Бамперное защитное устройство

Изобретение относится к устройствам, повышающим защиту водителя и пассажиров при авариях автомобиля. Бамперное защитное устройство содержит бампер-балку, бампер, корпус-балку, гофрированные пакеты, набранные из гофрированных лент, между этими пакетами вставлены ленты-полосы и детали крепления бампера к корпусу автомобиля. Детали крепления выполнены в виде скоб, приваренных к бамперу, свободно проходят через отверстия в верхней и нижней стенках корпуса-балки. На концах корпуса-балки закреплены гасители бокового удара, не работающие на фронтальный удар. Гасители занимают не только прямые участки концов корпуса-балки, но и частично радиусные участки концов. На длине расположения гасителя полки его концов срезаны на такую ширину, чтобы расстояние от корпуса гасителя до контура автомобиля было таким же или большим расстояния L между концом корпуса-балки, отогнутым к боку автомобиля, и контуром автомобиля. Гаситель содержит упруго-гистерезисный элемент, детали, фиксирующие положение упруго-гистерезисного элемента, и крепежные детали. Достигается улучшение технических характеристик бамперного защитного устройства за счет упрощения конструкции гасителя, технологии его изготовления и снижение его стоимости. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Изобретение относится к области автомобилестроения, к защитным устройствам, повышающим безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля.

Известно защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля (Патент РФ на полезную модель №79845. Защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля. Эскин И.Д., Алкеев Р.И. Приоритет 15 сентября 2008 г.), содержащее бампер-балку с коробчатым прямоугольным поперечным сечением, закрепленный на корпусе автомобиля спереди или сзади корпуса, причем бампер выполнен в виде прямой балки с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, и расположен внутри корпуса-балки, на длине бампера имеющего также коробчатое прямоугольное сечение, с зазорами по бокам бампера, в каждый из этих зазоров с натягом по вершинам гофров вставлен один, два или более многослойных, многопролетных, гофрированных пакета, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент "гофр в гофр", между этими пакетами вставлены стальные, каленые, шлифованные, омедненные ленты-полосы с толщиной, большей толщины гофрированной ленты, на которые гофрированные пакеты опираются "вершина к вершине гофра", причем величина натяга каждого гофрированного пакета больше остаточного выгиба гофров, длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах бампера, лент-полос и ответных участках корпуса-балки имеются свободные участки, немного большие величины смещения крайнего гофра вдоль бампера или ленты-полосы при полном выпрямлении гофров (деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров) при фронтальном ударе, и концы корпуса-балки, выступающие за бампер, имеют швеллерное поперечное сечение и в плане повторяют обводы автомобиля до колесной пары, а расстояние между концом корпуса-балки, отогнутым к боку автомобиля, и контуром автомобиля (измеренное по перпендикуляру к оси автомобиля) выбрано возможно большим, но конструктивно приемлемым, а детали крепления бампера к корпусу автомобиля, выполненные в виде скоб, приваренных к бамперу, свободно проходят через отверстия в верхней и нижней стенках корпуса-балки, причем размеры каждого отверстия больше ответного размера опорной поверхности детали крепления бампера - вдоль оси автомобиля на 2n1fг, n1 - число гофрированных пакетов в каждом боковом зазоре и fг - остаточный выгиб гофров, и перпендикулярно оси автомобиля на два расстояния между концом корпуса-балки и контуром автомобиля.

Создание натяга по вершинам гофров каждого гофрированного пакета, большего остаточного выгиба гофра, обеспечивает работу каждой пары симметрично расположенных относительно продольной оси бампера гофрированных пакетов в режиме двустороннего упруго-гистерезисного упора, когда реактивные силы обоих гофрированных пакетов складываются.

Так как в компоновке упруго-гистерезисного элемента защитного устройства двусторонние упруго-гистерезисные упоры соединены последовательно, их суммарная реактивная сила при фронтальном ударе равна реактивной силе одного двустороннего упруго-гистерезисного упора, но рассеянная защитным устройством энергия больше энергии, рассеянной одним двусторонним упруго-гистерезисным упором, в число раз, равное числу двусторонних упруго-гистерезисных упоров в компоновке.

По нашим приблизительным оценкам энергия, рассеиваемая этим защитным устройством при фронтальном ударе, может составить до 80 и даже 100% кинетической энергии фронтального удара автомобиля массой 130 кг со скоростью 64 км/час об упругое препятствие с коэффициентом перекрытия 40% (типовые условия краш-испытаний в России и европейских странах).

Рассеянная энергия при боковом ударе у этого защитного устройства у компоновок с одним двусторонним упруго-гистерезисным упором и с n1 двусторонними упруго-гистерезисными упорами приблизительно одинакова и в разы меньше энергии, которую способно рассеять защитное устройство при фронтальном ударе.

Следует отметить, что в большинстве столкновений с различными направлениями боковых ударов, существенно отличных от направления, перпендикулярного оси автомобиля, кинетическая энергия этих ударов существенно меньше кинетической энергии фронтального удара и защитное устройство в ряде этих случаев окажется эффективным.

Отметим, что выбор возможно большего расстояния между концом корпуса-балки и контуром автомобиля объясняется тем, что чем больше это расстояние, тем больше величина энергии, рассеиваемой предлагаемым устройством при боковом ударе. Естественно, это расстояние должно быть конструктивным, и при постановке предлагаемого устройства на автомобиль экстерьер автомобиля должен быть эстетически приемлемым.

Однако при направлениях бокового удара, близких к перпендикулярному к оси автомобиля, кинетическая энергия бокового удара может быть такой же, как при краш-испытаниях на фронтальный удар, или даже существенно превышать эту величину, если скорость автомобиля, совершившего наезд, будет существенно превышать скорость 64 км/час.

В этом случае рассматриваемое защитное устройство может оказаться малоэффективным.

Ставится задача повышения эффективности бамперного защитного устройства при боковом ударе.

Защитное устройство по патенту РФ №79845 по технической сущности наиболее близко к предлагаемому устройству и принято за прототип.

