Устройство для передней части кузова транспортного средства

Группа изобретений относится к вариантам выполнения энергопоглощающего устройства передней части транспортного средства, имеющего лонжерон и буфер, содержащего дефлектор и ограничитель. V-образный дефлектор прикреплен к буферу транспортного средства, задняя секция дефлектора имеет дальний конец, расположенный рядом с лонжероном. При столкновении дальний конец задней секции сцепляется с ограничителем. Обеспечивается повышение безопасности за счет уменьшения величины прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для уменьшения степени прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства при лобовом столкновении с жестким препятствием с малым перекрытием.

Уровень техники

Наземные транспортные средства проходят множество испытаний на безопасность при аварии, в том числе при лобовом ударе, боковом ударе, заднем ударе, опрокидывании и т.д. Ранее проводили такие испытания на лобовой удар, которые предполагали, что транспортное средство сталкивается с объектом, расположенным в области между лонжеронами, проходящими вдоль транспортного средства. При таких испытаниях лонжероны обеспечивают основную опору кузова транспортного средства и снижают возможность проникновения препятствия в пассажирский салон. Степень прохождения препятствия в пассажирский салон измеряется на уровне педали тормоза, упора для ноги, левой напольной оградительной планки, центральной напольной оградительной планки, правой напольной оградительной планки, левой приборной панели, правой приборной панели и двери.

Институт дорожной безопасности (IIHS) предложил новое испытание, имитирующее лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием. В предлагаемом испытании происходит столкновение транспортного средства с жестким препятствием, имеющим форму столба радиусом шесть дюймов, одним из углов транспортного средства с 25%-ным перекрытием, на скорости 40 миль в час. Удар происходит за пределами лонжеронов, поэтому они не могут защитить кузов от прохождения препятствия в пассажирский салон, как в случае, когда удар приходится на область между лонжеронами.

Испытания показали, что дефлекторы, установленные на внешней стороне буфера транспортного средства, уменьшают величину проникновения препятствия в пассажирский салон. Однако необходимы дополнительные простые и дешевые средства для уменьшения степени прохождения жесткого препятствия в пассажирский салон.

Как описано далее, настоящее изобретение направлено на решение этих и других проблем.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к дефлектору, прикрепляемому к буферу транспортного средства, и который удлиняется при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием, и перемещается (проскальзывает) вдоль лонжерона до тех пор, пока не достигнет ограничителя, прикрепленного к лонжерону.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения представлена конструкция передку кузова транспортного средства, которая снижает возможности для прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства. Такая конструкция передка включает в себя лонжерон и буфер, расположенный перед лонжероном. Дефлектор, имеющий в предпочтительном варианте V-образную форму, прикреплен к буферу и имеет переднюю секцию, проходящую наружу от буфера. Задняя секция проходит от наружного конца передней секции в сторону лонжерона. Ограничитель прикреплен к лонжерону за задней секцией и предотвращает дальнейшее перемещение задней секции в сторону задней части транспортного средства при столкновении.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлено устройство, прикрепленное к буферу и лонжерону кузова транспортного средства для уменьшения степени прохождения препятствия в пассажирский салон. К буферу прикреплен дефлектор, который имеет первую секцию, проходящую в поперечном направлении наружу от буфера. Вторая секция проходит внутрь от первой секции в сторону участка лонжерона, находящегося за буфером. Дальний конец второй секции находится рядом с лонжероном, но не закреплен на нем. К лонжерону за дальним концом второй секции на некотором расстоянии от него прикреплен ограничитель. Дефлектор удлиняется и его дальний конец перемещается вдоль лонжерона до тех пор, пока не достигнет ограничителя, препятствующего дальнейшему перемещению дальнего конца дефлектора.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения представлено энергопоглощающее устройство для передка кузова транспортного средства, имеющего буфер и лонжерон. Дефлектор прикреплен к буферу и имеет выступающий элемент, который проходит в поперечном направлении наружу от буфера. Ограничитель прикреплен к лонжерону и расположен на некотором расстоянии от выступающего элемента. Сила удара с объектом в области выступающего элемента изначально поглощается за счет удлинения выступающего элемента, что приводит к его перемещению вдоль лонжерона до тех пор, пока он не столкнется с ограничителем.

