СТУПЕНЧАТЫЙ ДЕФЛЕКТОР И ПОГЛОЩАЮЩЕЕ УДАР УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДНЕЙ ЧАСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ).
STEPPED DEFLECTOR AND A SHOCK ABSORBING DEVICE  FOR A FRONT END OF A VEHICLE  (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к устройству для уменьшения проникновений в пассажирское отделение транспортного средства, когда подвергается испытанию на жесткое препятствие с малым перекрытием.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Наземные транспортные средства испытываются на безопасность при столкновении посредством многообразия испытаний, в том числе, испытаний на фронтальные удары, боковые удары, удары сзади, переворачивание и других испытаний. Ранее были разработаны испытания на фронтальный удар, которые предписывали, что транспортное средство ударяется о препятствие между лонжеронами, которые продолжаются в продольном направлении относительно транспортного средства. В этом типе испытания, лонжероны обеспечивали основную поддержку для кузова транспортного средства. Степень каждого из проникновений в пассажирское отделение измеряется на тормозной педали, упора для ноги, левой части поддона подножья, центральной части поддона подножья, правой части поддона подножья, левой части приборной панели, правой части приборной панели и двери.
Испытания Страхового института безопасности дорожного движения (IIHS) моделируют фронтальные столкновения с малым перекрытием о жесткое препятствие. В предлагаемом испытании, транспортное средство ударяется о жесткое препятствие, имеющее подобный столбу радиус шесть дюймов на одном углу, с перекрытием 25% на скорости 40 миль в час. Удар происходит снаружи к борту от лонжеронов, и лонжероны не обеспечивают такого же большого сопротивления проникновению в пассажирское отделение, как в случае ударов между лонжеронами.
Дефлекторы, которые прикреплены к наружному концу бампера транспортного средства были испытаны и уменьшали проникновения в пассажирское отделение (см. например, US 6155633, опубликовано 05.12.2000, МПК B60R 19/04; B62D 21/15). Требуется дополнительное уменьшение проникновений при испытании на жесткое препятствие с малым перекрытием (SORB), которое является простым и экономически эффективным.
Настоящее изобретение направлено на решение вышеприведенных проблем и других проблем, как обобщено ниже.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному из аспектов этого раскрытия, предусмотрен ступенчатый дефлектор для транспортного средства, содержащий:
первую ступень, содержащую переднее плечо, продолжающееся наружу от бампера, и промежуточное плечо, продолжающееся от переднего плеча к лонжерону; и
вторую ступень, содержащую наружное переднее плечо, прикрепленное к первой ступени, продолжающееся наружу от первой ступени, и заднее плечо, продолжающееся от наружного конца наружного переднего плеча к лонжерону.
В одном из вариантов предложен дефлектор, в котором переднее плечо и наружное переднее плечо продолжаются назад от бампера под острым углом α относительно лонжерона.
В одном из вариантов предложен дефлектор, в котором промежуточное плечо является прямым и имеет первый внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону, и заднее плечо является прямым и имеет второй внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону.
В одном из вариантов предложен дефлектор, в котором промежуточное плечо является дугообразным и имеет первый внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону, и заднее плечо является дугообразным и имеет второй внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону.
В одном из вариантов предложен дефлектор, в котором лонжерон усилен продолжающейся в боковом направлении поперечиной, которая повышает поперечную жесткость лонжерона, причем промежуточное плечо взаимодействует с лонжероном там, где поперечина усиливает лонжерон.
В одном из вариантов предложен дефлектор, в котором лонжерон усилен продолжающейся в боковом направлении поперечиной, которая повышает поперечную жесткость лонжерона, причем заднее плечо взаимодействует с лонжероном там, где поперечина усиливает лонжерон.
В одном из дополнительных аспектов предложено поглощающее удар устройство для передней части транспортного средства, содержащего лонжерон и бампер, расположенный спереди от лонжерона, содержащее ступенчатый дефлектор, содержащий:
первую ступень, содержащую внутреннее переднее плечо, продолжающееся наружу от и прикрепленное к бамперу, и
промежуточное заднее плечо, продолжающееся от наружного конца переднего плеча к лонжерону; и
вторую ступень, содержащую наружное переднее плечо, прикрепленное к первой ступени, продолжающееся наружу от первой ступени, и заднее плечо, продолжающееся от наружного конца наружного переднего плеча к лонжерону.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором переднее плечо и наружное переднее плечо продолжаются назад от бампера под острым углом α относительно лонжерона.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором промежуточное плечо является прямым и имеет первый внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону, и заднее плечо является прямым и имеет второй внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором промежуточное плечо является дугообразным и имеет первый внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону, и заднее плечо является дугообразным и имеет второй внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором лонжерон усилен продолжающейся в боковом направлении поперечиной, которая повышает поперечную жесткость лонжерона, при этом промежуточное плечо взаимодействует с лонжероном там, где поперечина усиливает лонжерон.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором лонжерон усилен продолжающейся в боковом направлении поперечиной, которая повышает поперечную жесткость лонжерона, при этом заднее плечо взаимодействует с лонжероном там, где поперечина усиливает лонжерон.
