Предохранительное устройство транспортного средства
Владельцы патента RU 2320502:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)
Изобретение используется в качестве средства для смягчения удара, поглощения его энергии и защите транспортного средства от повреждений при столкновении его с препятствием. Предохранительное устройство транспортного средства содержит бампер и смонтированное вокруг корпуса транспортного средства в его нижней части амортизирующее ограждение в виде рукава. Бампер выполнен в виде установленного в передней части корпуса подвижного энергопоглощающего элемента, упруго присоединенного к корпусу с помощью системы размещенных в горизонтальной плоскости четырехзвенных параллелограммных шарнирных механизмов. Вершины механизмов, лежащие на параллельных продольной оси корпуса диагоналях, шарнирно соединены с подвижным элементом бампера и корпусом. Вершины, лежащие на поперечных диагоналях, шарнирно последовательно соединены между собой винтовыми цилиндрическими пружинами. Пружина, соединяющая крайние боковые вершины системы шарнирных механизмов, концентрично вставлена по всему его контуру в рукав ограждения, выполненный в виде замкнутой жесткой стальной трубки. Изобретение упрощает конструкцию предохранительного устройства, повышает эффективность поглощения энергии удара и расширяет его область применения. 1 ил.
Изобретение относится к средствам для смягчения удара, поглощения его энергии и защите транспортного средства от повреждений при столкновении его с препятствием.
Известны, например, бамперы транспортных средств, содержащие смонтированные на кузове наружний подвижный энергопоглощающий элемент и внутреннее неподвижное основание, упруго соединенные либо винтовыми цилиндрическими пружинами с устройством их фиксации в сжатом состоянии (см. а.с. СССР №1162641, кл. В60R 19/18, 1984 [1]), либо жесткими стержнями, ориентированными попарно под углом друг к другу и шаринирно соединенными одними из концов между собой и основанием (см. патент РФ на полезную модель №53632, кл. В60R 19/02, 2005 [2]).
Недостатками известных устройств являются низкая эффективность поглощения энергии удара при столкновении транспортного средства с препятствием, а главное - практическая незащищенность транспортных средств при боковых ударах, ударах сзади и т.п.
Известны также устройства для боковой защиты транспортного средства при столкновениях, состоящие из прикрепленного к нижней части платформы транспортного средства при помощи стоек и упоров бокового ограждения (см. патент РФ на полезную модель №53622, кл. В60С 13/00, В62D 25/02, 2006 [3]).
Недостатками известных устройств являются низкая эффективность поглощения энергии удара при столкновениях, а также ограниченные функциональные возможности вследствие невыполнения устройством одновременно и функций бампера спереди транспортного средства.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является предохранительное устройство транспортного средства, содержащее передний бампер, a также смонтированное вокруг корпуса амортизирующее ограждение в виде гибкого рукава, заполненного текучей средой под давлением и связанного с чувствительным элементом, подключенным через блок управления к приводу и тормозной системе транспортного средства (см. а.с. СССР №1162642, кл. В60R 21/08, 1984) [4], принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность конструкции, низкая эффективность поглощения энергии удара, особенно при лобовых столкновениях транспортного средства с препятствием и ограниченная область применения, преимущественно в качестве внутризаводского транспорта.
Сущность изобретения заключается в создании конструкции предохранительного устройства транспортного средства, включающей одновременно как бампер в передней части корпуса транспортного средства, так и амортизирующее ограждение вокруг его корпуса, характеризующиеся по отдельности высокой степенью энергопоглощения при соударениях, а также возможностью взаимного влияния в направлении увеличения эффективности энергопоглощения обоих элементов конструкции.
Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение эффективности поглощения энергии удара, расширение областей применения конструкции.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном предохранительном устройстве транспортного средства, содержащем бампер и смонтированное вокруг корпуса транспортного средства в его нижней части амортизирующее ограждение в виде рукава, особенность заключается в том, что бампер выполнен в виде установленного в передней части корпуса подвижного энергопоглощающего элемента, упруго присоединенного к корпусу с помощью системы размещенных в горизонтальной плоскости четырехзвенных параллелограммных шарнирных механизмов, вершины которых, лежащие на параллельных продольной оси корпуса диагоналях, шарнирно соединены с подвижным элементом бампера и корпусом, а вершины, лежащие на поперечных диагоналях, также шарнирно последовательно соединены между собой винтовыми цилиндрическими пружинами, при этом пружина, соединявшая крайние боковые вершины системы шарнирных механизмов, концентрично вставлена по всему его контуру в рукав ограждения, выполненный в виде замкнутой жесткой стальной трубки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично на виде сверху изображено транспортное средство с предлагаемым предохранительным устройством.
