RU2057671C1 - Car with safety frame - Google Patents
Car with safety frame Download PDFInfo
- Publication number
- RU2057671C1 RU2057671C1 SU5062275A RU2057671C1 RU 2057671 C1 RU2057671 C1 RU 2057671C1 SU 5062275 A SU5062275 A SU 5062275A RU 2057671 C1 RU2057671 C1 RU 2057671C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- longitudinal
- cab
- car
- interconnected
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к конструктивным средствам обеспечения безопасности людей и предохранения легкового автомобиля от необратимых деформаций в результате лобового, продольного удара или сжатия. The invention relates to the automotive industry, in particular to structural means for ensuring the safety of people and protecting the car from irreversible deformations as a result of a frontal, longitudinal impact or compression.
Использование рамы автомобиля для гашения энергии удара и предотвращения деформации кузова и агрегатов как пассивной формы защиты людей и автомобиля при лобовых, продольных столкновениях характерно для многих технических решений. Однако, при этом не обеспечивается достаточно эффективная безопасность людей, находящихся в зоне потенциально опасных деформаций, и возможность использования автомобиля непосредственно после столкновения. The use of the car frame to absorb shock energy and prevent deformation of the body and units as a passive form of protection for people and the car in frontal, longitudinal collisions is typical for many technical solutions. However, this does not ensure sufficiently effective safety for people in the zone of potentially dangerous deformations, and the possibility of using the car immediately after a collision.
В целях поглощения энергии удара рамы изготавливают таким образом, чтобы продольные элементы рамы деформировались постепенно по направлению удара. Такие решения при сильном ударе не обеспечивают должной безопасности людей и сохранения пригодности автомобиля к дальнейшей эксплуатации. In order to absorb impact energy, the frames are made in such a way that the longitudinal elements of the frame are deformed gradually in the direction of impact. Such decisions with a strong impact do not ensure the proper safety of people and preserve the suitability of the vehicle for further operation.
Жесткие рамы позволяют до некоторой степени избежать сжатия кузова, кабины, но плохо поглощают энергию удара, вследствие чего люди в автомобиле испытывают сильные мгновенные перегрузки и вытекающие из этого травматические последствия. Rigid frames allow to some extent to avoid compression of the body, cab, but poorly absorb impact energy, as a result of which people in the car experience strong instantaneous overloads and the resulting traumatic consequences.
Имеющиеся на сегодняшний день технические решения предполагают, что нахождение людей при столкновениях в зоне деформации конструкций автомобиля неизбежно, а их жизнь зависит от ограниченных пределов прочности этих конструкций. Currently available technical solutions suggest that people in collisions in the deformation zone of vehicle structures are inevitable, and their life depends on the limited tensile strengths of these structures.
Известен деформируемый лонжерон рамы (патент США N 4684151, опублик. 04.08.87). Лонжерон является продольным элементом рамы швеллерной формы с множеством поперечных канавок, выемок по всей длине. При продольном ударе лонжерон последовательно сминается по выемкам в продольном направлении, начиная с конца, по которому совершен удар, тем самым поглощая энергию удара на различных длинах деформируемой части лонжерона, соответствующих силе приложенного удара. Known deformable frame spar (US patent N 4684151, published. 04.08.87). The spar is a longitudinal element of the channel shape frame with many transverse grooves, recesses along the entire length. During a longitudinal impact, the spar is successively crushed along the recesses in the longitudinal direction, starting from the end at which the impact was made, thereby absorbing the impact energy at various lengths of the deformable part of the spar, corresponding to the force of the applied impact.
Недостатком этого решения является необратимость деформации конструкций автомобиля при продольном ударе, даже когда незначительна длина пути, на котором конструкции автомобиля оказывают сопротивление удару и гасят его энергию. Другим недостатком является то, что при столкновении люди находятся в зоне потенциальных деформаций, и если при ударе или продольном сжатии ресурс поглощения лонжероном энергии удара или сжатия будет исчерпан, то людей спасти практически невозможно. The disadvantage of this solution is the irreversibility of the deformation of the vehicle structures during longitudinal impact, even when the path length on which the vehicle structures are resistant to impact and extinguish its energy is insignificant. Another drawback is that during a collision people are in the zone of potential deformations, and if during a shock or longitudinal compression the resource of absorption of shock or compression energy by the spar is exhausted, then it is almost impossible to save people.
