей между продольной балкой 2 и нижним обвязочным брусом 4, при этом второй профиль 22 отходит от третьей стороны 28 первого профиля 20, которая также является стороной второго профиля.

Второй профиль 22 проходит по существу в плоскости, образующей ненулевой угол с продольным направлением, при этом второй профиль наклонен между продольной балкой 2 и нижним обвязочным брусом 4 так, чтобы он проходил одинаково как поперек, так и продольно. Согласно варианту выполнения, показанному на фигурах, второй профиль 22 не проходит в единственной плоскости и может быть немного изогнутым между продольной балкой 2 и нижним обвязочным брусом 4.

Кроме того, второй профиль 22 не является плоским и содержит штампованные рёбра. Эти рёбра обеспечивают требуемую жёсткость вдоль вертикального направления усиливающего элемента 6.

Второй профиль 22 проходит между первой стороной 32, проходящей от переднего конца первой стороны 24 первого профиля, и второй стороной 34, проходящей от конца второй стороны 26 первого профиля, контактируя с нижним обвязочным брусом 4. Третья сторона 28 первого профиля 20 соединяет первую сторону 32 со второй стороной 34 второго профиля 22 и образует нижнюю сторону второго профиля. Второй профиль 22 проходит между нижней стороной и противоположной ей верхней стороной 36, также проходящей между первой стороной 32 и второй стороной 34 второго профиля.

Каждый из первого 20 и второго 22 профилей содержит монтажные края 38, расположенные так, чтобы прилегать к продольной балке 2 и нижнему обвязочному брусу 4 и образовывать установочные поверхности с этими элементами, как будет далее описано.

Согласно варианту выполнения, показанному на фигурах, первый профиль 20 содержит установочные отверстия 32 для сборки усиливающего элемента 6 с кузовом транспортного средства.

Усиливающий элемент 6 изготовлен из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа. Материал имеет мартенситную микроструктуру.

Упрочненная под прессом сталь содержит, например, в масс. %: 0,15% ≤ C ≤ 0,5%, 0,5% ≤ Mn ≤ 3%, 0,1% ≤ Si ≤ 1%, 0,005% ≤ Cr ≤ 1%, Ti ≤ 0,2%, Al ≤ 0,1%, S ≤ 0,05%, P ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения сталь содержит, например, в масс. %: 0,20% ≤ C ≤ 0,25%, 1,1% ≤ Mn ≤ 1,4%, 0,15% ≤ Si ≤ 0,35%, ≤ Cr ≤ 0,30%, 0,020% ≤ Ti ≤ 0,060%, 0,020% ≤ Al ≤ 0,060%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, 0,002% ≤ B ≤ 0,004%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки. Предел прочности на разрыв упрочненной под прессом стали с вышеуказанным составом составляет от 1300 до 1650 МПа.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения, сталь содержит, например, в масс. %: 0,24% ≤ C ≤ 0,38%, 0,40% ≤ Mn ≤ 3%, 0,10% ≤ Si ≤ 0,70%, 0,015% ≤ Al ≤ 0,070%, Cr ≤ 2%, 0,25% ≤ Ni ≤ 2%, 0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%, Nb ≤ 0,060%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%, 0,003% ≤ N ≤ 0,010%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки. Предел прочности на разрыв упрочненной под прессом стали с вышеуказанным составом превышает 1800 МПа. Сталь может быть покрыта, например, отожженным покрытием горячего цинкования или оцинкована посредством любого подходящего процесса, такого как нанесение покрытия методом погружения, электролитическое осаждение, вакуумное покрытие.

Мартенситная микроструктура предполагает, что она состоит более чем на 95% из мартенсита после горячего штампования. Усиливающий элемент 6 изготавливают из плоской заготовки посредством горячей штамповки для формирования первого 20 и второго 22 профилей за одну операцию.

Полученный усиливающий элемент 6 имеет очень высокий предел прочности на разрыв, который делает её особенно прочной к деформированию.

