ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к энергопоглощающему устройству для транспортного средства, используемому при лобовом столкновении с небольшим жестким смещенным препятствием.
Уровень техники
Наземные транспортные средства проходят множество испытаний на безопасность при аварии, в том числе при лобовом ударе, боковом ударе, заднем ударе, опрокидывании и т.д. Ранее разрабатывались испытания на лобовой удар, предполагающие, что транспортное средство сталкивается с объектом, расположенным в области между лонжеронами, проходящими вдоль транспортного средства. При таких испытаниях лонжероны обеспечивают основную опору кузова транспортного средства и снижают возможность прохождения препятствия в салон транспортного средства. Величина прохождения препятствия в салон измеряется на уровне педали тормоза, упора для ноги, левой напольной оградительной планки, центральной напольной оградительной планки, правой напольной оградительной планки, левой приборной панели, правой приборной панели и двери.
В качестве ближайшего аналога полезной модели может быть выбрана конструкция, описанная в публикации патентной заявки US 2007222239 (A1) от 27.09.2007. В данном документе описана конструкция бампера с полым деформируемым элементом, поглощающим силу переднего или заднего удара.
Предлагается новое испытание, моделирующее лобовое столкновение с небольшим жестким препятствием, смещенным в сторону от лонжерона. В предлагаемом испытании происходит столкновение транспортного средства на скорости 40 миль в час с жестким препятствием, имеющим форму столба радиусом шесть дюймов, на расстоянии до 25% ширины от бокового края транспортного средства. Удар происходит за пределами лонжеронов, поэтому они не могут защитить кузов от прохождения препятствия в салон, как в случае, когда удар приходится на область между лонжеронами.
В настоящее время для экономии топлива вес наземных транспортных средств существенно снижается. Разработки в области автомобилестроения направлены на снижение веса при сохранении рабочих характеристик и уровня безопасности при аварии. В результате снижения веса транспортного средства и производственных расходов становится сложным выполнить предъявляемые требования испытаний на удар с небольшим жестким смещенным препятствием.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является обеспечение дополнительной защиты при переднем столкновении бруса буфера с объектом за пределами лонжерона, а именно возможности выдерживать большую силу смещенного удара и перенаправлять ее на основной деформируемый конструктивный элемент.
Для достижения указанного эффекта предложено энергопоглощающее устройство для транспортного средства с брусом буфера, которое имеет центральный корпус плоской формы, выполненный с возможностью прикрепления к брусу буфера таким образом, чтобы передняя кромка контактировала с брусом буфера, а задняя кромка была расположена на некотором расстоянии от бруса буфера; а также первую стенку, проходящую от первой кромки центрального корпуса до продольного конструктивного элемента, поддерживающего брус буфера, и вторую стенку, проходящую от второй кромки центрального корпуса до продольного конструктивного элемента, поддерживающего брус буфера, и ребро, выступающее над центральным корпусом в направлении от конструктивного элемента.
Ребро имеет наибольшую ширину рядом с передней кромкой и наименьшую ширину рядом с задней кромкой.
Первая и вторая стенки имеют наименьшую ширину рядом с передней кромкой и наибольшую ширину рядом с задней кромкой.
Продольный конструктивный элемент может представлять собой деформируемый элемент, расположенный за брусом буфера и перед лонжероном транспортного средства.
Ребро может быть выполнено из двойного катаного листа металла, прикрепленного к центральному корпусу.
Ребро может иметь форму трапеции, а первая и вторая стенки могут иметь треугольную форму.
Энергопоглощающее устройство, таким образом, выполнено с возможностью передачи усилия столкновения транспортного средства с объектом в области за пределами энергопоглощающего устройства от бруса буфера на ребро, затем на центральный корпус, первую и вторую стенки, а затем на продольный конструктивный элемент.
В другом аспекте полезной модели придлоежна энергопоглощающий блок для наземного транспортного средства, который включает в себя брус буфера, расположенный в передней части транспортного средства, по крайней мере один продольный конструктивный элемент, расположенный за брусом буфера, лонжерон, расположенный за продольным конструктивным элементом, и вышеописанное энергопоглощающее устройство. Блок также может включать в себя кронштейн, расположенный между рамой и продольным конструктивным элементом, причем задняя кромка центрального корпуса энергопоглощающего устройства расположена на некотором расстоянии от кронштейна.
Энергопоглощающее устройство может быть приварено к брусу буфера и контактировать с продольным конструктивным элементом в области рядом с брусом буфера, без использования другого прикрепления к этому продольному элементу.
Перечисленные выше и прочие аспекты полезной модели подробно описаны далее со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлен частичный общий вид передней части транспортного средства, на котором показан пример энергопоглощающего устройства.
На Фиг. 2 представлен частичный вид сбоку передней части транспортного средства и энергопоглощающего устройства с Фиг. 1.
На Фиг. 3 показан общий вид сбоку/сзади энергопоглощающего устройства с Фиг. 1.
На Фиг. 4 представлен частичный вид в плане передней части транспортного средства с энергопоглощающим устройством с Фиг. 1.
На Фиг. 5 показан вид спереди энергопоглощающего устройства с Фиг. 1, прикрепленного к деформирующемуся элементу.
На Фиг. 6 показан поперечный разрез энергопоглощающего устройства, прикрепленного к деформирующемуся элементу.
Осуществление полезной модели
Далее представлено подробное описание вариантов осуществления полезной модели. Описанные варианты приведены исключительно в качестве примеров, которые могут быть воплощены в различных формах. Фигуры необязательно выполнены в масштабе. Некоторые элементы могут быть увеличены или уменьшены с целью изображения деталей конкретных компонентов. Конкретные конструкционные и функциональные особенности, изложенные в данном описании, не должны рассматриваться как ограничение, и приведены лишь в качестве иллюстрации для ознакомления специалистов в данной области техники с вариантами реализации полезной модели.
