CN104724190A

CN104724190A - 车辆前部扰流板

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Publication number: CN104724190A
Application number: CN201410811486.7A
Authority: CN
Inventors: G·尼杰曼; L·瑞威坎普
Original assignee: Apollo Tire Global R & D Center
Current assignee: Apollo Tire Global R & D Center; Apollo Tyres Global R&D BV
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: NL2012011C2; US20150175222A1; CN104724190B; EP2886427B1; US9394012B2; EP2886427A1

Abstract

一种车辆前扰流板，包括设置在所述车辆前部区间的柔性气流导向元件，所述柔性气流导向元件在所述车辆的横向Y延伸，还包括致动部件，所述致动部件用于相对所述车辆的前部在延伸的工作位置和缩回的非工作位置之间移动所述柔性气流导向元件，在所述缩回的非工作位置，所述柔性气流导向元件向后折叠到所述车辆前部的后面，所述柔性气流导向元件由橡胶复合物制成，所述橡胶复合物包括各向异性的增强线纺织结构，所述增强线纺织结构在Y方向的断裂伸长率为5％至50％，所述增强线纺织结构在Z方向上的断裂伸长率小于在Y方向上的断裂伸长率。柔性气流导向元件在工作位置和非工作位置之间移动时，具有相对较低的迟滞损耗。

Description

车辆前部扰流板

技术领域

本发明涉及车辆前部扰流板，包括柔性气流导向元件和用于移动该柔性气流导向元件的致动部件。本发明还涉及在车辆前扰流板中使用的柔性气流导向元件。

背景技术

在专利US7055891中公开了具有可移动柔性气流导向元件的机动车辆的柔性扰流板。公开的车辆扰流板包括接装板，柔性气流导向元件的一个边缘连接于接装板。通过致动部件，柔性气流导向元件可被设置并移动返回到围绕与接装板连接的基本位置处，基本位置位于缩回的非工作位置和延伸的工作位置之间。在缩回的非工作位置，柔性气流导向元件靠在接装板处，在延伸的工作位置处，柔性气流导向元件被设置并形成车辆的保险杠的延伸部。

能够迅速将柔性气流导向元件从向外折叠的工作位置带到向内折叠的缩回位置，并在该位置保持预定的时间是非常重要的。另外，能够迅速的将柔性气流导向元件从向内折叠的非工作位置带到向外折叠的工作位置也是非常重要的。在扰流板的生命周期内，需要进行大量次数的柔性气流导向元件的这种运动，优选地，这些运动基本是可逆的。在低温时，应当避免或者至少限制任何的迟滞损耗。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有柔性气流导向元件的车辆扰流板，该柔性气流导向元件可迅速的移动相对较大的次数，这些运动基本上是可逆的并且展示了相对较低的迟滞损耗。

一种车辆前扰流板，特别地包括设置在车辆的前部区间的柔性气流导向元件，该柔性气流导向元件在车辆的横向Y延伸覆盖至少部分前部的宽度，还包括致动部件，其用于相对于车辆的前部在延伸的工作位置和缩回的非工作位置之间的部分移动柔性气流导向元件。在延伸的工作位置，柔性气流导向元件形成Z方向上的车辆前部的延伸。在缩回的非工作位置，柔性气流导向元件向后折叠到所述车辆前部之后，柔性气流导向元件的材料为橡胶复合物，该橡胶复合物包括各向异性的增强线纺织结构，该增强线纺织结构具有Y方向的断裂伸长率为5％至50％，其在Z方向上的断裂伸长率小于其在Y方向上的断裂伸长率。

通过将柔性气流导向元件向后折叠到车辆前部之后，扰流板的柔性气流导向元件已经在工作位置和非工作位置之间移动，提供柔性气流导向元件足够的硬度，使其能充分执行其功能。

在其中的一个实施例中，提供车辆前扰流板，其中，其Y方向上的断裂伸长率为10％至45％，优选为15％至40％，最优选地为20％至35％。

在其中的一个实施例中，提供车辆前扰流板，其中，其Z方向上的断裂伸长率为尽可能的低。在车辆前扰流板的具体实施例中，Z方向上的断裂伸长率小于10％，更优选的小于5％，最优选的小于3％。

在其中的一个实施例中，车辆前扰流板包括增强线纺织结构，增强线纺织结构包括在Y方向上和在Z方向上延伸的纱线。在有用的实施例中，在Y方向上延伸的纱线包括聚酰胺纱线。合适的聚酰胺纱线(例如尼龙6,6)具有的断裂伸长率为21％或者更多，在负荷为4kg、5kg和10kg时，硬度为12％，900至2000分特的纱线的强度为8kg到18kg。

