Боковой энергопоглощающий буфер легкового автомобиля
Изобретение относится к средствам защиты транспортных средств при столкновениях и может найти применение для защиты боковых поверхностей легковых автомобилей, микроавтобусов и других транспортных средств совместно с их передним и задним бамперами. Конструкция буфера включает расположенные на одном уровне с бамперами две защитные секции, каждая из которых присоединена к несущим элементам кузова и содержит опорную поверхность в виде П-образного профиля и присоединенные к нему энергопоглощающие устройства, которые равномерно расположены по его длине на расстоянии друг от друга. Каждое энергопоглощающее устройство включает определенное количество прилегающих друг к другу энергопоглощающих элементов, каждый из которых является зеркальным отображением соседнего, выполнен за одно целое из отрезка круглого металлического прута и включает основание, перемычку и раскос, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Основания энергопоглощающих элементов присоединены к наружной поверхности П-образного профиля, перемычки энергопоглощающих элементов расположены соосно друг другу и взаимодействуют с наружной поверхностью профиля, причем основания и раскосы энергопоглощающих элементов расположены горизонтально, а перемычки соответственно вертикально. Каждое энергопоглощающее устройство снабжено пластиной подвижного основания, выполненной за одно целое с пластинчатой пружиной, при этом раскосы всех энергопоглощающих устройств секций буфера наклонены под заданным углом соответственно в направлении от переднего к заднему бамперу. Конструкция каждой секции буфера также включает блоки амортизирующего пеноматериала, расположенные в полостях между соседними энергопоглощающими устройствами, и наружную обшивку, которая присоединена к отогнутым участкам П-образного профиля и может быть дополнительно снабжена предохранительной планкой, присоединенной к ее наружной поверхности. Технический результат заключается в обеспечении защиты боковой поверхности кузова легкового автомобиля при столкновении с преградой или другим легковым автомобилем, причем защиты, обладающей высокой энергопоглощающей способностью и стабильностью характеристик амортизации. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к средствам пассивной безопасности транспортных средств при столкновениях и может найти применение для оснащения боковых поверхностей дверей и салона кузова легковых автомобилей, микроавтобусов и других транспортных средств, и может быть применено совместно с передними и задними энергопоглощающими бамперами легковых автомобилей, микроавтобусов и других транспортных средств.
Известно применение боковых предохранительных накладных планок и панелей, имеющих различные размеры и форму и присоединенных к наружной поверхности дверей и салона соответственно на уровне переднего и заднего бамперов легковых автомобилей; однако они не способны обеспечить защиту при столкновении ввиду очень низкой энергоемкости при разрушении.
Известно, что наружную боковую обшивку дверей и салона легковых автомобилей отформовывают выступом наружу соответственно на уровне переднего и заднего бамперов и, в частности, дополнительно подкрепляют указанные участки ребрами жесткости, а также усиливают стойки салона, ребра жесткости в каркасе и пороги кузова легковых автомобилей; известно также применение выступающих наружу боковых защитных панелей (например, кузов ВАЗ-2115). Однако указанные технические решения недостаточно эффективны, так как обладают низкой энергоемкостью при разрушении.
Известны конструкции многослойных амортизационных панелей и оболочек [1, 2 и др.], включающие несущие слои, и соединенный с ними заполнитель в виде структуры армирующих элементов, каждый из которых выполнен в виде чередующихся поперечных один относительно другого участков - основания и полураскоса, расположенных в отстоящих одна относительно другой нормальных к несущим листам плоскостях и соединенных между собой перемычками, а с несущими листами - основаниями через перемычки, при этом ряды армирующих элементов соединены один с другим поочередно соответствующими основаниями и полураскосами, а в полостях между рядами армирующих элементов и оснований расположены соединенные с ними фигурные профили, углы которых выполнены в виде пластинчатых пружин. Указанные устройства обладают достаточно высокой энергоемкостью и стабильностью характеристик амортизации, однако, в силу своего конструктивного исполнения не могут быть применены для защиты транспортных средств при столкновениях.