Указанный усиливающий элемент 6 прикреплен к продольной балке 2 одним из поперечных концов, образованным первой стороной 24 первого профиля 20 и первой стороной 32 второго профиля 22, и прикреплен к нижнему обвязочному брусу 4 другим поперечным концом, образованным концом второй стороны 26 первого профиля 20 и второй стороной 34 второго профиля 22. Согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 2, часть внутреннего элемента 19 передней стойки также прикреплена к указанной второй стороне 34 и проходит между усиливающим элементом и внешним элементом 16 нижнего обвязочного бруса. Поэтому соединение между нижним обвязочным брусом, передней стойкой 18 и усиливающим элементом 6 является очень прочным.

Поперечные концы усиливающего элемента 6 прикреплены к продольной балке 2 и нижнему обвязочному брусу 4 посредством сварки. Эта сварка может выполняться посредством точечной контактной сварки, электродуговой сварки или лазерной сварки монтажных краёв 38 усиливающего элемента 6 к продольной балке 2 и нижнему обвязочному брусу 4.

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 4, конструкция основания кузова содержит левый усиливающий элемент 6, соединяющий левую продольную балку 2 с левым нижним обвязочным брусом 4, и правый усиливающий элемент 6, соединяющий правую продольную балку 2 с правым нижним обвязочным брусом 4.

Согласно этому варианту выполнения, поперечная балка 40 проходит между левой и правой продольными балками 2. Поперечная балка 40 и левый и правый усиливающие элементы 6 проходят вдоль одной поперечной оси, т.е. поперечные концы поперечной балки 40 проходят противоположно поперечным концам левого и правого усиливающих элементов 6, прикреплённым к левой и правой продольным балкам 2. Поперечная балка 40 изготовлена, например, из упрочненной под прессом стали, имеющей предел прочности на разрыв не менее 1200 МПа.

Упрочненная под прессом сталь может содержать, например, в масс. %: 0,15% ≤ C ≤ 0,5%, 0,5% ≤ Mn ≤ 3%, 0,1% ≤ Si ≤ 1%, 0,005% ≤ Cr ≤ 1%, Ti ≤ 0,2%, Al ≤ 0,1%, S ≤ 0,05%, P ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения сталь содержит, например, в масс. %: 0,20% ≤ C ≤ 0,25%, 1,1% ≤ Mn ≤ 1,4%, 0,15% ≤ Si ≤ 0,35%, ≤ Cr ≤ 0,30%, 0,020% ≤ Ti ≤ 0,060%, 0,020% ≤ Al ≤ 0,060%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, 0,002% ≤ B ≤ 0,004%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки. Предел прочности на разрыв упрочненной под прессом стали с вышеуказанным составом составляет 1300 и 1650 МПа.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения сталь содержит, например, в масс. %: 0,24% ≤ C ≤ 0,38%, 0,40% ≤ Mn ≤ 3%, 0,10% ≤ Si ≤ 0,70%, 0,015% ≤ Al ≤ 0,070%, Cr ≤ 2%, 0,25% ≤ Ni ≤ 2%, 0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%, Nb ≤ 0,060%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%, 0,003% ≤ N ≤ 0,010%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки. Предел прочности на разрыв упрочненной под прессом стали с вышеуказанным составом превышает 1800 МПа.

При нормальном использовании транспортного средства усиливающий(е) элемент(ы) обеспечивает противодействие скручиванию для поддержания поперечной и продольной ориентации нижнего обвязочного бруса относительно продольной балки 2, а также обеспечивает прочность конструкции основания кузова. Для выполнения этой функции усиливающий элемент 6 также может рассматриваться как коробчатая конструкция.

Работа усиливающего(их) элемента(ов) 6 при столкновении с малым перекрытием далее будет описано со ссылками на фиг. 5-8.

На фиг. 5 и 6 соответственно показаны виды в перспективе снизу и сверху стандартной конструкции основания кузова после столкновения при малом перекрытии, а на фиг. 7 и 8 соответственно показаны виды в перспективе снизу и сверху конструкции основания кузова согласно изобретению, после столкновения при малом перекрытии.