Поставленная задача решается тем, что у бамперного защитного устройства, содержащего бампер-балку с коробчатым прямоугольным поперечным сечением, закрепленным на корпусе автомобиля спереди или сзади корпуса, причем бампер выполнен в виде прямой балки с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, и расположенный внутри корпуса-балки, на длине бампера, имеющего также коробчатое прямоугольное сечение, с зазорами по бокам бампера, причем в каждый из этих зазоров с натягом по вершинам гофров вставлен один, два и более многослойных, многопролетных, гофрированных пакета, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент "гофр в гофр", между этими пакетами вставлены стальные, каленые, шлифованные, омедненные ленты-полосы с толщиной, большей толщины гофрированной ленты, на которые гофрированные пакеты опираются "вершина гофра к вершине гофра", причем величина натяга каждого гофрированного пакета больше остаточного выгиба гофров, и длина пакета подобрана таким образом, что на обоих концах бампера, лент-полос и ответных участках корпуса-балки имеются свободные участки, немного большие величины смещения крайнего гофра вдоль бампера или ленты-полосы при полном выпрямлении гофров (деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров) при фронтальном ударе, и концы корпуса-балки, выступающие за бампер, имеют швеллерное поперечное сечение и в плане повторяют обводы автомобиля до колесной пары, а расстояние между концом корпуса-балки, отогнутым к боку автомобиля, и контуром автомобиля (измеренное по перпендикуляру к оси автомобиля) выбрано возможно большим, но конструктивно приемлемым, а детали крепления бампера к корпусу автомобиля, выполненные в виде скоб, приваренных к бамперу, свободно проходят через отверстия в верхней и нижней стенках корпуса-балки, причем размеры каждого отверстия больше ответного размера опорной поверхности детали крепления бампера - вдоль оси автомобиля на 2n1fг, где n1 - число гофрированных пакетов в каждом боковом зазоре и fг - остаточный выгиб гофров, и перпендикулярно оси автомобиля на два расстояния L между концом корпуса-балки и контуром автомобиля, отличается тем, что на концах корпуса-балки закреплены гасители бокового удара таким образом, что не работают на фронтальный удар, при этом гасители занимают не только прямые участки концов корпуса-балки, но и частично радиусные участки концов, на длине расположения гасителя полки концов срезаны на такую ширину, чтобы расстояние от корпуса гасителя до контура автомобиля было таким же или большим расстояния L, и гаситель содержит упруго-гистерезисный элемент, детали, фиксирующие положение упруго-гистерезисного элемента, и крепежные детали.

Кроме того, каждый гаситель состоит из корпуса с коробчатым поперечным сечением, охватывающего конец корпуса-балки с зазорами между стенкой конца и корпусом гасителя и собранного из двух половин, жестко соединенных с помощью крепежных деталей, а в каждый из этих двух зазоров с натягом по вершинам гофров вставлен один, два или более многослойных, многопролетных, гофрированных пакета, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент "гофр в гофр", между этими пакетами вставлены стальные, каленые, шлифованные ленты-полосы с толщиной, большей толщины гофрированной ленты, на которые гофрированные пакеты опираются "вершина гофра к вершине гофра", причем величина натяга по вершинам гофров каждого гофрированного пакета больше остаточного выгиба гофров, длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах лент-полос, корпуса гасителя и ответных им участках конца корпуса-балки имеются свободные участки, немного большие величины смещения вдоль корпуса гасителя крайнего гофра при полном выпрямлении гофров пакетов при боковом ударе, а геометрические параметры радиусного участка каждого конца корпуса-балки, гофрированных пакетов и обеих половин корпуса гасителя выполнены такими, что исключают срыв деталей гасителя с концов корпуса-балки при ударах в радиусный или прямой участок корпуса гасителя по направлению оси автомобиля или близких к этому направлению, и торцы гасителя закрыты декоративными крышками из полимера, приклеенными к корпусу гасителя и концам корпуса-балки.

Сохранение возможно большего, но конструктивно приемлемого расстояния L между корпусом автомобиля и корпусом гасителя обеспечивает возможно большую энергию, рассеиваемую защитным устройством при боковом ударе.

В случае недостаточной жесткости концов корпуса-балки они выполнены с коробчатым поперечным сечением.

Кроме того, концевой гаситель может быть размещен в полости, образованной прямоугольным отверстием на конце корпуса-балки и дном, приваренным к полкам и стенке конца корпуса-балки или в выемке аналогичной геометрической формы, выштампованной на конце корпуса-балки, причем зазор между дном и опорами гасителя является ограничителем деформации упруго-гистерезисных элементов гасителя как двухопорных балок и может быть больше деформации их поломки, а сам гаситель может быть выполнен в виде гребенки, содержащей два, три или более параллельно соединенных упруго-гистерезисных элементов, выполненных в виде многослойных пакетов, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент, закрепленных в трех общих для всех элементов опорах, состоящих из двух половин, изготовленных из алюминиевого сплава или композитного материала и скрепленных с помощью заклепок, проходящих без зазоров через отверстия в половинах опор и полукруглые выкрушки, сделанные в пакетах с их боковых сторон, причем одна из крайних опор гребенки жестко крепится на корпусе-балке у его концевой части, средняя опора служит направляющей для изгиба пакетов таким образом, чтобы гребенка в плане повторяла форму конца корпуса-балки, а вторая крайняя опора не закреплена и имеет возможность перемещения при деформации пакетов при ударе, причем между этой опорой и концом корпуса-балки имеется зазор, служащий ограничителем деформации пакетов гребенки, которые до посадки опоры на конец корпуса-балки, каждый, деформируются, как многослойная двухпролетная консоль, сжатая распределенной сдавливающей нагрузкой, не изменяющейся (мало меняющейся) в процессе ее циклического нагружения, а после посадки на конец корпуса-балки, как двухопорная балка, и величина зазора выбирается из условия хороших или оптимальных противоударных характеристик гасителя, поверхности средней опоры - направляющей и крайней незакрепленной опоры, воспринимающие ударное воздействие, спрофилированы таким образом, что на них действуют только боковые удары всех возможных направлений вплоть до касательного удара, а острые кромки у поверхностей опор, контактирующих с пакетами, в граничных сечениях пролетов пакетов скруглены, и компоновки пакетов до их сборки в опоры сформированы следующим образом: в центре компоновки расположен пакет прямых лент, на который с каждой стороны уложен пакет гофрированных лент, собранных "гофр в гофр" и опирающихся на пакет прямых лент "вершина гофра к вершине гофра", на каждый пакет гофрированных лент снаружи уложен пакет прямых лент, но могут применяться компоновки без наружных пакетов прямых лент, причем число гофров и величина их шага подобраны таким образом, что вершины гофров расположены в серединах пролетов, и в опорах расположено не менее половины шага гофра, и одна из вершин располагается в граничном сечении пролета балки или немного смещена внутрь опоры, причем в собранной гребенке все гофры гофрированных пакетов полностью выпрямлены.

В этом случае максимальная сдавливающая нагрузка расположена в серединах пролетов балок, где при их деформации происходят наибольшие взаимные проскальзывания с трением слоев этих балок, что обеспечивает очень высокие рассеивающие свойства этих устройств.

По нашим исследованиям максимальный коэффициент рассеивания этих устройств достигает величины ψmax=5 (при числе слоев n>15) по сравнению с предыдущим вариантом устройства гасителя, у которого ψmаx=3,5.