Известна пространственная рама (патент США N 4810028, опублик. 07.08.89), которая представляет собой овальную в поперечнике и сильно заостренную спереди и сзади конструкцию. Заостренные концы рамы смещены к земле так, что они находятся ниже бампера обычного автомобиля. A known spatial frame (US patent N 4810028, published. 07.08.89), which is oval in diameter and strongly pointed at the front and rear structures. The pointed ends of the frame are offset to the ground so that they are below the bumper of a conventional car.
При столкновениях с однотипными конструкциями взаимный удар приходится по касательной и машины либо расходятся, отталкиваясь друг от друга, либо одна из них наезжает на другую и переворачивается. При столкновении с автомобилем традиционной формы заостренный конец рамы попадает в пространство между землей и днищем обычного автомобиля и переворачивает его. In collisions with similar constructions, a mutual blow falls on the tangent and the machines either diverge, pushing from each other, or one of them bumps into another and turns over. When colliding with a traditional-shaped car, the pointed end of the frame enters the space between the ground and the bottom of a conventional car and turns it over.
Первым недостатком такого решения является то, что при столкновении как однотипных, так и разнотипных автомобилей один из них либо оба выбрасываются на параллельные полосы движения или за полотно дороги с вытекающими из этого последствиями. The first drawback of this solution is that in the collision of both the same type and different type of vehicles, either one of them or both are thrown into parallel lanes or behind the roadway with the consequences that follow.
Вторым недостатком является то, что предлагаемая форма рамы не обеспечивает безопасности при лобовом, нескользящем столкновении с несдвигаемым препятствием или тяжелой автомашиной (стена, колонна, автобус и т.д.). В этих случаях избежать разрушающих деформаций и опасности для жизни людей невозможно. The second disadvantage is that the proposed shape of the frame does not provide safety in a head-on, non-slip collision with an immovable obstacle or a heavy car (wall, column, bus, etc.). In these cases, it is impossible to avoid destructive deformations and danger to people's lives.
Наиболее близким к изобретению является техническое решение, в котором рама легкового автомобиля выполнена из передней и задней частей, каждая из которых составлена из продольных и поперечных элементов с бамперами и имеет Н-образную форму [1]
Первый недостаток решения состоит в том, что поглощение энергии удара сопровождается разрушающей деформацией конструкций автомобиля пропорционально силе удара. Второй недостаток в том, что в случае сильного удара, когда ресурс сопротивляемости конструкций автомобиля исчерпан, или находятся в опасной для жизни зоне.Closest to the invention is a technical solution in which the car frame is made of front and rear parts, each of which is composed of longitudinal and transverse elements with bumpers and has an H-shape [1]
The first drawback of the solution is that the absorption of impact energy is accompanied by a destructive deformation of the vehicle structures in proportion to the impact force. The second drawback is that in the case of a strong blow, when the resource of resistance of the vehicle structures is exhausted, or are in a life-threatening zone.
Изобретение предназначено для преодоления недостатков, характерных для предшествующего уровня техники: недостаточная безопасность людей вследствие того, что при столкновении они находятся в зоне опасных для жизни деформаций автомобильных конструкций; разрушающая деформация конструкций автомобиля и, как следствие, непригодность автомобиля к дальнейшей эксплуатации. The invention is intended to overcome the disadvantages characteristic of the prior art: insufficient safety of people due to the fact that in a collision they are in the zone of life-threatening deformations of automobile structures; Destructive deformation of vehicle structures and, as a consequence, unsuitability of the vehicle for further operation.
