УСТРОЙСТВО ДОРОЖНОЙ УДАРОГАСЯЩЕЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для защиты автомобилей при наезде на неподвижные препятствия и снижения тяжести последствий дорожно-транспортных происшествий (ДТП).
Известно демпфирующее фронтальное автомобильное ограждение (патент РФ №2434763, МПК: B60R 19/02, E01F 15/14, опубл. 27.11.2011), содержащее раму с элементами крепления к стационарной конструкции и демпфирующий картридж, соединенный с рамой. Демпфирующий картридж включает корпус с энергопоглощающими средствами для восприятия воздействия, получаемого при наезде транспортного средства. Недостатком данной конструкции является однократное использование картриджа, который разрушается после соударения с автомобилем.
Известно демпфирующее автомобильное ограждение (см. патент США №5797592, МПК: E01F 15/14, опубл. 25.08.1998) с рамой в виде усеченного конуса в плане, разделяющую конструкцию на ряд последовательно расположенных отсеков. Рама состоит из рифленых панелей, скрепленных между собой болтом с пружиной и гайкой. В отсеках расположены ударопоглощающие элементы, выполненные в виде пластиковых контейнеров. Недостатком данной конструкции также является однократное использование разрушающихся картриджей.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является американская дорожная система демпфирования «Quadguard System», запатентованная в США [Evaluation findings for flip-energy absorption systems «L.C.C. Slider Bearings» //Technical Evaluation Report, American Society of Civil Engineers, July 1, 1998, 42 р.]. Устройство по прототипу представляет собой прямоугольную в плане раму, которая разделяет конструкцию на ряд последовательно расположенных отсеков с расположенными в них ударопоглощающими элементами, выполненными в виде пластиковых контейнеров. Снаружи рама облицована рифлеными боковыми панелями. Рама установлена на металлическом монорельсе, жестко прикрепленном к полотну дороги. Безопасность столкновения автомобиля с такой системой обеспечивается за счет специальных ударопоглощающих элементов, выполненных в виде пластиковых контейнеров (картриджей), которые деформируются и разрушаются при ударе и поглощают, таким образом, энергию удара. Снаружи устройство скреплено прочными рифлеными боковыми панелями с использованием полимерных материалов и алюминиевых деталей. При фронтальном столкновении автомобиля с дорожной системой отсеки складываются друг с другом, двигаясь по монорельсу. При этом расположенные в отсеках картриджи деформируются и разрушаются. Для восстановления системы после столкновения ее вытягивают вдоль монорельса, а деформированные картриджи меняют на новые. Этот вариант американской дорожной демпфирующей системы, в зависимости от модификации, способен выдерживать удар транспортного средства массой до 1800 кг, движущийся со скоростью до 100 км/ч. При этом требуется конструкция, состоящая из 10-14 секций.
Недостатком прототипа является одноразовое срабатывание ударопоглощающих элементов из-за их разрушения после столкновения с транспортным средством, вследствие чего, увеличивается стоимость эксплуатации системы демпфирования.
Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение плавного гашения скорости транспортного средства при столкновении с демпфирующей системой, а также снижение стоимости восстановления демпфирующей системы при ее эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что устройство дорожной ударогасящей системы, содержащее раму, разделяющую конструкцию на ряд последовательно расположенных отсеков с расположенными в них ударопоглощающими элементами, и облицованную боковыми панелями, при этом рама установлена на металлическом монорельсе, жестко прикрепленном к полотну дороги, в отличие от прототипа, рама выполнена в виде усеченного конуса, боковые панели выполнены в виде транспортерной ленты, а ударопоглощающие элементы выполнены в виде комплекта из автомобильных шин, диаметры которых увеличиваются по длине рамы, причем в первом отсеке со стороны меньшего основания конуса установлен эластичный контейнер с сыпучим материалом, при этом шины дополнительно прикреплены к раме посредством тросов, а ширина транспортерной ленты равна высоте ударопоглощающих элементов, расположенных, в последнем отсеке.
Устройство дорожной ударогасящей системы содержит в предпоследнем отсеке ударопоглощающие элементы, заполненные эластичными контейнерами с сыпучим материалом.
Устройство дорожной ударогасящей системы содержит в последнем отсеке ударопоглощающие элементы, выполненные в виде пневмокамерных шин.
Высота первого отсека и эластичного контейнера предпочтительно должна быть такой, чтобы середина отсека находилась на уровне бампера автомобиля.
Количество отсеков и длина устройства дорожной ударогасящей системы (ДУС) прямо пропорциональны требуемой величине гашения ударного импульса.
Заполнение ударопоглощающих элементов в предпоследнем отсеке эластичными контейнерами с сыпучим материалом, а в последнем отсеке - выполненные в виде пневмокамерных шин целесообразно для задания требуемых законов снижения скорости автомобиля при столкновении с устройством ДУС.
В качестве сыпучего материала может быть использован кварцевый песок или иной наполнитель.