Кроме того, каждый упруго-гистерезисный элемент (ряд) гребенки может быть выполнен в виде двух или одного отдельных прямых многослойных пакетов, заделанных в опорах также с помощью заклепок, проходящих без зазоров через отверстия в опорах и круговые выкрушки на боковых сторонах пакетов, а компоновка и размещение каждого пакета в опорах при сборке аналогичны компоновке и размещению в опорах половин упруго-гистерезисного элемента выше рассмотренной двухпролетной консоли.

Естественно, у этих пакетов максимальный коэффициент рассеивания также равен ψmax=5.

С целью упрощения конструкции гасителя, технологии его изготовления и снижения его стоимости упруго-гистерезисный элемент гасителя выполняется из стальных тросов одинарной или двойной свивки с точечным (ТК), линейным (ЛК) или полосовым контактом (ПК) между проволоками, с пустотелой сердцевиной или пеньковой сердцевиной, с числом проволок, равным или большим восемнадцати, размещенных с натягом, достаточным для эффективного гашения бокового удара с направлениями от перпендикулярного оси автомобиля до параллельного этой оси, в зазоре между корпусом гасителя и концом корпуса-балки с внешней стороны стенки конца корпуса-балки, причем тросы могут располагаться так, что их оси в вертикальной плоскости будут параллельны оси автомобиля или ей перпендикулярны, а по бокам вдоль оси крайних тросов оставлены свободные участки зазора, длина которых достаточна для свободного расплющивания тросов при ударе.

Применение тросов в качестве упруго-гистерезисных элементов гасителей основано на следующих соображениях. Тросы в предложенной конструкции работают на смятие. Погонная жесткость тросов на смятие велика, так как они спроектированы так, что должны наматываться на барабан с большими давлениями на его поверхность без остаточных деформаций троса.

Следовательно, и рассеянная энергия, полученная за счет взаимного проскальзывания с трением проволок троса, будет большой и тем больше, чем больше проволок свито в тросе.

Равнодействующая сил трения по вершинам гофров бамперного устройства может быть столь большой, что боковой удар с силой, меньшей равнодействующей этих сил трения, будет приводить к каким-то повреждениям автомобиля, например к царапинам или вмятинам. Поэтому предлагается параметры концевых гасителей подбирать таким образом, чтобы они эффективно гасили такие удары и исключали возможность повреждений автомобиля и от этих ударов.

Кроме того, все предлагаемые конструкции концевых гасителей боковых ударов могут быть установлены на концы штатных бамперов легковых автомобилей.

Конструкции предлагаемых бамперного защитного устройства и концевых гасителей боковых ударов представлены на рисунках, где контуры автомобиля показаны как "обстановка" на сборочном чертеже тонкой сплошной линией.

На фиг.1 изображен вид сверху бамперного защитного устройства с концевыми гасителями боковых ударов.

На фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3 изображена конструкция гасителя с упруго-гистерезисным элементом в виде многослойных пакетов, набранных из стальных, каленых, гофрированных, омедненных лент. Компоновка с двумя упруго-гистерезисными упорами.

На фиг.4 изображен разрез А-А на фиг.3.

На фиг.5 изображен вариант конструкции гасителя с коробчатым поперечным сечением конца корпуса-балки.

На фиг.6 изображен разрез А-А на фиг.5.

На фиг.7 изображена конструкция гасителя, выполненного в виде гребенки с упруго-гистерезисными элементами в виде многослойных двухпролетных балок с мало изменяющимися силами трения на контактных поверхностях слоев при деформации балок при ударе.

На фиг.8 изображена компоновка многослойной двухпролетной балки до сборки. Положения опор балки до сборки на фиг.8 показаны как "обстановка " на сборочном чертеже тонкими сплошными линиями.

На фиг.9 изображена конструкция гасителя, выполненного в виде гребенки с двумя отдельными многослойными пакетами в каждом ряду гребенки. Продольный разрез.

На фиг.10 изображен вид А на фиг.9 - развертка в вертикальную плоскость.

На фиг.11 изображена компоновка многослойного пакета гребенки на фиг.10 до сборки. На фигуре положение опор до сборки показано как "обстановка" на сборочном чертеже тонкой сплошной линией.

На фиг.12 изображена конструкция гасителя, выполненного в виде прямой двухопорной гребенки с одним многослойным пакетом.

На фиг.13 изображена конструкция гасителя с упруго-гистерезисными элементами - стальными тросами с пустотелой сердцевиной в продольном разрезе, расположенными так, что оси тросов в вертикальной плоскости перпендикулярны оси автомобиля.

Предлагаемое бамперное защитное устройство состоит из бамперного защитного устройства 1 и закрепленных на концах его корпуса-балки концевых гасителей боковых ударов 2 (см. фиг.1).

Бамперное защитное устройство 1 содержит бампер 3 (см. фиг.2), выполненный в виде прямой балки с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, с прямоугольным коробчатым поперечным сечением, сваренный из двух балок 4 швеллерного сечения. К балкам 4 приварены скобы 5, которыми бампер 3 (см. фиг.1, 2) жестко крепится к передней или задней части автомобиля.

Бампер 3 размещен внутри корпуса-балки 6 с зазорами по боковым поверхностям, в которых с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофра, установлены многослойные, многопролетные гофрированные пакеты 7 (см. фиг.2), составленные из пакетов 8, набранных "гофр в гофр" из стальных, каленых, шлифованных, гофрированных омедненных лент 9, между которыми установлены гладкие ленты 10, на которые пакеты 8 опираются вершина к вершине гофра. На концах лент 10, бампера 3 и ответных участках корпуса 6 имеются свободные участки 11 (см. фиг.1) длиной немного больше проскальзывания конца пакета 8 относительно бампера 3 при полном выпрямлении пакета 8.

Ленты 8 омеднены, или омеднены только крайние ленты 8, или в каждом из двух пакетов 7 чередуются омедненные и неомедненные ленты 8, причем снаружи каждого пакета 7 установлены омедненные ленты 8.

Применение омедненных лент обеспечивает контакт трущихся поверхностей либо "медь по меди", либо "сталь по меди" с коэффициентом трения 0,4, в четыре раза большим, чем в контакте "сталь по стали". Соответственно при применении омедненных лент увеличивается и величина энергии, рассеиваемой устройством, как при фронтальном, так и при боковом ударах.

Натяг в мм, больший остаточного выгиба гофра, обеспечивает работу защитного устройства в режиме двухстороннего упруго-гистерезисного упора вплоть до максимального упругого смещения в направлении фронтального удара, равного величине остаточного выгиба гофра. При работе в этом режиме реактивные силы обоих пакетов 7 складываются.

Корпус-балка 6 на длине бампера 3 также имеет коробчатую прямоугольную форму поперечного сечения (см. фиг.1, 2) и собран из двух балок 12 и 13, жестко соединенных с помощью стальных заклепок 14 (на фиг.2 заклепки показаны условно), которые дополнительно могут быть сварены торцовым швом. Для исключения возможного "выстреливания" заклепок из отверстий при ударе заклепочный шов закрыт накладкой 15, приваренной к обеим балкам 12 и 13 (см. фиг.2).