Предлагаемая конструкция рамы безопасности легкового автомобиля значительно повысит безопасность людей и сохранит невредимость автомобиля после столкновения на большой скорости за счет удаления из зоны потенциально опасных деформаций кабины с людьми в момент столкновения, благодаря изменению геометрии рамы в вертикальной и/или горизонтальной плоскости и обеспечению неразрушающей амортизации удара на глубину, превышающую 25% длины автомобиля. Полная безопасность людей и невредимость конструкций автомобиля при лобовом столкновении или продольном сжатии достигается за счет конструкции рамы, составленной из связанных между собой трубчатых передка и задника Н-образной формы, телескопического амортизатора, установленного между поперечинами передка и задника, штоков проходящих внутри труб передка и соединенных с подпружиненным бампером, при ударе освобождающих подпружиненные чеки, обеспечивающие сохранение исходной геометрии конструкции в условиях неаварийной эксплуатации. При ударе взаимодействие элементов конструкции рамы приводит к выведению кабины с людьми из зоны потенциальных деформаций, а после прекращения действия ударно-инерционных сил конструктивные элементы рамы сами возвращаются в исходное положение. The proposed design of the passenger car safety frame will significantly increase the safety of people and keep the car safe after a collision at high speed by removing potentially dangerous deformations of the cab from people at the moment of collision due to a change in the frame geometry in the vertical and / or horizontal plane and ensuring non-destructive shock absorption to a depth exceeding 25% of the length of the vehicle. Complete safety of people and the integrity of vehicle structures in a frontal collision or longitudinal compression is achieved due to the design of the frame, composed of interconnected tubular front and rear h-shaped, a telescopic shock absorber mounted between the front and rear cross members, rods passing inside the front and connected pipes with a spring-loaded bumper, upon impact, releasing spring-loaded checks, ensuring the preservation of the original geometry of the structure in the conditions of emergency operation. Upon impact, the interaction of the frame structure elements leads to the cabin being removed from the potential deformation zone, and after the termination of the impact-inertial forces, the structural elements of the frame themselves return to their original position.
Изменение геометрии рамы при столкновениях возможно в следующих вариантах. Changing the geometry of the frame in a collision is possible in the following options.
1. Рама складывается по поднимающейся вверх оси соединения передка и задника, а также кабина перемещается в вертикальное положение выше зоны потенциальных деформаций. 1. The frame is folded along the rising axis of the connection of the front and rear, and the cab moves to a vertical position above the zone of potential deformations.
2. Продольные трубчатые элементы передка и задника телескопически входят друг в друга на длину освободившегося от кабины места. 2. The longitudinal tubular elements of the front and rear telescopically enter each other to the length of the space freed from the cab.
3. Кабина занимает вертикальное положение, опираясь на шарнир между нею и багажником за счет качения на роликах переднего нижнего края кабины по скошенной вверх линии разъема кабины и моторной части, а затем за счет качения роликов, установленных на моторной части, по днищу кабины. 3. The cab occupies a vertical position, leaning on a hinge between it and the trunk due to rolling on the rollers of the front lower edge of the cab along the cab line of the cab and the motor part that is slanted upwards, and then due to the rolling of the rollers mounted on the motor part along the cab bottom.
4. Кабина занимает вертикальное положение, опираясь задней частью на шарнир, при помощи гидроцилиндра, давление в котором создается при сжатии связанного с ним телескопического амортизатора. 4. The cab occupies a vertical position, leaning back on the hinge, using a hydraulic cylinder, the pressure in which is created by compressing the associated telescopic shock absorber.
5. Кабина занимает горизонтальное положение выше зоны потенциальных деформаций за счет системы из четырех пар рычагов, каждая пара рычагов имеет на одном конце общую ось, укрепленную на днище кабины, а самостоятельные оси каждой пары закрепляются одна на передке, а другая на заднике рамы. 5. The cab occupies a horizontal position above the zone of potential deformations due to a system of four pairs of levers, each pair of levers has a common axis at one end mounted on the bottom of the cab, and the independent axes of each pair are fixed one on the front and the other on the back of the frame.
При использовании варианта рамы безопасности с осевым соединением передка и задника в случае падения автомобиля в воду из кабины подрываются пиропатроны, установленные в цилиндрах и разрушающие осевое соединение рамы, последовательно отделяются моторная часть вместе с передком, багажник с задником, а кабина остается на плаву на время, достаточное для эвакуации людей. When using the option of a safety frame with an axial connection of the front and rear, in the event of a car falling into the water, the squibs installed in the cylinders and destroying the axial connection of the frame are blown out of the cab, the motor part along with the front, the trunk with the back are sequentially separated, and the cabin remains afloat for a while sufficient to evacuate people.
