ДВЕРЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ПОВЫШЕННУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ ПАССАЖИРА
VEHICLE DOOR OF VEHICLE PROVIDING HIGH PASSENGER SAFETY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системам обеспечения безопасности пассажиров транспортного средства при боковом столкновении. В частности, настоящее изобретение относится к разделению пути передачи нагрузки для уменьшения комбинированной нагрузки на область таза пассажира транспортного средства. Путь передачи нагрузки разделяется за счет наличия вырезанной зоны на внутренней панели двери из листового металла. Вырезанная зона расположена на внутренней панели двери из листового металла таким образом, чтобы таз пассажира приходился на заднюю/верхнюю часть вырезанной зоны.
Уровень техники
Обычно двери транспортного средства изготавливают из двух или нескольких панелей, прикрепленных к дверной раме, включая наружную или внешнюю панель из листового металла для отделения пассажирского салона от внутренних компонентов двери и внутреннюю панель двери из листового металла для обеспечения опоры. Обычно панель облицовки крепится к внутренней панели двери лицевой стороной к пассажирскому салону и отделяет пассажиров транспортного средства от внутренних компонентов двери, таких как окно, стеклоподъемник и дверные замки. Панель облицовки также придает пассажирскому салону эстетический вид, а также улучшает его эргономичность, например, за счет обеспечения легкого доступа к дверным ручкам, органам управления зеркалом и стеклом и т.д.
Боковой удар для транспортного средства является одним из самых приоритетных вопросов, рассматриваемых в рамках исследований и регламентируемых постоянно ужесточающимися требованиями государственных стандартов. Известно, что во время эксплуатации транспортные средства могут сталкиваться с различными препятствиями. Зачастую в таких случаях происходит серьезная деформация конструкции двери.
Стандартным испытанием является проверка ударопрочности транспортного средства при боковом столкновении, в частности, с этой целью в рамках программы оценки безопасности новых транспортных средств (LINCAP) было разработано испытание на боковой удар, в котором используется манекен заднего пассажира. В соответствии с данным испытанием подвижное деформируемое препятствие (MDB) определенной массы (обычно 3015 фунтов) ударяется о боковую часть испытываемого транспортного средства с заданной скоростью (обычно 38,5 миль/ч) под определенным углом бокового скольжения (обычно 27 градусов). Данное испытание имитирует дорожно-транспортное происшествие, возникающее на перекрестке, когда ударяемое транспортное средство въезжает на перекресток на зеленый сигнал светофора, а ударяющее транспортное средство въезжает на перекресток по перпендикулярной дороге, стараясь проехать на красный сигнал светофора.
В рамках испытания LINCAP на переднем водительском сиденье сидит манекен ES-2re 50-й процентили, а на заднем сиденье сидит меньший манекен SID-2s 5-й процентили. В соответствии с испытанием LINCAP транспортному средству присваивается «5 звездный»-рейтинг на основании оценки травм манекена водителя ES2-re (значимость 50%) и манекена заднего пассажира SID-2s (весомость 50%). «5 звездный»-рейтинг для заднего пассажира зависит от травм головы (HIC36) и травм таза (комбинированная нагрузка на область таза). Комбинированная нагрузка на область таза заднего пассажира играет важную роль при получении транспортным средством «5 звездного»-рейтинга в рамках испытания LINCAP.
Комбинированная нагрузка на область таза манекена заднего пассажира возникает в результате удара буфера MDB о наружную панель двери из листового металла, которая деформируется вместе с внутренней панелью двери из листового металла и панелью облицовки. При отсутствии контрмер комбинированная нагрузка на область таза манекена может достигать 4000-6000 Н. Комбинированная нагрузка на область таза манекена заднего пассажира в 3200 Н соответствует высокому «5 звездному»-рейтингу.