Наиболее близким - по совокупности признаков - аналогом является “Энергопоглощающий буфер грузового автомобиля” [3], включающий наружную обшивку, бампер П-образного сечения, присоединенный к несущей конструкции автомобиля, расположенные между ними и равномерно расположенные по длине бампера на расстоянии друг от друга энергопоглощающие устройства, присоединенные к наружной поверхности бампера, и другие вспомогательные элементы. Каждое энергопоглощающее устройство включает определенное количество прилегающих друг к другу энергопоглощающих элементов, каждый из которых является зеркальным отображением соседнего, изготовлен за одно целое из отрезка круглого, выполненного, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, металлического прута, участки которого последовательно изогнуты во взаимно перпендикулярных плоскостях, и соответственно включает основание, перемычку и раскос, причем основания всех энергопоглощающих элементов каждого энергопоглощающего устройства по всей своей длине присоединены к наружной поверхности бампера, перемычки соответственно расположены соосно друг другу и взаимодействуют своей боковой поверхностью с наружной поверхностью бампера, а прилегающие друг к другу раскосы расположены в одной плоскости, соединены между собой по всей своей длине и направлены наружу относительно бампера, при этом каждое энергопоглощающее устройство снабжено подвижным основанием в виде жесткой пластины, выполненной за одно целое с тремя боковыми выступами, и пластинчатыми пружинами, присоединенными к тыльной поверхности подвижного основания и выполненными, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”.
Данное устройство отличается высокой энергоемкостью, стабильностью характеристик амортизации и возможностью многоразового использования, соответственно после выполнения несложных ремонтных операций и замены наружной обшивки и ряда других элементов.
К числу недостатков данного устройства необходимо отнести определенную сложность конструкции, а также то, что в силу своего конструктивного исполнения оно не может быть эффективно использовано для непосредственной защиты кузова легковых автомобилей.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое устройство, заключается в обеспечении защиты боковой поверхности кузова легкового автомобиля при столкновении с преградой или другим легковым автомобилем, причем защиты, обладающей высокой энергопоглощающей способностью и стабильностью характеристик амортизации, а также заключается в упрощении конструкции и снижении массовых характеристик.
Технический результат заключается в том, что, кроме указанных выше достоинств и преимуществ, обеспечена возможность многоразового использования конструкции энергопоглощающего буфера и полного восстановления заданных характеристик после его деформации вследствие воздействия ударных нагрузок и соответственно после проведения несложных ремонтных операций и замены наружной обшивки.
Указанные технические результаты достигаются тем, что боковой энергопоглощающий буфер легкового автомобиля, включающий наружную обшивку, опорную поверхность в виде профиля, присоединенного к несущей конструкции автомобиля, расположенные между ними и равномерно расположенные по длине профиля на расстоянии друг от друга энергопоглощающие устройства, присоединенные к наружной поверхности профиля и включающие каждое определенное количество прилегающих друг к другу энергопоглощающих элементов, каждый из которых является зеркальным отображением соседнего, изготовлен за одно целое из отрезка круглого, выполненного, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, металлического прута, участки которого последовательно изогнуты во взаимно перпендикулярных плоскостях, и соответственно включает основание, перемычку и раскос, причем основания всех энергопоглощающих элементов каждого энергопоглощающего устройства по всей своей длине присоединены к наружной поверхности опорного профиля, перемычки соответственно расположены соосно друг другу и взаимодействуют своей боковой поверхностью с наружной поверхностью опорного профиля, а прилегающие друг к другу раскосы расположены в одной плоскости, соединены между собой по всей своей длине и направлены наружуотносительноопорногопрофиля,приэтомкаждое энергопоглощающее устройство снабжено подвижным основанием в виде жесткой пластины, выполненной за одно целое с тремя боковыми выступами, и пластинчатой пружиной, выполненной, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы” и присоединенной к наружной поверхности опорного профиля, а в полостях между обшивкой и пластинами подвижных оснований энергопоглощающих устройств расположены взаимодействующие с ними сегменты амортизирующего пеноматериала, - дополнительно выполнен следующим образом: - конструкция