При столкновении с малым перекрытием колесо 42 транспортного средства, расположенное спереди от передней стойки 18, имеет свойство поворачиваться в направлении задней и внутренней части транспортного средства.

Как можно увидеть при сравнении фиг. 5 и фиг. 7, изобретение позволяет значительно ограничить проникновение в пассажирское отделение. В случае стандартной конструкции основания кузова, поворот колеса 42 заминает нижний обвязочный брус в поперечном направлении, и это колесо входит в пассажирское отделение транспортного средства. В этом случае, как показано на фиг. 6, пространство 44 для ног пассажира также заминается между нижним обвязочным брусом и продольной балкой 2, что может нанести пассажиру серьёзные травмы.

В конструкции основания кузова согласно изобретению, усиливающий элемент 6 предотвращает вхождение нижнего обвязочного бруса в пассажирское отделение транспортного средства и таким образом значительно уменьшает деформирование пространства 44 для ног пассажира.

Следовательно, расстояние d, разделяющее в поперечном направлении продольную балку 2 от нижнего обвязочного бруса 4 поддерживается на одном уровне или уменьшается на маленькое значение. Следовательно, пространство 44 для ног пассажира сохраняет свою целостность после столкновения, и пассажир остаётся защищённым.

Например, расстояние d, разделяющее в поперечном направлении передний конец нижнего обвязочного бруса и продольной балки 2 по существу составляет приблизительно 290 мм в нормальном состоянии транспортного средства. В случае столкновения при малом перекрытии это расстояние уменьшается приблизительно до 160 мм в стандартной конструкции основания кузова, в то время как указанное расстояние уменьшается от 1 до 2 мм, т.е. приблизительно до 288 мм, в конструкции основания кузова согласно изобретению.

Таким образом, использование усиливающего элемента 6 согласно изобретению, значительно улучшает поведение транспортного средства при столкновении с малым перекрытием.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Конструкция основания кузова транспортного средства содержит панель пола, по меньшей мере одну продольную балку, проходящую под панелью пола, и по меньшей мере один нижний обвязочный брус, проходящий в продольном направлении смежно с панелью пола. Конструкция дополнительно содержит по меньшей мере один усиливающий элемент, который проходит под панелью пола в поперечном направлении и прикреплен одним из поперечных концов к продольной балке, а другим – к нижнему обвязочному брусу. Усиливающий элемент изготовлен из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа. Усиливающий элемент содержит профили, проходящие в параллельной и перпендикулярной панели пола плоскостях. Профили соединяют продольную балку с нижним обвязочным брусом. Кузов транспортного средства содержит упомянутую конструкцию основания кузова транспортного средства. Достигается предотвращение деформации кузова транспортного средства в поперечном направлении. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Конструкция основания кузова транспортного средства, содержащая панель (1) пола, по меньшей мере одну продольную балку (2), проходящую в продольном направлении транспортного средства под указанной панелью (1) пола, и по меньшей мере один нижний обвязочный брус (4), проходящий в продольном направлении смежно с панелью (1) пола, при этом конструкция дополнительно содержит по меньшей мере один усиливающий элемент (6), который проходит под панелью (1) пола в поперечном направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению, и прикреплен одним из поперечных концов к продольной балке (2), а другим поперечным концом прикреплен к нижнему обвязочному брусу (4), отличающаяся тем, что усиливающий элемент (6) изготовлен из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа и содержит первый профиль (20), проходящий в плоскости, по существу параллельной панели (1) пола, и второй профиль (22), проходящий в плоскости, перпендикулярной первому профилю (20), при этом первый (20) и второй (22) профили соединяют продольную балку (2) с нижним обвязочным брусом (4), причем второй профиль (22) проходит в плоскости, образующей с продольным направлением угол не равный нулю.

