Бампер (автомобиль)

редактировать

Хромированный передний бампер на Ford Taunus 1958 года Задний бампер со встроенным задние фонари и защитный кожух с резиновым покрытием на бампере 1970 AMC Ambassador

A 1970 года - это конструкция, прикрепленная к переднему и заднему концам автомобиля или интегрированная с ними, для поглощения удара при незначительном столкновении, что в идеале сводит к минимуму затраты на ремонт. Еще в 1904 году на автомобилях появились жесткие металлические бамперы, которые выполняли преимущественно декоративную функцию. Многочисленные разработки, улучшения в материалах и технологиях, а также повышенное внимание к функциональности для защиты компонентов транспортных средств и повышения безопасности с годами изменили бамперы. Бамперы идеально минимизируют несоответствие высоты между транспортными средствами и защищают пешеходов от травм. Были приняты нормативные меры для снижения затрат на ремонт транспортных средств и, в последнее время, воздействия на пешеходов.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Физика
  • 3 Безопасность пешеходов
  • 4 Несоответствие высоты
    • 4.1 Грузовик и автомобиль
    • 4.2 Внедорожник и автомобиль
  • 5 Нормы
    • 5.1 Международные стандарты
      • 5.1.1 Безопасность пешеходов
      • 5.1.2 Bull Bar
      • 5.1.3 Бамперы для бездорожья
    • 5.2 США
      • 5.2.1 Первые стандарты 1971 года
      • 5.2.2 Регулирующее влияние на конструкцию
      • 5.2.3 Стандарты нулевого ущерба 1976
      • 5.2.4 Снижение строгости в 1982 году
    • 5.3 Канада
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Дополнительная литература

История

Бамперы сначала были просто жесткими металлическими стержнями. Джордж Альберт Лайон изобрел самый ранний автомобильный бампер. Первый бампер появился на автомобиле в 1897 году, и его установил чешский производитель автомобилей Nesselsdorfer Wagenbau-Fabriksgesellschaft. Конструкция этих бамперов была ненадежной, поскольку выполняла только косметическую функцию. Ранние владельцы автомобилей заменяли болт подвески передней пружины на достаточно длинные, чтобы можно было прикрепить металлический стержень. G.D. Fisher запатентовал скобу бампера, чтобы упростить установку аксессуара. Первый бампер, поглощающий удары, появился в 1901 году. Он был изготовлен из резины, и Фредерик Симмс получил патент на это изобретение в 1905 году.

1955 Cadillac Eldorado с сильно хромированным покрытием Dagmar Бампер "или" пуля "

Бамперы были добавлены автопроизводителями в середине 1910-х годов, но состояли из стальных полос спереди и сзади. Бамперы, которые часто рассматривались как дополнительный аксессуар, становились все более и более распространенными в 1920-х годах, поскольку автомобильные конструкторы сделали их более сложными и прочными. В течение следующих десятилетий хромированные бамперы стали тяжелыми, изысканными и все более декоративными до конца 1950-х годов, когда американские автопроизводители начали устанавливать новые тенденции в области бамперов и дизайн для конкретных брендов. В 1960-е годы стали использоваться более легкие хромированные бамперы в виде лезвий с окрашенным металлическим балдахином, заполняющим пространство под ним. Многокомпонентная конструкция стала нормой, поскольку автопроизводители встраивали в бамперы решетки, освещение и даже задний выхлоп.

В 1968 Pontiac GTO General Motors использовала пластиковый передний бампер цвета кузова Endura, предназначенный для поглощения ударов на малых скоростях без остаточной деформации. Он был показан в телевизионной рекламе, где Джон ДеЛориан ударил по бамперу кувалдой, и никаких повреждений не последовало. Подобные эластомерные бамперы были доступны на передней и задней части 1970-71 Plymouth Barracuda. В 1971 году Renault представила пластиковый бампер (листовой формовочный состав ) на Renault 5.

. Текущая практика проектирования заключается в том, что конструкция бампера на современных автомобилях состоит из пластиковое покрытие поверх стержня арматуры из стали, алюминия, стеклопластика или пластика. Бамперы большинства современных автомобилей изготавливаются из комбинации поликарбоната (PC) и акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), называемого PC / ABS.