буфера включает по меньшей мере две отдельных - переднюю и заднюю секции, каждая из которых расположена соответственно на одном уровне с передним и задним бамперами и содержит определенное количество энергопоглощающих устройств, опорная поверхность секции буфера выполнена в виде профиля П-образного сечения, горизонтальные полки которого обращены наружу и выполнены с отогнутыми соответственно вверх и вниз вертикальными продольными участками, энергопоглощающие элементы выполнены попарно за одно целое с дополнительной перемычкой, соединяющей между собой их раскосы, при этом основания и раскосы всех энергопоглощающих элементов каждого энергопоглощающего устройства расположены горизонтально, перемычки энергопоглощающих элементов соответственно расположены вертикально, а раскосы всех энергопоглощающих устройств обеих секций буфера наклонены каждый под заданным углом соответственно в направлении от переднего бампера к заднему бамперу автомобиля, пластины подвижных оснований выполнены каждая за одно целое с пластинчатыми пружинами, которые присоединены к наружной поверхности П-образного профиля, выступы пластин подвижных оснований обращены к поверхности П-образного профиля и концевые участки горизонтальных выступов, прилегающиекперемычкамэнергопоглощающихэлементов, взаимодействуют своими наружными боковыми поверхностями с внутренними поверхностямиполок П-образного профиля, выполнены округленными ивзаимодействуют своей торцевой поверхностью с наружной поверхностью П-образного профиля, при этом сегменты амортизирующего пеноматериала выполнены ромбовидного сечения, размещены в полостях между соседними подвижными основаниями энергопоглощающих устройств, наружной обшивкой и наружной поверхностью П-образного профиля, и наружная обшивка присоединена к отогнутым вертикальным участкам полок П-образного профиля с помощью разъемных соединений; кроме этого, обшивка каждой секции буфера снабжена предохранительной планкой, присоединенной к ее наружной поверхности, а подвижные основания энергопоглощающих устройств могут быть выполнены из материала, обладающего эффектом “памяти формы”.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено продольное (горизонтальное) сечение сегмента кузова легкового автомобиля, снабженного передним и задним бамперами и боковым буфером, включающим переднюю и заднюю секции, - вид сверху, причем наиболее вероятные направления воздействия ударной нагрузки условно показаны стрелками; на фиг.2 представлено увеличенное изображение совокупности энергопоглощающих элементов одного энергопоглощающего устройства - вид спереди; на фиг.3 показано увеличенное изображение - разрез совокупности энергопоглощающих элементов; на фиг.4 показано увеличенное изображение продольного (горизонтального) сечения сегмента секции бокового энергопоглощающего буфера; на фиг.5 показано увеличенное изображение поперечного (вертикального) разреза энергопоглощающего буфера; на фиг.6 представлено увеличенное изображение - сечение подвижного основания энергопоглощающего устройства; а на фиг.7 представлено увеличенное изображение - разрез частично деформированного под воздействием ударной нагрузки энергопоглощающего устройства конструкции буфера.
Конструкция каждого бокового энергопоглощающего буфера включает по меньшей мере две (см. фиг.1) отдельных - переднюю и заднюю секции, которые присоединены к несущим элементам каркаса кузова 1 легкового автомобиля, размещены соответственно на одном уровне относительно поверхности земли с передним 2 и задним 3 бамперами и расположены, например, вместо соответствующего участка корпуса кузова и присоединены к несущим элементам каркаса или внутри отформованного вовнутрь участка корпуса кузова, подкрепленного дополнительными горизонтальными и вертикальными элементами каркаса, соединенными с основными несущими элементами каркаса, - следующим образом. В том случае, когда легковой автомобиль имеет 4-х дверный кузов, например, типа “седан” - передняя секция 4 буфера расположена на передней двери кузова, а задняя секция 5 буфера соответственно расположена на задней двери кузова легкового автомобиля и обе секции расположены на расстоянии друг от друга. В другом случае, когда легковой автомобиль имеет 2-х дверный кузов, например, типа “купе” - передняя секция 4 буфера расположена на двери кузова легкового автомобиля и имеет увеличенную длину, а задняя секция 5 буфера расположена на задней боковой части салона кузова 1 легкового автомобиля и имеет меньшую длину; в последнем случае обе секции могут прилегать друг к другу (условно показано пунктиром на фиг.1). Для легковых автомобилей других классов и других продольных размеров, а также микроавтобусов могут быть применены дополнительные и, в частности, промежуточные защитные секции.
