ПЕРЕДНЯЯ ЧАСТЬ АВТОМОБИЛЬНОГО КУЗОВА
CAR BODY FRONT PART

Настоящее изобретение касается передней части автомобильного кузова и, в частности, конструкции такой передней части, которая позволяет минимизировать угрозу пешеходам в случае столкновения. В принципе, эта угроза тем больше, чем компактнее конструкция автомобиля и чем плотнее расположены массивные компоненты в деформируемой при столкновении передней части кузова и расположенном за ней, возможно также затрагиваемом деформацией, отсеке двигателя.
С недавнего времени стало принято располагать на вентиляционном проходе передней части кузова, через который двигатель снабжается охлаждающим воздухом и/или воздухом для сжигания топлива, также называемый как заслонка управляемый запорный элемент, который позволяет модулировать пропускную способность вентиляционного прохода. В то время как, например, пропускная способность при более низкой температуре двигателя остается низкой, возможно более быстрое доведение двигателя до стационарной рабочей температуры. Благодаря этому фаза низкой температуры двигателя непосредственно после пуска двигателя сокращается, и может быть достигнута экономия горючего и улучшено качество выхлопного газа. Так как такой запорный элемент должен монтироваться на кузове далеко впереди перед двигателем и перед находящимся перед двигателем охлаждающим блоком, чаще всего уже при слабом столкновении он подвержен деформации. Поэтому запорный элемент способствует усилению жесткости передней части, вследствие которого при столкновении с пешеходом увеличивается потенциальная угроза.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание передней части автомобильного кузова, которая, несмотря на наличие модулирующего пропускную способность свежего воздуха запорного элемента, обеспечивает эффективную защиту пешехода.
Эта задача решается с помощью того, что у передней части автомобильного кузова, снабженной бампером и несущей балкой бампера, которые служат для того, чтобы при столкновении отходить назад, поглощая энергию и импульс, вентиляционным проходом и расположенным позади переднего бампера запорным элементом для модулирования пропускной способности вентиляционного прохода, который захватывается отходящим назад бампером или несущей балкой бампера, перед запорным элементом расположено промежуточное пространство, в которое бампер и/или несущая балка бампера может отходить назад, не захватывая запорный элемент. Таким образом, при столкновении с пешеходом сначала происходит относительно легкий удар, при котором в контакт с ногами пешехода приходят только бампер и несущая балка бампера, и только в более поздней фазе, когда ноги уже приобрели ускорение, происходит второй удар, в котором участвует также запорный элемент.
Самая передняя в вертикальном сечении область передней части, которая при столкновении первая касается ног пешехода, предпочтительно расположена ниже высоты его колен, чтобы гарантировать, что пешеход упадет на капот, вместо того, чтобы быть затянутым под автомобиль, и при этом максимально уберечь колени пешехода.
Вторая спереди (т.е. после самой передней области) передняя область передней части, которая попадает в контакт с пешеходом в несколько более поздний момент времени, расположена предпочтительно над вентиляционным проходом.
Измеренное в направлении движения расстояние между второй спереди передней и самой передней областью должно соответствовать, по меньшей мере, измеренной в направлении движения ширине промежуточного пространства, чтобы вышеупомянутый второй удар не произошел до контакта пешехода со второй спереди передней областью.
Предпочтительно бампер охватывает вентиляционный проход, а вторая спереди передняя область является частью бампера.
Запорный элемент может быть жестко соединен со второй спереди передней областью. Даже если эта область является частью бампера, это не оказывает негативного влияния на подвижность также образуемой бампером самой передней области, так как бампер может деформироваться внутрь себя.
Стабилизации всей передней части кузова может также способствовать то, что несущая балка бампера и запорный элемент могут смещаться друг против друга в направлении движения, направляемые кулисой. Так, самая передняя область бампера при столкновении может беспрепятственно отклоняться назад через запорный элемент до тех пор, пока не будет израсходовано промежуточное пространство, в отличие от чего боковым усилиям, которые, скорее всего, возникают в значительном объеме при столкновении двух автомобилей, может быть оказано высокое сопротивление.
Целесообразная реализация такой кулисной направляющей возможна с помощью несущей балки бампера и запорного элемента, один из которых снабжен ориентированным в продольном направлении автомобиля поднутренным пазом, а другой снабжен ползуном, входящим в поднутренный подрезной паз с геометрическим замыканием. Так может быть при необходимости ограничена подвижность несущей балки бампера и запорного элемента друг против друга как по вертикали, так и в поперечном направлении автомобиля, соответственно зазору между пазом и входящим в него ползуном.