Балка 12 длиннее балки 13, и ее свободные концы 16 (см. фиг.1) в плане повторяют обводы автомобиля до колесной пары. Причем расстояние L между концом 16 балки 12 и автомобилем выбрано возможно наибольшим, но таким, чтобы не портило экстерьер автомобиля.

В верхней и нижней полках балки 12 выполнены сквозные прямоугольные отверстия 17, имеющие прорези 18 (см. фиг.1, 2) с шириной, немного большей ответного размера опорной поверхности скобы 5. Размеры отверстия 17 выполнены таким образом, что ширина его больше ответного размера опорной поверхности скобы 5 на 2n1fг. Центр опорной поверхности скобы 5 совпадает с центром отверстия 17, а длина отверстия 17 больше ответного размера опорной поверхности скобы 5 на расстояние 2L.

Такие геометрия и размеры отверстий 17 позволяют смещаться без пластических деформаций деталей корпуса-балки при фронтальном ударе вдоль оси автомобиля на величину 2n1fг и при боковом ударе в направлении, перпендикулярном оси автомобиля, на расстояние L.

Балки 4 бампера 3 и балки 12 и 13 могут быть изготовлены из стали, алюминиевого сплава или высокопрочного композитного материала с высокими рассеивающими свойствами. В последнем случае снаружи пакетов 7 устанавливаются омедненные гладкие ленты (на фигурах не показаны).

Перед сборкой лент 8 в пакеты они обезжириваются.

Натяг по вершинам гофров каждого пакета 8 в собранном пакете 7 больше остаточного выгиба гофра fг.

При одной и той же действующей при фронтальном ударе на защитное устройство силе это защитное устройство по сравнению с устройством с одним двусторонним упруго-гистерезисным упором (состоящим только из двух симметрично расположенных относительно бампера 3 гофрированных пакетов 8) будет рассеивать в n1 раз больше энергии фронтального удара за счет в n1 раз большего суммарного смещения вершин гофров по контактным поверхностям бампера 3, корпуса-балки 6 и лент-полос 10.

Рассеянная энергия защитного устройства (фиг.1) без учета энергии, рассеиваемой гасителями 2 при боковом ударе, будет приблизительно одинакова с энергией, рассеиваемой защитным устройством с одним двусторонним упруго-гистерезисным упором без гасителей при одной и той же величине смещения корпуса-балки 6 в направлении, перпендикулярном оси автомобиля.

Предлагаются различные конструктивные варианты концевых гасителей бокового удара 2 (см. фиг.3÷13).

Концевой гаситель 2 (см. фиг.3, 4) занимает не только прямой участок конца 16 корпуса-балки 6, но и частично радиусный участок конца 16 таким образом, что, во-первых, концевой гаситель не работает на фронтальный удар и, во-вторых, воздействие на него боковых ударов любых направлений не может сорвать гаситель 2 с конца 16.

На длине гасителя 2 (см. фиг.3) полки 19 концов 16 срезаны на такую ширину, чтобы расстояние от корпуса 20 гасителя 2 до контура автомобиля было таким же или большим расстояния L.

Сам гаситель 2 (см. фиг.3, 4) состоит из корпуса 20 с коробчатым поперечным сечением, охватывающим конец 16 корпуса-балки 6 с зазорами между стенкой 21 конца 16 и корпусом 20, и собранного из двух половин 22, жестко соединенных заклепками 23 с развальцованным концом. Возможны и другие варианты скрепления половин корпуса 20, которые здесь не рассматриваются.

В каждый из этих двух зазоров с натягом по вершинам гофров вставлен один, два или более многослойных, многопролетных, гофрированных пакета 24, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент 25 "гофр в гофр", между этими пакетами вставлены стальные, каленые, шлифованные, омедненные ленты-полосы 26 с толщиной, большей толщины гофрированных лент 25, на которые гофрированные пакеты 24 опираются "вершина гофра к вершине гофра". Следовательно, гофрированные ленты 25 в каждом пакете 24 соединены параллельно, а сами пакеты 24 с каждой стороны стенки 21 соединены последовательно.

Величина натяга по вершинам гофров каждого пакета 24 больше остаточного выгиба гофров f. Поэтому каждая пара пакетов 24, симметрично расположенная относительно стенки 21, образует двусторонний упруго-гистерезисный упор и силы, деформирующие эти пакеты 24, складываются.

Длина пакетов 24 подобрана таким образом, что на обоих концах лент-полос 26, корпуса 20 и ответных им участках конца 16 корпуса-балки 6 имеются свободные участки 27, немного большие величины смещения вдоль корпуса 20 гасителя крайнего гофра при полном выпрямлении гофров пакетов 24 при боковом ударе.

Торцы гасителя 2 закрыты декоративными крышками 28 и 29 из полимера, приклеенными к корпусу 20 и концу 16.

Для увеличения жесткости концов 16 корпуса-балки 6 они могут быть выполнены с коробчатым поперечным сечением (см. фиг.5, 6). Для чего в конец 16 вварена заподлицо с подрезанными полками 19 полоса 30. Причем полоса 30 частично заходит на участок, где полки концов 16 еще не срезаны (см. фиг.5). Это сделано для обеспечения нужной жесткости и прочности концов 16 корпуса-балки 6.

Кроме того, концевой гаситель 2 может быть выполнен в виде гребенки 31 (см. фиг.7), размещенной в полости 32, образованной прямоугольным отверстием в стенке 21 конца 16 и дном 33, приваренным к полкам 19 и стенке 21, или в выемке аналогичной геометрической формы, выштампованной в конце 16, причем зазор 34 между дном 33 и опорами гасителя 2 является ограничителем деформации упруго-гистерезисных элементов гасителя 2 как двух опорных балок и может быть больше деформации их поломки при ударе.

Гребенка 31 содержит два, три и более параллельно соединенных упруго-гистерезисных элемента, выполненных в виде многослойных пакетов 36, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент, закрепленных в трех общих для всех элементов опорах 37, 38 и 39, состоящих из жестко соединенных половин, изготовленных из алюминиевого сплава или композитного материала, с помощью заклепок 23, проходящих без зазоров через отверстия в половинах опор и полукруглые выкрушки 40, сделанные в пакетах с их боковых сторон (см. фиг.10). Причем острые кромки половин опор в граничных сечениях пролетов пакетов 36 скруглены для исключения концентрации напряжений в наружных лентах пакетов 36 в этих сечениях.