Между лонжероном и буфером может быть прикреплен специальный демпфирующий элемент, который поглощает энергию удара и сжимается в сторону лонжерона. Ограничитель прикреплен к лонжерону на некотором расстоянии от задней секции, что позволяет задней секции V-образного дефлектора перемещаться вдоль лонжерона без создания препятствий для сжатия демпфирующего элемента.

Ограничитель может иметь выступ, проходящий в поперечном направлении наружу от лонжерона. Ограничитель может иметь по крайней мере одну опорную стенку, прикрепленную к лонжерону. Выступ может представлять собой V-образный участок ограничителя, который проходит наружу от опорной стенки. Опорная стенка ограничителя может включать в себя переднюю опорную стенку и заднюю опорную стенку. Передняя опорная стенка может быть соединена со стенкой V-образного участка, обращенной вперед. Задняя опорная стенка может быть соединена со стенкой V-образного участка, обращенной назад. Задняя секция V-образного дефлектора может быть соединена со стенкой выступа, обращенной вперед, таким образом, чтобы стенка, обращенная назад, создавала опору для стенки, обращенной вперед.

Перечисленные выше и прочие аспекты настоящего изобретения подробно описаны далее со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлен частичный общий вид передка транспортного средства, включающего в себя дефлектор и ограничитель в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

На Фиг. 2 представлен общий вид ограничителя отдельно от остальной конструкции.

На Фиг. 3 приведено схематическое изображение транспортного средства до удара при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием.

На Фиг. 4 приведено схематическое изображение транспортного средства после удара при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием.

На Фиг. 5 приведено схематическое изображение транспортного средства только с дефлектором после удара при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием.

На Фиг. 6 приведено схематическое изображение транспортного средства с дефлектором и ограничителем после удара при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием.

На Фиг. 7 представлен общий вид снизу транспортного средства с дефлектором при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием.

На Фиг. 8 представлен общий вид снизу транспортного средства только с дефлектором при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием.

На Фиг. 9 представлен общий вид снизу транспортного средства с дефлектором и ограничителем при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием.

На Фиг. 10 представлен график, на котором указаны значения прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства в различных местах транспортного средства, полученные при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием, для базового транспортного средства.

На Фиг. 11 представлен график, на котором указаны значения прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства в различных местах транспортного средства, полученные при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием, для базового транспортного средства только с дефлектором.

На Фиг. 12 представлен график, на котором указаны значения прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства в различных местах транспортного средства, полученные при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием, для базового транспортного средства с дефлектором и ограничителем.

Осуществление изобретения

В настоящем документе подробно рассмотрены варианты осуществления настоящего изобретения. Описанные варианты приведены исключительно в качестве примеров, которые могут быть воплощены в различных формах. Фигуры необязательно выполнены в масштабе. Некоторые элементы могут быть увеличены или уменьшены с целью изображения деталей конкретных компонентов. Конкретные конструкционные и функциональные особенности, изложенные в данном описании, не должны рассматриваться как ограничение, и приведены лишь в качестве иллюстрации для ознакомления специалистов в данной области техники с вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 1 приведено частичное изображение конструкции 10 для передка транспортного, средства, на котором показаны основные элементы, предназначенные для поглощения энергии удара при столкновении. Конструкция 10 включает в себя буфер 12, расположенный перед лонжероном 14, который проходит вдоль транспортного средства.

V-образный дефлектор 16 (выступающий элемент) показан прикрепленным к буферу 12. Дефлектор 16 включает в себя переднюю секцию 18 (первую секцию) и заднюю секцию 20 (вторую секцию). Дальний конец 22 задней секции 20 расположен рядом с лонжероном 14, но постоянно не зафиксирован на нем. Передняя секция 18 соединена с задней секцией 20 с помощью внешнего конца 24 дефлектора 16.

