RU2033350C1

RU2033350C1 - Vehicle bumper

Info

Publication number: RU2033350C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Кузьмич Дроздов
Original assignee: Владимир Кузьмич Дроздов
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1989-11-20
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: bumper beam is secured to vehicle frame by means of damping units. Stop 3 is detachably mounted on beam. Damping unit has outer thin-walled cylinder 8 secured on bases 9 and 10 and inner cylinders 11 and 14 with covers. Resilient member 17 is installed between outer cylinder 8 and inner cylinder 11. Resilient member 18 is placed between inner cylinders 11 and 14. In case of collision load impact acting on bumper beam is transmitted to damping units. Crumpling of unit starts from outer cylinder 8 and resilient member 17, then cylinders 11 and 14 lose in turn their stability and shock energy is killed by deformation of all cylinders. EFFECT: enhanced passive safety. 35 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автомобилям. The invention relates to transport machinery, in particular to automobiles.

Цель изобретения повышение пассивной безопасности. The purpose of the invention is improving passive safety.

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. In FIG. 1 shows a car with shock absorbers, side view; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3 shock absorber, front view; in FIG. 4 the same, top view; in FIG. 5, section AA in FIG. 3; in FIG. 6 section BB in FIG. 3; in FIG. 7, section BB in FIG. 3; in FIG. 8 section GG in FIG. 5; in FIG. 9 embodiment of the cylinder ends of the damping assembly from the side of the body; in FIG. 10 is a graph of crushing strain of one cylinder of a damping assembly.

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 Δ l₁ и Δ l₂.The bumper bar 1 is attached to the car through the damping units 2. The calculated length of the crushing of the damping unit before the abrupt increase in the crushing force is equal to the distance from the stop to the body, measured in the longitudinal direction Δ l ₁ and Δ l ₂ .

При установке бамперов углы подъема γ' и γ'' уменьшаются на величину, не ухудшающую проходимость автомобиля. When installing bumpers, the lifting angles γ 'and γ' 'are reduced by an amount that does not impair the patency of the vehicle.

Так, для легковых автомобилей малого и среднего класса углы γ' и γ'' будут более 14^о, а для большого и высшего класса более 10^о. Тангенс угла φ равен или больше, чем коэффициент трения скольжения при фронтальном столкновении с препятствием и может находиться в диапазоне 0,15-0,6.So, for passenger cars of small and medium class, the angles γ 'and γ''will be more than 14 ^about , and for large and higher class more than 10 ^about . The tangent of the angle φ is equal to or greater than the coefficient of sliding friction in a frontal collision with an obstacle and can be in the range 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. The stop 3 is attached to the bumper beam 1 and the damping unit 2 with screws 4 and nuts 5. To increase the resistance to lateral displacement, the stop is attached to the beam 1 from the top and bottom with screws 6 and nuts 7. For the same purpose, punching (dents) were made in the beam 1 for replanting emphasis.

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. The bumper bar 1 and the stop 3 have ridges that provide, in a frontal collision of vehicles, the clutch of the stops of one car with the bumper bar or the stops of another. The dimensions and arrangement of the zigs on the beam and the elastic stops are made so that when the collars of the stop ziggs are mounted on vehicles at the same height, they collide into the troughs of the beam zigs in a collision, preventing the vehicles from moving in a vertical plane.

Упор имеет размеры, обеспечивающие при инерционном движении со скоростью пешеходов поглощение энергии удара, исключающее деформацию демпфирующих узлов. Достаточная величина деформации упоров 20-50 мм. The emphasis is dimensioned to ensure that inertial movement at the speed of pedestrians absorbs impact energy, eliminating the deformation of damping nodes. A sufficient amount of deformation of the stops 20-50 mm.

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. The damping assembly 2 comprises an outer thin-walled cylinder 8 fixed on the bases 9 and 10, an inner cylinder 11 with caps 12 and 13, an inner cylinder 14 with caps 15 and 16. The base and caps are fixed to the cylinders rigidly, for example by welding. Between the outer 8 and inner 11 cylinders, an elastic, for example rubber, element 17 is installed, between the inner cylinders 11 and 14, the elastic element 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. The inner cylinders are made of shorter length and smaller diameter than the outer. The difference in diameters can be determined experimentally and depends on the combination or mismatch of the maximum-minimum efforts of crushing the cylinders, technological capabilities of manufacturing cylinders. In practice, when combining the minimum-maximum efforts of crushing the cylinders, the difference in diameters will be 4-10 mm, with a mismatch of efforts of 10-50 mm.

