бампер транспортного средства

Формула изобретения

1. БАМПЕР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий бамперный брус и демпфирующие узлы, установленные спереди и сзади транспортного средства между рамой и бамперным брусом, соединенные с ними жесткими разъемами и выполненные в виде соосно расположенных один в другом тонкостенных полых цилиндров, отличающийся тем, что, с целью повышения пассивной безопасности, он снабжен упругими упорами, установленными снаружи бамперного бруса в местах его установки к демпфирующим узлам, и упругими энергопоглощающими элементами, установленными в демпфирующих узлах, тонкостенные полые цилиндры свободно установлены один в другом и одним торцом каждый жестко закреплен на раме, а на другом торце закрыт крышкой, причем каждый внутренний цилиндр выполнен меньшей длины, чем наружный, а упругие энергопоглощающие элементы размещены между их крышками, бамперный брус выполнен с продольными гофрами, а упругие упоры с продольными ребрами.

2. Бампер по п.1, отличающийся тем, что длина каждого внутреннего цилиндра меньше длины наружного на величину равную или больше величины сжатия цилиндра до потери его продольной устойчивости.

3. Бампер по п.1, отличающийся тем, что упругие элементы между цилиндрами расположены со стороны бамперного бруса, а со стороны рамы внутренние цилиндры жестко коаксиально закреплены на основании наружного цилиндра.

4. Бампер по п.1, отличающийся тем, что поверхность цилиндров по образующей выполнена волнистой.

5. Бампер по п.1, отличающийся тем, что цилиндры выполнены овальной формы в поперечном сечении, причем большая ось их расположена в горизонтальной плоскости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автомобилям.

Цель изобретения повышение пассивной безопасности.

На фиг. 1 изображен автомобиль с ударогасителями, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 ударогаситель, вид спереди; на фиг. 4 то же, вид сверху; на фиг. 5 сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 6 сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 7 сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 8 сечение Г-Г на фиг. 5; на фиг. 9 вариант исполнения торцов цилиндров демпфирующего узла со стороны кузова; на фиг. 10 график деформации смятия одного цилиндра демпфирующего узла.

Бамперный брус 1 крепится к автомобилю через демпфирующие узлы 2. Расчетная длина смятия демпфирующего узла до резкого нарастания усилия смятия равна расстоянию от упора до кузова, замеренному в продольном направлении l₁ и l₂.

При установке бамперов углы подъема " и "" уменьшаются на величину, не ухудшающую проходимость автомобиля.

Так, для легковых автомобилей малого и среднего класса углы " и "" будут более 14^о, а для большого и высшего класса более 10^о. Тангенс угла равен или больше, чем коэффициент трения скольжения при фронтальном столкновении с препятствием и может находиться в диапазоне 0,15-0,6.

Упор 3 крепится к бамперному брусу 1 и демпфирующему узлу 2 винтами 4 и гайками 5. Для увеличения сопротивления поперечному смещению упор крепится к брусу 1 сверху и снизу винтами 6 и гайками 7. С этой же целью в брусе 1 выполнены подштамповки (вмятины) для подсадки упоров.

Бамперный брус 1 и упор 3 имеют зиги, обеспечивающие при фронтальном столкновении автомобилей сцепления упоров одного автомобиля с бамперным брусом или упорами другого. Размеры и расположение зигов на брусе и упругих упорах выполнены так, что будучи установленными на транспортных средствах на одинаковой высоте выступы зигов упоров при столкновении входят во впадины зигов бруса, предотвращая относительное перемещение транспортных средств в вертикальной плоскости.

Упор имеет размеры, обеспечивающие при инерционном движении со скоростью пешеходов поглощение энергии удара, исключающее деформацию демпфирующих узлов. Достаточная величина деформации упоров 20-50 мм.