Ford Model A (1927–31).) с металлическими бамперами 1955 Lincoln Capri с большим сильно хромированным бампером середины XX века Pontiac GTO (1968-1972) с новаторским эластомерным бампером, предназначенным для поглощения низкой скорости удар без остаточной деформации

Физика

Бамперы обеспечивают защиту других компонентов автомобиля за счет рассеивания кинетической энергии, генерируемой ударом. Эта энергия является функцией массы транспортного средства и скорости в квадрате. Кинетическая энергия равна 1/2 произведения массы и квадрата скорости. В форме формулы:

E k = 1 2 mv 2 {\ displaystyle E _ {\ text {k}} = {\ tfrac {1} {2}} mv ^ {2}}E _ {\ text {k }} = {\ tfrac {1} {2}} mv ^ {2}

Бампер, защищающий автомобиль. компоненты от повреждений на скорости 5 миль в час должны быть в четыре раза прочнее, чем бампер, который защищает на скорости 2,5 мили в час, при этом рассеивание энергии столкновения сосредоточено в крайней передней и задней части автомобиля. Небольшое увеличение защиты бампера может привести к увеличению веса и снижению топливной эффективности.

. До 1959 года такая жесткость считалась полезной для безопасности пассажиров автомобильными инженерами. Современные теории транспортного средства ударопрочности указывают в противоположном направлении - на автомобили, которые постепенно мнутся. Полностью жесткий автомобиль может иметь отличную защиту бампера для компонентов транспортного средства, но будет обеспечивать низкую безопасность пассажиров.

Безопасность пешеходов

Бамперы все чаще разрабатываются для уменьшения травм до пешеходы сбиты автомобилями, например, из-за использования бампера из гибких материалов. Передние бамперы, в частности, были занижены и изготовлены из более мягких материалов, таких как пена и измельченный пластик, чтобы уменьшить тяжесть удара по ногам.

Несоответствие высоты

Повреждения от низкоскоростного, но высокого уровень воздействия; энергопоглощающая система переднего бампера полностью обходится и остается нетронутой.

Для легковых автомобилей высота и расположение бамперов законодательно определены в соответствии с правилами США и ЕС. Бамперы не защищают от столкновений на средней скорости, потому что во время экстренного торможения подвеска изменяет шаг каждого транспортного средства, поэтому бамперы могут обходить друг друга при столкновении. Предотвратить отключение и откат можно за счет очень высоких поверхностей бампера. Активная подвеска - еще одно решение, позволяющее удерживать автомобиль ровно.

Высота бампера от поверхности дороги важна для срабатывания других защитных систем. Датчики срабатывания подушек безопасности обычно не срабатывают до тех пор, пока не соприкоснутся с препятствием, и важно, чтобы передние бамперы были первыми частями транспортного средства, вступающими в контакт в случае лобового столкновения, чтобы оставалось достаточно времени для надувания защитные подушки.

Энергопоглощающие зоны сжатия совершенно неэффективны, если их физически обойти; крайний пример этого происходит, когда приподнятая платформа тягача с прицепом полностью заходит за передний бампер легкового автомобиля, и первый контакт происходит со стеклянным лобовым стеклом салона.

Грузовик против легкового автомобиля

Столкновения при преодолении препятствий, при которых автомобиль меньшего размера, например, легковой седан, скользит под более крупным автомобилем, таким как тягач с прицепом, часто приводит к серьезным последствиям. травмы или смертельные случаи. Платформа типичного тягача с прицепом находится на уровне головы сидящего взрослого в типичном легковом автомобиле и может вызвать серьезную травму головы даже при столкновении на средней скорости. Ежегодно в США таким образом погибают около 500 человек.

После гибели актрисы Джейн Мэнсфилд в 1967 году в автомобильной / грузовой аварии, Национальное управление безопасности дорожного движения США рекомендовал требовать задний противоподкатной защитный кожух, также известный как «стержень Мэнсфилда», «стержень ICC » или «бампер DOT (Департамент транспорта)». Они не должны находиться на расстоянии более 22 дюймов (56 см) от дороги. Транспортная отрасль не спешит модернизировать эту функцию безопасности, и нет никаких требований по ремонту балок ICC, поврежденных в процессе эксплуатации. Однако в 1996 году НАБДД повысило требования к конструкции защиты заднего противоподкатного механизма на грузовых прицепах, а Transport Canada пошло дальше, введя еще более строгие требования к энергопоглощающим задним защитным ограждениям. В июле 2015 года НАБДД выпустило предложение о повышении требований США к характеристикам противоподкатных ограждений.

Многие европейские страны также потребовали боковые противоподкатные ограждения для предотвращения смертельных столкновений, когда автомобиль ударится о грузовик сбоку. В Японии, США и Канаде используются различные типы боковых противоподкатных ограждений такого типа. Однако они не требуются в Соединенных Штатах.