2. Конструкция основания кузова по п.1, отличающаяся тем, что усиливающий элемент (6) имеет мартенситную микроструктуру, а продольная балка (2) и/или нижний обвязочный брус (4) имеют не полностью мартенситную структуру.

3. Конструкция основания кузова по п.2, отличающаяся тем, что продольная балка (2) и нижний обвязочный брус (4) имеют не полностью мартенситную структуру.

4. Конструкция основания кузова по п.1, отличающаяся тем, что первый профиль (20) имеет по существу форму треугольника, первая сторона (24) которого проходит вдоль продольной балки (2), вторая сторона (26) соединяет продольную балку (2) с нижним обвязочным брусом (4), а третья сторона (28) проходит вдоль второго профиля (22).

5. Конструкция основания кузова по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что усиливающий элемент (6) прикреплен к переднему продольному концу (14) нижнего обвязочного бруса (4).

6. Конструкция основания кузова по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что усиливающий элемент (6) приварен к продольной балке (2) и нижнему обвязочному брусу (4).

7. Конструкция основания кузова по п.6, отличающаяся тем, что приваривание усиливающего элемента (6) к продольной балке (2) и нижнему обвязочному брусу (4) представляет собой точечную контактную сварку, или электродуговую сварку, или лазерную сварку.

8. Конструкция основания кузова по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что упрочненная под прессом сталь содержит в мас.%:

0,15% ≤ C ≤ 0,5%, 0,5% ≤ Mn ≤ 3%, 0,1% ≤ Si ≤ 1%, 0,005% ≤ Cr ≤ 1%, Ti ≤ 0,2%, Al ≤ 0,1%, S ≤ 0,05%, P ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки, или

0,20% ≤ C ≤ 0,25%, 1,1% ≤ Mn ≤ 1,4%, 0,15% ≤ Si ≤ 0,35%, ≤ Cr ≤ 0,30%, 0,020% ≤ Ti ≤ 0,060%, 0,020% ≤ Al ≤ 0,060%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, 0,002% ≤ B ≤ 0,004%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки, или

0,24% ≤ C ≤ 0,38%, 0,40% ≤ Mn ≤ 3%, 0,10% ≤ Si ≤ 0,70%, 0,015% ≤ Al ≤ 0,070%, Cr ≤ 2%, 0,25% ≤ Ni ≤ 2%, 0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%, Nb ≤ 0,060%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%, 0,003% ≤ N ≤ 0,010%, S ≤ 0,005%, P ≤ 0,025%, остальную часть составляет железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате обработки.

9. Конструкция основания кузова по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что на упрочненную под прессом сталь нанесено покрытие.

10. Конструкция основания кузова по любому из пп.1-4, дополнительно содержащая переднюю стойку (18), прикреплённую к нижнему обвязочному брусу (4) и проходящую вверх в вертикальном направлении, по существу перпендикулярно к продольному и поперечному направлениям, при этом передняя стойка (18) проходит от продольного переднего конца (14) нижнего обвязочного бруса (4).

11. Конструкция основания кузова по любому из пп.1-4, содержащая панель (1) пола, левую и правую продольные балки (2), проходящие в продольном направлении под указанной панелью (1) пола, левый и правый нижние обвязочные брусья (4), проходящие в продольном направлении с каждой боковой стороны панели (1) пола, левый усиливающий элемент (6), проходящий между левой продольной балкой (2) и левым нижним обвязочным брусом (4), и правый усиливающий элемент (6), проходящий между правой продольной балкой (2) и правым нижним обвязочным брусом (4), при этом левый и правый усиливающие элементы (6) изготовлены из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа.

12. Конструкция основания кузова по п.11, дополнительно содержащая проходящую между левой и правой продольными балками (2) поперечную балку (40), которая вместе с левым и правым усиливающими элементами (6) проходит вдоль одной поперечной оси, при этом поперечная балка (40) изготовлена из упрочненной под прессом стали с пределом прочности на разрыв не менее 1200 МПа.

13. Кузов транспортного средства, содержащий конструкцию основания по любому из пп.1-12.