2
В рамках испытания LINCAP в качестве буфера подвижного деформируемого препятствия обычно применяют ячеистый блок с плотностью наполнителя 750 фунтов/дюйм. В случае удара буфера о наружную панель из листового металла задней двери зазор между наружной и внутренней панелями двери частично сжимается. Наличие дверных балок, антивибрационных элементов, стеклоподъемника и других компонентов, обычно установленных внутри дверной конструкции, предотвращают полное сжатие этого зазора. Внутренняя панель двери из листового металла, смещающаяся внутрь салона при ударе о препятствие, разрушает стенку кармана для дорожной карты. При разрушении данной стенки зазор между внутренней панелью двери и пластиной облицовки двери полностью закрывается, стенка кармана разрушается. Смятый буфер MDB, дверная конструкция и панель облицовки создают нагрузку на область таза и бедра манекена заднего пассажира. В зависимости от степени проникновения препятствия и остаточной энергии подвижного деформируемого препятствия нагрузка на область таза достигает 4000-6000 Н.
Для повышения уровня безопасности пассажиров транспортного средства при боковом ударе транспортные средства оснащают различными специальными конструктивными элементами и системами пассивной безопасности, позволяющими уменьшить влияние столкновения на пассажирский салон транспортного средства. В частности, для уменьшения влияния бокового удара на область пассажирского сиденья были приняты различные меры. К этим мерам относятся усиление порога и задней стойки кузова для поглощения энергии удара подвижного деформируемого препятствия, установка дверных балок внутри дверной конструкции для замедления движения деформируемого препятствия, установка мягкого пористого материала в области таза в панели облицовки задней двери для действия в качестве подушки, защищающей область таза пассажира, установка пластины из твердого пористого материала в области бедра в панели облицовки задней двери, которая перемещает бедро пассажира, увеличивая зазор между областью таза манекена и пластиной облицовки двери, а также установка подушки безопасности для области таза в заднее сиденье транспортного средства, которая защищает область таза пассажира заднего сиденья.
Как и во многих областях автомобильной отрасли, в данном случае существует простор для создания альтернативных вариантов конструкций дверей с целью обеспечения эффективной защиты при боковом ударе с сохранением относительно низких затрат на производство и сборку.
Раскрытие изобретения
В настоящем изобретении предложено усовершенствование по сравнению с уровнем техники для повышения степени защиты пассажира при боковом столкновении. В частности, настоящее изобретение позволяет разделить путь передачи нагрузки на область таза пассажира для уменьшения комбинированной нагрузки на область таза заднего пассажира для того, чтобы удовлетворять требованиям «5 звездного»-рейтинга в соответствии с испытаниями LINCAP с использованием манекена заднего пассажира.
Настоящее изобретение обеспечивает разделение пути передачи нагрузки на область таза манекена путем создания вырезанной зоны в нужном месте на внутренней панели двери из листового металла. Вырезанная зона расположена на внутренней панели двери из листового металла таким образом, чтобы таз пассажира приходился на заднюю или верхнюю часть вырезанной зоны. Передняя или нижняя часть внутренней панели двери вдавливается внутрь салона при ударе буфера MDB о наружную панель двери и мотор стеклоподъемника. Вырезанная зона предотвращает смещение задней или верхней части внутренней панели двери под действием совокупности элементов «буфер - наружная панель - мотор стеклоподъемника».
При использовании данного решения бедро манекена продолжает испытывать нагрузку от сложенной совокупности элементов «буфер - наружная панель - мотор стеклоподъемника - внутренняя панель - подложка из пеноматериала». При этом таз опирается на подложку из пеноматериала и внутреннюю панель двери из листового металла, которая не складывается с наружной панелью двери. Это позволяет снизить величину комбинированной нагрузки, действующей на область таза, до уровня менее 3200 Н, что, в свою очередь, с высокой степенью достоверности обеспечивает соответствие требованиям рейтинга «5 звезд» для манекена заднего пассажира.
Вырезанная зона во внутренней панели двери из листового металла предпочтительно имеет вытянутую форму, хотя данная вырезанная зона может иметь любую другую подходящую форму, позволяющую разделить путь передачи нагрузки. Вырезанная зона может иметь замкнутый или незамкнутый контур. Во внутренней панели двери из листового металла рядом с вырезанной зоной может быть расположен элемент жесткости. Кроме того, для обеспечения защиты от воды или грязи на вырезанную зону может быть нанесен адгезивный материал, например, водонепроницаемая лента.