Правило 58 ООН устанавливает требования к задним противоподкатным устройствам (RUPD) и их установке, в том числе грузовые автомобили и прицепы различных типов должны иметь такие устройства с высота над землей не более 45 см (17,7 дюйма), 50 см (19,7 дюйма) или 55 см (21,7 дюйма).

внедорожник и автомобиль

Несоответствие между Внедорожник высота бампера и легковой автомобиль боковой ударный луч позволили получить серьезные травмы на относительно низких скоростях. В отличие от грузовиков, внедорожники с бамперами на расстоянии более 22 дюймов (56 см) от дороги запрещены в США, как и автомобили с топливным баком, расположенным за задней осью (см. Ford Pinto ). В Соединенных Штатах NHTSA изучает, как решить эту проблему по состоянию на 2014 год.

Помимо смертельных столкновений, расходы на ремонт столкновений легковых автомобилей и внедорожников также могут быть значительными из-за несоответствия высоты. Это несоответствие может привести к настолько серьезным повреждениям транспортных средств, что они станут непригодными для эксплуатации после столкновений на низкой скорости.

Правило

В большинстве юрисдикций бамперы требуются для всех транспортных средств. Правила для автомобильных бамперов были введены в действие по двум причинам - чтобы позволить автомобилю выдерживать столкновение на малой скорости без повреждения систем безопасности транспортного средства, и для защиты пешеходов от травм. Эти требования противоречат друг другу: бамперы, которые хорошо выдерживают удары и минимизируют затраты на ремонт, как правило, больше травмируют пешеходов, в то время как бамперы, удобные для пешеходов, как правило, требуют более высоких затрат на ремонт.

Хотя системы бамперов транспортного средства предназначены для поглощения энергии столкновений на малой скорости и помогают защитить безопасность автомобиля и других дорогостоящих компонентов, расположенных поблизости, большинство бамперов спроектированы в соответствии только с минимальными нормативными стандартами.

Международные стандарты

Международные правила безопасности, первоначально разработанные как европейские стандарты под эгидой Организации Объединенных Наций в настоящее время приняты в большинстве стран за пределами Северной Америки. В них указано, что системы безопасности автомобиля должны по-прежнему нормально функционировать после прямого маятникового удара или удара движущегося барьера со скоростью 4 км / ч (2,5 миль / ч) в переднюю и заднюю части, а также в передние и задние углы со скоростью 2,5 км / ч. (1,6 миль в час) на высоте 45,5 см (18 дюймов) над землей с загруженным или разгруженным транспортным средством.

Безопасность пешеходов

Европейские страны ввели правила для решения проблемы 270 000 смертей ежегодно в пешеходные / автомобильные аварии по всему миру.

Bull bar

Специальные бамперы, известные как «Bullbar » или «roo bar», защищают транспортные средства в сельской местности от столкновений с крупными животными. Однако исследования показали, что такие перекладины увеличивают угрозу смерти и серьезных травм пешеходов в городских условиях, потому что дуга жесткая и передает всю силу удара пешеходу, в отличие от бампера, который поглощает некоторую силу и мнется. В Европейском Союзе запрещена продажа жестких металлических упоров, которые не соответствуют соответствующим стандартам безопасности пешеходов.

Бамперы для бездорожья

В внедорожниках часто используются внедорожные бамперы, изготовленные из толстого металла, для улучшения клиренса (высоты над поверхностью земли), увеличения углов съезда, очистки более крупных шин и обеспечения дополнительной защиты. Бамперы для бездорожья, похожие или идентичные бамперам, имеют жесткую конструкцию и не поглощают (за счет пластической деформации) энергию при столкновении, что более опасно для пешеходов, чем заводские пластиковые бамперы. Законность использования внедорожных бамперов на вторичном рынке зависит от юрисдикции.

США

Нормативы по бамперам в Соединенных Штатах сосредоточены на предотвращении несчастных случаев на низкой скорости, нарушающих безопасную эксплуатацию транспортного средства, ограничении повреждений компонентов транспортного средства, связанных с безопасностью, и сдерживании затрат на ремонт после аварии.

Первые стандарты 1971

71 Dart Front Bumper L.jpg 74 Valiant Front Bumper.jpg
71 Dart Rear Bumper.jpg 74 Valiant Rear Bumper.jpg
Передний и задний бамперы на автомобилях Chrysler A platform до (слева, 1971 г.) и после (справа, 1974 г.) вступил в силу стандарт США на скорость 5 миль в час. Бамперы 1974 года выступают дальше от кузова, и задний бампер больше не содержит задних фонарей.