在其中的一个实施例中，车辆前扰流板包括增强线纺织结构，其中，Z方向延伸的纱线包括聚酯纱线和/或纤维素纱线，如人造纤维。

纺织结构中使用的增强线由纱线构成。如在此处使用的，“纱线(yarn)”是单一的连续丝或者线，或者多束捻搓、掺杂、纺织或者组装在一起的连续丝或者线。此处使用的线或者“缆线股(cabled strand)”代表了相互捻在一起或者围绕中心纱线缠绕多束纱线。增强线可能为复合混合线。“混合(hybrid)”指的是至少两种不同强度的材料。“复合(composite)”指的是线包含绕核包裹或者缠绕的缆线股。

此处使用的“丝(Filament)”指的是相对柔软，宇观均匀的主体，在与长度垂直的横截面上具有高的长宽比。丝的横截面可以为任何形状，在优选地实施例中为圆形或者基本上为圆形。

“纱线”为连续的纤维或者丝股的专业术语。纱线以下列的形式存在：1)众多捻在一起的纤维；2)众多叠加在一起没有捻的丝；3)众多以一定的捻度叠加在一起的丝；4)没有捻在一起的单根丝(单根丝)；5)有捻或者没有捻的窄条材料。

如果可行，“分特(dtex)”被理解为纱线被捻之前10000米以克为单位的纱线的重量。

在其中的一个实施例中，当在工作位置和非工作位置之间移动时，柔性气流导向元件显示进一步减少的迟滞损耗。其中，增强线纺织结构中的Y方向和Z方向的纱线在固定的节点处相交。交叉节点的固定可以以现有技术中的任何方式来进行，例如通过物理和/或化学粘结方式，和/或通过机械方式。特别合适的机械方式包括形成围绕节点的环路和/或互连或者在节点处的Y方向和Z方向纱线之间形成桥的丝、纤维或者纱线。增强线的纺织结构具有机械固定节点，其可以以现有技术的任何方式提供，例如，通过编织和/或针织。在优选实施例的车辆前扰流板中，增强线纺织结构包括针织结构。特别优选的为具有Y方向和Z方向纱线的机械固定节点的针织结构，因为包括该结构的车辆前扰流板提供特别低的迟滞损耗，特别是在低温时，例如，低于0℃，更优选地低于-20℃，最优选地低于-40℃。

一实施例中使用的纺织结构的面积重量可在较宽范围内变化。为了给柔性前扰流板提供充足的硬度和强度，应当加入充足量的增强线和纱线。在一实施例中与车辆前扰流板相关，其中，增强线纺织结构的面积重量为从100g/m²到300g/m²，更优选地为从150g/m²到250g/m²，最优选的为从170g/m²到220g/m²。

为了增强纺织结构的操作性，一实施例的车辆前扰流板包括增强线纺织结构，根据DIN53853(纺织品的检验，织物的测定)，该增强线纺织结构具有的单丝支数(end count)为：在Y方向上为35到65根/dm，在Z方向上为15到30根/dm。

另一实施例中的车辆前扰流板的特征为增强线纺织结构的Y方向和/或Z方向纱线为螺旋捻(helically twisted)的，由此，在一个实施例中，特别优选地，在增强线纺织结构中，只有Y方向纱线是螺旋捻的。

纱线捻度可在一个较宽的范围内变化，但在车辆前扰流板中，Y方向和/或Z方向纱线具有的纱线捻度范围优选为50到200捻回每米(turns per meter)。

纱线可根据Z捻或者S捻进行捻搓(twisted)，由此，在车辆前扰流板中，Y方向和/或Z方向纱线特别优选地具有S捻。在另一改进地实施例中，在车辆前扰流板中，Y方向和/或Z方向纱线包括Z捻的丝。

在柔性气流导向元件中，增强线纺织结构的量会很大，但通常被限制在1至5之间，更优选地为1至3之间，由此，车辆前扰流板优选地可只包括增强线纺织结构。

应用在本实施例的柔性前扰流板中的橡胶复合物可通过本领域技术人员已知的方式制备。任何已知的混合橡胶、填料和其它添加剂的方法原则上是适合该目的。因此，使用内部混合器或班伯里混合机(Banbury mixer)、单或双螺杆挤出机装置、刀片捏合机、Buss共捏合机(Buss Co-kneader)、辊等，可混合橡胶，辅以添加剂和/或如果需要，辅以其它聚合物。通过相关橡胶的流变性质基本确定合适的混合温度。