Целесообразно, если несущая балка бампера и запорный элемент соединяются друг с другом надетой на них скобой. Эта скоба в обычных условиях эксплуатации неподвижно фиксирует запорный элемент на несущей балке бампера, однако может соскочить при столкновении, так что запорный элемент при столкновении должен отойти назад не вначале вместе с несущей балкой бампера, а только тогда, когда израсходовано расположенное впереди промежуточное пространство.
Чтобы при столкновении пружина ослаблялась автоматически, целесообразно она предпочтительно имеет возможность съема с несущей балки бампера и/или запорного элемента в продольном направлении автомобиля.
Другие признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания примеров осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры. Показано:
фиг.1 - схематичный вид в перспективе передней части автомобильного кузова;
фиг.2 - схематичное частичное сечение передней части;
фиг.3 - аналогичное фиг.2 сечение передней части по второму варианту осуществления изобретения;
фиг.4 - сечение по обозначенной на фиг.3 позицией IV-IV плоскости; и
фиг.5 - аналогичное фиг.2 сечение передней части по третьему варианту осуществления изобретения.
На фиг.1 показана передняя часть автомобиля, на которой возможно применение настоящего изобретения. Видимые части передней части состоят, по существу, из переднего капота или капота 1 двигателя, крыльев 2 и отформованного из полимерного материала податливого бампера 3 оболочечной конструкции, который практически образует нижнюю половину передней части, включительно до передней части колесных ниш 4. Под щитком 5 номерного знака на бампере 3 расположено впускное отверстие 6 для охлаждающего воздуха и воздуха для сжигания топлива. Нижняя поперечина 7 под впускным отверстием 6 образует выступающую дальше всего вперед область бампера 3 и всей передней части; верхняя поперечина 8, на которой установлен щиток 5 номерного знака, напротив, слегка смещена назад.
На фиг.2 показано схематичное вертикальное сечение в продольном направлении автомобиля бампера 3 и области вокруг него. Нижняя поперечина 7 усилена с помощью изготовленной методом литья под давлением из полимерного материала нижней несущей балки 9 бампера, которая известным, не изображенным здесь способом направленными назад консолями опирается на несущие части кузова, такие как, например, лонжероны или вспомогательную раму. Передняя область нижней несущей балки 9 бампера имеет форму, по существу, горизонтальной плиты 10, передний край которой подпирает несущую балку 9 бампера непосредственно позади ее выступающей дальше всего вперед точки 11. Плита 10 может быть соответствующим образом усилена отформованными ребрами 12. Верхняя поперечина 8 в своей самой передней точке 13 относительно самой передней точки 11 нижней поперечины 7 смещена назад на расстояние d, составляющее несколько сантиметров.
Позади зафиксированной во впускном отверстии 6 бампера вентиляционной решетки 14 расположена заслонка (жалюзи) 15. Заслонка 15 включает в себя продолжающую края впускного отверстия 6 внутрь, направляющую приток свежего воздуха к расположенному позади нее отсеку двигателя раму 16, расположенные рядом с задним краем рамы 16, подвешенные с возможностью поворота запорные ламели 17, а также выступающую от рамы 16 вниз, проходящую в направлении ширины автомобиля перегородку 18, которая расположена напротив вертикального ребра 19 нижней несущей балки 9 бампера на расстоянии D, которое, по меньшей мере, равно измеренному в продольном направлении автомобиля расстоянию d между точками 11 и 13. Расположенный позади запорных ламелей 17 радиатор на фиг.2 не изображен.
Верхняя поперечина 8 бампера 3 известным самим по себе способом поддерживается посредством верхней несущей балки 20 бампера, например, из стального профиля, через слой 21 деформируемого в случае столкновения абсорбирующего материала, например жесткой пены.
В случае столкновения с пешеходом в контакт с голенью пешехода сначала входит передняя точка 11 нижней поперечины 7 и начинает ускорять его вперед, еще до того, как произойдет контакт между бедром пешехода и верхней поперечиной 8 в точке 13. Так как заслонка 15 не соединена жестко в продольном направлении автомобиля с нижней поперечной 7 или нижней несущей балкой 9 бампера, при контакте сначала отклоняются назад только нижняя поперечина 7 и ее несущая балка 9, но не заслонка 15. Поэтому масса отклонившихся частей мала, вследствие чего передача импульса между автомобилем и голенью пешехода происходит при относительно низком ускорении. Это можно проследить путем сравнения с известными принципами упругого столкновения: если движущееся тяжелое тело попадает на покоящееся легкое тело, сохранение импульса и энергии приводят к тому, что легкое тело отлетает с более высокой скоростью, чем первоначальная скорость тяжелого тела; однако если легкое тело попадает на тяжелое тело, то последнее только незначительно ускоряется, в то время как более легкое отскакивает. Хотя рассматриваемое здесь столкновение не является упругим, все же и здесь величина ускорения и вместе с тем потенциальная угроза могут быть ограничены, если участвующие в первый момент столкновения компоненты автомобиля имеют небольшой вес. Это достигается за счет того, что заслонка 15 сначала не участвует в столкновении и вступает в действие только тогда, когда из-за столкновения промежуточное пространство 22 между перегородкой 18 и ребром 19 сомкнулось. Этот момент времени может совпадать с первым контактом бедра с верхней поперечиной 8 или же он может наступить несколько позднее.