Дополнительный вариант настоящего изобретения может включать в себя дверную балку. Распорный блок двери, предпочтительно включающий в себя полимеризованный материал, может быть расположен практически между внутренней панелью двери/дверной балкой и подложкой облицовки двери.
Тканевый материал облицовки двери может быть расположен поверх внутренней панели двери из листового металла. Тканевый материал облицовки двери уменьшает шум, вибрацию и жесткость (NVH), а также закрывает все острые края на внутренней панели двери из листового металла.
Вышеуказанные и другие преимущества, а также отличительные признаки данного изобретения явно указаны в следующем подробном описании, которое может быть рассмотрено как отдельно, так и со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания сущности настоящего изобретения ниже на примерах приведено описание вариантов осуществления, подробно изображенных на сопроводительных чертежах.
На Фиг. 1 представлен вид сбоку части внутренней панели двери из листового металла, на котором изображена в нужном месте расположенная вырезанная зона для разделения нагрузки в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 2 представлен увеличенный вид вырезанной зоны во внутренней панели из листового металла с Фиг. 1, на котором на вырезанную зону наклеена лента.
На Фиг. 3 представлен еще один увеличенный вид прорези во внутренней панели из листового металла с Фиг. 1, на котором более подробно изображен элемент жесткости.
На Фиг. 4 представлен альтернативный вариант прорези во внутренней панели, соответствующего настоящему изобретению.
На Фиг. 5 представлен вид сбоку, аналогичный виду с Фиг. 1, но демонстрирующий полный вид сбоку внутренней панели двери с тканевым материалом на облицовке двери.
На Фиг. 6 представлен вид сбоку, аналогичный виду с Фиг. 1, но демонстрирующий пеноматериал в области бедра и защитную балку двери.
На Фиг. 7 представлен вид сбоку, аналогичный виду с Фиг. 6, но демонстрирующий внутреннюю панель двери, разделяющую путь передачи нагрузки, через 45 миллисекунд после бокового удара.
На Фиг. 8 представлен условный вид в разрезе стандартной двери транспортного средства, соответствующей уровню техники, после столкновения.
На Фиг. 9 представлен условный вид в разрезе стандартной двери транспортного средства, соответствующей уровню техники, с вкладышем из пеноматериала после столкновения.
На Фиг. 10 представлен условный вид в разрезе двери транспортного средства, соответствующей настоящему изобретению, с вкладышем из пеноматериала после столкновения.
На Фиг. 11 представлена часть двери транспортного средства, соответствующей настоящему изобретению, с прорезью во внутренней панели двери до столкновения.
На Фиг. 12 представлен вид, аналогичный виду с Фиг. 11, но демонстрирующий дверь после столкновения.
На Фиг. 13 представлен дополнительный условный вид в разрезе стандартной двери транспортного средства, соответствующей уровню техники, после столкновения.
На Фиг. 14 представлен дополнительный условный вид в разрезе стандартной двери транспортного средства, соответствующей уровню техники, с вставкой из пеноматериала после столкновения.
На Фиг. 15 представлен дополнительный условный вид в разрезе двери транспортного средства, соответствующей настоящему изобретению, с вставкой из пеноматериала после столкновения.
На Фиг. 16 представлено схематическое изображение положения стандартной двери транспортного средства относительно манекена до столкновения.
На Фиг. 17 представлено схематическое изображение положения стандартной двери транспортного средства с Фиг. 16 относительно манекена после столкновения.
На Фиг. 18 представлено схематическое изображение положения соответствующей настоящему изобретению двери транспортного средства относительно манекена до/после столкновения.
Осуществление изобретения
На следующих фигурах одинаковыми ссылочными позициями обозначены аналогичные компоненты. В следующем описании будут рассмотрены рабочие параметры и компоненты для различных вариантов осуществления. Конкретные значения параметров и компоненты приведены в качестве примера и не должны рассматриваться в качестве ограничений.
На Фиг. 1 представлен вид сбоку части внутренней панели двери из листового металла, соответствующей настоящему изобретению, которая обозначена ссылочной позицией 10. Внутренняя панель 10 двери из листового металла может быть установлена на передней или задней двери транспортного средства. Внешняя форма внутренней панели двери 10 из листового металла представлена лишь в качестве примера и не должна рассматриваться как ограничение, поскольку возможно использование других конструкций внутренней панели двери 10 из листового металла.
