Пристрій для захисту кузова автомобіля при зіткненні з перешкодою чи об’єктом, що рухається

1. Пристрій для захисту кузова автомобіля при зіткненні з перешкодою чи об'єктом, що рухається, що містить запобіжну систему з виконавчих елементів, закріплених до несучих елементів кузова автомобіля, який відрізняється тим, що запобіжна система включає блоки захисту дверей, а також блоки захисту передньої і задньої частин автомобіля, при цьому кожен блок захисту двері розміщають у проекції її прорізу і виконують з телескопічних порожнистих виконавчих елементів з ізольованими порожнинами, причому кожен виконавчий елемент оснащений розвантажувальним клапаном, а також піропатроном, зв'язаним з датчиком аварійної ситуації, причому одна кінцева частина кожного телескопічного елемента приєднана до несучого елемента кузова, а інша кінцева частина телескопічного елемента оснащена конічним штовхачем, виконаним з можливістю взаємо C2 2 (11) 1 3 травмуванню людей (Книга самодеятельного конструктора автомобилей, http://bibliotekar.ru/spravochnik-61/18.htm). Поряд з тим, що захисний каркас забезпечує захист пасажирів усередині кабіни автомобіля, він має ряд суттєвих недоліків, а саме: - пристрій, практично, не захищає кузов автомобіля при взаємодії його з перешкодою. При зіткненні з перешкодою в першу чергу деформується кузов автомобіля, а потім навантаження передається на захисний каркас. Після того, як навантаження передається на каркас, відбуваються необоротні деформації кузова автомобіля. Якщо при зіткненні ушкоджуються несучі елементи автомобіля, то його кузов або не підлягає відновленню, або його недоцільно відновлювати по економічних розуміннях. Пристрій не передбачає захист автомобіля до того моменту, коли починаються крихкі і пластичні деформації кузова. Пристрій для забезпечення достатнього захисту пасажирів займає значну частину об'єму внутрішньої частини кабіни і порушує її інтер'єр, а це погіршує зовнішній вигляд автомобіля і знижує його конкурентоспроможність на ринку. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як найближчий аналог, є пристрій для захисту кузова автомобіля при зіткненні з перешкодою чи об'єктом, що рухається, що включає запобіжну систему, яка складається з виконавчих елементів, закріплених до несучих елементів кузова автомобіля (Бампер автомобиля. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%B C%D0%BF%D0%B5%D1%80). Недоліком відомого пристрою є те, що запобіжна система виконана у вигляді бампера і являє собою жорстку конструкцію, яка захищає кузов автомобіля при зіткненні у випадку руху автомобіля на незначній швидкості. Збільшення захисної функції бамперів призводить до необхідності збільшення їхніх габаритних розмірів і винесення на значну відстань за межі кузова. Як правило, це рішення компонування бампера стосовно кузова порушує формоутворення автомобіля. Крім того, бампери, які розташовані в передній і задній частині автомобіля, не захищають від деформації бічні частини кузова при взаємодії його з перешкодою чи об'єктом, що рухається. Це становить визначену небезпеку для водія та пасажирів автомобіля, так як бічний удар, як правило, сполучений з деформацією несучих стійок автомобіля. Таке ушкодження кузова змушує до значних витрат на відновлення або робить у ряді випадків економічно недоцільним його відновлення. Задачею винаходу є удосконалення конструкції пристрою для захисту автомобіля при зіткненні з перешкодою чи об'єктом, що рухається, за рахунок того, що пристрій являє собою динамічну систему захисту, яка активно протидіє руйнівному навантаженню, при цьому взаємодія пристрою з перешкодою здійснюється за межами автомобіля. Технічний результат від використання винаходу полягає в запобіганні деформації кузова, охороняє його руйнування і деформацію з усіх боків автомобіля, чим запобігає значним економічним 95163 4 втратам при взаємодії з перешкодою чи об'єктом, що рухається. Пристрій може бути змонтований і ефективно протидіяти руйнуванню і деформації кузова не тільки на автомобілях, що знову виготовляються, але і на вже експлуатованих. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій для захисту кузова автомобіля при зіткненні з перешкодою чи об'єктом, що рухається, включає запобіжну систему, що складається з виконавчих елементів, закріплених до несучих елементів кузова автомобіля. Відповідно до винаходу, запобіжна система містить блоки захисту дверей, а також блоки захисту передньої і задньої частин автомобіля, при цьому кожен блок захисту двері розміщують у проекції її прорізу і виконують з телескопічних порожнистих виконавчих елементів з ізольованимипорожнинами, причому кожен виконавчий елемент оснащений розвантажувальним клапаном, а також піропатроном, зв'язаним з датчиком аварійної ситуації, причому одна кінцева частина кожного телескопічного елемента з'єднана до несучого елемента кузова, а інша кінцева частина телескопічного елемента оснащена конічним штовхачем, виконаним з можливістю