. В 1971 году Национальная администрация безопасности дорожного движения США (NHTSA) выпустила первые в стране правила, применимые к пассажирам. автомобильные бамперы. Федеральный стандарт безопасности автотранспортных средств № 215 (FMVSS 215) «Внешняя защита» вступил в силу 1 сентября 1972 года, когда большинство автопроизводителей приступили к производству своих автомобилей модельного года 1973 года. Стандарт запрещает функциональное повреждение указанных компонентов, связанных с безопасностью, таких как фары и компоненты топливной системы, когда автомобиль подвергается краш-тестам с барьером на скорости 5 миль в час (8 км / ч) для передней части и 2,5 миль в час ( 4 км / ч) для систем заднего бампера. Требования фактически исключили конструкцию автомобильных бамперов, в которых использовались встроенные компоненты автомобильного освещения, такие как задние фонари.

В октябре 1972 года Конгресс США принял Закон об информации об автомобилях и об экономии затрат (MVICS), который требовал от NHTSA издать стандарт на бамперы, который дает «максимально возможное снижение затрат на общественности и потребителю ". В число рассмотренных факторов входили затраты и выгоды от внедрения, влияние стандарта на расходы на страхование и судебные издержки, экономия времени и неудобств потребителей, а также соображения, касающиеся здоровья и безопасности. Легковые автомобили 1973 года выпуска, продаваемые в США, использовали различные конструкции. Они варьировались от нединамических версий с прочными резиновыми ограждениями до «восстанавливаемых» конструкций с телескопическими амортизаторами, заполненными маслом и азотом.

Стандарты были ужесточены для легковых автомобилей 1974 модельного года со стандартной высотой передней части. и задние бамперы, которые могут выдерживать угловые удары со скоростью 5 миль в час (8 км / ч) без повреждения фар, оборудования безопасности и двигателя автомобиля. В законе не было положения, позволяющего потребителям «отказаться» от этой защиты.

Влияние нормативных требований на дизайн

Автомобили для рынка США были оснащены громоздкими, массивными, тяжелыми, выступающими бамперами. чтобы соответствовать стандарту бамперов со скоростью 5 миль в час, действовавшему с 1973 по 1982 год. Это часто означало дополнительную общую длину автомобиля, а также новую конструкцию передней и задней части, включающую более мощные энергопоглощающие бамперы, что увеличивало вес конечностей автомобиля. автомобиль. Легковые автомобили имели скрывающие зазоры гибкие панели-заполнители между бамперами и кузовом, что придавало им «массивный блочный вид». Заметным исключением в том году стало новое купе AMC Matador, которое отличалось «отдельно стоящими» бамперами с резиновыми гетрами, скрывающими выдвижные амортизаторы.

США (слева) и остальной мир (справа)
Mercedes 300SD 1979 года 116.120.jpg Mercedes Benz W116 aka 280SE в Бельгии.jpg
BMW- 535is.jpg BMW 525i E28 01.jpg
Lamborghini Countach US spec 5000QV.jpg Lamborghini Countach (8014529631).jpg
Передние бамперы на Mercedes-Benz W116 (вверху), BMW E28 5 Series (в центре), Lamborghini Countach (дно). Американские бамперы больше и выступают дальше от кузова.

Все «отечественные» автомобили имели эту особенность, и импортные автомобили также должны были соответствовать. За очень немногими исключениями, такими как Volvo 240 и Rolls-Royce Silver Shadow, иностранные производители продавали эту функцию только на рынках, которые требовали ее, в США и Канаде, так что остальная часть Модели -the-world имели заметно отличную внешность.

Требования к высоте бампера в США фактически сделали некоторые модели, такие как Citroën SM, неожиданно неприемлемыми для импорта в США. В отличие от международных правил безопасности, правила США были написаны без положений о гидропневматической подвеске.

Стандарты защиты от повреждений 1976

Требования, опубликованные в рамках MVICS, были объединены с требованиями Federal Motor Стандарт безопасности транспортных средств номер 215 (FMVSS 215, «Внешняя защита транспортных средств»), обнародованный в марте 1976 года. Этот новый стандарт на бамперы был включен в Свод федеральных правил США в 49 CFR 581 отдельно от Федеральные стандарты безопасности транспортных средств, 49CFR571. Новые требования, применимые к легковым автомобилям 1979- модельного года, были названы стандартом "Phase I". В то же время требование нулевого ущерба, «Фаза II», было введено в действие для бамперных систем на автомобилях 1980 года и более новых. Самые строгие требования предъявлялись к автомобилям моделей 1980–1982 годов; Требовались краш-тесты переднего и заднего барьера и маятника со скоростью 5 миль в час (8 км / ч), и не было допущено никаких повреждений бампера за пределами вмятины ⁄ 8 дюйма (10 мм) и ⁄ Смещение 4 дюйма (19 мм) от исходного положения.