Внутренняя панель 10 двери из листового металла имеет вырезанную 12 зону, расположенную в стратегически важном месте таким образом, чтобы разделять путь передачи нагрузки. Данная вырезанная 12 зона для разделения нагрузки может быть вытянутой прорезью, как показано на фигурах, или иметь любую другую предпочитаемую форму. Вырезанная 12 зона для разделения нагрузки может иметь замкнутый контур, как показано на фигурах, или незамкнутый контур (не показан). Таким образом, следует понимать, что вырезанная 12 зона для разделения нагрузки, изображенная в виде вытянутой прорези с замкнутым контуром, представлена лишь в качестве примера и не должна рассматриваться как ограничение.
Во избежание попадания воды или грязи на внутреннюю панель 10 двери из листового металла через вырезанную 12 зону для разделения нагрузки на вырезанную 12 зону для разделения нагрузки установлено уплотнение, предпочтительно представляющее собой одностороннюю клейкую ленту 14, как показано на Фиг. 2. Для достижения данного результата можно использовать другие уплотнения.
Внутренняя панель 10 двери из листового металла также может быть изменена с целью усовершенствования конструкции. Например, как показано на Фиг. 3, элемент 16 жесткости может находиться рядом с вырезанной 12 зоной для разделения нагрузки. Элемент 16 жесткости позволяет эффективно предотвратить преждевременное разрушение внутренней панели 10 двери из листового металла. Форма элемента 16 жесткости с Фиг. 3 является иллюстративной и не должна рассматриваться в качестве ограничения.
Форма вырезанной 12 зоны для разделения нагрузки с Фиг. 1 и 3 является иллюстративной и не должна рассматриваться в качестве ограничения. Возможны альтернативные формы вырезанной зоны. Например, как показано на Фиг. 4, внутренняя панель 10ʹ двери из листового металла имеет вырезанную 12ʹ зону для разделения нагрузки и соседний элемент 16ʹ жесткости. В данном случае вырезанная 12ʹ зона для разделения нагрузки имеет перевернутую открытую L-образную форму.
Во избежание трения между внутренней панелью 10 двери из листового металла и соседними компонентами двери, по крайней мере, на части панели 10 двери из листового металла может быть расположена тканевая подложка 17, изображенная на Фиг. 5. Данный прием предотвращает возможное повреждение соседних компонентов двери из-за возможного наличия острых краев на внутренней панели 10 двери из листового металла. Использование тканевой подложки 16 также способствует уменьшению значений шума, вибрации и жесткости (NVH).
Для дополнительного усовершенствования может быть выполнено несколько модификаций в соответствии с настоящим изобретением. Две такие модификации представлены на Фиг. 6 и 7. В данном примере защитная балка 18 двери установлена на внутренней панели 10 двери из листового металла. Форма и принцип действия дверной защитной балки 18, обычно проходящей от одной стороны двери к другой, известны специалистам в данной области техники.
Кроме того, распорный блок 19 двери (или блок из пеноматериала для области бедра), изготовленный в предпочтительном варианте из полимеризованного пеноматериала, может быть включен в представленную конструкцию. Распорный блок 19 специально расположен, по крайней мере, частично между дверной защитной балкой 18 и внутренней панелью 10 двери из листового металла. Распорный блок 19, по крайней мере, частично может способствовать уменьшению значений шума, вибрации и жесткости. Форма распорного блока 19 с Фиг. 6 и 7 является иллюстративной и не должна рассматриваться в качестве ограничения.
На Фиг. 6 представлена внутренняя панель 10ʺ двери из листового металла, соответствующая настоящему изобретению, до столкновения. Изображенная вырезанная 12ʺ зона для разделения нагрузки специально выполнена в панели 10ʺ двери из листового металла. Вырезанная 12ʺ зона для разделения нагрузки имеет незамкнутый контур, что может быть предпочтительным при использовании определенных конструкций внутренней панели двери из листового металла.