взаємодії з посадковим центруючим гніздом, закріпленим на захисному щитку, який закріплений до внутрішньої поверхні зовнішнього листа двері автомобіля, при цьому телескопічні елементи виконані з можливістю переміщення в горизонтальній площині, перпендикулярно подовжній осі автомобіля, під кутом до осі автомобіля у бік напрямку його руху або під кутом до осі автомобіля у бік, протилежний напрямку його руху, а блоки захисту передньої і задньої частини розміщують у габаритах фронтальної проекції задньої і передньої частин автомобіля і виконують з телескопічних порожнистих виконавчих елементів з ізольованими порожнинами, при цьому кожен виконавчий елемент оснащений розвантажувальним клапаном і піропатроном, зв'язаним з датчиком аварійної ситуації, причому одна кінцева частина кожного телескопічного елемента приєднана до несучого елемента кузова, а інша кінцева частина телескопічного елемента закріплена до торцевої частини захисної балки. Для збільшення площі взаємодії захисного щитка з перешкодою і попередження його деформації при динамічному впливі, захисний щиток може бути оснащений ребрами жорсткості. Для зміни точки навантаження, що забезпечує ефективний вплив на захисний щиток, кінцева частина телескопічного елемента, що взаємодіє з захисним щитком, може бути виконана Г-подібною. Для збільшення ефективності переміщення телескопічних елементів, що впливають на запобіжний щиток за рахунок його переміщення за границі зовнішнього листа двері автомобіля, частина зовнішнього листа двері автомобіля, що утворені контуром прилягаючого до нього захисного щитка, має зменшену міцність. Заявлений винахід ілюструється кресленнями, де на фіг.1 показаний вид зверху на автомобіль при положенні пристрою для захисту автомобіля у вихідному положенні; на фіг.2 - робоче положення 5 виконавчих елементів пристрою в положенні протидії бічному і передньому впливу на автомобіль; на фіг.3 - вертикальна проекція опорного щитка бічного виконавчого елемента та його фрагмент з посадковим гніздом; на фіг.4 - телескопічний виконавчий елемент. Пристрій для захисту кузова автомобіля при зіткненні з перешкодою чи об'єктом, що рухається, включає запобіжну систему, що містить функціональні блоки захисту дверей, а також функціональні блоки захисту передньої і задньої частини автомобіля. Кожен блок захисту двері розміщають у проекції її прорізу і виконують з телескопічних виконавчих елементів 1 з ізольованими порожнинами. Кожен виконавчий елемент 1 оснащений розвантажувальним клапаном 2 і піропатроном 3, зв'язаним з датчиком аварійної ситуації (на малюнку не показаний). Одна кінцева частина кожного виконавчого елемента 1 шарнірно приєднана до несучої частини кузова 4, а інша кінцева частина виконавчого елемента 1 оснащена конічним штовхачем 5. Конічний штовхач 5 виконаний з можливістю взаємодії з посадковим гніздом 6, закріпленим на захисному щитку 7. Щиток 7 закріплений до внутрішньої поверхні зовнішнього листа 8 дверей автомобіля 9. Блоки захисту передньої і задньої частини розміщують у габаритах фронтальної проекції задньої і передньої частин автомобіля 9 і виконують з телескопічних порожнистих виконавчих елементів 10. Кожен виконавчий елемент 10 оснащений розвантажувальним клапаном 2 і піропатроном 3, зв'язаним, також як і блок захисту двері, з датчиком аварійної ситуації. Одна кінцева частина кожного виконавчого елемента 10 шарнірно з'єднана до несучого елемента кузова автомобіля 9, а інша кінцева частина виконавчого елемента 10 закріплена до захисної балки 11. Захисний щиток 7 може бути оснащений ребрами жорсткості 12. Кінцева частина виконавчого елемента 1, взаємодіюча з захисним щитком 7, може бути виконана Г-подібною. Частина зовнішнього листа 8 дверей автомобіля 9, утворена контуром прилягаючого до нього захисного щитка 7, має зменшену міцність. Пристрій для захисту кузова автомобіля при зіткненні з перешкодою чи об'єктом, що рухається, реалізується в такий спосіб. Заявлений пристрій належить до активних засобів, які знижують імовірність виникнення пластичних, крихких і інших видів деформацій, що виникають при динамічній взаємодії автомобіля 9 з перешкодою. Ефективність роботи пристрою досягається за рахунок того, що виконавчі елементи 1 починають взаємодіяти з перешкодою до початку катастрофічної деформації кузова, тим самим приймаючи на себе основне руйнівне навантаження. Пристрій являє собою запобіжну систему з ряду функціональних блоків. До них відносяться блоки захисту дверей, а також блоки захисту передньої і задньої частин автомобіля. 