Использование деформируемых неразрушающихся ударопоглощающих элементов, выполненных в виде комплекта из автомобильных шин, позволит снизить стоимость изготовления, эксплуатации и восстановления устройства ДУС.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
- на Фиг. 1 схематично изображен вид сверху устройства дорожной ударогасящей системы;
- на Фиг. 2 - представлен разрез А-А по продольной оси заявляемого устройства;
- на Фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б заявляемого устройства.
Устройство дорожной ударогасящей системы содержит раму 1, установленную на монорельсе 2, жестко прикрепленном к полотну дороги 3. Тыловая часть 4 рамы 1 прикреплена к полотну дороги 3 анкерами 5. Рама разделяет конструкцию на ряд последовательно расположенных отсеков с ударопоглощающими элементами 6, выполненными в виде комплекта из автомобильных шин, размеры которых увеличиваются по мере удаления от передней стороны демпфирующей системы. Часть шин, находящихся в предпоследнем отсеке, может быть заполнена эластичными контейнерами, выполненными в виде пластиковых мешков 7 с сыпучим материалом, например, кварцевым песком. В последнем отсеке устройства ДУС расположены пневмокамерные шины 8. В первом отсеке со стороны меньшего основания конуса установлен эластичный контейнер 9, заполненный сыпучим материалом, например, кварцевым песком.
Шины дополнительно прикреплены к раме 1 посредством тросов 10. Конструкция облицована снаружи транспортерной лентой 11 из прочного эластичного материала, например, новой или отслужившей срок и окрашенной в соответствии с правилами дорожного движения (ПДД).
Поглощение энергии фронтального удара происходит за счет деформации и сил инерции ударопоглощающих элементов 6, выполненных в виде комплекта из автомобильных шин. Эластичный контейнер 9 с сыпучим материалом, расположенный в первом самом узком отсеке при столкновении с движущимся автомобилем, деформируясь, охватывает соударяемую часть автомобиля, выполняя функции буфера и распределяя ударную нагрузку по большей поверхности, снижая тем самым возможные повреждения автомобиля. Благодаря выполнению рамы 1 устройства ДУС в виде усеченного конуса, позволяющей устанавливать в отсеках сначала шины меньшего диаметра, снижается сила ударного воздействия на автомобиль на первой стадии соударения вследствие меньшей жесткости и инерции шин небольшого диаметра. Установка шин с большим диаметром в последующих отсеках по сравнению с предыдущими обеспечивает постепенное нарастание ударогасящей силы за счет их большей жесткости и увеличения массы.
Благодаря заполнению ударопоглощающих элементов, расположенных в предпоследнем отсеке, пластиковыми мешками 7 с сыпучим материалом, например, кварцевым песком, повышается масса ударопоглощающих элементов, подвергающихся деформации, что способствует более эффективному гашению сил инерции автомобиля. Размещение в последнем отсеке пневмокамерных шин 8, заполненных воздухом, повышает упругость всего устройства ДУС, обеспечивая этим мягкое гашение силы удара при сдвиге рамы с отсеками по монорельсу, за счет чего снижается динамическая нагрузка на автомобиль и раму устройства ДУС.
Работа устройства дорожной ударогасящей системы осуществляется следующим образом.
Фронтальный удар автомобиля воспринимается сначала первым отсеком с эластичным контейнером 9, заполненным сыпучим материалом, который, деформируясь, охватывает соударяемую часть автомобиля. Далее происходит последовательный сдвиг отсеков рамы 1 за счет деформации шин 6, расположенных в отсеках. При последующем сдвиге отсеков по монорельсу 2 происходит деформация шин большего размера, имеющих большую жесткость и массу, что обеспечивает постепенное нарастание ударогасящей силы. Когда деформация доходит до предпоследнего отсека, заполненного пластиковыми мешками 7 с сыпучим материалом, происходит эффективное и мягкое гашение сил инерции автомобиля. При дальнейшей деформации последующего отсека, снабженного пневмокамерными шинами 8, происходит последующее плавное гашение скорости автомобиля на последней стадии, за счет чего снижается динамическая нагрузка на автомобиль и раму устройства ДУС.
При деформации устройства ДУС транспортерная лента 11 складывается в «гармошку».
Выбрасывание ударопоглощающих элементов из всех отсеков исключается за счет крепления их к раме тросами 10. При соударении с автомобилем не происходит разрушения и необратимой деформации элементов устройства ДУС в силу эластичности материала, из которого изготовлены шины 6 и 8.
Восстановление в рабочее состояние устройства ДУС происходит за счет вытягивания передней части рамы до первоначальных размеров.
Использование заявляемого устройства ДУС позволяет обеспечить эффективное гашение ударного импульса и снижение себестоимости изготовления за счет возможного использования вышедших из употребления автомобильных шин. Кроме этого, применение вышедших из употребления автомобильных шин позволяет решить проблему утилизации старых шин.