Конструкция каждой секции энергопоглощающего буфера включает (см. фиг.1, 4) П-образный профиль 6, являющийся опорной поверхностью, горизонтальные полки которого обращены наружу относительно кузова 1 автомобиля и выполнены с отогнутыми соответственно вверх и вниз вертикальными продольными участками. По длине П-образного профиля 6 равномерно расположены на заданном расстоянии друг от друга энергопоглощающие устройства 7, присоединенные к его наружной поверхности и включающие каждое определенное количество, а именно, четыре прилегающих друг к другу энергопоглощающих элемента 8. Каждый из энергопоглощающих элементов 8 (см. фиг.2, 3) является зеркальным отображением соседнего, изготовлен за одно целое из отрезка круглого, выполненного, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, металлического прута, участки которого последовательно изогнуты во взаимно перпендикулярных плоскостях, и соответственно включает основание 9, перемычку 10 и раскос 11, причем основания всех энергопоглощающих элементов 9 каждого энергопоглощающего устройства 7 по всей своей длине присоединены к наружной поверхности опорного профиля 6, перемычки 10 соответственно расположены соосно друг другу и взаимодействуют своей боковой поверхностью с наружной поверхностью опорного профиля 6. При этом прилегающие друг к другу соседние энергопоглощающие элементы 8 выполнены попарно за одно целое с дополнительной перемычкой 12, соединяющей между собой их раскосы 11. Основания 9 и раскосы 11 всех энергопоглощающих элементов 8 каждого энергопоглощающего устройства 7 расположены горизонтально, перемычки 10 и 12 энергопоглощающих элементов соответственно расположены вертикально, а раскосы 11 всех энергопоглощающих элементов 8 и соответственно всех энергопоглощающих устройств 7 обеих секций 4, 5 буфера обращены наружу и наклонены каждый под заданным углом φ (соответственно в направлении от переднего бампера 2 к заднему бамперу 3 кузова 1 автомобиля. В составе каждого энергопоглощающего устройства 7 раскосы 11, расположенные под заданным углом φ (относительно основания 9, являются поворачивающимися рычагами, обеспечивающими скручивание перемычек 10, являющихся пластическими торсионами, относительно неподвижного основания 9 при воздействии ударной нагрузки. При этом основания 9 энергопоглощающих элементов 8 по всей своей длине присоединены к наружной поверхности П-образного профиля 6 посредством сварочного шва 13, а прилегающие друг к другу раскосы 11 всех энергопоглощающих элементов 8 также соединены между собой по всей своей длине посредством сварочного шва 13. Каждое энергопоглощающее устройство 7 включает подвижное основание 14, выполненное в виде жесткой пластины, снабженной выполненными с ней за одно целое пластинчатой пружиной 15, двумя горизонтальными выступами 16 и вертикальным выступом 17, причем выступы 16 и 17 обращены к наружной поверхности П-образного профиля 6 и концевые участки горизонтальных выступов 16, прилегающие к перемычкам 10 энергопоглощающих элементов 8, взаимодействуют (см. фиг.4, 5) своими наружными боковыми поверхностями с внутренними поверхностями горизонтальных полок П-образного профиля 6, выполнены округленными и взаимодействуют своей торцевой поверхностью с наружной поверхностью стенки П-образного профиля 6. Пластинчатая пружина 15 выполнена непрерывной по всей своей длине, соответствующей высоте пластины подвижного основания 14, и присоединена, например, с помощью сварки (односторонний шов с проплавлением) или с помощью разъемных или неразъемных соединений к наружной поверхности стенки П-образного профиля 6. К тыльной поверхности пластины подвижного основания 14 по всей своей длине посредством сварочных швов 13 (см. фиг.4, 5, 6) присоединены раскосы 11 всех энергопоглощающих элементов 8 каждого данного энергопоглощающего устройства 7, причем раскосы 11 и дополнительные перемычки 12 расположены заподлицо с кромками выступов 16 и 17 пластины подвижного основания 14 каждого энергопоглощающего устройства 7.
Конструкция каждой секции энергопоглощающего буфера также включает блоки отвержденного пеноматериала 18, которые выполнены ромбовидного поперечного сечения, расположены между соседними энергопоглощающими устройствами 7 заподлицо с наружными кромками пластин подвижных оснований 14 и прилегают к основаниям 9 и пластинчатым пружинам 15. Каждая секция 4, 5 энергопоглощающего буфера закрыта снаружи обшивкой 19, которая присоединена, например, к вертикальным участкам П-образного профиля 6 или кузову 1 с помощью разъемных соединений, при этом наружная обшивка 19 каждой секции 4, 5 может быть снабжена предохранительной планкой 20, выполненной, например, из полимерного материала.