На фиг.3 показано аналогичное фиг.2 частичное схематичное сечение передней части автомобильного кузова по второму варианту осуществления изобретения. Компоненты этого варианта осуществления, которые соответствуют уже описанным со ссылкой на фиг.2, обозначены теми же позициями и повторно не поясняются. Вариант осуществления, показанный на фиг.3, отличается от варианта осуществления, показанного на фиг.2, отсутствием поддерживающей заслонку 15 на нижней поперечине 7 перегородки 18. Поэтому нижняя несущая балка 9 бампера при столкновении могла бы в принципе отходить назад в любом случае, не наталкиваясь на заслонку и не захватывая ее. Поэтому промежуточное пространство 22, которое определяет, как далеко могут отойти назад вместе нижняя поперечина 7 и нижняя несущая балка 9 бампера, не захватывая заслонку 15, находится в этом варианте осуществления между передней кромкой нижней полки рамы 16 и передней точкой 11 поперечины 7.
Плоскость сечения фиг.3 проходит в продольном направлении через ползун 23, который подпирает заслонку 15 на верхней стороне нижнего бампера 9. Как показано на фиг.4, ползун 23 в поперечном сечении имеет форму перевернутой буквы Т и входит на верхней стороне несущей балки 9 бампера в ограниченный с обеих сторон L-образными в поперечном сечении выступами 24 паз 25. Благодаря указанному вводу ползуна 23 вес заслонки 15 хотя и опирается на несущую балку 9 бампера, но все-таки при столкновении несущая балка 9 бампера сначала сохраняет подвижность в продольном направлении автомобиля, без захвата заслонки 15. Только когда передняя кромка рамы 16 на высоте точки 11 изнутри натолкнется на бампер 3, заслонка 15 начнет отходить назад вместе с бампером 3 и несущей балкой 9 бампера.
На фиг.5 показано другое частичное поперечное сечение передней части автомобильного кузова в соответствии с настоящим изобретением. Снова уже описанные со ссылкой на фиг.2 элементы обозначены теми же самыми позициями и повторно не описываются. С задней стороны нижней несущей балки 9 бампера отформована выступающая назад перегородка 26. На эту перегородку 26 налегает связанная за одно целое с рамой 16 заслонки 15 перегородка 27. Свободные края обеих перегородок 26, 27 относительно продольного направления автомобиля обращены назад. На эти свободные края надета эластичная скоба 28, здесь в виде профиля, имеющего приблизительно Ω-образное сечение, из пружинной стали, которая удерживает две перегородки 26, 27 в прижатом друг к другу состоянии и тем самым в обычных условиях неподвижно фиксирует заслонку 15 на несущей балке 9 бампера. Если в случае столкновения несущая балка 9 бампера оттесняется назад, перегородка 26 захватывает скобу 28. Зажимное усилие скобы 28 согласуется с инерцией массы заслонки 15 таким образом, что при таком столкновении заслонка 15 сначала не следует отхождению назад несущей балки 9 бампера, а вместо этого отводит скобу 28 от перегородки 27. Как и в варианте осуществления, показанном на фиг.3, заслонка 15 вместе с бампером 3 и его несущей балкой 9 начинает отходить назад только тогда, когда промежуточное пространство 22 между передней кромкой рамы 16 и нижней поперечиной 7 бампера 3 исчерпано, и передняя кромка рамы 16 натыкается на внутреннюю сторону бампера 3.
Список ссылочных позиций
1. Передний капот
2. Крыло
3. Бампер
4. Колесная ниша
5. Щиток номерного знака
6. Впускное отверстие
7. Поперечина нижняя
8. Поперечина верхняя
9. Нижняя несущая балка бампера
10. Плиты
11. Передняя точка 7
12. Ребро
13. Передняя точка 8
14. Вентиляционная решетка
15. Заслонка (жалюзи)
16. Рама
17. Запорные ламели
18. Перегородка
19. Ребро
20. Верхняя несущая балка бампера
21. Слой жесткой пены
22. Промежуточное пространство
23. Ползун
24. Выступ
25. Паз
26. Перегородка
27. Перегородка
28. Скоба