Опора 37 (см. фиг.7) крепится к концу 16, средняя опора 38 служит направляющей для изгиба пакетов 36 таким образом, чтобы гребенка в плане повторяла форму конца 16 корпуса-балки 6, а опора 39 не закреплена и имеет возможность перемещения при деформации пакетов при ударе, причем между этой опорой и концом 16 корпуса-балки 6 имеется зазор 41, который больше зазора 34. Пакеты 36 до посадки опоры 39 на конец 16 корпуса-балки 6, каждый, деформируются как многослойная двухпролетная консоль, сжатая распределенной сдавливающей нагрузкой, не изменяющейся (мало меняющейся) в процессе ее циклического нагружения, а после посадки опоры 39 на конец 16 - как двухопорная балка.

Величина зазора 34 выбирается из условия обеспечения хороших или оптимальных противоударных характеристик гасителя 2.

Поверхности опор 38 и 39, воспринимающие ударное воздействие, спроектированы таким образом, что на них действуют только боковые удары всех возможных направлений, вплоть до касательных ударов. На фиг.7 области действия этих ударов показаны условно штрихпунктирной линией с двумя точками.

Компоновка пакетов 36 до их сборки в опоры сформирована следующим образом (см. фиг.8): в центре компоновки расположен пакет 42 гладких лент, на который с каждой стороны уложены пакеты 43 гофрированных лент, собранные "гофр в гофр", опирающиеся на пакет 42 "вершиной гофра к вершине гофра". Снаружи на каждый пакет 43 уложены пакеты 44 гладких лент, но могут применяться компоновки без пакетов 44.

Причем число гофров и величина их шагов подобраны таким образом, что вершины гофров расположены в серединах пролетов, и в опорах расположено не менее половины шага гофра, и другие вершины располагаются в граничных сечениях пролетов пакета 36 или немного смещены внутрь опор, причем в собранной гребенке все гофры гофрированных пакетов 43 полностью выпрямлены.

Кроме того, каждый упруго-гистерезисный элемент (ряд) гребенки может быть выполнен в виде двух отдельных прямых многослойных пакетов 45 (см. фиг.9), заделанных в опорах 37, 46, 39 также с помощью заклепок 23, проходящих без зазоров через отверстия в опорах и полукруглые выкрушки 40 (см. фиг.10) на боковых сторонах пакетов 45. Причем компоновка и размещение каждого пакета 45 в опорах аналогичны компоновке и размещению в опорах половин пакетов 36 (см. фиг.8 и 11).

Кроме того, гаситель боковых ударов может быть выполнен в виде прямой двухопорной гребенки (см. фиг.12), упруго-гистерезисный элемент которой в каждом ряду выполнен только в виде одного пакета 45. Опора 37 этих пакетов закреплена на конце 16 корпуса-балки 6, а к опоре 39 прикладывается ударная нагрузка, и гребенка деформируется, как консоль, образованная из параллельно соединенных однопролетных многослойных балок (пакетов 45). В этом варианте зазор 41 служит ограничителем деформации пакетов 45.

Наиболее простая и дешевая конструкция гасителя бокового удара представлена на фиг.13.

У этого варианта конструкции гасителя упруго-гистерезисный элемент набран из стальных тросов 47 (см. фиг.13) одинарной или двойной свивки с точечным (ТК), линейным (ЛК) или полосовым контактом (ПК) между проволоками, с пустотелой или пеньковой сердцевиной, с числом проволок, равным или большим восемнадцати, размещенных с натягом, достаточным для эффективного гашения бокового удара с направлениями от перпендикулярного оси автомобиля до параллельного оси, в зазоре между корпусом 20 гасителя и концом 16 корпуса-балки 6 с внешней стороны стенки 21 конца 16. Причем оси тросов 47 в вертикальной плоскости, параллельной оси автомобиля, или перпендикулярны этой оси, или ей параллельны.

По бокам крайних тросов, вдоль их оси оставлены свободные участки 48 зазора, длина которых достаточна для смещения и расплющивания тросов 47 при ударе.

Тросы 47 могут быть свиты из предварительно омедненной проволоки (на фиг.13 не показано).

Кроме того, все предложенные варианты гасителя 2 могут ставиться на концах штатных бамперов автомобилей.

Сборка предлагаемого защитного устройства выполняется следующим образом (см. фиг.1, 2): на бампер 3, сваренный из двух балок 4, с приваренными к нему скобами 5 для крепления его к автомобилю устанавливают собранные пакеты 7. Затем устанавливают балки 12 и 13 и в специальном приспособлении сжимают эти балки усилием, направленным вдоль оси автомобиля, и создают требуемый натяг по вершинам гофров пакетов 7. Склепывают балки 12 и 13 заклепками 14 и дополнительно сваривают торцовыми швами, следя за тем, чтобы температура пакетов при сварке не превышала 300°С. В случае необходимости при сварке охлаждают пакеты прокачкой через пакеты охлаждающего воздуха или воды.

Затем на корпус-балку 6 устанавливают накладки 15 и приваривают их к корпусу-балке 6, следя за тем, чтобы температура пакетов 7 при сварке не повышалась свыше 300°С.

Порядок сборки (установки на защитное устройство 1) предлагаемых конструктивных вариантов гасителей 2 ясен из фигур и подробно здесь не описывается.

Конструктивные варианты гасителя 2 (см. фиг.1) непосредственно собираются (устанавливаются) на концах 16 балки 12 корпуса-балки 6. Причем они могут устанавливаться (собираться) на балке 12 как до того, когда она будет жестко соединена с балкой 13 корпуса-балки 6, или же устанавливаться на концах 16 после сборки бамперного защитного устройства 1.

Конструктивные варианты гасителя 2, выполненные в виде гребенки (см. фиг.7, 10), собираются отдельно и уже в собранном виде закрепляются на концах 16 корпуса-балки 6.

Собранное бамперное устройство с концевыми гасителями закрепляется на автомобиле.

Предлагаемое защитное устройство работает следующим образом: при фронтальном ударе корпус-балка 6 смещается в направлении удара и гофры многослойных, многопролетных пакетов 7 деформируются - вплоть до полного их уплощения.

При этом вершины гофров с трением разъезжаются в горизонтальном направлении перпендикулярно оси автомобиля. В результате силы трения по вершинам гофров на этом суммарном смещении совершают работу.

Кроме того, при взаимных проскальзываниях, получаемых при повороте сечений соседних лент 8 пакетов 7 при деформации гофров с трением, между лентами также совершается работа.

Эта работа по нашим приблизительным оценкам составляет примерно 10-15% от работы на граничных поверхностях пакетов.

Сумма этих работ и составляет энергию, рассеиваемую устройством при фронтальном ударе. Эта энергия и будет вычитаться из кинетической энергии фронтального удара.

В случае когда компоновка пакетов 7 содержит n1 пакетов, которые в собранном устройстве 1 составляют n1 последовательно соединенных двусторонних упруго-гистерезисных упоров, количество энергии, рассеиваемое устройством 1 при фронтальном ударе по сравнению с компоновкой, у которой с каждой стороны бампера 3 установлен только один пакет гофрированных лент, увеличивается в n1 раз.

