RU2192357C2 - Passenger car - Google Patents
Passenger car Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192357C2 RU2192357C2 RU99125300/28A RU99125300A RU2192357C2 RU 2192357 C2 RU2192357 C2 RU 2192357C2 RU 99125300/28 A RU99125300/28 A RU 99125300/28A RU 99125300 A RU99125300 A RU 99125300A RU 2192357 C2 RU2192357 C2 RU 2192357C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- beams
- central section
- subframes
- collisions
- suspension
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
- B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
- B60G2206/016—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs allowing controlled deformation during collision
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к автомобильной технике и может быть использовано при создании автомобилей и электромобилей преимущественно малого и особо малого класса. The present invention relates to automotive technology and can be used to create cars and electric vehicles of mainly small and very small class.
Известны легковые автомобили, кузов которых согласно патенту США 4874200, кл. В 62 D 25/00, содержит отдельные модули, скрепляемые при сборке болтами и запорами. Модули изготовляют и красят отдельно, что снижает требования к размерам окрасочной камеры. К его недостаткам относится плохая защищенность экипажа от столкновений и наездов. Known cars, the body of which according to US patent 4874200, cl. The 62
Известен также легковой автомобиль "Мерседес" А-класса (см., например, журнал "За рулем", 9, 1996 г.), содержащий моторный отсек с двигателем и салон с прикрепленными к нему снизу продольными направляющими, к которым также прикреплен низкорасположенный двигатель таким образом, что при сверхкритическом лобовом столкновении он смещается по этим направляющим в пространство под салоном. Это техническое решение защищает экипаж автомобиля от проникновения двигателя в салон, но поскольку салон продолжает двигаться вперед, оно не препятствует проникновению туда багажника, расположенного в этом автомобиле над двигателем, а также самого препятствия, с которым столкнулся автомобиль. Экипаж также слабо защищен от наездов сзади и сбоку, т.е. меры пассивной безопасности этого автомобиля недостаточны. Also known is an A-class Mercedes car (see, for example, Za Rulem magazine, 9, 1996), containing a motor compartment with an engine and a passenger compartment with longitudinal guides attached to it from below, to which a low-mounted engine is also attached so that in a supercritical head-on collision, it moves along these guides into the space under the passenger compartment. This technical solution protects the vehicle’s crew from penetrating the engine into the passenger compartment, but as the passenger compartment continues to move forward, it does not prevent the trunk located in the vehicle above the engine from penetrating into the passenger compartment, as well as the obstacle the vehicle has encountered. The crew is also poorly protected from collisions from behind and from the side, i.e. the passive safety measures of this vehicle are insufficient.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является легковой автомобиль согласно пат. США 4881756, кл. B 62 D 21/12, 1989 г. , шасси которого содержит два отдельных колесных модуля 1 и 2 (см. фиг. 1), жестко соединенных между собой центральной секцией 3 (салоном), выполняющей функции рамы. Основу каждого модуля образует сварной пространственный подрамник 4 или 8, изготовленный из труб прямоугольного сечения. Передний модуль 1 содержит силовой агрегат с двигателем 5, управляющие и одновременно ведущие колеса 6 с независимой пружинной подвеской и рулевое управление. The closest in technical essence to the proposed invention is a car according to US Pat. USA 4881756, CL B 62 D 21/12, 1989, the chassis of which contains two separate wheel modules 1 and 2 (see Fig. 1), rigidly interconnected by a central section 3 (interior), which serves as the frame. The basis of each module is formed by a welded spatial subframe 4 or 8, made of rectangular pipes. The front module 1 contains a power unit with an engine 5, steering and simultaneously driving wheels 6 with independent spring suspension and steering.