Как показано на Фиг. 7, после столкновения вырезанная 12ʺ зона для разделения нагрузки частично разрушается, а два соседних участка перекрываются, по крайней мере, частично. Это приводит к уменьшению комбинированной нагрузки, действующей на область таза пассажира, сидящего рядом с этой областью.
На Фиг. 8-10 и Фиг. 13-15 представлены различия между путями передачи нагрузки при использовании конструкции двери транспортного средства, соответствующей уровню техники, и конструкции двери транспортного средства, соответствующей настоящему изобретению. Конструкция, известная из уровня техники, представлена на Фиг. 8-9 и Фиг. 13-14.
На Фиг. 8 представлен условный вид в разрезе стандартной двери (обозначена ссылочной позицией 20) транспортного средства после столкновения. Дверь 20 расположена рядом с манекеном D. Дверь 20 включает в себя наружную панель 22 двери из листового металла, дверную защитную балку 24, внутреннюю панель 26 двери из листового металла, карман 28 для дорожной карты на панели облицовки двери и подложку 30 панели облицовки двери. Как показано, вертлужная суставная впадина манекена D подвергается сжатию после столкновения.
На Фиг. 9 изображен вид, аналогичный виду с Фиг. 8, на котором показана конструкция двери, соответствующая уровню техники, с вкладышем 32 из пеноматериала. После столкновения вертлужная суставная впадина манекена D опять подвергается сжатию, хотя сжатие меньше, чем в варианте с Фиг. 8 без вкладыша из пеноматериала.
На Фиг. 10 представлен условный вид в разрезе двери (обозначена ссылочной позицией 40) транспортного средства, соответствующей настоящему изобретению. Дверь 40 включает в себя наружную панель 42 двери из листового металла, дверную защитную балку 44, внутреннюю панель 46 двери из листового металла, карман 48 для дорожной карты на панели облицовки двери, подложку 50 панели облицовки двери и вставку 52 из пеноматериала. Во внутренней панели 46 двери из листового металла предусмотрена вырезанная 54 зона для разделения нагрузки, аналогичная вырезанной 12ʹ зоне для разделения нагрузки с Фиг. 6 и 7. Как показано на Фиг. 10, вырезанная 54 зона для разделения нагрузки разделяет путь передачи нагрузки после столкновения, что позволяет исключить сжатие вертлужной суставной впадины манекена D после столкновения.
Как было сказано выше, форма вырезанной зоны для разделения нагрузки, соответствующая настоящему изобретению, может изменяться в зависимости от конкретного случая. Данные альтернативные варианты представлены на Фиг. 11 и 12. Как было сказано выше, на Фиг. 11 представлена внутренняя панель 60 двери из листового металла, соответствующая настоящему изобретению, до столкновения. Во внутренней панели 60 двери из листового металла в нужном месте предусмотрена относительно узкая и вытянутая вырезанная 62 зона для разделения нагрузки. Вырезанная 62 зона для разделения нагрузки имеет незамкнутый контур, что может быть предпочтительным в некоторых конструкциях внутренней панели двери из листового металла. Наряду с внутренней панелью 60 двери из листового металла также имеется дверная балка 64, а также панель 66 облицовки двери из пеноматериала.
Как показано на Фиг. 12, после столкновения вырезанная 62 зона для разделения нагрузки частично разрушается и два соседних участка, по крайней мере, частично перекрываются. Как и в предыдущих вариантах, соответствующих настоящему изобретению, это приводит к уменьшению комбинированной нагрузки на область таза пассажира.
Как было сказано выше, на Фиг. 13-15 изображен альтернативный путь передачи нагрузки, достигаемый при использовании настоящего изобретения, который отличается от технологий. В частности, на Фиг. 13 представлен условный вид в разрезе стандартной двери 70 транспортного средства после столкновения. Дверь 70 находится рядом с манекеном D. Дверь 70 включает в себя наружную панель 72 двери из листового металла, дверную защитную балку 74, внутреннюю панель 76 двери из листового металла, карман 78 для дорожной карты на панели облицовки двери и подложку 80 панели облицовки двери. Как показано, вертлужная суставная впадина манекена D подвергается сжатию после столкновения.
