Бампер транспортного средства Советский патент 1985 года по МПК B60R19/02 

Изобретение относится к транспортноу машиностроению, в частности к энеропоглощающим бамперам транспортных средств.

Цель изобретения- повьшениеэффек-. 5 тивности бампера путем передачи ударой нагрузки при столкновении на дорож ее покрытие.

На фиг.1 показан общий вид бампера транспортного средства в исходном по-О ожении; на фиг.2 - то же, поспе вое-приятия значительной ударной нагр узки:; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.

Бампер транспортного средства соержит брус 1, энергопоглощающие элеенты 2, датчики 3 аварийного соудаения, газогенераторы 4, исполнительные элементы 5 со штоками 6, упорные элементы 7 с опорной пятой 8 зубцами 9, направляющие элементы и корпус 11 транспортного средства.

Брус 1 бампера вьтолнен, например, в виде обрезиненной изогнутой балки с сечением швеллера. Энергопоглощающие элементы 2 многоразового действия выполнены, например, в виде телескопических амортизаторов с фиксаторами сжатого положения. По концам бруса 1 с внутренней стороны установлены и жестко связаны датчики аварийного 30 соударения, выполненные, например, в виде пьезоэлементов ударного воздействия. Датчики аварийного соударения 3 выполняют функции анализаторов силы аварийного удара по величине ускоре- 35 ния перемещения бруса 1 и являются источниками питания для запала газогенераторов А. Датчики 3 расположены, попарно, на каждом конце бруса 1. Каждый датчик 3 аварийного соударения 4о электрически связан со своим газогенератором 4 и с другим датчиком 3 аварийного соударения на другом конце бруса 1. Газогенераторы 4 имеют электрические запалы, например, в виде 45 свечи зажигания и их целесообразнее выполнять герметически закрытт 1ми мембранами и располагать внутри исполнительных элементов 5. С центрапьной частью бруса 1 шариирно связаны испол- 50 нительные элементы 5, вьшолнениые в виде пневмоцилиндров, поршни которых жестко связаны со штоками 6; Поршни исполнительных элементов 5 в исходном положении зафиксированы, например, 55 срезаемыми штифтами. Газогенераторы 4 целесообразнее размещать, например, вкручивая в торцовую часть пневмоцилиндров элементы 5, что обеспечит хорошую ремонтоспособность узла. Шток 6 имеет возможность перемещаться, удлиняя исполнительный элемент 5, и его свободный конец шарнирно связан с упорным элементом 7. Концы бруса 1 шарнирно связаны при помощи сферических подшипников с упорными элементами 7, которые в исходном положении уложены внутри бруса 1 по его длине навстречу друг другу, а в рабочем положении опускаются и взаимодействуют с дорожным покрытием. Размещение упорных элементов 7 в брусе 1 не ухудшает внешний вид транспортного средства, так как дизайнеры в перспективных моделях закладывают увеличенные типы

бамперов, которые хорошо укроют внутренние элементы. Упорный элемент 7 выполнен в виде жесткого стержня, напри1 1ер трубы, заполненной пластмассой (трехслойный материал), с наклонной пятой 8 на конце. В рабочем положении стержень упорного элемента 7 устанавливается под углом к дорожному покрытию. Опорная пята 8 на поверхности, обращенной к дорожному покрытию, имеет зубцы 9, которые наклонены в ту же сторону, что и стержень упорного элемента 7. На брусе 1 над каждым шарнирным соединением с упорным элементом 7 установлены и жестко связаны с ним направляющие элементы 10, каждый из которых вьтолнен в виде изогнутого вниз кронштейна, взаимодействующего со стержнем упорного элемента 7. Направляюпщй элемент 10 обеспечивает изгиб траектории движения упорного элемента 7 для упорядоченного врезания зубцов 9 в дорожное покрытие независимо от изменения расстояния от бруса 1 до дорожного покрытия из-за разной степени загрузки транспортного средства. Корпус 11 транспортного средства связан с брусом 1 через энергопоглощающие элемент 2.

Бампер транспортного средства работает следующим образом.

При слабом аварийном ударе усилие с бруса 1 передается только на энергопоглощающие элементы 2, вызывая их перемещение с малым ускорением. На такое малое ускорение бруса 1 не реагируют датчики 3 аварийного соударения . Вследствие этого газогенераторы 4 исполнительных элементов 5 остаются не задействованными и упорные элементы

31

7 остаются в сложенном, исходном положении. Энергия удара расходуется только на совершение работы в энергопоглощающих элементах 2. Перемещение бруса с элементами 3-10 продолжается до тех пор, пока энергия удара не будет полностью поглощена и энергопоглощающие элементы 7. не зафиксируются в конечном положении.