На фиг. 1 изображена рама безопасности, вид сверху (вариант I); на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 предельный неразрушающий излом рамы (вариант I); на фиг. 4 узел I на фиг. 1 (вариант I); на фиг. 5 узел II на фиг. 2 (вариант I); на фиг. 6 рама безопасности, вид сверху (вариант II); на фиг. 7 то же, (вид сбоку); на фиг. 8 уменьшение длины рамы при сжатии, вызывающее подъем кабины при помощи качения на роликах; на фиг. 9 подъем кабины с помощью гидроцилиндра при уменьшении длины рамы; на фиг. 10 рама безопасности, снабженная рычагами подъема кабины (вид сверху, фрагмент); на фиг. 11 то же, вид сбоку; на фиг. 12 предельное продольное сжатие рамы с рычагами, не вызывающее деформации конструкций автомобиля. In FIG. 1 shows a safety frame, top view (option I); in FIG. 2 same side view; in FIG. 3 ultimate non-destructive fracture of the frame (option I); in FIG. 4 node I in FIG. 1 (option I); in FIG. 5 node II in FIG. 2 (option I); in FIG. 6 safety frame, top view (option II); in FIG. 7 the same, (side view); in FIG. 8 reduction of the length of the frame during compression, causing the cabin to rise by rolling on rollers; in FIG. 9 raising the cab using the hydraulic cylinder while reducing the length of the frame; in FIG. 10 safety frame equipped with cab lift levers (top view, fragment); in FIG. 11 same side view; in FIG. 12 ultimate longitudinal compression of the frame with levers, not causing deformation of the vehicle structures.
Рама безопасности легкового автомобиля состоит из трубчатых передка 1 и задника 2 Н-образной формы, соединенных осями 3, торцы которых, обращенные внутрь рамы, выполнены в виде поршней, заключенных в цилиндры 4. Между поперечинами передка 1 и задника 2 установлен телескопический амортизатор 5. На торцевых концах рамы установлены подпружиненные бамперы 6 и 7, снабженные роликами 8. Передний бампер 6 снабжен входящими в полости труб передка 1 штоками 9 со скошенными вверх концами. Шарнирные узлы рамы сверху охватываются П-образными коробами 10, сквозь которые также проходят оси 3. На верхней части каждого короба 1 закреплены зеркально установленные пары подпружиненных чек 11, которые проходят через прорези труб передка 1 и задника 2, фиксируют между собой короб 10, передок 1 и задник 2 и препятствуют произвольному излому рамы в шарнирных узлах при неаварийной эксплуатации автомобиля. Внутри цилиндров 4, прикрепленных к коробам 10, установлены пиропатроны 12. К раме крепятся колеса 13 и способные отделяться друг от друга моторная часть 14, кабина 15, приваренная к коробам 10, и багажник 16. По местонахождению моторная часть 14 и багажник 16 взаимозаменимы, а предпочтительнее для предлагаемых технических решений заднее расположение мотора. The safety frame of a passenger car consists of a
Предлагаемая конструкция рамы безопасности легкового автомобиля (вариант I) работает следующим образом. The proposed design of the safety frame of a car (option I) works as follows.
При лобовом, продольном столкновении или сжатии автомобиля шток, движимый бампером 6, освобождает переднюю чеку 11 и выжимает ее вверх, создавая начальный угол излома рамы по оси 3, который далее увеличивается за счет ударно-инерционных или сдавливающих сил. Кабина 15 с багажником 16 отделяются от моторной части 14 и, опережая сдавливание, принимают вертикальное положение, выводя находящихся в автомашине людей из зоны потенциальных деформаций. Силы инерции, действующие на людей, гасятся сидениями. После прекращения стороннего воздействия конструкция под действием обратного хода амортизатора 5 и собственного веса возвращается в исходное положение. In a frontal, longitudinal collision or compression of the car, the rod, driven by the
При падении автомобиля в воду приводятся в действие пиропатроны 12, оси 3 выбиваются, более тяжелая моторная часть 14 в воде вызывает дифферент автомобиля в ее сторону, передок 1 выскальзывает из чек 11, телескопический амортизатор 5 отсоединяется и моторная часть 14 отделяется от кабины 15 и багажника 16. Возникает дифферент в сторону багажника 16, который отделяется аналогичным образом. Кабина остается на плаву на время, достаточное для спасения людей. When the car falls into the water, the
Во втором варианте рамы безопасности легкового автомобиля продольные элементы передка 1 связаны с соответствующими элементами задника 2 путем телескопического соединения 17. Чеки 11 фиксируют в целое кабины 15, в конструкцию которой входят ролики 18 и раму. Моторная часть 14 снабжена роликами 19, а багажник 16 имеет шарнир 20, подвижно соединяющий багажник 16 и кабину 15. Для подъема кабины 15 может быть также использован гидроцилиндр 21 или система рычагов 22. In the second version of the passenger car safety frame, the longitudinal elements of the
Модификация варианта 11 конструкции рамы безопасности легкового автомобиля работают следующим образом. The modification of