В одном из еще дополнительных аспектов предложено поглощающее удар устройство для передней части транспортного средства, содержащего бампер и лонжерон, содержащее ступенчатый дефлектор, прикрепленный к бамперу, содержащий:
первую ступень, содержащую переднее плечо, продолжающееся наружу от бампера, и промежуточное плечо, продолжающееся от переднего плеча к лонжерону; и
вторую ступень, содержащую наружное переднее плечо, прикрепленное к первой ступени, продолжающееся наружу от первой ступени, и заднее плечо, продолжающееся от наружного конца наружного переднего плеча к лонжерону, при этом сила удара с объектом, который выровнен в продольном направлении с дефлектором, сначала поглощается передним плечом, вызывая взаимодействие промежуточного плеча с лонжероном, а впоследствии, поглощается наружным передним плечом, вызывая взаимодействие заднего плеча с лонжероном позади промежуточного плеча.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором переднее плечо и наружное переднее плечо продолжаются назад от бампера под острым углом α относительно лонжерона.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором промежуточное плечо является прямым и имеет первый внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону, и заднее плечо является прямым и имеет второй внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором промежуточное плечо является дугообразным и имеет первый внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону, и заднее плечо является дугообразным и имеет второй внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором лонжерон усилен продолжающейся в боковом направлении поперечиной, которая повышает поперечную жесткость лонжерона, при этом промежуточное плечо взаимодействует с лонжероном там, где поперечина усиливает лонжерон.
В одном из вариантов предложено устройство, в котором лонжерон усилен продолжающейся в боковом направлении поперечиной, которая повышает поперечную жесткость лонжерона, при этом заднее плечо взаимодействует с лонжероном там, где поперечина усиливает лонжерон.
Таким образом, сила удара сначала поглощается передним плечом, что заставляет промежуточное плечо взаимодействовать с лонжероном. Сила впоследствии поглощается наружным передним плечом, что заставляет заднее плечо взаимодействовать с лонжероном позади промежуточного плеча.
Любой из вышеприведенных вариантов осуществления ступенчатого дефлектора дополнительно может содержать переднее плечо и наружное переднее плечо, продолжающиеся назад от бампера под острым углом α относительно лонжерона. Промежуточное плечо может быть прямым и может иметь первый внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону. Заднее плечо может быть прямым и может иметь второй внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону. В качестве альтернативы, промежуточное плечо может быть дугообразным и может иметь первый внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону. Заднее плечо может быть дугообразным и может иметь второй внутренний конец, не прикрепленный к лонжерону.
Дополнительные аспекты вышеприведенных вариантов осуществления ступенчатого дефлектора также могут включать в себя, что лонжерон усилен продолжающейся в боковом направлении поперечиной там, где промежуточное плечо взаимодействует с лонжероном. В качестве альтернативы или в дополнение, лонжерон может быть усилен еще одной продолжающейся в боковом направлении поперечиной, расположенной там, где заднее плечо взаимодействует с лонжероном. Продолжающиеся в боковом направлении поперечины работают для повышения поперечной жесткости лонжеронов.