После снятия усилия аварийного уда ра энергопоглощающие элементы 2 расфиксируются и брус 1 переводится в первоначальное положение. При сильном аварийном ударе усилие с бруса 1 в первый момент передается только на энергопоглощающие элементы 2, вызывая быстрое его перемещение со значительным ускорением. На такое ускоренное перемещение бруса 1 реагирует минимум одна пара датчиков 3 аварийного соударения, например, при эксцентричном или косом ударе. Все датчики 3 реагируют при прямом ударе.Это обеспечивает нормальную работу устройства при всех типах соударений транспортных средств. При действии значительного ускорения датчики 3 вьфабатывают мощный электрический импульс (до 10 кВ), который, поступая в электрический запал газогенёдатора 4, вызывает начало работы последнего. Образовавшиеся в газогенераторах 4 газы разрушают гермоукупорки и заполняют пневмоцилиндры исполнительных элементов 5, вызывая срезание штифтов и перемещение поршней со штоками 6. Перемещение штоков 6 элементов 5 вызывает поворот упорных элементов 7 относительно своих шарниров. Движение упорного элемента 7 с наклонной пятой 8 к дорожному покрытию происходит вначале под малыми углами, а в конце за счет взаимодей;Ствия упорного элемента 7 с направлякицим элементом 10 под большим углом, направляя упорный элемент 7 вниз к дорожному покрытию. Все это время брус 1 с элементами 3-10 перемещается к корпусу 11 и ударная нагрузка поглощается только энергопоглощающими элементами 2. Указанный промежуток времени ь1ал, так как элементы 3 и 4 имеют очень большое быстродействие порядка сотых долей секунды. При взаимодействии зубцов 9 с дорожным пок ьТтРием происходит их врезание под действием кинетической энергии движущегося упорного элемента 7 и его про184

дольного перемещения вместе с брусом 1. После этого начинается новый этап работы энергопоглощающегося бампера, когда больш5то часть ударной нагрузки воспринимают упорные элементы 7, так как их силы трения о дорожное покрытие несоизмеримо больше, чем силы, необходимые для сжатия энёпгопоглощающих элементов 2. При этом скорость перемещения бруса 1 к корпусу 11 резко yмeньшaefcя, так как величина энергопоглощения значительно увеличивается.

Указанное движение элементов устройства продолжается до тех пор, пока не произойдет полное рассеивание ударной нагрузки. Если брус 1 вплотную приблизился к корпусу 11, и полного поглощения ударной нагрузки не произошло, например при очень сильном уда ре то, элементы 2 выключаются из работы. Элементы 7 по-прежнему рассей-вают значительное количество энергии удара до полного поглощения. После снятия усилия аварийного удара значительной величины с развертыванием упорных элементов 7 производится техническое об-служивание по подготовке бампера к работе.

В отличие от базового объекта предлагаемый энергопоглощающий бампер кроме обычных энергопоглощающих элементов между брусом и корпусом имеет еще дополнительные энергопоглощающие элементы в виде упорных элементов,установленньк между брусом и дорожным покрытием навстречу действию ударной нагрузки. Энергоемкость дополнительны элементов значительна, так как сипа трения, возникающая при перемещении врезавшихся в дорожное покрытие элементов велика. Дополнительное преимущество от установки упорных элементов заключается в том, что поглощение в данном случае идет минуя корпус транспортного средства. Кроме того, после приближения бруса к корпусу упорные элементы продолжают по-прежнему рассеивать энергию аварийного удара, чег нет в базовом объекте. Указанные преимущества позволят значительно увеличить безопасность пассажиров даже при сильных фронтальных ударах легкового автомобиля с грузовым транспортным средством, повысить пассивную и послеаварийную безопасность. Последнее обеспечивается тем, что в большинстве случаев при аварийных удг.рах корпус

БАМПЕР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий ударный брус, связанный с корпусом транспортного средства через энергопоглощающие элементы многоразового действия, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бампера путем передачи ударной нагрузки при столкнове нии на дорожное покрытие, он снабжен направляющими элементами, исполнитель ными элементами, парами датчиков аварийного столкновения, двумя упорными элементами, каждый из которых выполне в виде стержня с наклонной пятой на конце, на нижней поверхности которой установлены наклонные зубцы, имеющие возможность жесткого взаимодействия с дорожным покрытием, при этом упорные элементы расположены по длине ударного бруса навстречу друг другу и шарнирно связаны с его концами, каждый из исполнительных элементов выполнен в виде пневмоцилиндра с встроенным газогенератором и штоком, который соединен с поршнем, причем исполнительные элементы шарнирно связаны с упорным элементом и центром бруса, с изогнуть ми вниз направляющими элементами, жестко связанными с брусом, установленными над шарнирами упорных элементов с возможностью взаимодействия с его стержнями, а каждая пара датчиков аварийного столкновения установлена по концам бруса и жестко связана с ним, при этом каждый датчик выполнен в виде пьезоэлемента ударного воздействия, который электрически связан с газогенератором и с датчиком, расположенным на другом конце бруса.