Кроме того, предлагаемое защитное устройство является устройством одноразового применения. Поэтому оно проектируется так, что при аварийном фронтальном ударе на скорости 64 км/час возникают пластические деформации устройства и на это также тратится часть кинетической энергии удара.

При боковом ударе корпус-балка 6 смещается с трением по вершинам гофров пакета 7 в направлении, перпендикулярном оси автомобиля, на величины, меньшие, равные расстоянию L или большие L (при наличии пластической деформации автомобиля). При этом совершается работа, которая вычитается из кинетической энергии бокового удара.

В предлагаемой конструкции бамперного защитного устройства кинетическая энергия бокового удара рассеивается также и в концевых гасителях 2, которые собственно и воспринимают все боковые удары, действующие на защитное устройство.

В конструкциях концевых гасителей 2 с упруго-гистерезисными элементами в виде многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов 24 (см. фиг.3, 5), образующих m двусторонних упруго-гистерезисных упоров, энергия рассеивается, как в бамперном устройстве 1 при фронтальном ударе, за счет смещения вершин гофров пакетов 24 с трением вдоль конца 16, лент-полос 26 и корпуса 20 при боковом ударе, а также за счет взаимных проскальзываний с трением гофрированных лент 25.

В конструкциях концевых гасителей 2, выполненных в виде гребенок с многослойными пакетами 36 или пакетами 45 (см. фиг.7, 10, 12), энергия рассеивается за счет взаимного проскальзывания с трением слоев пакетов при их деформации при боковом ударе.

В конструкциях концевых гасителей 2 с упруго-гистерезисными элементами в виде тросов 47 (см. фиг.13), работающих при боковом ударе на смятие, при котором происходит взаимное проскальзывание проволок тросов с трением, за счет чего рассеивается кинетическая энергия бокового удара.

Достоинством предлагаемого защитного устройства является его простота и универсальность - оно может быть применено на любой марке легкового автомобиля.

Его экспериментальный образец может быть изготовлен кустарным способом в механической мастерской. Первичное экспериментальное исследование не будет дорогим, если в качестве экспериментального образца автомобиля будет выбран автомобиль с большим сроком эксплуатации, но с хорошим состоянием кузова.

Оценка эффективности предлагаемого защитного устройства для защиты водителя и пассажиров от травм может быть выполнена по той же системе EURO-NCAP, которая применяется при краш-испытаниях.

По нашим приблизительным предварительным расчетным оценкам в случае фронтального удара при краш-испытаниях автомобиля с массой 130 кг на скорости 64 км/час с коэффициентом перекрытия 40% (стандартные условия краш-испытаний) предлагаемое защитное устройство с приемлемыми конструктивными параметрами, не портящими экстерьер автомобиля, может соответственно рассеять 15% кинетической энергии фронтального удара при одном упруго-гистерезисном упоре в компоновке устройства, 30% - при двух (см. фиг.3), 45% - при трех и 75% - при пяти упруго-гистерезисных упорах в компоновке защитного устройства и т.д.

При боковом ударе примем, что кинетическая энергия бокового удара при соударении на параллельных курсах автомобилей, например, при обгоне составляет одну пятую от кинетической энергии фронтального удара.

В этом случае только собственно предлагаемое бамперное защитное устройство 1 рассеет более 70% кинетической энергии бокового удара, а вместе с предлагаемым гасителем 2 и все 100%.

К числу достоинств предлагаемого бамперного защитного устройства - входящих в его состав бамперного устройства 1 и концевых гасителей 2 - следует отнести возможность расчета их противоударных характеристик.

С основами методологии расчета бамперного защитного устройства 1 и концевых гасителей 2 (см. фиг.1) можно ознакомиться в работе Эскина И.Д., Иващенко В.И. О циклическом сжатии многопролетного гофрированного пакета пластин. Деп. рукопись монографии №8050-В85 от 21.11.85. Реферат опубликован в библиографическом указателе ВИНИТИ «Депонированные рукописи», 1985 г., №2, Б/О 570, 1986.

Расчет конструктивных вариантов концевых гасителей 2 (см. фиг.7-12) может быть выполнен на основе теории циклического изгиба многослойных пакетов пластин, сжатых распределенной нагрузкой, аналогичных по своим упруго-гистерезисным характеристикам пакету 45, разработанной Эскиным И.Д. в работе "Исследование обобщенных упруго-фрикционных характеристик демпферов и амортизаторов авиационных двигателей", Эскин И.Д., диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, КуАИ, 1973 г.

В настоящее время разрабатывается теория расчета концевых гасителей 2 с упруго-гистерезисными элементами в виде тросов 47 (см. фиг.13).

Методология расчета этих гасителей основана на известном предложении, сформулированном Эскиным И.Д. в кандидатской диссертации - конструировать различные типоразмеры систем сосредоточенного демпфирования (демпферов и амортизаторов) в виде ряда типоразмеров этих устройств с приближенно подобными упруго-гистерезисными характеристиками с высокими демпфирующими свойствами.

В кандидатской диссертации Эскина И.Д. определены свойства систем конструкционного демпфирования, позволяющие успешно решить эту задачу, в том числе и для тросов. Там показано, что упруго-гистерезисные элементы в виде гребенок, составленных из многослойных пакетов пластин с неизменяющимися силами трения на их контактных поверхностях при их циклическом нагружении (см. фиг.7, 9, 12) с числом пластин в каждом пакете, большим n=15, приближенно подобны по упруго-гистерезисным свойствам.

Это же показано в этой работе и для тросов с числом проволок n≥18. Но тросы, работающие на смятие, по классификации систем конструкционного демпфирования, разработанной в этой работе, относятся к системам с изменяющимися за цикл нагружения силами трения на контактных поверхностях, и в отличие от пакетов (см. фиг.7, 9, 12) коэффициент трения µ на контактных поверхностях проволок является критерием подобия. И для приближенного подобия упруго-гистерезисных характеристик тросов, работающих на смятие, требуется выполнение условия µ≈const.

Кроме того, в этой работе показано, что при изменении числа проволок в тросе (как и пластин в пакете) с n≥18 с дальнейшим ростом n коэффициент рассеивания ψ практически возрастает мало и, следовательно, при n≥18 практически достигает своего предельного значения.

Из вышесказанного следует, что тросы, свитые из неомедненной проволоки, с n≥18 будут приближенно подобны по упруго-гистерезисным свойствам.

Тросы с n≥18, свитые из омедненной проволоки, будут также приближенно подобны между собой по упруго-гистерезисным свойствам, но не подобны по этим свойствам тросам, свитым из неомедненной проволоки.