橡胶复合物中的橡胶可选自现有技术已知的橡胶。通常的，这些橡胶具有低于-10℃的玻璃化转变温度Tg，虽然这是不重要的。适合于应用的橡胶选自下面的橡胶：天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶。如果需要，共聚的苯乙烯、丁二烯异戊二烯共聚物橡胶、氯丁橡胶、丁基和丙烯橡胶和乙烯-丙烯共聚物，如果需要，包括：第三共聚二烯单体如1,4-己二烯、二环戊二烯、二环，亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯和四氢化茚。应用于车辆前扰流板中的橡胶聚合物优选的为乙烯-丙烯橡胶，更优选的为乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)。上述橡胶的混合物也是可以的。

合适的交联剂包括酚醛树脂结合有氯化锡化合物作为催化剂，以及以硫和/或过氧化物为基础的交联剂。其它的添加物也可以添加到橡胶中。通常的添加物的例子为稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、填料、染料、颜料、阻燃剂、导电纤维和增强纤维。橡胶聚合物还可以包括油作为添加物，和/或石油增塑剂。

橡胶可被部分着色。原则上可以使用本领域技术人员知道的任何染料，例如有机和/或无机染料，染料在橡胶中是可溶的和/或不可溶的。还可加入适用于橡胶的交联剂，并且交联剂例如包括例如硅烷化合物。如果需要，橡胶还可包括碳黑颗粒和/或二氧化硅颗粒，原则上，可以为任何种类的颗粒。

在柔性气流导向元件中，可以以任何方式提供增强线纺织结构，通过层叠橡胶复合层和一个或者多个增强线纺织结构以及模压产生的组装的压缩来提供，优选地结合柔性气流导向元件中的橡胶复合物来提供。在现有技术中，通常首先使用橡胶压延增强线，橡胶优选地在增强线的上面或者下面。这便于处理和提供增强线和橡胶复合物之间的更好的粘合。在一个实施例中，提供车辆前扰流板，其中，橡胶复合物包括没有被橡胶压延的增强线纺织结构。

在一个实施例中，提供车辆前扰流板，其中，增强线纺织结构的表面包括粘性低分子量化合物，更优选的为增强线纺织结构的平面表面包括粘性低分子量化合物，最优选地为增强线纺织结构的上表面和下表面包括粘性低分子量化合物。

在一个实施例中，提供柔性气流导向元件，其用于车辆前扰流板中。

在一个实施例中，柔性气流导向元件适于设置在车辆的前部的区间，并且在所述车辆的横向Y方向延伸所述前部的至少部分宽度。该柔性气流导向元件进一步适于被致动部件移动，该致动部件用于相对于所述车辆的前部在延伸的工作位置和缩回的非工作位置之间移动柔性气流导向元件。在延伸的工作位置，在Z方向，柔性气流导向元件形成车辆前部的延伸。在缩回的非工作位置，柔性气流导向元件向后折叠到车辆前部之后。柔性气流导向元件由橡胶复合物制成，橡胶复合物包括各向异性的增强线纺织结构，该增强线纺织结构具有Y方向的断裂伸长率为5％至50％，其在Z方向上的断裂伸长率小于其在Y方向上的断裂伸长率。

在上面的车辆扰流板的描述中，对柔性气流导向元件的优选地实施例进行了描述。

附图说明

通过结合示例以及附图对本发明的实施例进行描述，其中：

图1为一实施例中的设有柔性前扰流板的车辆的前部的立体图；

图2为车辆的前部的截面图，其中在缩回的非工作位置设有图1所示的柔性前扰流板；

图3为车辆的前部的截面图，其中在延伸的工作位置处设有图1所示的柔性前扰流板；

图4为一实施例中的各向异性的增强线纺织结构的俯视图；

图5为另一实施例中的各向异性的增强线纺织结构的俯视图；

图6为又一实施例中的各向异性的增强线纺织结构的俯视图；

图7为一实施例中的增强线纺织结构中的优选地纱线的构造的侧视图。

具体实施方式

请参考图1，汽车的前部1包括多个侧翼2、设置在多个侧翼2之间的引擎罩3、设置在引擎罩3之前的稍微弯曲的前部4，前部4形成保险杠。在一个实施例中，前部4连接于柔性的前扰流板10。前扰流板10包括柔性气流导向元件12，柔性气流导向元件12设置在汽车的前部4的区间上，并在汽车的横向Y方向(行驶方向的横向)上延伸，并且在前部4的整个宽度上延伸，即，从前部4的左侧部40之下的自由端延伸到车辆前侧部4的相对侧的另一自由端16。

