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車身碰撞的次級載荷傳遞路徑

2020-04-27 09:40:42·  來源:車輛安全性能  
 
這幾年來,由于行人保護要求提高,越來越多的車輛出現(xiàn)了由行人保護結構衍生的二次吸能結構。在進行行人保護開發(fā)時,設計一種結構在行人保護小腿碰撞時可以推開行
這幾年來,由于行人保護要求提高,越來越多的車輛出現(xiàn)了由行人保護結構衍生的二次吸能結構。在進行行人保護開發(fā)時,設計一種結構在行人保護小腿碰撞時可以推開行人的小腿以減少膝蓋彎曲力矩,然后一些汽車制造商將這種結構進一步發(fā)展為二次碰撞吸能結構,有的具有像吸能盒那樣顯著的吸能能力。這種二次吸能結構通常在離地面上280mm左右,參與主要碰撞能量管理系統(tǒng)下,在高速碰撞中(例如NCAP的高速碰撞)也能吸收動能,提高車身耐撞性能,這種二次吸能結構也叫它次級載荷路徑(LLP-Lower Load Path)。
 
如下圖是這種結構專門用來滿足行人保護標準而設計的,將下面的加強筋連接到主吸能路徑上,前面的加強筋用于行人保護,而這種結構在高速碰撞時不會吸收多少能量,所以這種結構并沒有形成第二個載荷路徑。
 
下面這個低載荷傳遞路徑LLP被連接到發(fā)動機支架上,通過發(fā)動機后支架將能量傳遞到汽車的下半身部分。這個低載荷傳遞路徑可能在主載荷傳遞路徑之前或之后結束。下圖是綠色的突出部分是由塑料制成的用于行人保護部件,實際碰撞中會確保因塑料破裂而造成的輕微碰撞中能量傳遞有限,但在嚴重碰撞中,該傳遞路徑會參與載荷傳遞以降低侵入。
 
而下面的LLP有很大的不同,下面載荷傳遞路徑的縱梁向前突出,并且突出部分有牢固的縱心支撐,發(fā)生嚴重碰撞時可以將能量傳遞到發(fā)動機支架上。另外前面突出的部分分別向外側傾斜10°,這是兼顧RCAR的性能需要,因為RCAR結構測試壁障呈10°角。
 
LLP結構對行人保護來說是非常有利的,它本來就是為行人保護而開發(fā)的。
 
在高速碰撞中,LLP也可以增加碰撞載荷的傳遞和吸收,有利于減小乘員艙的侵入。
但這個LLP對低速碰撞影響就較大了。用帶有LLP結構進行低速碰撞試驗:使用RCAR工況撞擊車輛前端,速度15.3kph,可以發(fā)現(xiàn)主吸能盒和LLP吸能盒都壓潰。
 
在這個結構中由于LLP載荷傳遞路徑連接到發(fā)動機后支架,在發(fā)生低速碰撞時,下面LLP路徑是承擔載荷傳遞的,在碰撞后,往往從表面上看出LLP路徑后支架的損壞情況,但為了安全起見,往往會對預防性地更換支架,即使在定損時決定保留支架,但在這種碰撞情況下也需要進行額外的車輪定位工作,所以在低速碰撞中,LLP明顯是一個缺陷,它會大幅增加修理費用。
 
通過一系列試驗表明,對于有LLP路徑結構的車輛,總體上是不利的。發(fā)動機艙是布置很密集的地方,額外的侵入將很可能提高維修的成本,尤其是突出的LLP結構可能會對增加維修成本和保險費。另外帶有LLP載荷路徑結構的車輛在約束系統(tǒng)標定方面也有很大的影響。 
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