Из вышесказанного, во-первых, следует, что приближенное подобие по упруго-гистерезисным свойствам наиболее легко достигается в области значений коэффициентов рассеивания, близких к предельным для данного упруго-гистерезисного элемента, где число контактирующих элементов устройства n уже не является критерием подобия, и, во-вторых, в этом случае существенно облегчается создание методики расчета упруго-гистерезисных характеристик этих устройств.

Этими двумя факторами (одновременным достижением наибольшего возможного значения коэффициента рассеивания и обеспечением приближенного подобия по упруго-гистерезисным свойствам) объясняется выбор числа n слоев в пакете или проволок в тросе в предлагаемых устройствах.

При боковом ударе с направлением, перпендикулярным оси автомобиля, может возникнуть случай, когда кинетическая энергия бокового удара будет равна кинетической энергии фронтального удара с параметрами стандартного краш-испытания.

При таком боковом ударе энергия, рассеиваемая собственно бамперным защитным устройством 1 может составить по нашим предварительным расчетам 8% и более кинетической энергии такого бокового удара.

Приблизительно оценим энергию, которую рассеет концевой гаситель 2, выполненный в варианте фиг.3, 5 с упруго-гистерезисным элементом, выполненным в виде двух двусторонних упруго-гистерезисных упоров.

По нашим предварительным расчетам она составляет - 5% кинетической энергии такого бокового удара. И, следовательно, предлагаемое бамперное устройство с концевыми гасителями бокового удара рассеет 13% кинетической энергии такого бокового удара.

Этот результат следует считать приемлемым.

Отметим, что можно получить и более высокий результат, увеличив число двусторонних упруго-гистерезисных упоров в компоновке гасителя 2 (см. фиг.3, 5).

Однако эффективность предлагаемого защитного устройства для конкретной марки автомобиля может быть надежно выяснена только экспериментально в результате проведения краш-испытаний.

Дело здесь в том, что предлагаемое защитное устройство включено в динамическую упругую систему автомобиля последовательно, и вся сила, действующая на защитное устройство, передается автомобилю.

Но закон изменения этой силы во времени первичного соударения и ее амплитуда во многом будут определяться жесткостными и рассеивающими свойствами устройства. Естественно, распределение жесткостей и масс автомобиля и величины этих параметров также оказывают существенное влияние на силу удара. Поэтому получение удачного закона изменения силы удара во времени зависит от того, насколько удачно подобраны все эти параметры.

Укажем, что постановка защитного устройства на автомобиль не только снизит опасность удара за счет рассеивания части его кинетической энергии, но амплитуда ударной силы понизится также за счет увеличения времени первичного соударения и закон ее изменения во времени будет более плавным.

Приведенные выше результаты расчета рассеянной энергии определены для силы удара, найденной при длительности первой фазы соударения, когда сила удара растет, 0,1 сек, определенной из записи краш-испытаний автомобилей без защитного устройства (см. сайт autoreview.ru).

По нашим прогнозам постановка предлагаемого бамперного защитного устройства с концевыми гасителями на автомобиль увеличит время первой фазы соударения до 0,14-0,15 сек, и, следовательно, в полтора раза снизится амплитуда силы фронтального удара.

Причем параметры предлагаемого бамперного защитного устройства с концевыми гасителями бокового удара для каждой марки легкового автомобиля могут быть определены оптимальными, обеспечивающими наилучшую его эффективность.

Поэтому постановка предлагаемого защитного устройства на автомобиль будет весьма успешной и целесообразной и может в критической аварийной ситуации сыграть решающую роль по защите водителя и пассажиров от травматизма и даже летального исхода.

1. Бамперное защитное устройство, содержащее бампер-балку с коробчатым прямоугольным поперечным сечением, закрепленным на корпусе автомобиля спереди или сзади корпуса, причем бампер выполнен в виде прямой балки с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, и расположен внутри корпуса-балки, на длине бампера, имеющего также коробчатое прямоугольное сечение с зазорами по бокам бампера, причем в каждый из этих зазоров с натягом по вершинам гофров вставлен один, два или более многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент "гофр в гофр", между этими пакетами вставлены стальные, каленые, шлифованные, омедненные ленты-полосы с толщиной, большей толщины гофрированной ленты, на которые гофрированные пакеты опираются "вершина гофра к вершине гофра", причем величина натяга каждого гофрированного пакета больше остаточного выгиба гофров, и длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах бампера, лент-полос и ответных участках корпуса-балки имеются свободные участки, немного большие величины смещения крайнего гофра вдоль бампера или ленты-полосы при полном выпрямлении гофров (деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров) при фронтальном ударе, и концы корпуса-балки, выступающие за бампер, имеют швеллерное поперечное сечение и в плане повторяют обводы автомобиля до колесной пары, а расстояние L между концом корпуса-балки, отогнутым к боку автомобиля, и контуром автомобиля выбрано возможно большим, но конструктивно приемлемым, а детали крепления бампера к корпусу автомобиля, выполненные в виде скоб, приваренных к бамперу, свободно проходят через отверстия в верхней и нижней стенках корпуса-балки, причем размеры каждого отверстия больше ответного размера опорной поверхности детали крепления бампера - вдоль оси автомобиля на 2n1fг, где n1 - число гофрированных пакетов в каждом боковом зазоре и fг - остаточный выгиб гофров, и перпендикулярно оси автомобиля на два расстояния L между концом корпуса-балки и контуром автомобиля, отличающееся тем, что на концах корпуса-балки закреплены гасители бокового удара таким образом, что не работают на фронтальный удар, при этом гасители занимают не только прямые участки концов корпуса-балки, но и частично радиусные участки концов, на длине расположения гасителя полки концов срезаны на такую ширину, чтобы расстояние от корпуса гасителя до контура автомобиля было таким же или большим расстояния L, и гаситель содержит упругогистерезисный элемент, детали, фиксирующие положение упругогистерезисного элемента, и крепежные детали.

2. Бамперное защитное устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый гаситель содержит корпус с коробчатым прямоугольным поперечным сечением, охватывающий конец корпуса-балки с зазорами между стенкой конца и корпусом гасителя, и собранный из двух половин, жестко соединенных с помощью крепежных деталей, а в каждый из этих двух зазоров с натягом по вершинам гофров вставлены упругогистерезисные элементы, выполненные в виде одного, двух или более многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент "гофр в гофр", между этими пакетами вставлены стальные, каленые, шлифованные, омедненные ленты-полосы с толщиной, большей толщины гофрированной ленты, на которые гофрированные пакеты опираются "вершина гофра к вершине гофра", причем величина натяга по вершинам гофров каждого гофрированного пакета больше остаточного выгиба гофров, длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах корпуса гасителя и ответных им участках конца корпуса-балки имеются свободные участки, немного большие величины смещения вдоль корпуса гасителя крайнего гофра при полном выпрямлении гофров пакетов при боковом ударе, а геометрические параметры радиусного участка каждого конца корпуса-балки, гофрированных пакетов и обеих половин корпуса гасителя выполнены такими, что исключают срыв деталей гасителя с концов корпуса-балки при ударах в радиусный или прямой участок корпуса гасителя по направлению оси автомобиля или близким к этому направлению, и торцы гасителей закрыты декоративными крышками из полимера, приклеенными к корпусу гасителя и концам корпуса-балки.