如图2和图3所示，车辆前扰流板10进一步包括致动部件11，其用于相对于前部4在缩回的非工作位置和延伸的工作位置之间移动柔性气流导向元件12，如图2所示，在缩回的非工作位置，柔性气流导向元件12向后(在图中向右)折叠到前部4之后。如图3所示，在延伸的工作位置处，柔性气流导向元件12在Z方向形成车辆前部4的延伸。柔性气流导向元件12可移动到图2和图3中的极限位置或极限位置之间的位置。

柔性气流导向元件12位于一Y方向的边缘上，并且通过接装板20连接于前部4，接装板20连接于前部4的下侧。柔性气流导向元件12可位于自由边缘部22，其设有挠曲弹性杆24，柔性弹性杆24设置在腔室26中，腔室26在Y方向穿过柔性气流导向元件12。杆24优选地由(纤维增强型的)PTFE或者另一种与腔室26的周围墙壁具有低摩擦力的聚合物制成。

柔性气流导向元件12优选地设有关闭装置28，关闭装置28包括设置在接装板20上的磁铁30，磁铁30与金属板32相作用，金属板32设置在柔性气流导向元件12的自由边缘部22。如图2所示，磁铁30和金属板32在柔性气流导向元件12非工作的位置相互吸引，柔性气流导向元件12向后折叠到车辆的前部4之后(相对于车辆的前进方向定义)。这保证了柔性气流导向元件12更好的保留在折叠状态。

图2和图3所示的实施例中的致动部件11包括下面的部件(110，111)，其可被空气或者其它流体填充，和/或从这些部件中排出气体或流体来移动工作位置和不工作位置之间的柔性气流导向元件12。

在一个实施例中，，柔性气流导向元件12的材料为橡胶复合物，该橡胶复合物包括各向异性增强线纺织结构，该各向异性增强线纺织结构在Y方向上的断裂伸长率为5％至50％，其在Z方向上的断裂伸长率低于其在Y方向上的断裂伸长率。因为柔性气流导向元件12优选地在车辆(或者前部4)的宽度的主体部分延伸，柔性气流导向元件12优选地为延长的结构，其长边在Y方向延伸，其短边在Z方向延伸。柔性气流导向元件12随后通过其一纵向边缘连接到前部4(或者接装板20)。相对的纵向边缘形成气流导向部件12的自由边缘22。

图4至6示出了在柔性气流导向元件12中使用的合适的各向异性的增强线纺织结构。

图4示出了部分合适的纺织线结构5，纺织线结构5包括在Y方向上延伸的经纱，以及在Z方向上延伸的纬纱。在一个实施例中，，可以选择该结构中的纱线性能，以致在Y方向上的断裂伸长率是5％至50％，而在Z方向上的断裂伸长率小于在Y方向上的断裂伸长率。

图5示出了部分特别优选地纺织线结构6，该纺织线结构6包括在Y方向上延伸的针织纱线结构60，在Z方向上延伸的纱线61。根据本实施例，Y方向纱线60和Z方向纱线61在交点62处相交，交点62优选地通过纺织方式以丝或者纱线63的形式固定，纱线63在交叉点62连接连接Y方向纱线60和Z方向纱线61。再次的，可以选择结构中纱线的性质，使得Y方向的断裂伸长率为5％到50％，Z方向上的断裂伸长率小于Y方向上的断裂伸长率。

图6示出了部分另一合适的纺织线结构7，该纺织线结构7包括在Y方向上延伸的纱线70，以及在Z方向上延伸的纱线(71，72)。根据本实施例，该结构形成所谓的纱罗组织，其中，交点73主要通过两个纱线(70，71)来固定。在其它的实施例中，可选择该结构中的纱线的性质，使得Y方向上的断裂伸长率为5％到50％，Z方向上的断裂伸长率小于Y方向上的断裂伸长率。

图7的左边示出了纱线的优选的实施例，其中，Y方向纱线(50，60，70)和/或Z方向纱线(51，61，71，72)，优选地只有Y方向纱线(50，60，70)，包括根据Z捻旋捻搓的丝。在获得如上述要求的，具有相对较大的Y方向断裂伸长率的纺织结构中，优选地实施例是特别有帮助的。

捻的方向指的是，当捻被垂直握持时，纱或线的螺旋的斜率的方向。如果螺旋的斜率在方向上与字母“S”的斜率相同，该捻被称为“S”，或者“左手”。如果螺旋的斜率在方向上与字母“Z”的斜率相同，该捻被称为“Z”，或者“右手”。“S”或者“左手”捻的方向被理解为与“Z”或者“右手”捻的方向相反。“纱线捻度”被理解为在纱线被掺入线中之前，传递给纱线的捻度。“线捻度”被理解为当纱线相互编织形成线时，传递给两个或者更多的纱线的捻度。