Каждая секция 4, 5 бокового энергопоглощающего буфера присоединена (см. фиг.5) к силовым элементам несущей конструкции кузова 1, причем в несущую конструкцию кузова 1 могут быть включены дополнительные подкрепляющие элементы 21, расположенные вертикально и горизонтально, присоединенные к П-образному профилю 6 и перераспределяющие воздействие ударной нагрузки на стойки и другие основные силовые элементы каркаса кузова 1 легкового автомобиля.
Изготовление и сборка предлагаемой конструкции очень просты и выполняются обычными известными методами. Большинство конструктивных элементов изготавливается из обычных сталей и сплавов, обычными методами выполняются подвижные основания с пластинчатыми пружинами и наружная обшивка в виде П-образного профиля с закругленными концевыми участками, включающая предохранительную планку, присоединенную к его наружной поверхности. И только к изготовлению энергопоглощающих элементов, которые, в частности, могут быть выполнены из различных сталей - Ст.20, Ст.40Х и других, а также, с целью упрощения и ускорения ремонтных работ, из материала, обладающего эффектом “памяти формы” [4], например, никелида титана, предъявляются определенные требования. Каждый отрезок металлического прута заготовки энергопоглощающего элемента 8 или совокупности элементов данного энергопоглощающего устройства, имеющего соответственно заданные размеры и определенный диаметр, - последовательно изгибают (см. фиг.2, 3) во взаимно перпендикулярных плоскостях соответственно под заданными углами, причем в случае изготовления энергопоглощающего элемента из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, гибку прута осуществляют при температуре задания “памяти формы”. В последнем случае подвижные основания 14 с пластинчатыми пружинами 15 также целесообразно выполнять из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, и формование пружин 15 соответственно также осуществляют при температуре задания “памяти формы”. Изготовленные энергопоглощающие элементы 8 (см. фиг.2, 3) соединяют друг с другом по месту прилегания их оснований и раскосов (причем по всей их длине) с помощью сварочных швов 13, а затем присоединяют к тыльной поверхности пластин 14 подвижных оснований также с помощью сварочных швов 13, расположенных соответственно по всей длине их раскосов (см. фиг.4, 5, 6). Далее частично собранные энергопоглощающие устройства описанным выше образом с помощью сварочных швов присоединяют по месту к наружной поверхности П-образного профиля 6, причем основания 9 энергопоглощающих элементов приваривают по всей их длине, включая и их торцевые участки. После этого устанавливают по месту блоки амортизирующего пеноматериала 18, обладающего заданной жесткостью, например пенопласта. В последнюю очередь одевают наружную обшивку 19 данной секции буфера и присоединяют ее с помощью разъемных соединений к П-образному профилю или элементам кузова автомобиля.