3. Бамперное защитное устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что концы корпуса-балки выполнены с коробчатым поперечным сечением.

4. Бамперное защитное устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый гаситель размещен в полости, образованной прямоугольным отверстием на конце корпуса-балки и дном, приваренным к полкам и стенке конца корпуса-балки или в выемке аналогичной геометрической формы, выштампованной на конце корпуса-балки, причем зазор между дном и опорами гасителя является ограничителем деформации упругогистерезисных элементов гасителя как двухопорных балок и может быть больше деформации их поломки, а сам гаситель, выполненный в виде гребенки, содержащей два, три или более параллельно соединенных упругогистерезисных элементов, выполненных в виде пакетов, набранных из стальных, каленых, шлифованных, омедненных лент, закрепленных в трех общих для всех элементов опорах, состоящих из двух половин, изготовленных из алюминиевого сплава или композитного материала и скрепленных с помощью заклепок, проходящих без зазоров через отверстия в опорах и полукруглые выкрушки, сделанные в пакетах с их боковых сторон, причем одна из крайних опор гребенки жестко крепится на корпусе-балке у его концевой части, средняя опора служит направляющей для изгиба пакетов, таким образом, чтобы гребенка в плане повторяла форму конца корпуса-балки, а вторая крайняя опора не закреплена и имеет возможность перемещения при деформации пакетов при ударе, причем между этой опорой и концом корпуса-балки имеется зазор, служащий ограничителем деформации пакетов гребенки, которые до посадки опоры на конец корпуса-балки каждый деформируется как многослойная двухпролетная консоль, сжатая распределенной нагрузкой, не изменяющейся (мало меняющейся) в процессе ее циклического нагружения, а после посадки на конец корпуса-балки как двухопорная балка, и величина зазора выбирается из условия обеспечения хороших или оптимальных противоударных характеристик гасителей, поверхности средней опоры - направляющей и крайней незакрепленной опоры, воспринимающие ударное воздействие, спрофилированы таким образом, что на них действуют только боковые удары всех возможных направлений вплоть до касательного удара, а острые кромки у поверхностей опор, контактирующих с пакетами в граничных сечениях пролетов пакетов, скруглены, и компоновки пакетов до их сборки в опоры сформированы следующим образом: в центре компоновки расположен пакет прямых лент, на который с каждой стороны уложен пакет гофрированных лент, собранных "гофр в гофр" и опирающихся на пакет прямых лент "вершина гофра к вершине гофра", на каждый пакет гофрированных лент уложен пакет прямых лент, но могут применяться компоновки без этих пакетов, причем число гофров и величина их шагов подобраны таким образом, что вершины гофров расположены в серединах пролетов, и в опорах расположено не менее половины шага гофра, и одна из вершин гофра располагается в опоре у граничного сечения пролета балки или немного смещена внутрь опоры, причем в собранной гребенке все гофры гофрированных пакетов полностью выпрямлены.

5. Бамперное защитное устройство по п.4, отличающееся тем, что каждый упругогистерезисный элемент (ряд) гребенки выполнен в виде двух или одного отдельных прямых многослойных пакетов, заделанных в опорах также с помощью заклепок, проходящих без зазоров сквозь отверстия в опорах и полукруглые выкрушки на боковых сторонах пакетов, а компоновка и размещение каждого пакета в опорах при сборке аналогичны компоновке и размещению в опорах половин упругогистерезисного элемента, выполненного в виде двухпролетной консоли.

6. Бамперное защитное устройство по п.1, отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент гасителя набран из отрезков стальных тросов (канатов) одинарной или двойной свивки с точечным (ТК), линейным (ЛК) или полосовым контактом (ПК) между проволоками, с пустотелой или пеньковой сердцевиной, с числом проволок, равным или большим восемнадцати, размещенных с натягом, достаточным для эффективного гашения бокового удара с направлениями от перпендикулярного оси автомобиля до параллельного оси, в зазоре между корпусом гасителя и концом корпуса-балки с внешней стороны стенки конца корпуса-балки, причем тросы располагаются так, что их оси в вертикальной плоскости параллельны оси автомобиля или ей перпендикулярны, а по бокам крайних тросов вдоль их оси оставлены свободные участки зазора, длина которых достаточна для свободного расплющивания тросов при ударе.

7. Бамперное защитное устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что параметры концевых гасителей подобраны таким образом, что они эффективно гасят боковые удары с амплитудами сил, меньшими равнодействующей сил трения по вершинам гофров пакетов бамперного устройства, и исключают повреждения автомобиля от этих ударов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к ударозащитным устройствам в области транспортной техники, в частности к бамперам легковых автомобилей. .

Изобретение относится к автомобилестроению. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к предохранительным устройствам, смягчающим удар при столкновении транспортного средства с препятствием.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Конструкция ударопоглощающего устройства для автотранспортного средства содержит ударопоглащающий элемент, расположенный между обшивкой бампера и конструктивной поперечиной. Между ударопоглощающим элементом и поперечиной образован зазор для выполнения монтажных операций и расположено средство компенсации зазора. Средство компенсации зазора выполнено на стенке ударопоглощающего элемента, чтобы ограничивать деформацию обшивки бампера, когда на нее действует умеренное усилие при выполнении монтажных операций. Средство компенсации зазора выполнено в виде упруго деформирующегося язычка с центральной плоскостью. Первый конец язычка соединен со стенкой ударопоглощающего элемента, а второй свободный конец выступает на расстоянии вдоль стенки и удерживается под напряжением по отношению к ударопоглощающему элементу. Достигается облегчение монтажа конструкции ударопоглощающего устройства. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Передний модуль для автомобиля содержит два продольных звена, расположенных по одному с каждой стороны, и опору бампера. Опора бампера находится перед двумя продольными звеньями и соединена с передними краями продольных звеньев посредством соединения соответствующего деформирующегося элемента с корпусом радиатора. Корпус радиатора расположен между продольными звеньями и между деформирующимися элементами и поддерживает охлаждающий блок. В случае столкновения опора бампера на первом этапе деформации после деформации деформирующегося элемента упирается в корпус радиатора. Корпус радиатора смещается на ограниченное расстояние назад в направлении пассажирского отделения. После смещения корпуса радиатора на втором этапе опора бампера упирается в точку охлаждающего блока, смещая его назад в направлении пассажирского отделения. Достигается улучшение защиты охлаждающего блока. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройствам, повышающим защиту водителя и пассажиров при авариях автомобиля

Наверх