可能的纱线材料包括，但不限于聚酰胺(尼龙)、芳香族聚酰胺(芳族聚酰胺)、人造丝、聚酯、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚萘二甲酸(PEN)、聚乙烯醇(PVA)、聚酮(PK)和聚苯-2,6-苯并二恶唑(PBO)。在图4至图6所示的纺织结构的实施例中，Y方向纱线(50，60，61)优选包括聚酰胺(尼龙)纱线，其中，Z方向纱线(51，61，71，72)优选包括聚酯纱线。

一个特别优选的柔性气流导向元件12包括如图5所示的加强线的纺织结构6，其具有S捻Y方向尼龙纱线60和Z方向聚酯纱线61，面积重量范围为175g/m²至220g/m²。该纺织结构6具有Y方向上的断裂伸长率约为20％至25％，Z方向上的断裂伸长率为3％至7％。

为了制造柔性气流导向元件12，一层加强线纺织结构与几层合适的橡胶复合物，优选为EPDM橡胶和在合适的硫化温度模压的组装压缩的叠加。纺织结构12优选地应用于未压延的状态，即，预先未使用橡胶对其进行压延。为了更好的粘结橡胶复合物，提供具有粘性低分子量化合物的纺织结构的平面表面是非常有利的。

一个实施例中的车辆扰流板包括柔性气流导向元件12，该柔性气流导向元件12可在图2所示的非工作位置和图3所示的工作位置快速移动多次。一个实施例中的柔性气流导向元件12示出了低迟滞损耗，其运动基本保持在扰流板的生命周期内可逆。

Claims

1.一种车辆前扰流板，其特征在于，包括：

柔性气流导向元件，设置在所述车辆前部区间，所述柔性气流导向元件在所述车辆的横向Y延伸到所述前部的至少部分宽度；及

致动部件，用于相对所述车辆的前部在延伸的工作位置和缩回的非工作位置之间移动所述柔性气流导向元件，在所述延伸的工作位置，所述柔性气流导向元件在Z方向形成所述车辆前部的延伸，在所述缩回的非工作位置，所述柔性气流导向元件向后折叠到所述车辆前部的后面；

所述柔性气流导向元件由橡胶复合物制成，所述橡胶复合物包括各向异性的增强线纺织结构，所述增强线纺织结构在Y方向的断裂伸长率为5％至50％，所述增强线纺织结构在Z方向上的断裂伸长率小于在Y方向上的断裂伸长率。

2.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，Y方向上的断裂伸长率为20％至35％。

3.如权利要求1或者2所述的车辆前扰流板，其特征在于，在Z方向上的断裂伸长率小于10％。

4.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述增强线纺织结构包括在Y方向和Z方向延伸的纱线。

5.如权利要求4所述的车辆前扰流板，其特征在于，在Y方向延伸的纱线包括聚酰胺纱线。

6.如权利要求4或5所述的车辆前扰流板，其特征在于，在Z方向上延伸的纱线包括聚酯纱线和/或纤维素纱线。

7.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述增强线纺织结构的Y方向纱线和Z方向纱线在节点处相交，所述节点是固定的。

8.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述增强线纺织结构包括针织结构。

9.如权利要求8所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述针织结构包括Y方线纱线和Z方向纱线的机械固定的节点。

10.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述增强线纺织结构的面积重量为150g/m²到250g/m²。

11.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，根据DIN 53853，所述增强线纺织结构具有Y方向的单丝支数为35根/dm，Z方向上的单丝支数为25根/dm至30根/dm。

12.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述增强线纺织结构在Y方向和/或Z方向纱线为螺旋捻的。

13.如权利要求12所述的车辆前扰流板，其特征在于，只有所述增强线纺织结构的Y方向纱线是螺旋捻的。

14.如权利要求12或13所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述Y方向纱线和/或所述Z方向纱线具有的纱线捻度为50捻回每米到200捻回每米。

15.如权利要求12所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述Y方向纱线和/或所述Z方向纱线具有S捻。

16.如权利要求4所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述Y方向纱线和/或Z方向纱线包括Z捻的丝。

17.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，包括多于一个的增强线纺织结构。

18.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述增强线纺织结构的表面包括粘性的低分子量化合物。

19.如权利要求1所述的车辆前扰流板，其特征在于，所述橡胶复合物包括没有用橡胶压延的增强线纺织结构。

20.一种柔性气流导向元件，所述柔性气流导向元件用于上述任一项权利要求所述的车辆前扰流板中。