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. The difference in length along the cylinders is selected so that it is equal to or less than the compression of the outer cylinder until its stability is lost. For damping nodes, this value lies in the range of 5-10 mm.

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. When using materials with a large modulus of elasticity in the design of the cylinders, it is advisable to make the surface of the cylinders wavy along the generatrix. The amplitude and pitch of the undulation depends on the material, diameter and wall thickness of the cylinder. The amplitude can be equal to 1-10 cylinder wall thicknesses, the wave step is 0.1-1 cylinder diameters.

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. It is possible to increase the rigidity of the damping unit in a given transverse plane by making oval cylinders. Ovality, determined by the ratio of the major axis to the minor, can be 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. The distance between the damping nodes and their number is selected from the condition of a fairly uniform distribution of the load on the body with a total stiffness of the damping nodes less than the stiffness of the body.

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. Optimally, when the driver and passengers use seat belts, the overload sustained by the supports of the damping devices should be equal to 40g. With lower stiffness of the supports, in order to extinguish the same impact energy, an increase in the length of the damping units is required; the greatest stiffness of the supports only increases the body metal consumption, since Overload more than 40g people can not stand.

Сборка ударогасителя осуществляется следующим образом. Assembling the shock absorber is as follows.

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. For example, by welding, the base 9 of the lid 12 and 15 is attached to the outer 8 and inner 11 and 14 cylinders from one end, then the inner cylinder 14 is connected, for example, by welding, to the base 10. Then, the elastic element 18 is laid into the inner cylinder 11 and the inner a cylinder 14 connected to the base 10, after which, for example, by welding, connect the cylinder 11 with the base 10. Then, laying the elastic element 17 in the outer cylinder 8, the outer cylinder 8 is similarly joined with the base 10. In the embodiment of the manufacture of inner cylinders with two covers and the assembly of each subsequent cylinder is made by first securing the second cover 16 and 13, respectively, on the previous cylinder.

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. The assembled damping unit 2 is connected to the bumper beam 1 and the stop 3 with screws 4 and nuts 5, the stops 3 can additionally be fixed on the beam 1 with screws 6 and nuts 7. The assembled shock absorber is joined to the car body through openings in the base 10.

Работа бампера заключается в следующем. The work of the bumper is as follows.

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. In a collision, the car rests against the bumper and stops in an obstacle. The beam acts on the damping nodes 2. At the moment of impact, the crushing of the damping node begins with the cylinder 8 and the elastic element 17 and continues until the elastic element 17 is flattened, after which the inner cylinder 11 begins to crumple with the continuing compression of the cylinder 8, then, after selecting the axial clearance between the cylinders 11 and 14, the cylinder 14 is crushed with the simultaneous continuing collapse of the cylinders 8 and 11.

Claims

1. VEHICLE BUMPER, comprising a bumper bar and damping units installed in front of and behind the vehicle between the frame and the bumper bar, connected with them by rigid connectors and made in the form of thin-walled hollow cylinders coaxially arranged in one another, characterized in that, for the purpose of To increase passive safety, it is equipped with elastic stops mounted outside the bumper beam in the places of its installation to damping nodes, and elastic energy-absorbing elements installed in the damping nodes, thin-walled hollow cylinders are freely mounted one in the other and with one end each rigidly fixed to the frame, and closed at the other end with a lid, each inner cylinder being made shorter than the outer one, and elastic energy-absorbing elements are placed between their covers, the bumper bar is made with longitudinal corrugations, and elastic stops with longitudinal ribs.

2. The bumper according to claim 1, characterized in that the length of each inner cylinder is less than the outer length by an amount equal to or greater than the compression of the cylinder until its longitudinal stability is lost.

3. The bumper according to claim 1, characterized in that the elastic elements between the cylinders are located on the side of the bumper beam, and on the side of the frame, the inner cylinders are rigidly coaxially fixed to the base of the outer cylinder.

4. The bumper according to claim 1, characterized in that the surface of the cylinders along the generatrix is made wavy.

5. The bumper according to claim 1, characterized in that the cylinders are oval in cross section, and their major axis is located in a horizontal plane.