Предохранительное устройство транспортного средства содержит: бампер, выполненный в виде установленного в передней части корпуса 1 транспортного средства подвижного энергопоглощающего элемента 2, например, резинового бруса, упруго присоединенного к корпусу 1 с помощью системы размещенных в горизонтальной плоскости четырехзвенных параллелограммных шарнирных механизмов 3, вершины которых, лежащие на параллельных продольной оси корпуса 1 диагоналях, соединены шарнирами 4, 5 соответственно с подвижным элементом 2 бампера и корпусом 1, а вершины 6, лежащие на поперечных диагоналях, также шарнирно последовательно соединены между собой витыми цилиндрическими пружинами 7; смонтированное вокруг корпуса 1 транспортного средства в его нижней части, естественно, ниже уровня низшего края дверц салона, амортизирующее ограждение 8 выполнено в виде замкнутой жесткой стальной трубки, закрепленной на бортах корпуса 1 с помощью специальных держателей 9 и муфт 10 с отверстиями для пропускания трубки 8, при этом пружина 11, соединяющая крайние боковые вершины 12, 13 системы шарнирных механизмов 3, концентрично вставлена в трубку 8 амортизирующего ограждения по всему ее контуру.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
При лобовом столкновении транспортного средства с препятствием удар воспринимает подвижный энергопоглощающий элемент 2 бампера, что приводит к измению формы (сжатию) шарнирных механизмов 3, соответственно к растяжению одних (внутри механизмов 3) и сжатию других (соединяющих механизмы 3) винтовых пружин 7, и одновременно с этим к деформации пружины 11 внутри трубы 8 по всему контуру транспортного средства, сопровождающейся трением витков пружины 11 о внутреннюю поверхность трубы 8. Одновременное включение в работу при ударе такого значительного по суммарной продолжительности упругого элемента с наличием сил сухого трения обеспечивает, даже при сравнительно малых объемах бампера, значительную эффективность диссипации кинетической энергии удара и ее преобразование в потенциальную энергию сжатых и растянутых пружин. При слабых боковых соударениях транспортного средства с препятствием корпус 1 предохраняется за счет поперечной жесткости стального замкнутого контура (трубы 8) и системы 9, 10 ее крепления. При сильном боковом ударе, сопровождающемся пластической деформацией трубы 8, вступает в работу пружина 11, приводящая одновременно к упругим деформациям всей системы упругих элементов 2, 3, 7 бампера, а также к значительному рассеянию энергии удара за счет взаимного трения элементов 8, 11, 3, 7, 12, 13. Таким образом, как при лобовых, так и при боковых столкновениях транспортного средства, вступает в работу одновременно вся упругая система предохранительного устройства (как бампера, так и амортизирующего ограждения) с рабочей длиной по всему периметру корпуса транспортного средства. Именно эти принципиальные особенности конструкции позволяют при сравнительной простоте обеспечить высокую эффективность поглощения энергии удара при любом характере столкновений с препятствием. Устройство достаточно универсально и может найти применение практически в любых типах транспортных средств без ухудшения их дизайна. При этом для повышения эффективности в бампере может быть одновременно задействовано несколько подобных систем шарнирных механизмов 3, размещенных друг под другом в горизонтальных плоскостях, и соответственно система лежащих одна на другой трубок 8, образующих как бы замкнутую вокруг корпуса 1 ребристую панель из полуцилиндрических поверхностей трубок.
Предохранительное устройство транспортного средства, содержащее бампер и смонтированное вокруг корпуса транспортного средства в его нижней части амортизирующее ограждение в виде рукава, отличающееся тем, что бампер выполнен в виде установленного в передней части корпуса подвижного энергопоглощающего элемента, упруго присоединенного к корпусу с помощью системы размещенных в горизонтальной плоскости четырехзвенных параллелограммных шарнирных механизмов, вершины которых, лежащие на параллельных продольной оси корпуса диагоналях, шарнирно соединены с подвижным элементом бампера и корпусом, а вершины, лежащие на поперечных диагоналях, также шарнирно последовательно соединены между собой винтовыми цилиндрическими пружинами, при этом пружина, соединяющая крайние боковые вершины системы шарнирных механизмов, концентрично вставлена по всему его контуру в рукав ограждения, выполненный в виде замкнутой жесткой стальной трубки.