Ограничитель, обозначенный ссылочной позицией 28, прикреплен к лонжерону 14 на некотором расстоянии от дальнего конца 22 задней секции 20. Демпфирующий элемент 30 установлен между буфером 12 и лонжероном 14. Расстояние между дальним концом 22 задней секции 20 и ограничителем 28 сопоставимо с длиной демпфирующего элемента 30. Демпфирующий элемент 30 предназначен для поглощения энергии удара без воздействия на дефлектор 16 или ограничитель 28, поскольку дальний конец 22 задней секции 20 находится на некотором расстоянии от ограничителя 28. Ограничитель 28 имеет выступ 32, который ограничивает перемещение задней секции 20 при столкновении и увеличивает величину поглощаемой энергии при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием. Конструкция ограничителя 28, включающая в себя выступ 32, более подробно описана ниже со ссылкой на Фиг. 2.

На Фиг. 2 более подробно показан ограничитель 28, который имеет переднюю опорную стенку 36 и заднюю опорную стенку 38, прикрепленные к лонжерону 14 с помощью сварки, механических креплений или клеящего вещества для обеспечения постоянного соединения между стенками 36, 38 и лонжероном 14. Передняя опорная стенка 36, изображенная на Фиг. 2, также имеет верхний участок 36', а задняя опорная стенка 38 имеет верхний участок 38'. Верхние участки 36' и 38' расположены отдельно от передней опорной стенки 36 и задней опорной стенки 38, для обеспечения соответствия форме лонжерона 14, к которому прикреплен ограничитель 28. Для обеспечения соответствия другим требованиям к конструкции и при изменении области вокруг ограничителя 28 форма опорных стенок может быть также изменена.

Выступ имеет U-образную форму, а также стенку 40, обращенную вперед, и стенку 42, обращенную назад. Стенка 40, обращенная вперед, и стенка 42, обращенная назад, соединены в области рядом с внешним концом 44.

Транспортное средство 50, изображенное на Фиг. 3, имеет дефлектор 16, прикрепленный к одному концу буфера 12. Ограничитель 28 прикреплен к лонжерону 14. В данном случае изображено транспортное средство 50 до столкновения с жестким препятствием 52, например, со столбом.

На Фиг. 4 изображено транспортное средство 50, представляющее собой транспортное средство без дефлектора или ограничителя, после лобового столкновения с жестким препятствием 52 при испытании, имитирующем лобовое столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием (SORB), в котором происходит столкновение транспортного средства со столбом сбоку и снаружи от лонжерона. Кругом 54 выделена область деформации боковой рамы и пола в салоне 53 транспортного средства 50 после испытания.

На Фиг. 5 изображено транспортное средство 50, имеющее U-образный дефлектор 16, после выполнения испытания SORB. На Фиг. 5 изображено транспортное средство с V образным дефлектором 16 после столкновения, при этом дефлектор 56 удлиняется в направлении к задней части транспортного средства. Как видно в области, выделенной кругом 54, дефлектор без ограничителя позволяет уменьшить величину деформации пассажирского салона 53, боковой рамы и двери до указанных пределов.

На Фиг. 6 изображено транспортное средство 50 после испытания SORB. В данном варианте транспортное средство 50 имеет дефлектор 16 и ограничитель 28. Степень деформации боковой рамы и пола значительно уменьшена. После столкновения видно, что дефлектор 58, используемый вместе с ограничителем 28, обеспечивает загиб задней секции 20 назад в сторону передней секции 18 и удерживается лонжероном 14 после того, как дефлектор 16 фиксируется ограничителем.

На Фиг. 7 изображено транспортное средство 50 без дефлектора 16 или ограничителя 28. Приведен вид транспортного средства 50 снизу после столкновения с жестким препятствием 52. В данном испытании лонжерон 14 обеспечивает незначительное поглощение энергии удара.

На Фиг. 8 изображено транспортное средство 50 после столкновения с жестким препятствием 52. В данном случае представлено транспортное средство 50 с дефлектором 56, но без ограничителя. Дефлектор 56 сцепляется с лонжероном в указанных пределах и начинает перемещаться назад после достижения указанной степени деформации.