Задний модуль 2 содержит поддерживающие колеса 7 с подвеской. Шасси центральной секции 3 представляет собой прямоугольную раму, продольные балки 9 которой завершаются консольными концами с отверстиями, в которые вводятся вертикальные болты, соединяющие раму со специальными лапами подрамников 4 и 8. Это известное техническое решение позволяет ускорить процесс изготовления автомобиля, поскольку колесные модули и центральная секция могут собираться одновременно. Кроме того, прочная конструкция подрамников и центральной секции обеспечивает сохранность автомобиля при столкновениях и наездах. В этом, однако, заключено противоречие. Если конструкция чрезмерно жесткая, то, например, при лобовом столкновении на высокой скорости она мало изменит свои размеры, т. е. длина пути противодействия будет малой, а время противодействия Δto - коротким. Даже если конструкция не разрушится, то перегрузки экипажа (ao = Δv/Δto→ 0), будут таковы, что их не выдержит организм. С другой стороны, если конструкция такова, что модуль 7 и частично центральная секция 3, сопротивляясь, сминаются, то путь и время противодействия увеличиваются, а перегрузки уменьшаются. Но при этом нельзя гарантировать, что при некоторой сверхкритической скорости передний модуль с двигателем не вторгнется в салон, разрушая все. Аналогично может случиться и при сверхкритическом наезде сзади, когда в салон проникнет багажник. Обычно в полноразмерных автомобилях эту проблему решают, и то до определенных пределов путем значительного увеличения размеров передней и задней частей машины, защищая салон. Но для автомобилей малого и особо малого класса этот способ, очевидно, не годится. Таким образом, недостаток известного технического решения - низкий уровень обеспечения безопасности при столкновениях и наездах на высоких скоростях.The rear module 2 contains support wheels 7 with suspension. The chassis of the central section 3 is a rectangular frame, the longitudinal beams 9 of which end with cantilever ends with holes in which vertical bolts are inserted connecting the frame with the special paws of the subframes 4 and 8. This known technical solution allows to accelerate the manufacturing process of the car, since the wheel modules and the central section can be assembled at the same time. In addition, the robust design of the subframes and the central section ensures the safety of the car in collisions and collisions. This, however, is a contradiction. If the structure is excessively rigid, then, for example, in a head-on collision at high speed, it will change little in size, i.e., the length of the reaction path will be short and the reaction time Δt o short. Even if the structure does not collapse, then the crew’s overload (a o = Δv / Δt o → 0) will be such that the body will not withstand it. On the other hand, if the design is such that the module 7 and partly the central section 3 collapse when resisting, then the path and reaction time increase and the overloads decrease. But at the same time, it cannot be guaranteed that at a certain supercritical speed, the front module with the engine will not invade the cabin, destroying everything. Similarly, it can happen with supercritical rear-end collisions, when the trunk penetrates the cabin. Typically, in full-size cars, this problem is solved, and then to certain limits by significantly increasing the size of the front and rear of the car, protecting the interior. But for cars of small and very small class this method, obviously, is not suitable. Thus, the disadvantage of the known technical solution is the low level of safety in collisions and collisions at high speeds.
Задача предлагаемого изобретения - повысить безопасность экипажа в этих условиях. При этом надо решить неочевидную и противоречивую задачу: не увеличивая габариты автомобиля, снизить перегрузки экипажа и не допустить проникновения в салон переднего или заднего модуля и их частей, а также препятствия. The objective of the invention is to increase the safety of the crew in these conditions. At the same time, it is necessary to solve a non-obvious and contradictory problem: without increasing the dimensions of the car, reduce the crew’s overload and prevent the front or rear module and their parts from getting into the passenger compartment, as well as obstacles.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в легковом автомобиле, содержащем центральную секцию (салон), выполняющую функции рамы и имеющую продольные балки, и два колесных модуля, передний и задний, на основе сварных пространственных подрамников, имеющих поперечные балки, на одном из которых закреплены силовой агрегат с двигателем и два колеса с подвеской, а на другом - два колеса с подвеской, при этом продольные балки центральной секции соединены болтами через отверстия на своих концах с поперечными балками подрамников, также имеющими отверстия, введены конструктивные изменения, а именно, продольные балки изогнуты концами кверху до уровня переднего и заднего стекла и в их передней части сделаны ослабления прочности конструкции, направленные по их длине через отверстия для болтов, а обращенные одна к другой поверхности продольных балок центральной секции и поперечных балок подрамников имеют повышенную фрикционную способность. Предусмотрены варианты конструктивных изменений, в одном из которых ослабления прочности конструкции аналогичным образом сделаны в задней части продольных балок, а в другом такие ослабления сделаны в поперечных балках подрамников, причем они также направлены по их длине через отверстия для болтов. The essence of the invention lies in the fact that in a passenger car containing a central section (interior) that performs the functions of a frame and has longitudinal beams, and two wheel modules, front and rear, based on welded spatial subframes having transverse beams, on one of which a power unit with an engine and two wheels with suspension are fixed, and on the other there are two wheels with suspension, while the longitudinal beams of the central section are bolted through holes at their ends to the transverse beams of the subframes, having holes, structural changes have been introduced, namely, the longitudinal beams are bent upwards up to the level of the front and rear glass and structural weakenings are made in their front part, directed along their length through the bolt holes, and the longitudinal sections of the central section facing one another and the transverse beams of the subframes have increased frictional ability. Variants of structural changes are provided, in one of which weakening of the structural strength is similarly made at the rear of the longitudinal beams, and in the other, such weakening is made in the transverse beams of the subframes, and they are also directed along their length through bolt holes.
Введенные конструктивные изменения повышают безопасность экипажа автомобиля при столкновениях и наездах на высоких скоростях со всех направлений: спереди, сзади и сбоку, а также спереди-сбоку и сзади-сбоку. The introduced design changes increase the safety of the car crew in collisions and collisions at high speeds from all directions: front, rear and side, as well as front-side and rear-side.
Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что новые и существенные отличия его от известного технического решения состоят в следующем:
1) продольные балки изогнуты концами кверху до уровня переднего и заднего стекла;
2) в передней части продольных балок сделаны ослабления прочности конструкции, направленные по их длине через отверстия для болтов;
3) обращенные одна к другой поверхности продольных балок центральной секции и поперечных балок подрамников имеют повышенную фрикционную способность;
4) в задней части продольных балок сделаны ослабления прочности конструкции, направленные по их длине через отверстия для болтов;
5) в поперечных балках подрамников сделаны ослабления прочности конструкции, направленные по их длине через отверстия для болтов.A comparative analysis of the claimed technical solution with the prototype shows that its new and significant differences from the known technical solution are as follows:
1) the longitudinal beams are bent with their ends up to the level of the front and rear windows;
2) in the front part of the longitudinal beams, structural strengths are weakened along their length through bolt holes;
3) facing one surface of the longitudinal beams of the Central section and the transverse beams of the subframes have increased frictional ability;
4) in the rear part of the longitudinal beams, structural weakenings are made, directed along their length through the holes for the bolts;
5) structural weakenings in the transverse beams of the subframes are made, directed along their length through the holes for the bolts.
Предлагаемое техническое решение является неочевидным и оригинальным, поскольку проведенный анализ известных технических решений в автомобильной и смежных отраслях техники не выявил чего-либо подобного. The proposed technical solution is not obvious and original, since the analysis of known technical solutions in the automotive and related industries did not reveal anything like this.
Ниже дан пример осуществления предлагаемого технического решения в расчете на переднее расположение двигателя и повышенную защиту от сверхкритических столкновений и наездов спереди, сзади и сбоку, а также спереди-сбоку и сбоку-сзади. При этом к сверхкритическим относятся столкновения и наезды на таких скоростях, когда обычные средства защиты уже недостаточны, так что, например, при таком лобовом столкновении двигатель в известных автомобилях срывается с крепежей и вторгается в салон. Below is an example of the implementation of the proposed technical solution for the front engine and increased protection against supercritical collisions and collisions in front, rear and side, as well as front-side and side-rear. At the same time, collisions and hitting at such speeds when conventional means of protection are already insufficient are supercritical, so, for example, in such a head-on collision, the engine in famous cars breaks down from fasteners and invades the passenger compartment.
Автомобиль (см. фиг.2) содержит центральную секцию (салон) 11, выполняющую функции рамы, передний колесный модуль 12 на основе переднего сварного пространственного подрамника 13, на котором закреплены силовой агрегат с двигателем 14, два управляющих и ведущих колеса 15 с подвеской и органы рулевого управления, а также задний колесный модуль 16 на основе заднего сварного подрамника 17, на котором закреплены поддерживающие колеса 18 с подвеской. Багажник 19 может быть либо в составе модуля 16, либо вне его. Продольные балки 20 центральной секции 11 изогнуты концами кверху, образуя охватывающие салон снизу дуги, обращенные выпуклостью вниз, причем передние концы балок находятся на уровне нижней кромки переднего стекла 30 выше двигателя 14, а задние - на уровне нижней кромки заднего стекла 31 выше багажника 19. Продольные балки 20 на своих концах имеют отверстия, через которые они соединены болтами 22 с поперечными балками 23 и 24 подрамников 13 и 17, также имеющими отверстия для этих болтов. Болты 22 затянуты при сборке динамометрическим ключом и "законтрены" из того расчета, чтобы при продолжительной езде автомобиля по любым дорогам и при докритических столкновениях и наездах крепление не нарушалось, и лишь сверхкритический удар мог преодолеть силу затяжки и сдвинуть болты. The car (see figure 2) contains a central section (interior) 11 that performs the functions of the frame, a
В продольных балках 20 и в поперечных балках 23 и 24 сделаны ослабления прочности конструкции 29 (показаны пунктиром), направленные по их длине через центры отверстий для болтов 22. Центральные части балок 20, 23 и 24 не имеют послабления, что обеспечивает ограничение при движении болтов 22 (могут быть также приварены дополнительные упоры). Для ослабления может быть, например, выбрана часть металла в виде "дорожки", или сделан ряд сквозных отверстий, или применен специальный профиль в виде незамкнутого прямоугольника. Степень ослабления выбрана такой, что прочность балок 20, 23 и 24 остается достаточной при продолжительном движении автомобиля по любым дорогам и при докритических столкновениях и наездах, и лишь при сверхкритическом ударе ослабленная "дорожка" служит направляющей для движения болтов 22. In the
Поверхности балок 20, 23 и 24, обращенные одна к другой, имеют повышенную фрикционную способность за счет специальных насечек или фрикционных накладок. Это обеспечивает повышенное трение балок при их взаимном перемещении, за счет чего дополнительно гасится энергия сверхкритического удара. The surfaces of the
Центральная секция 11 имеет жесткий каркас 25, который содержит изогнутые балки 20, а также ряд других продольных и поперечных балок. К каркасу 25 внизу прикреплен упор 27, расположенный сзади рулевой колонки 28, нижним концом связанной с органами управления. Благодаря принятым мерам салон 11 превращается в прочный спасательный модуль, защищающий водителя и пассажиров даже в случаях сверхкритических столкновений и наездов. Это происходит следующим образом. The
При слабых и средних по силе, т.е. докритических столкновениях и наездах безопасность обеспечивается за счет смятия переднего или заднего модуля, а также с помощью ремней, надувных подушек и т.п. Затяжка болтов 22 не позволяет балкам 20, 23 и 24 сдвинуться относительно друг друга. При сверхкритическом лобовом столкновении на скорости, например, 70-80 км/час, в дополнение к этому, сила воздействия центральной секции 11 и заднего модуля 16 преодолевает силу затяжки болтов 22, которые сдвигаются и вспарывают продольные балки 20 по заранее ослабленным местам. Секция 11 и модуль 16 вместе с продольными балками 20, выполняющими роль направляющих, преодолевая сопротивление "вспарыванию" этих балок и их трение о поперечные балки 23, начинают движение вперед-вверх-назад, опираясь на передний модуль 12, который удерживается препятствием 26. Центральная секция 11 как бы "встает на дыбы" перед препятствием 26, опираясь, однако, на передние 15 и задние 18 колеса (см. фиг.3). В зависимости от силы удара секция 11 проходит различное расстояние относительно модуля 12. В предельном случае передвижение ограничивается центральным участком балок 20, не имеющим ослабления конструкции, или специальным упором. When weak and medium in strength, i.e. subcritical collisions and collisions, safety is ensured by crushing the front or rear module, as well as using belts, airbags, etc. Tightening the
В результате двигатель 14 и остальные элементы переднего модуля 12, а также само препятствие 26 не вторгаются в салон, круша все, как это произошло бы в известных конструкциях автомобилей. Энергия удара эффективно гасится за счет "вспарывания" балок 20 и трения последних о поперечные балки 23. Увеличивается на длину передней части балки 20 (примерно на 1,5 м) путь противодействия, что эквивалентно удлинению передней защитной зоны автомобиля на такую же величину. За счет этого растягивается время Δt противодействия, что снижает перегрузки экипажа (a = Δv/Δt). Кроме того, в лучшую сторону перераспределяется направление перегрузок: от опасного направления "спина-грудь" к более устойчивому - "от головы к сидению вдоль позвоночника". Благодаря специальному упору 27, соединенному с каркасом 25, рулевая колонка 28 своей верхней частью уходит вперед-вниз относительно секции 11 и не ломает грудную клетку водителя ("баранка" сбрасывается с помощью торпедо). As a result, the