Демпфирующий узел 2 содержит наружный тонкостенный цилиндр 8, закрепленный на основаниях 9 и 10, внутренний цилиндр 11 с крышками 12 и 13, внутренний цилиндр 14 с крышками 15 и 16. Крепление оснований и крышек к цилиндрам жесткое, например сваркой. Между наружным 8 и внутренним 11 цилиндрами установлен упругий, например резиновый, элемент 17, между внутренними цилиндрами 11 и 14 упругий элемент 18.

Внутренние цилиндры выполнены меньшей длины и меньшего диаметра, чем наружные. Разница в диаметрах может быть определена экспериментальным путем и зависит от совмещения или рассогласования максимальных-минимальных усилий смятия цилиндров, технологических возможностей изготовления цилиндров. Практически при совмещении минимальных-максимальных усилий смятия цилиндров разница в диаметрах будет 4-10 мм, при рассогласовании усилий 10-50 мм.

Разница цилиндров по длине выбирается из условия, чтобы она была равна или меньше величины сжатия наружного цилиндра до потери его устойчивости. Для демпфирующих узлов эта величина лежит в пределах 5-10 мм.

При использовании в конструкции цилиндров материалов с большим модулем упругости поверхность цилиндров целесообразно выполнять волнистой по образующей. Амплитуда и шаг волнистости зависит от материала, диаметра и толщины стенки цилиндра. Амплитуда может быть равна 1-10 толщин стенки цилиндра, шаг волны 0,1-1 диаметра цилиндра.

Повысить жесткость демпфирующего узла в заданной поперечной плоскости можно выполнением цилиндров овальной формы. Овальность, определяемая отношением большой оси к малой, может быть равна 1-2.

Расстояние между демпфирующими узлами и их количество выбрано из условия достаточно равномерного распределения нагрузки на кузов при суммарной жесткости демпфирующих узлов меньшей, чем жесткость кузова.

Оптимально при использовании водителем и пассажирами привязных ремней, перегрузки, выдерживаемые опорами демпфирующих устройств, должны быть равны 40g. При меньшей жесткости опор для гашения одинаковой энергии удара требуется увеличение длины демпфирующих узлов, наибольшая жесткость опор только увеличивает металлоемкость кузова, т.к. перегрузки более 40g человек не выдерживает.

Сборка ударогасителя осуществляется следующим образом.

К наружному 8 и внутренним 11 и 14 цилиндрам с одного торца крепят например, сваркой, основание 9 крышки 12 и 15. Затем внутренний цилиндр 14 соединяют, например, сваркой, с основанием 10. Затем во внутренний цилиндр 11 укладывается упругий элемент 18 и вставляется внутренний цилиндр 14, соединенный с основанием 10, после чего соединяют, например, сваркой, цилиндр 11 с основанием 10. Далее, уложив упругий элемент 17 в наружный цилиндр 8, аналогичным образом стыкуют наружный цилиндр 8 с основанием 10. В варианте изготовления внутренних цилиндров с двумя крышками сборку каждого последующего цилиндра производят предварительно закрепив на предыдущем цилиндре вторую крышку 16 и 13 соответственно.

Собранный демпфирующий узел 2 соединяют с бамперным брусом 1 и упором 3 винтами 4 и гайками 5, упоры 3 дополнительно могут быть закреплены на брусе 1 винтами 6 и гайками 7. Собранный ударогаситель стыкуется с корпусом автомобиля через отверстия в основании 10.

Работа бампера заключается в следующем.

При столкновении автомобиль упирается бампером и упорами в препятствие. Брус воздействует на демпфирующие узлы 2. В момент удара смятие демпфирующего узла начинается с цилиндра 8 и упругого элемента 17 и продолжается до момента расплющивания упругого элемента 17, после чего начинается смятие внутреннего цилиндра 11 с одновременно продолжающимся смятием цилиндра 8, затем, после выбора осевого зазора между цилиндрами 11 и 14 сминается цилиндр 14 с одновременно продолжающимся смятием цилиндров 8 и 11.