Вышеприведенные аспекты этого раскрытия и другие аспекты подробнее описаны ниже со ссылкой на приложенные чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - местный вид снизу участка передней части транспортного средства, включающего в себя трубы двойного дефлектора, имеющие продолжающиеся по диагонали передние плечи и дугообразные несущие плечи, согласно одному из вариантов осуществления этого раскрытия;
Фиг. 2 - местный вид снизу участка передней части транспортного средства, включающего в себя трубы двойного дефлектора, имеющие продолжающиеся по диагонали передние плечи и перпендикулярные несущие плечи, согласно одному из вариантов осуществления этого раскрытия;
Фиг. 3 - общий вид снизу графического представления исходного транспортного средства при моделированном столкновении с жестким препятствием;
Фиг. 4 - общий вид снизу графического представления деформации кулисы в исходном транспортном средстве со ступенчатым дефлектором при моделированном столкновении с жестким препятствием;
Фиг. 5 - общий вид снизу графического представления в исходном транспортном средстве со ступенчатым дефлектором при моделированном столкновении с жестким препятствием;
Фиг. 6 - вертикальный вид сбоку графического представления исходного транспортного средства при моделированном столкновении с жестким препятствием;
Фиг. 7 - вертикальный вид сбоку графического представления в исходном транспортном средстве со ступенчатым дефлектором при моделированном столкновении с жестким препятствием;
Фиг. 8 - график, показывающий степень проникновения в разных местоположениях в пассажирское отделение исходного транспортного средства по сравнению с исходным транспортным средством со ступенчатым дефлектором в качестве контролируемого при испытании на жесткое препятствие с малым перекрытием по варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 1.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описание предпочтительных проиллюстрированных вариантов осуществления настоящего изобретения представлено ниже. Раскрытые варианты осуществления являются примерами изобретения, которые могут быть воплощены в различных альтернативных формах. Фигуры не обязательно находятся в масштабе. Некоторые признаки могут быть преувеличены или сведены к минимуму, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Специфичные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в этой заявке, должны интерпретироваться не в качестве ограничивающих, а только в качестве представляющих основу для обучения специалиста в данной области техники как осуществить изобретение на практике.
Со ссылкой на фиг. 1, на виде снизу проиллюстрирована передняя часть 10 транспортного средства 12, которая содержит один из вариантов осуществления узла 16 ступенчатого дефлектора, который прикреплен к одному боковому концу бампера 18. Бампер 18 прикреплен к переднему концу 20 лонжерона 22.
Узел 16 ступенчатого дефлектора содержит первую ступень 26 и вторую ступень 28. Первая ступень 26 содержит внутреннее переднее плечо 30 и промежуточное плечо 32. Вторая ступень 28 содержит наружное переднее плечо 36 и заднее плечо 38.
Внутреннее переднее плечо 30 и наружное переднее плечо 36 продолжаются под углом α относительно продолжающегося в продольном направлении лонжерона 22.
Промежуточное плечо 32 содержит первый внутренний конец 40, который расположен смежно лонжерону 22, но не прикреплен к лонжерону 22. Второй внутренний конец 42 заднего плеча 38 также расположен смежно лонжерону 22, но не прикреплен к лонжерону 22. Первый и второй внутренние концы 40 и 42 не прикреплены к лонжерону 22, чтобы избегать нарушения функционирования легкого корпуса для смятия при столкновении с объектом бампером 18 между лонжеронами 22 транспортного средства 12.
Первая продолжающаяся в боковом направлении поперечина 44 прикреплена между лонжероном 22 и вторым лонжероном (не показан). Первая продолжающаяся в боковом направлении поперечина 44 выровнена с первым внутренним концом 40 промежуточного плеча 32. Первая продолжающаяся в боковом направлении поперечина 44 повышает поперечную жесткость лонжерона в местоположении, где промежуточное плечо взаимодействует с лонжероном при столкновении с объектом, который выровнен в продольном направлении с узлом 16 ступенчатого дефлектора. Может быть предусмотрена вторая продолжающаяся в боковом направлении поперечина 46, которая выровнена с вторым внутренним концом 42 заднего плеча 38. Могут быть предусмотрены обе, первая продолжающаяся в боковом направлении поперечина 44 и вторая продолжающаяся в боковом направлении поперечина 46, или одна из двух поперечин может быть не включена в состав в зависимости от требуемой степени поперечной жесткости лонжерона 22.
Промежуточное плечо 32 и заднее плечо 38, как показано на фиг. 1, являются дугообразными плечами, которые продолжаются от наружного конца внутреннего переднего плеча 30 и наружного переднего плеча 36 соответственно.
Со ссылкой на фиг. 2, проиллюстрирован вариант осуществления альтернативный варианту осуществления по фиг. 1. На фиг. 2, передняя часть 50 транспортного средства 52 проиллюстрирована на виде снизу. Ступенчатый дефлектор 56 прикреплен к наружному концу бампера 58. Бампер 58 прикреплен к переднему концу 60 лонжерона 62.