В случае столкновения по нормали или под углом, когда воздействие ударной нагрузки приходится на одну или обе секции 4 и 5, причем одновременно или поочередно - в случае воздействия “скользящей” ударной нагрузки, конструкция энергопоглощающего буфера (см. фиг.1, 4, 7) работает следующим образом. В первую очередь происходит разрушение наружной обшивки 19, а затем происходит деформирование энергопоглощающих устройств 7. Воздействие нагрузки, -величина которой превышает силу сопротивления скручиванию вертикальных перемычек 10, являющихся пластическими торсионами, и жесткость пластинчатых пружин 15, - на наружную поверхность подвижных оснований 14 вызывает их поворот (см. фиг.7) к наружной поверхности П-образного профиля 6 и соответственно поворот соединенных с ними раскосов 11, что обуславливает пластическое скручивание соосных вертикальных перемычек 10 энергопоглощающих устройств 7 и соответственно поглощение энергии воздействующей нагрузки. Одновременно происходит деформирование пластинчатых пружин 15 данных энергопоглощающих устройств 7, обладающих заданной жесткостью, и разрушение блоков амортизирующего пеноматериала 18, расположенных в полостях между соседними энергопоглощающими устройствами 7. Общая величина энергопоглощения каждого энергопоглощающего устройства 7 и всех энергопоглощающих устройств 7 данной секции буфера, на которые непосредственно пришлось соударение, соответственно складывается из величин энергопоглощения, обеспечиваемых указанными выше пластинчатыми пружинами и торсионами при деформировании. Поворот подвижных оснований 14 энергопоглощающих устройств 7 происходит либо до прекращения воздействия ударной нагрузки и тогда энергопоглощающие устройства 7 остаются в каком-то промежуточном деформированном положении (см. фиг.7), обусловленном величиной воздействующей нагрузки, либо продолжается до тех пор, пока ход амортизации и энергопоглощающая способность данных устройств 7 секции буфера не будут исчерпаны. В последнем случае пластины подвижных оснований 14 энергопоглощающих устройств 7 будут в пределе повернуты на угол ϕ, - соответственно на этот же угол будут скручены пластические торсионы - перемычки 10 энергопоглощающих устройств 7, - и упрутся своей тыльной поверхностью, а именно, выступами 16 и 17, раскосами 11 и дополнительными перемычками 12 в наружную поверхность П-образного профиля 6. Следует отметить, что пластины подвижных оснований 14 энергопоглощающих устройств 7 в значительной степени защищены от повреждений при воздействии ударной нагрузки участками разрушившейся наружной обшивки 19 и блоками деформирующегося амортизирующего пеноматериала 18, перераспределяющими воздействие нагрузки на всю поверхность пластин подвижных оснований, также дополнительно подкрепленных изнутри другими блоками амортизирующего пеноматериала 18.
Следует отметить, что энергопоглощающие устройства 8 обладают высокой энергоемкостью и стабильностью характеристик амортизации, которые присущи амортизирующим устройствам, включающим пластические торсионы [1, 2, 3 и др.], подвергаемые кручению, и, тем более, торсионы, подкрепленные деформирующимися одновременно упругими или пластическими пластинчатыми пружинами, обладающими заданной жесткостью. При этом энергопоглощающие элементы и пластинчатые пружины могут быть, в частности, выполнены из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, и в этом случае они являются пластическими амортизирующими элементами, необратимо деформирующимися при воздействии нагрузки. В том случае, когда указанные выше амортизирующие элементы энергопоглощающих устройств 7 выполнены из обычных сталей и сплавов, - перемычки (торсионы) также являются пластическими амортизирующими элементами, а пластинчатые пружины могут быть и упругими, и пластическими амортизирующими элементами, причем во всех указанных выше случаях жесткость пластинчатых пружин может быть задана меньше усилия сопротивления пластических торсионов скручиванию, равной ему или наоборот, соответственно таким же образом, как и в известных аналогах [3 и др.].
Следует подчеркнуть, что общая величина энергопоглощения и ход амортизации каждого энергопоглощающего устройства 7 могут быть заданы в широких пределах - путем увеличения или уменьшения величины заданного угла φ (между раскосами 11 и основаниями 9, определяющего предельную величину скручивания перемычек 10 энергопоглощающих элементов 8, путем задания определенных размеров и соотношений размеров - длин и диаметров перемычек 10 энергопоглощающих элементов 8, а также длины раскосов 11, являющихся рычагами, и, тем самым, задания различных величин усилий их сопротивления деформированию, а также путем задания определенных сочетаний характеристик энергопоглощающих элементов 8 и пластинчатых пружин 15, а также блоков амортизирующего пеноматериала 18, обладающего заданной жесткостью.
Энергопоглощающие устройства 7 данной конструкции обладают и другим положительным качеством, заключающимся в том, что частично или полностью деформированное устройство может быть вновь и многократно приведено в исходное положение, а его энергопоглощающая способность восстановлена, что обеспечивается путем проведения определенных ремонтных работ, причем без замены каких-либо элементов. В том случае, когда энергопоглощающие элементы 8 и пластинчатые пружины 15 и подвижные основания 14 в целом энергопоглощающих устройств 7 выполнены из материала, обладающего эффектом “памяти формы” [4], например никелида титана, для этого достаточно одновременно нагреть указанные элементы нагревательным устройством, например паяльной лампой, до температуры восстановления “памяти формы”, после чего эти элементы сами вернутся в исходное положение и примут заданную форму, соединенные с ними элементы также вернутся в исходное положение, а конструкция устройства и его энергопоглощающая способность будут полностью восстановлены.