95163 6 Кожен блок захисту двері є функціональним пристроєм, що починає працювати при відповідній команді системи керування, взаємодіючої з датчиками (на схемах не показані). Виходячи з цього, кожен блок захисту кожної двері розміщають у проекції її прорізу. Кількість блоків визначається кількістю дверей і класом автомобіля, на якому встановлюється пристрій. У вихідному положенні телескопічні елементи 1 стиснуті. При виникненні аварійної ситуації й у залежності від типу датчика, що реагує на ступінь взаємодії автомобіля з перешкодою, сигнал від датчика через систему керування надходить на піропатрон 3 виконавчого телескопічного елемента 1. Піропатрон 3, як правило, має герметичний корпус, з'єднаний з порожниною виконавчого елемента 1. При ініціюванні піропатронів 3 виконавчих елементів блока захисту двері, утворений газ починає надходити в порожнину виконавчих елементів 1, і телескопічні елементи 1 починають висуватися один з іншого. Телескопічний елемент 1, розтягуючись, спирається на шарнірне кріплення до несучого елемента кузова 4. Інша кінцева частина телескопічного елемента, оснащена конічним штовхачем 5, входить у посадкове гніздо 6, закріплене на захисному щитку 7, що закріплений до внутрішньої поверхні зовнішнього листа 8 двері автомобіля 9. Як правило, для фронтального переміщення і рівномірного розподілу навантаження для кожного захисного щитка 7 застосовують не менш двох телескопічних елементів 1, а кількість захисних щитків 7 визначається геометричними параметрами дверей автомобіля 9. Для більш ергономічного розташування виконавчих елементів 1 і переміщення точок зусиль на захисний щиток 7, кінцеві частини виконавчих елементів 1 виконують Г-подібної форми. Це не зменшує габарити кабіни і не погіршує її естетичний вигляд. При взаємодії виконавчих елементів 1 із захисним щитком 7, останній прориває зовнішній лист 8 дверей і входить у взаємодію з перешкодою чи об'єктом, що рухається. Для того, щоб прорив частини зовнішнього листа 8 дверей автомобіля був прогнозованим і для мінімізації розривного зусилля, за допомогою преса на двері утворюють контур, розмірний з габаритами (контуром) захисного щитка 7. Зменшення міцності зовнішнього листа 8 двері досягають за допомогою двостороннього видавлювання контуру, усередині якого товщина листа менше, ніж за його межами або виконанням перфорації. Те й інше шпаклюється і фарбується для збереження товарного вигляду. Для демпфірування системи, що дозволяє знизити динамічний вплив як на кузов автомобіля 9, так і на пасажирів, передбачена наявність у виконавчих елементах 1 розвантажувального клапана 2, за допомогою якого газ, вироблений піропатроном, поступово виходить в атмосферу під дією зустрічних зусиль кузова 9 і перешкоди. Під дією перешкоди захисний щиток 7 може деформуватися, що приводить до зниження ефек 7 тивності зменшення наслідків аварійної ситуації. Рішенням цієї проблеми може бути виконання захисного щитка з ребрами жорсткості 12, виконаними безпосередньо на тілі щитка чи закріпленими на його поверхні за допомогою зварювання. Максимальна ефективність взаємодії телескопічних виконавчих елементів 1 з перешкодою, деформуючою кузов автомобіля, досягається за рахунок того, що телескопічні елементи 1 виконують з визначеним степенем вільності, яка дозволяє системі керування після одержання сигналу датчика направляти виконавчі елементи у бік взаємодії з перешкодою. Виходячи зі степеня вільності, переміщення виконавчих елементів 1 у горизонтальній площині, вони можуть бути спрямовані перпендикулярно подовжній осі автомобіля під кутом до осі автомобіля у бік напрямку його руху чи під кутом до осі автомобіля у бік, протилежний напрямку його руху. Передня і задня частини автомобіля 9 огороджені від деформацій за допомогою блоків захисту його передньої і задньої частин. Конструктивні елементи блоків розташовують у габаритах фронтальної проекції задньої і передньої частин автомобіля. Габарити пристрою не виступають за бічні габарити автомобіля. По конструкції виконавчі елементи 10 блоків захисту передньої і задньої частин автомобіля є аналогічними блокам захисту дверей. 95163 8 При взаємодії з перешкодою чи об'єктом, що рухається, по сигналу датчиків аварійної ситуації, телескопічні виконавчі елементи 10 блока захисту передньої чи задньої частини автомобіля висуваються вперед назустріч перешкоді. Висування відбувається при спрацьовуванні піропатронів і надходженні утворених газів у порожнини телескопічних елементів. Виконавчі елементи 10 переміщають закріплену до них захисну балку 11, що попереджає деформацію кузова автомобіля. Після взаємодії захисної балки 11 з перешкодою відбувається демпфірування телескопічних елементів 10 і вихід газу піропатронів за допомогою розвантажувального клапана, який випускає повітря з порожнини виконавчих елементів із заданою швидкістю. Дослідження показали високу ефективність роботи пристрою при виникненні аварійних ситуацій, які можуть викликати травмування пасажирів і необоротні деформації кузова. Використання пристрою не змінює конструкцію автомобіля, не знижує несучої здатності кузова, а також його конструктивних елементів. Пристрій може бути виконаний в будь-яких промислових умовах за наявності матеріалів і відповідного обробного устаткування. 9 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 95163 Підписне 10 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601