При столкновении или сжатии шток 9, движимый бампером 6, освобождает чеку 11, прижимающую кабину 15 к раме. Дальнейшее сжатие рамы приводит к тому, что ролик 18, установленный на кабине, перемещаясь по скошенной вверх линии разъема кабины 15 и моторной части 14, поднимает переднюю часть кабины 15 вверх, тогда как задняя часть кабины 15 опирается на шарнир 20. После того, как ролик 18 выходит за линию разъема кабины 15 и моторной части 14, дальнейший подъем кабины 15 происходит за счет перемещения ролика 19, установленного на моторной части 14, по днищу кабины 15. In a collision or compression, the
При использовании гидроцилиндра 21 продольное сжатие рамы вызывает повышение давления жидкости в телескопическом амортизаторе 5, которое передается в гидроцилиндр 21 и обеспечивает подъем кабины 14. При использовании рычагов 22 продольное сжатие рамы приводит их в действие и они поднимают кабину 15 в горизонтальном положении. При любом варианте исполнения конструкции после столкновения она возвращается в исходное положение за счет энергии, накопленной при ударе, сжатии. When using the
Claims (5)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5062275 RU2057671C1 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Car with safety frame |
RU9494041276A RU2077444C1 (en) | 1992-09-28 | 1994-11-15 | Method to provide safety of automobile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5062275 RU2057671C1 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Car with safety frame |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2057671C1 true RU2057671C1 (en) | 1996-04-10 |
Family
ID=21613338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5062275 RU2057671C1 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Car with safety frame |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2057671C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103538545A (en) * | 2013-09-24 | 2014-01-29 | 王智强 | Liftable device for front bumper of small car, back bumper of small car, and left and right skirt edge of bottom of car body of small car |
RU2582008C1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-04-20 | Василий Дмитриевич Кузьменко | Car folding in u-shaped manner |
CN110843956A (en) * | 2019-11-12 | 2020-02-28 | 广东博智林机器人有限公司 | AGV device |
RU2820165C1 (en) * | 2023-08-11 | 2024-05-30 | Василий Дмитриевич Кузьменко | Folding car |
-
1992
- 1992-09-28 RU SU5062275 patent/RU2057671C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент ФРГ N 3925990, кл. B 62D 21/15, 1991. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103538545A (en) * | 2013-09-24 | 2014-01-29 | 王智强 | Liftable device for front bumper of small car, back bumper of small car, and left and right skirt edge of bottom of car body of small car |
RU2582008C1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-04-20 | Василий Дмитриевич Кузьменко | Car folding in u-shaped manner |
CN110843956A (en) * | 2019-11-12 | 2020-02-28 | 广东博智林机器人有限公司 | AGV device |
RU2820165C1 (en) * | 2023-08-11 | 2024-05-30 | Василий Дмитриевич Кузьменко | Folding car |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5507546A (en) | Underride protection bumper | |
US3899047A (en) | Impact absorbing device and motor vehicle body structure incorporating the same | |
US4431221A (en) | Bumper beam for an automobile | |
CA2389499C (en) | Rail vehicle for passenger transportation, especially for local traffic | |
GB1582606A (en) | Impact absorbing device | |
US3794342A (en) | Automobile vehicle | |
WO2022078455A1 (en) | Front offset collision energy-absorption structure for automobile | |
CN105584440A (en) | Collision buffer energy-absorption device for automobile | |
US7695018B2 (en) | Method and apparatus for a shared crumple zone | |
RU2057671C1 (en) | Car with safety frame | |
KR102082861B1 (en) | Shock absorber in case of vehicle collision | |
CN206031267U (en) | Car striking buffering safety device | |
CN113715763A (en) | Vehicular anticollision buffer | |
CN101032947A (en) | Car anticollision device having cushion function to colliding | |
KR100916595B1 (en) | Tube-buffer complex for railway vehicle | |
KR100916597B1 (en) | Stabilizer and tube-buffer with stabilizer for railway vehicle | |
JP2003191806A (en) | Shock absorbing structure of vehicle | |
RU2077444C1 (en) | Method to provide safety of automobile | |
RU2793992C1 (en) | Mobile frontal fence | |
CN218287657U (en) | Rear anti-collision beam assembly of automobile | |
CN220521168U (en) | Road safety anti-collision guardrail | |
CN212022573U (en) | Anti-collision structure for logistics transport vehicle | |
CN210478624U (en) | Novel truck tail swing arm formula rail guard | |
RU2565639C1 (en) | Energy absorbing body of vehicle | |
CN214450778U (en) | Vehicle bumper |