В том случае, когда энергопоглощающие элементы 8, пластинчатые пружины 15 подвижных оснований 14 энергопоглощающих устройств 7 выполнены из обычных сталей и сплавов, - необходимо применение силовых устройств, например гидроцилиндров с выдвижным штоком или домкратов, присоединяемых к соответствующим элементам (например, к участку профиля 6 и пластине 14 подвижного основания) отдельных энергопоглощающих устройств 7 и посредством воздействия создаваемой ими нагрузки, подвергающих данные элементы медленному принудительному деформированию в обратном направлении.
Указанную выше совокупность ремонтных операций можно проводить и без отсоединения конструкции буфера от несущей конструкции автомобиля, а количество циклов “деформирование под воздействием ударной нагрузки - обратное принудительное деформирование” составляет, как минимум, несколько сотен циклов, - в зависимости от материала, из которого изготовлены энергопоглощающие элементы 8 и пластинчатые пружины 15 энергопоглощающих устройств 7, и соотношения размеров - длин и диаметров перемычек-торсионов 10 энергопоглощающих элементов. После того, как все деформированные ранее энергопоглощающие устройства 7 приведены в исходное положение, размещают по месту новые блоки амортизирующего пеноматериала 18, затем одевают и присоединяют новую наружную обшивку 19 и конструкция секции буфера вновь готова к восприятию ударных нагрузок, а ее энергопоглощающая способность восстановлена.
Конструкция бокового энергопоглощающего буфера легкового автомобиля отличается от прототипа и ближайших аналогов своим назначением, расположением и местонахождением защитных секций, находящихся на одном уровне с бамперами автомобиля, определенной заданной ориентацией раскосов энергопоглощающих устройств, которые наклонены под заданным углом соответственно в направлении от переднего к заднему бамперу легкового автомобиля, а также видом выполнения совокупности энергопоглощающих элементов в составе каждого энергопоглощающего устройства, видом выполнения П-образного профиля и подвижных оснований энергопоглощающих устройств в составе конструкции секций энергопоглощающего буфера.
Таким образом, можно сделать вывод, что данная конструкция бокового энергопоглощающего буфера, - обладающая высокой энергопоглощающей способностью и стабильностью характеристик амортизации и включающая совокупность отдельных секций, - обеспечивает эффективную защиту боковой поверхности легкового автомобиля при различных видах столкновений и в широком диапазоне углов возможного воздействия ударных нагрузок при столкновениях, что обусловлено видом выполнения и расположением энергопоглощающих устройств в составе конструкции секции буфера, а также заданным определенным расположением их раскосов, которые наклонены под заданным углом соответственно в направлении от переднего к заднему бамперу автомобиля. Кроме этого, обеспечена возможность самостоятельного деформирования различных секций буфера, именно тех, непосредственно в которые пришлось соударение, а также возможность многократного восстановления конструкции буфера и ее энергопоглощающей способности после деформирования под воздействием ударной нагрузки, причем без замены основных элементов. Данный энергопоглощающий буфер отличается простотой конструкции, простотой изготовления и проведения ремонтных работ, а также невысокими весовыми характеристиками; при этом конструкция энергопоглощающих устройств позволяет в широких пределах изменять общую величину энергоемкости и ход амортизации путем задания определенных углов между основаниями и раскосами энергопоглощающих элементов, задания определенных размеров и соотношений размеров - длин и диаметров их перемычек-торсионов, а также путем задания определенных сочетаний характеристик энергопоглощающих элементов и пластинчатых пружин в составе энергопоглощающего устройства и задания различных характеристик соответственно различным энергопоглощающим устройствам в составе конструкции буфера.
Необходимо отметить, что две секции данной конструкции энергопоглощающего буфера, - раскосы и подвижные основания энергопоглощающих устройств которых соответственно ориентированы иным определенным образом, а именно, наклонены в разные стороны - соответственно от середины к бокам легкового автомобиля (или от середины соответственно к боковым краям его бампера), - могут найти применение для оснащения переднего и заднего энергопоглощающих бамперов различных легковых автомобилей.