На Фиг. 1 и 2 показано энергопоглощающее устройство 10, которое расположено в передней части 12 транспортного средства 14 (показана частично). В передней части 12 транспортного средства 14 расположен брус 16 буфера. Деформирующийся элемент 18 установлен между брусом 16 буфера и кронштейном 20. Кронштейн 20 установлен между деформирующимся элементом 18 и лонжероном 24. Энергопоглощающее устройство 10 приварено к брусу 16 буфера и расположено на некотором расстоянии от кронштейна 20. Деформирующийся элемент 18 предназначен для поглощения силы удара в случае лобового столкновения. Энергопоглощающее устройство 10 обеспечивает дополнительную защиту при столкновении бруса 16 буфера с объектом за пределами лонжерона 24.
На Фиг. 3 показана конструкция одного из вариантов выполнения энергопоглощающего устройства 10. Энергопоглощающее устройство 10 имеет центральный корпус 28, который может быть изготовлен из обычного штампованного листа или катаного алюминиевого листа. Прокатка алюминия на обжимном стане позволяет соединить два тонких листа, что обеспечивает высокую жесткость и небольшой вес конструкции. На двойном листе прокатанного алюминия имеется множество круглых углублений 30, повышающих его жесткость и критическую продольную нагрузку. Увеличение критической продольной нагрузки позволяет энергопоглощающему устройству 10 выдерживать большую силу удара и передавать большую силу, возникающую при столкновении, на основной деформирующийся элемент 18 (показан на Фиг. 1 и 2) до продольного изгиба. Толщина каждого алюминиевого листа должна составлять около 1 мм, а круглые углубления 30, созданные на одном листе в процессе прокатки, должны быть совмещены с углублениями на втором листе.
Центральный корпус 28 имеет переднюю кромку 32, которую приваривают к брусу 16 буфера (показан на Фиг. 1 и 2). Передняя кромка 32 энергопоглощающего устройства 10 также расположена рядом с деформирующимся элементом 18 (показан на Фиг. 1 и 2). Задняя кромка 34 энергопоглощающего устройства 10 расположена на некотором расстоянии от бруса 16 буфера и деформирующегося элемента 18. Верхняя (первая) кромка 36 центрального корпуса 28 проходит от передней кромки 32 к задней кромке 34. Нижняя (вторая) кромка 38 центрального корпуса 28 также проходит от передней кромки 32 к задней кромке 34. Первая (верхняя) стенка 40 и вторая (нижняя) стенка 42 проходят, соответственно, от верхней кромки 36 и нижней кромки 38 к деформирующемуся элементу 18.
На Фиг. 3 и 4 показано боковое ребро 44, ширина которого у передней кромки 46 в области рядом с брусом буфера больше, чем у задней кромки 48 в области рядом с задней кромкой 34 центрального корпуса 28. Боковое ребро 44 может быть изготовлено из двух алюминиевых листов, соединенных в процессе прокатки, что позволяет достичь повышенной жесткости и критической продольной нагрузки при меньшем весе, чем в случае с использованием одного толстого листа алюминия. В качестве альтернативы ребро может быть изготовлено путем стандартной штамповки. Боковое ребро 44 приваривают или крепят к центральному корпусу 28 другим способом. В качестве альтернативы боковое ребро 44 может быть выполнено в виде выступа центрального корпуса 28.
На Фиг. 5 и 6 показан деформирующийся элемент 18, изображенный в виде восьмиугольника, проходящего в продольном направлении назад относительно бруса 16 буфера (показан на Фиг. 1 и 2). Следует отметить, что энергопоглощающее устройство 10 крепится на некотором расстоянии от деформирующегося элемента 18 при помощи первой стенки 40 и второй стенки 42. Боковое ребро 44 выступает наружу в направлении от деформирующегося элемента 18.
При столкновении в области вне лонжерона 24 (показан на Фиг. 1, 2 и 4) объект сначала контактирует с брусом 16 буфера и смещает его в сторону передней кромки 46 ребра 44. Ребро передает часть энергии удара центральному корпусу 28 и проходит к боковой части деформирующегося элемента 18. Первая стенка 40 и вторая стенка 42 рассеивают энергию по мере того, как центральный корпус смещается к деформирующемуся элементу 18. Центральный корпус 28 зацепляется за деформирующийся элемент 18 и передает ему боковую нагрузку, перемещая деформирующийся элемент 18 внутрь и поглощая часть энергии столкновения. Стенки 40, 42 рассеивают энергию по мере того, как центральный корпус 28 прижимается к деформирующемуся элементу 18. Деформирующийся элемент 18 соединен с кронштейном 20. Кронштейн 20 соединен с лонжероном 24, поэтому энергия, изначально действующая на область за пределами лонжерона 24, перенаправляется энергопоглощающим устройством 10 на деформирующийся элемент 18, кронштейн 20 и лонжерон 24.
Хотя выше приведены иллюстративные примеры вариантов осуществления полезной модели, это не означает, что они описывают все возможные формы, ограниченные пунктами формулы. Конкретные термины использованы исключительно в описательных целях и не являются ограничивающими, и следует понимать, что возможно внесение различных изменений без отступления от объема и сущности предложенного решения. Как было описано выше, характеристические признаки различных вариантов осуществления могут быть объединены для создания других вариантов, не описанных и не изображенных в явном виде.