На Фиг. 9 изображено транспортное средство 50 после столкновения с жестким препятствием 52. В данном случае изображен послеударный дефлектор 58 транспортного средства, имеющего дефлектор и ограничитель, который загибается под действием задней секции 20, сжимаемой в сторону передней секции 18 (как показано на Фиг. 1 и 6). За счет наличия дефлектора 16 и ограничителя 28 данный дефлектор 16 частично передает энергию удара на лонжерон 14, что позволяет уменьшить величину прохождения препятствия в пассажирский салон 53. Использование дефлектора 16 и ограничителя 28 также способствует смещению транспортного средства 50 в сторону от удара, что также позволяет уменьшить величину прохождения препятствия в пассажирский салон 53.

На Фиг. 10 представлен график, на котором указаны значения прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства, полученные в результате испытаний SORB для транспортного средства, описанного выше со ссылкой на Фиг. 4 и 7. Практически все полученные значения прохождения препятствия для транспортного средства являются неудовлетворительными, в частности, рядом с дверной стойкой, у верхней и левой частей приборной панели.

На Фиг. 11 представлен график, аналогичный графику с Фиг. 10, на котором указаны значения прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства с дефлектором, прикрепленным к буферу. В данном случае неудовлетворительные значения испытаний SORB относятся к областям рулевого колеса, дверной стойки, верхней и левой частей приборной панели находятся. Однако в других областях пассажирского салона 53 наблюдается значительное улучшение.

На Фиг. 12 представлен график, на котором указаны значения прохождения препятствия в пассажирский салон транспортного средства с дефлектором и ограничителем. В данном случае наблюдается значительное снижение степени прохождения препятствия в пассажирский салон для областей рулевого колеса, дверной стойки, верхней и левой частей приборной панели. Почти все остальные значения достигли приемлемого или предельно допустимого уровня. Степень прохождения препятствия в пассажирский салон снизилась по сравнению с результатами для базового транспортного средства примерно на 150 мм. По сравнению с конструкцией, включающей в себя дефлектор и не имеющей ограничителя, демонстрирует значительное уменьшение деформации приблизительно на 100 мм. Данное изменение является достаточным для того, чтобы выполнить требования к результатам испытания SORB.

Хотя выше приведены примеры вариантов осуществления, это не означает, что они описывают все возможные формы раскрытого устройства и способа. Приведенный текст используется исключительно для описания, а не для ограничения, следует понимать, что возможно внесение различных изменений без отступления от объема и сущности изобретения, как указано в формуле изобретения. Отличительные особенности различных вариантов осуществления могут быть объединены для создания других вариантов осуществления, соответствующих раскрытым концепциям.

1. Энергопоглощающее устройство передней части транспортного средства, содержащее:

лонжерон,

буфер, расположенный перед лонжероном,

дефлектор, имеющий переднюю секцию, проходящую наружу от буфера и прикрепленную к нему, и заднюю секцию, проходящую от наружного конца передней секции в сторону лонжерона, и

ограничитель, прикрепленный к лонжерону на расстоянии за задней секцией дефлектора, которая перемещается вдоль лонжерона до взаимодействия с ограничителем.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее

демпфирующий элемент, расположенный между лонжероном и буфером, который поглощает энергию удара и сжимается в сторону лонжерона, причем ограничитель прикреплен к лонжерону на расстоянии, позволяющем задней секции дефлектора перемещаться вдоль лонжерона без создания препятствий для сжатия демпфирующего элемента.

3. Устройство по п.1, в котором ограничитель имеет выступ, проходящий в поперечном направлении наружу от лонжерона.

4. Устройство по п.3, в котором ограничитель имеет по меньшей мере одну опорную стенку, прикрепленную к лонжерону, причем выступ ограничителя представляет собой V-образный участок ограничителя, выступающий наружу от по меньшей мере одной опорной стенки.