ЛИТЕРАТУРА:
1. АС СССР №854751 от 27.07.1979 г., В 32 В 3/08, “Многослойная амортизационная панель”.
2. АС СССР №1390966 от 14.07.1986 г., В 64 С 3/26 “Многослойная амортизационная оболочка”.
3. Патент РФ №2207261 от 13.12.2001 г., В 60 R 19/56, “Энергопоглощающий буфер грузового автомобиля”.
4. Тихонов А.С. и др. “Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении” М., Машиностроение, 1981 г.
1. Боковой энергопоглощающий буфер легкового автомобиля, включающий наружную обшивку, опорную поверхность в виде профиля, присоединенного к несущей конструкции автомобиля, расположенные между ними и равномерно расположенные по длине профиля на расстоянии друг от друга энергопоглощающие устройства, присоединенные к наружной поверхности профиля и включающие каждое определенное количество прилегающих друг к другу энергопоглощающих элементов, каждый из которых является зеркальным отражением соседнего, изготовлен за одно целое из отрезка круглого, выполненного, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, металлического прута, участки которого последовательно изогнуты во взаимно перпендикулярных плоскостях, и соответственно включает основание, перемычку и раскос, причем основания всех энергопоглощающих элементов каждого энергопоглощающего устройства по всей своей длине присоединены к наружной поверхности опорного профиля, перемычки соответственно расположены соосно друг с другом и взаимодействуют своей боковой поверхностью с наружной поверхностью опорного профиля, а прилегающие друг к другу раскосы расположены в одной плоскости, соединены между собой по всей своей длине и направлены наружу относительно опорного профиля, при этом каждое энергопоглощающее устройство снабжено подвижным основанием в виде жесткой пластины, выполненной за одно целое с тремя боковыми выступами, и пластинчатой пружиной, выполненной, в частности, из материала обладающего эффектом “памяти формы”, и присоединенной к наружной поверхности опорного профиля, а в полостях между наружной обшивкой и пластинами подвижных оснований энергопоглощающих устройств расположены взаимодействующие с ними сегменты амортизирующего пеноматериала, отличающийся тем, что конструкция буфера включает по меньшей мере две отдельные переднюю и заднюю секции, каждая из которых расположена соответственно на одном уровне с передним и задним бамперами и содержит определенное количество энергопоглощающих устройств, опорная поверхность секции буфера выполнена в виде профиля П-образного сечения, горизонтальные полки которого обращены наружу и выполнены с отогнутыми соответственно вверх и вниз вертикальными продольными участками, энергопоглощающие элементы выполнены попарно за одно целое с дополнительной перемычкой, соединяющей между собой их раскосы, при этом основания и раскосы всех энергопоглощающих элементов каждого энергопоглощающего устройства расположены горизонтально, перемычки энергопоглощающих элементов соответственно расположены вертикально, а раскосы всех энергопоглощающих устройств обеих секций буфера наклонены каждый под заданным углом соответственно в направлении от переднего к заднему бамперу автомобиля, пластины подвижных оснований выполнены за одно целое с пластинчатыми пружинами, которые присоединены к наружной поверхности П-образного профиля, выступы пластин подвижных оснований обращены к поверхности П-образного профиля и концевые участки горизонтальных выступов, прилегающие к перемычкам энергопоглощающих элементов, взаимодействуют своими наружными боковыми поверхностями с внутренними поверхностями полок П-образного профиля, выполнены округленными и взаимодействуют своей торцевой поверхностью с наружной поверхностью П-образного профиля, при этом сегменты амортизирующего пеноматериала выполнены ромбовидного сечения, размещены в полостях между соседними подвижными основаниями энергопоглощающих устройств, наружной обшивкой и наружной поверхностью П-образного профиля и наружная обшивка присоединена к отогнутым вертикальным участкам полок П-образного профиля с помощью разъемных соединений.
2. Боковой энергопоглощающий буфер легкового автомобиля по п.1, отличающийся тем, что обшивка каждой секции снабжена предохранительной планкой, присоединенной к ее боковой наружной поверхности.
3. Боковой энергопоглощающий буфер легкового автомобиля по п.1, отличающийся тем, что подвижные основания энергопоглощающих устройств выполнены из материала, обладающего эффектом “памяти формы”.