На Фиг. 14 представлен вид, аналогичный виду с Фиг. 13, на котором показана конструкция двери, соответствующая уровню техники, с вкладышем 82 из пеноматериала. После столкновения манекен D снова подвергается сжатию, хотя степень сжатия имеет меньшую величину, чем в варианте с Фиг. 13 без вкладыша 82 из пеноматериала.
На Фиг. 15 представлен условный вид в разрезе двери (обозначена ссылочной позицией 90) транспортного средства, соответствующей настоящему изобретению. Дверь 90 транспортного средства включает в себя наружную панель 92 двери из листового металла, дверную защитную балку 94, внутреннюю панель 96 двери из листового металла, карман 98 для дорожной карты на панели облицовки двери, подложку 100 панели облицовки двери и вкладыш 102 двери из пеноматериала. Во внутренней панели 96 двери из листового металла предусмотрена вырезанная 104 зона для разделения нагрузки, аналогичная вырезанной 62 зоне для разделения нагрузки с Фиг. 11 и 12. Как показано на Фиг. 15, вырезанная 104 зона для разделения нагрузки разделяет путь передачи нагрузки после столкновения, что позволяет исключить сжатие вертлужной суставной впадины манекена D после столкновения.
На Фиг. 16-18 представлены схематические изображения, на которых показан разделенный путь передачи нагрузки, достигаемый при использовании настоящего изобретения, который снижает силу удара дверной облицовки, получаемого пассажиром, по сравнению с известными конструкциями обеспечения безопасности пассажира.
На Фиг. 16 представлено схематическое изображение положения стандартной двери 110 транспортного средства относительно манекена D до столкновения. Манекен D имеет бедра DF, тазовую область DP и подвижные вертлужные впадины PP. Дверь 110 транспортного средства включает в себя внутреннюю панель 112 двери из листового металла, облицовку 114 и вкладыш 116 двери из пеноматериала. Подвижное деформируемое препятствие MDB изображено рядом с дверью 110 транспортного средства до столкновения.
На Фиг. 17 препятствие MDB сталкивается со стандартной дверью 110 транспортного средства. Внутренняя панель 112 двери из листового металла прижимается к вкладышу 116 двери из пеноматериала, который, в свою очередь, прижимается к дверной облицовке 114. Данные деформации возникают в результате распространения нагрузки по пути передачи нагрузки на бедро LPF и пути передачи нагрузки на область таза LPP. В результате дверная облицовка 114 сталкивается с находящейся рядом областью вертлужной суставной впадиной PP манекена D.
На Фиг. 18 представлено схематическое изображение положения двери 120 транспортного средства, соответствующей настоящему изобретению, относительно манекена D до/после столкновения. Дверь 120 транспортного средства, соответствующая настоящему изобретению, имеет внутреннюю панель 122 двери из листового металла, облицовку 124 и вкладыш 126 двери из пеноматериала. На внутренней панели 122 двери из листового металла предусмотрена вырезанная 128 зона для разделения нагрузки.
После столкновения с подвижным деформируемым препятствием MDB внутренняя панель 122 двери из листового металла прижимается к вкладышу 126 двери из пеноматериала, который, в свою очередь, прижимается к дверной облицовке 124. Однако благодаря наличию вырезанной 128 зоны для разделения нагрузки нагрузка, передаваемая на область таза LPP, уменьшается, благодаря чему после столкновения вертлужная суставная впадина PP остается неподвижной или перемещается на незначительное расстояние.
Представленное выше изобретение позволяет решить проблемы существующих дверных конструкций транспортного средства за счет уменьшения силы удара, получаемого пассажиром транспортного средства при боковом столкновении. Более того, к преимуществам настоящего изобретения можно отнести простоту изготовления, относительно небольшую стоимость по сравнению с другими решениями и применяемость в различных программах испытаний транспортных средств. Однако после ознакомления с настоящим описанием, сопроводительными чертежами и формулой изобретения специалистам в данной области техники следует понимать, что в него могут быть внесены различные изменения, модификации и вариации без отступления от объема и сущности настоящего изобретения, описанного в следующих пунктах формулы изобретения.