5. Устройство по п.4, в котором по меньшей мере одна опорная стенка ограничителя включает в себя переднюю опорную стенку и заднюю опорную стенку, причем передняя опорная стенка соединена со стенкой V-образного участка, обращенной вперед, а задняя опорная стенка соединена со стенкой V-образного участка, обращенной назад, причем задняя секция дефлектора соединена со стенкой выступа, обращенной вперед, а стенка, обращенная назад, создает опору для стенки, обращенной вперед.

6. Энергопоглощающее устройство передней части транспортного средства, имеющего лонжерон и буфер, содержащее

дефлектор, прикрепленный к буферу и имеющий первую секцию, проходящую в поперечном направлении наружу от буфера, и вторую секцию, проходящую внутрь от первой секции к месту на лонжероне за буфером, при этом дальний конец второй секции расположен рядом с лонжероном и не зафиксирован на нем, и

ограничитель, прикрепленный к лонжерону на расстоянии за дальним концом второй секции дефлектора, при этом дефлектор выполнен с возможностью удлиняться с перемещением его дальнего конца вдоль лонжерона до взаимодействия с ограничителем, препятствующим дальнейшему перемещению дальнего конца дефлектора.

7. Устройство по п.6, дополнительно содержащее:

демпфирующий элемент, расположенный между лонжероном и буфером, который поглощает энергию удара и сжимается в сторону лонжерона, при этом ограничитель прикреплен к лонжерону на расстоянии от дальнего конца дефлектора, позволяющем второй секции дефлектора перемещаться вдоль лонжерона, не препятствуя сжатию демпфирующего элемента.

8. Устройство по п.6, в котором ограничитель имеет выступ, проходящий в поперечном направлении наружу от лонжерона.

9. Устройство по п.8, в котором ограничитель имеет по меньшей мере одну опорную стенку, прикрепленную к лонжерону, а выступ представляет собой V-образный участок ограничителя, выступающий наружу по меньшей мере от одной опорной стенки.

10. Устройство по п.9, в котором по меньшей мере одна опорная стенка ограничителя включает в себя переднюю опорную стенку и заднюю опорную стенку, при этом передняя опорная стенка соединена со стенкой V-образного участка, обращенной вперед, а задняя опорная стенка соединена со стенкой V-образного участка, обращенной назад, причем вторая секция дефлектора соединена со стенкой выступа, обращенной вперед, а стенка, обращенная назад, создает опору для наружного конца стенки, обращенной вперед.

11. Энергопоглощающее устройство передней части транспортного средства, имеющего лонжерон и буфер, содержащее:

дефлектор, прикрепленный к буферу и имеющий выступающий элемент, который проходит в поперечном направлении наружу от буфера, и

ограничитель, прикрепленный к лонжерону на расстоянии от выступающего элемента, причем устройство выполнено таким образом, что энергия удара с препятствием, выровненным в продольном направлении с выступающим элементом, сначала поглощается за счет удлинения выступающего элемента, что приводит к его перемещению вдоль лонжерона до взаимодействия выступающего элемента с ограничителем.

12. Устройство по п.11, дополнительно содержащее:

демпфирующий элемент, расположенный между лонжероном и буфером, который поглощает энергию удара и сжимается в сторону лонжерона, причем ограничитель прикреплен к лонжерону на расстоянии, позволяющем задней секции дефлектора перемещаться вдоль лонжерона без создания препятствий для сжатия демпфирующего элемента.

13. Устройство по п.11, в котором ограничитель имеет выступ, проходящий в поперечном направлении наружу от лонжерона.

14. Устройство по п.13, в котором ограничитель имеет по меньшей мере одну опорную стенку, прикрепленную к лонжерону, а выступ представляет собой V-образный участок ограничителя, выступающий наружу по меньшей мере от одной опорной стенки.

15. Устройство по п.14, в котором по меньшей мере одна опорная стенка ограничителя включает в себя переднюю опорную стенку и заднюю опорную стенку, при этом передняя опорная стенка соединена со стенкой V-образного участка, обращенной вперед, а задняя опорная стенка соединена со стенкой V-образного участка, обращенной назад, причем задняя секция дефлектора соединена со стенкой выступа, обращенной вперед, а стенка, обращенная назад, создает опору для наружного конца стенки, обращенной вперед.