Узел 56 ступенчатого дефлектора содержит первую ступень 66 и вторую ступень 68. Первая ступень 66 содержит внутреннее переднее плечо 70 и промежуточное плечо 72. Вторая ступень 68 содержит наружное переднее плечо 76 и заднее плечо 78. Внутреннее переднее плечо 70 и наружное переднее плечо 76 продолжаются под углом α относительно лонжерона 62. Первый внутренний конец 80 промежуточного плеча 72 и второй внутренний конец 82 заднего плеча 78 оба расположены смежно лонжерону 62. Внутренние концы 80 и 82 не прикреплены к лонжерону 62, чтобы избегать нарушения механизма поглощения при столкновении, такого как легкий корпус для смятия (не показан), которые предназначены для поглощения энергии столкновения с объектом между лонжеронами 62 транспортного средства 52.
Первая продолжающаяся в боковом направлении поперечина 84 в целом выровнена с первым внутренним концом 80 промежуточного плеча 72. Вторая продолжающаяся в боковом направлении поперечина 86 выровнена с вторым внутренним концом 82 заднего плеча 78. Первая и вторая продолжающиеся в боковом направлении поперечины 84 и 86 усиливают лонжерон 62 в поперечном направлении для повышения поперечной жесткости лонжеронов 22.
Со ссылкой на фиг. 3, показана передняя часть 50 транспортного средства, которое является исходным транспортным средством, после столкновения с жестким препятствием 90 при испытании на жесткое препятствие с малым перекрытием (SORB), которое моделирует столкновение транспортного средства 52 снаружи к борту от лонжерона 62. Окружность 92 выделяет область кулисы транспортного средства и показывает порог 94, отделенный от пола транспортного средства 52.
Со ссылкой на фиг. 4 и 5, передняя часть 50 транспортного средства 52, которая оборудована узлом 56 ступенчатого дефлектора, проиллюстрирована после моделированного столкновения с жестким препятствием 90, таким как столб. Столкновение с жестким препятствием происходит в местоположении, которое выровнено в продольном направлении с узлом 56 ступенчатого дефлектора. Узел 56 ступенчатого дефлектора содержит первую ступень 66 и вторую ступень 68, как описано ранее со ссылкой на фиг. 2. Узел 56 ступенчатого дефлектора прикреплен к бамперу 58. Более точно, со ссылкой на фиг. 5, окружность 92 вокруг области кулисы транспортного средства 52 показывает, что порог 94 деформирован в меньшей степени и всего лишь минимально отделен от двери транспортного средства 52.
Со ссылкой на фиг. 6, транспортное средство 52 исходной модели CAE показано после моделированного столкновения при испытании на SORB, которое выделено окружностью 98, указывающей деформацию вокруг передней стойки 100 транспортного средства 52.
Со ссылкой на фиг. 7, транспортное средство 52 с узлом 56 ступенчатого дефлектора проиллюстрировано для сравнения с исходной моделью CAE, показанной на фиг. 6. Окружность 98 указывает область, где деформирована передняя стойка 100, и может быть видно, что существенно меньшая деформация возникает в пределах окруженной области, указанной номером 98 ссылки. Передняя стойка 100 на фиг. 7 показана имеющей существенно меньшую деформацию, чем передняя стойка 100 исходного транспортного средства, показанного на фиг. 6.
Со ссылкой на фиг. 8, приведен график проникновений, сравнивающий исходную модель, проиллюстрированную линией 102 для моделированного по CAE испытания исходной модели, со ступенчатым дефлектором, соответствующим варианту осуществления по фиг. 2, который представлен линией 104. Заметное улучшение от пограничной до хорошей характеристики для исходной модели показано линией 104. Линия 104 для исходной модели, содержащей ступенчатый дефлектор, указывает, что имеется существенно меньшее проникновение через борт. Например, на стойке на уровне нижней петли, проникновение уменьшается со 175 мм для исходной модели до 75 мм для модели с узлом ступенчатым дефлектором. В области упора для ноги, проникновение уменьшается с 300 мм в исходной модели до 100 мм в транспортном средстве, оснащенном ступенчатым дефлектором. В среднем, ступенчатый дефлектор в каждой измерительной точке уменьшает степень проникновения более чем на половину при сравнении транспортного средства, оснащенного ступенчатым дефлектором, с исходной моделью. Это уменьшение степени проникновения является значительным уменьшением и заслуживающим внимание улучшением по отношению к цели удовлетворения требований испытания SORB.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления описаны выше, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы раскрытия. Слова, использованные в описании изобретения, являются скорее словами описания, нежели ограничения. Изменения могут быть произведены в отношении проиллюстрированных вариантов осуществления, не выходя из сущности и объема раскрытия в качестве заявленных формулой изобретения. Признаки проиллюстрированных вариантов осуществления могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления раскрытых концепций.