В случае сверхкритического наезда сзади болты 22 "вспарывают" заднюю часть балок 20 и начинается движение с трением заднего колесного модуля 16 под центральную секцию 11, задняя часть которой приподнимается, опираясь спереди на передние колеса 15 (см. фиг.4). Аналогично наезду спереди увеличивается путь противодействия, гасится энергия удара, растягивается время противодействия, снижаются перегрузки экипажа, а багажник и совершивший наезд автомобиль 21 не вторгается в салон. In the case of supercritical rear collision, the
В случае сверхкритического наезда сбоку в районе салона 11 болтами 22 вспарываются поперечные балки 23 и/или 24 по заранее ослабленным местам. Обеспечивая защиту от проникновения внутрь боковой дверцы и совершившего наезд автомобиля, салон 11 сдвигается вбок относительно переднего колесного модуля 12 и/или заднего модуля 16 (или, наоборот, модули 12 или 16 сдвигаются вбок относительно салона, если удар произведен в них). Центральная неослабленная часть балок 23, 24 ограничивает это движение. При комбинированном сверхкритическом наезде, например, спереди-сбоку "вспарываются" и продольные балки 20, и поперечные балки 23, так что одновременно салон 11 "встает на дыбы", а передний модуль 12 сдвигается относительно него вбок в соответствии с разложением сил по осям. Аналогично происходит при наезде сбоку-сзади. In the case of a supercritical collision on the side in the
Таким образом, предлагаемое техническое решение увеличивает безопасность экипажа при сверхкритических столкновениях и наездах спереди, сзади, сбоку, спереди-сбоку и сзади-сбоку. Это особенно важно для автомобилей малого и особо малого класса, пассивную безопасность в которых на реальных скоростях обеспечить известными средствами практически невозможно. Thus, the proposed technical solution increases the safety of the crew in supercritical collisions and collisions from the front, rear, side, front-side and rear-side. This is especially important for cars of small and very small classes, in which passive safety is practically impossible to provide with known means at real speeds.
Предлагаемое техническое решение увеличивает также ремонтопригодность автомобиля после сверхсильных столкновений, поскольку главная и наиболее дорогая часть - салон - не получает больших дефектов, а разрушенные модули 12 и 16 легко заменяются. The proposed technical solution also increases the maintainability of the car after extreme collisions, since the main and most expensive part - the interior - does not receive large defects, and the destroyed
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99125300/28A RU2192357C2 (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Passenger car |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99125300/28A RU2192357C2 (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Passenger car |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99125300A RU99125300A (en) | 2001-09-10 |
RU2192357C2 true RU2192357C2 (en) | 2002-11-10 |
Family
ID=20227601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99125300/28A RU2192357C2 (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Passenger car |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2192357C2 (en) |
-
1999
- 1999-11-30 RU RU99125300/28A patent/RU2192357C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104691625B (en) | Load control unit | |
US4428599A (en) | Front and rear energy absorbing structures for a four passenger vehicle | |
US6598933B2 (en) | Vehicle front body structure | |
JP2745387B2 (en) | Passenger cars with rigid floor structures | |
US10035546B2 (en) | Support device for a front end of a passenger motor vehicle | |
EP1720735A1 (en) | External protection system for a vehicle | |
CN105966468B (en) | A kind of sill strip and the automobile including the sill strip | |
CA2462423C (en) | Method for damage limitation in a partially overlapping frontal collision and motor vehicle having a device used for this purpose | |
ATE309121T1 (en) | EASY TO EJECT SEAT AND ENDO-SKELETAL BEAM TO PROTECT ACCIDENTS | |
CA2249667C (en) | Floor-assembly of a motor vehicle with means for storage rooms, bumper support and increasing passenger safety | |
RU2192357C2 (en) | Passenger car | |
KR100909829B1 (en) | Vehicle protection fence | |
US7441829B2 (en) | Supporting structure for a motor vehicle | |
KR100899773B1 (en) | Vehicle protection fence | |
JP3472410B2 (en) | Collision detection sensor mounting structure for cab-over vehicles | |
WO2006030453A3 (en) | Means for improving the safety of a vehicle | |
HU229562B1 (en) | Car body airbag for vehicles | |
Mariolani et al. | Impact project: searching for solution to the underride problem | |
US11718346B2 (en) | Cable wheel deflector | |
US7461889B1 (en) | Collision safety structure | |
EP0979192B1 (en) | Impact resistant chassis | |
DE10120138A1 (en) | Vehicle occupant protection device has impact sensors on long sides of vehicle bodywork | |
Goudswaard et al. | Truck front underrun protection | |
SU1020296A1 (en) | Motor car energyabsorbing body | |
KR200179129Y1 (en) | Center floor panel of a vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031201 |