Отдельно стоящий амортизирующий бампер с нулевым повреждением со скоростью 5 миль в час на модели 1976 AMC Matador купе

с полным приводом » кроссоверные "автомобили, такие как AMC Eagle, были классифицированы как многоцелевые автомобили или грузовики и, таким образом, не подпадали под действие стандартов на бампера для легковых автомобилей.

Строгость была снижена в 1982 г.

Недавно избранная администрация Рейгана обязалась использовать анализ затрат и выгод для снижения нормативной нагрузки на промышленность, которая повлияла на этот стандарт.

Как подробно описано в разделе Физика, до 1959 года люди считали, что чем прочнее конструкция, включая бамперы, тем безопаснее автомобиль. Более поздний анализ привел к пониманию зон деформации, а не жесткой конструкции, которая оказалась смертельной для пассажиров, потому что сила удара шла прямо внутрь транспортного средства и на пассажира.

NHTSA внесла поправки в стандарт на бампер в мае 1982 года, уменьшив вдвое скорость переднего и заднего краш-теста для 1983 года и новые автомобильные бамперы с 5 миль в час (8 км / ч) до 2,5 миль в час (4 км / ч), а скорость в краш-тестах на поворотах с От 3 миль в час (5 км / ч) до 1,5 миль в час (2 км / ч). Кроме того, требование Фазы II о нулевом повреждении было отменено до допуска на повреждение Фазы I. В то же время требование к высоте бампера легкового автомобиля от 16 до 20 дюймов (41-51 см) было установлено для легковых автомобилей.

NHTSA оценило результаты своего изменения в 1987 году, отметив, что оно привело к снижению веса и производственных затрат, компенсируемых более высокими затратами на ремонт.

Несмотря на эти выводы, группы потребителей и страховые компании осудили ослабленный бампер стандарт. Они представили аргумент, что стандарт 1982 года увеличил общие потребительские затраты без каких-либо сопутствующих выгод, за исключением автопроизводителей. В 1986 году Союз потребителей обратился в NHTSA с ходатайством о возвращении к стандарту фазы II и раскрытию информации о прочности бампера потребителям. В 1990 году НАБДД отклонило это ходатайство.

A рыночный провал возникает, когда потребители не имеют информации, чтобы выбрать автомобили на основе лучших / худших затрат на ремонт. В Соединенных Штатах этому пробелу помогает Страховой институт дорожной безопасности, который подвергает автомобили испытаниям на препятствиях на низкой скорости (6 миль в час или 9,7 км / ч) и публикует информацию о расходах на ремонт. Производители автомобилей, успешно прошедшие эти тесты, будут их предавать огласке.

Например, в 1990 году Страховой институт дорожной безопасности провел четыре краш-теста на трех экземплярах модели <256 за разные годы.>Плимут Горизонт. Результаты проиллюстрировали влияние изменений в правилах США по эксплуатации бамперов (затраты на ремонт указаны в 1990 долларах США ):

  • 1983 Horizon с бамперами Phase-II 5 миль в час: 287 $
  • 1983 Horizon with Phase -I Бамперы со скоростью 2,5 миль в час: 918 долларов
  • Горизонт 1990 года: 1476 долларов США

Канада

Канадский стандарт на бамперы, впервые принятый в то же время, что и США, в целом был похож на Нормативы США 8 км / ч (5 миль / ч). Канада отражала законодательство США в области проектирования в этой области, но не пересматривала его до 4 км / ч (2,5 миль / ч) на основе рентабельности 1982 анализ.

Некоторые автопроизводители решили поставлять более прочные бамперы канадской спецификации на рынок Северной Америки, в то время как другие предпочли предоставить более слабые бамперы на рынке США, что еще одно препятствие для частного импорта автомобилей между США и Канадой.

В начале 2009 года нормативные акты Канады были изменены, чтобы привести их в соответствие с федеральными стандартами США и международными правилами ЕЭК. Как и в США, Группы защиты потребителей были недовольны этим изменением, в то время как канадские регулирующие органы утверждали, что испытательная скорость 4 км / ч (2,5 мили в час) используется во всем мире и более совместима с улучшенной защитой пешеходов при столкновениях транспортных средств с пешеходами .

См. Также

На Викискладе есть материалы, связанные с Бамперами.

Ссылки

Дополнительная литература

Последняя правка сделана 2021-05-13 05:14:19
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте