CN105083186A - 格栅角度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种格栅角度调节装置，其中格栅包括多个板条和至少两根肋条，多个板条均以枢转方式连接到至少两根肋条上；至少两根肋条中的第一肋条固定于具有热发生源的装置上；该格栅角度调节装置包括连接杆和记忆部件，连接杆的一端连接到少两根肋条中的第二肋条上，另一端连接到记忆部件上。当热发生源产生的热量使得记忆部件所占空间内的温度改变到记忆部件的变形温度时，记忆部件的变形，从而使得记忆部件通过连接杆和至少两根肋条调整多个板条的倾斜角度。该格栅角度调节装置的益处在于：当其用于汽车时，记忆部件的变形由例如发动机的热发生源产生的热量引起，通过改变进气格栅的角度，达到增加或降低发动机散热性能目的，降低车辆本身的能源消耗。

Description

格栅角度调节装置

技术领域

本发明涉及格栅角度调节装置，具体涉及利用记忆部件调整发动机格栅角度的格栅角度调节装置。

背景技术

车辆是由多个系统组成的复杂的机械设备，其通过在发动机消耗燃料来将内能转化为动能，从而驱动车轮行驶。由于车辆主要用途为运输工具，因此，对其动能的利用是车辆的应用重点。但是由于车辆在启动预热阶段和运行阶段对车辆前舱的温度要求不同，即在车辆的启动预热阶段，希望车辆前舱的温度尽快升高，使发动机达到热机状态，而在车辆运行阶段，希望车辆前舱的温度不要过高，以免影响发动机的动力性能。通过利用温度场模拟分析软件对车辆前舱的温度场进行分析可以得知，当车辆在运行过程中，车辆前舱的温度明显高于外界的温度，而车辆在启动预热阶段，车辆前舱的温度与外界温度基本相等。因此，如何调节车辆前舱温度场，使位于车辆前舱的发动机工作在最优温度范围，从而提高车辆效率，以实现绿色环保理念并保护人类的生存环境是目前车辆技术研发的方向之一。

公开号为CN101600589A的中国专利申请公开了一种用于机动车辆的外部格栅装置，其包括前围罩板格栅和用柔性塑料制成的滤网，滤网的孔小于格栅的孔。该中国专利申请由于采用滤网解决了现有技术中附加格栅制造成本高、重量大的缺陷。

授权公告号为CN201105630Y的实用新型专利公开了一种单向式后斜风格栅，其包括固定板、上阀板和下阀板，由于上阀板和下阀板的构造只允许驾驶室内的空气通过通风格栅，从而解决了车辆高速行驶时将驾驶室外部的空气吸入到驾驶室内，影响驾驶舒适性的缺陷。

上述用于车辆的格栅均未揭示利用记忆部件调整发动机格栅角度的发动机格栅角度调节装置。这种采用了记忆部件的发动机格栅角度调节装置相对于电动调节格栅的方式而言，更节约能源。

发明内容

本发明的目的是提供一种格栅角度调节装置，以解决现有技术存在的问题。本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

本发明的一个技术方案提供了一种格栅角度调节装置，其中格栅包括多个间隔排列的板条和彼此间隔开的至少两根肋条，多个板条均以枢转方式连接到至少两根肋条上，至少两根肋条包括第一肋条和第二肋条，第一肋条固定于具有热发生源的装置上，所述格栅角度调节装置包括：

连接杆，其枢转地通过支点连接到具有热发生源的装置上，包括由支点分隔开的第一区段和第二区段，第二区段的长度大于第一区段的长度，第一区段连接到第二肋条上；以及

记忆部件，其一端固定到具有热发生源的装置上，另一端连接到连接杆的第二区段上；

其中，热发生源产生的热量使得记忆部件所占空间内的温度改变，这导致记忆部件的形状会随之改变，以使得记忆部件通过连接杆和至少两根肋条调整多个板条的倾斜角度。

根据本发明上述技术方案提供的栅角度调节装置，其中多个间隔排列的板条为纵向板条，至少两根肋条为竖向肋条，至少两根肋条中的第一肋条固定于具有热发生源的装置的底板上，连接杆枢转地通过支点连接到具有热发生源的装置的底板上，记忆部件的一端固定到具有热发生源的装置的底板上。

根据本发明上述技术方案提供的栅角度调节装置，其中热发生源为内燃机和/或电机，具有热发生源的装置为车辆，内燃机和/或电机产生的热量会使得记忆部件所在的车辆前舱内的温度改变，从而使得记忆部件的形状改变，以便记忆部件通过连接杆和至少两根肋条调整多个板条的倾斜角度。

根据本发明上述技术方案提供的栅角度调节装置，其中记忆部件由镍钛合金制造。

根据本发明上述技术方案提供的栅角度调节装置，其中记忆部件呈螺旋状。

根据本发明上述技术方案提供的栅角度调节装置，其中所述格栅角度调节装置还包括设置在连接杆第二区段上的开关，用于解除记忆部件与连接杆之间的连接，从而解除记忆部件对格栅的调节功能。

根据本发明上述技术方案提供的栅角度调节装置，其中开关通过手动或电动方式实现。

根据本发明上述技术方案提供的栅角度调节装置，其中当记忆部件所占空间内的温度改变到低于记忆部件的变形温度时，记忆部件将保持在原始状态，此时多个板条保持在第一倾斜角度。

根据本发明上述技术方案提供的栅角度调节装置，其中当记忆部件所占空间内的温度改变到超过记忆部件的变形温度时，记忆部件会发生变形，记忆部件通过连接杆和至少两根肋条调整多个板条的倾斜角度，使得多个板条保持在第二倾斜角度，其中第二倾斜角度小于第一倾斜角度。

本发明的格栅角度调节装置的优点在于：通过采用记忆部件调节发动机格栅角度，可以降低车辆本身的能源消耗，提高车辆的经济性和驾驶乐趣，降低CO₂的排放，实现绿色环保理念。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1示出了车辆处在启动预热阶段时的发动机格栅角度调节装置。以及

图2示出了车辆处在运行阶段时的发动机格栅角度调节装置。

部件及标号列表

1	记忆部件
		2	开关
3	连接杆
		4	发动机格栅
4a	发动机格栅纵向板条
		4b	发动机格栅竖向肋条
5	车辆前舱盖
		6	车身
7	车辆前舱
		8	支点
9	前保险杠支点

具体实施方式

图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

在以下说明中，纵向、竖直以及横向的取向是如图1和2中由符号L、V、T符号所指示的方向，然而这并非是限制性的。

图1示出了车辆处在启动预热阶段时的发动机格栅角度调节装置。图2示出了车辆处在运行阶段时的发动机格栅角度调节装置。如图1和图2所示，根据本发明一个实施方式的发动机格栅角度调节装置包括：记忆部件1、开关2、连接杆3以及发动机格栅4。发动机格栅角度调节装置设置在由车辆前舱盖5和车身6形成的车辆前舱7内。

发动机格栅4在车辆前舱盖5和车身6之间沿纵向延伸，包括彼此间隔开的多个纵向板条4a和彼此间隔开的至少两根竖向肋条4b。在本发明的一个实例中，发动机格栅4通过发动机格栅框架连接在车辆前舱盖5和车身6之间。具体地，发动机格栅4通过发动机格栅框架连接在车辆前舱盖5和车辆前保险杠支点9之间。每个纵向板条4a均以可枢转的方式连接到至少两根竖向肋条4b上，至少两根竖向肋条4b中的第一竖向肋条连接到车身6的底板上，至少两根竖向肋条4b中的第二竖向肋条以可枢转方式连接到连接杆3的靠近其的一端上，至少两根竖向肋条4b中第一竖向肋条和第二竖向肋条间隔开足够距离，以便以均衡方式支撑多个纵向板条4a。记忆部件1的一端固定到车身6的底板上，记忆部件1的另一端连接到连接杆3远离发动机格栅4的一端上。

连接杆3通过支点8以可枢转方式连接到车身6的底板上，连接杆3由支点8分成了第一区段和第二区段，其中第一区段靠近发动机格栅4，第二区段靠近记忆部件1，第二区段的长度大于第一区段的长度。开关2设置在连接杆3的第二区段上。

如图1所示，当车辆前舱的温度与外界温度基本相等时，记忆部件1处于原始状态，此时记忆部件1不会使得连接杆3偏离水平方向而向发动机格栅4的第二竖向肋条施加竖直向下的作用力，发动机格栅4的多个纵向板条4a保持原始倾斜状态。

如图2所示，当车辆前舱温度会超过某一温度（例如记忆部件的变形温度）时，记忆部件1会逐渐从原始状态变化到变形状态（例如伸长状态），这使得连接杆3偏离水平方向而向发动机格栅4的第二竖向肋条施加竖直向下的作用力，发动机格栅4的多个纵向板条4a从原始倾斜状态逐渐过渡到变化后倾斜状态，该发动机格栅4的多个纵向板条4a在变化后倾斜状态下的变化后倾斜角度小于其在原始倾斜状态下的原始倾斜角度。通过记忆部件1的变形来调整发动机格栅4的角度，从而控制车辆前舱气流和进气量，以达到调节前舱温度的目的，使发动机和/或电机工作在最优温度范围。当车辆前舱温度再次与外界温度基本相等时，记忆部件1会恢复到原始状态。

根据本发明的发动机格栅角度调节装置的记忆部件的设计流程包括以下步骤：

步骤1：测量热发生源温度；

步骤2：确定与热发生源温度相对应的格栅角度；

步骤3：根据与热发生源温度相对应的格栅角度并通过杠杆比计算出需要的温控弹簧高度，从而建立热发生源温度与温控弹簧高度之间的关系；以及

步骤4：选择符合热发生源温度与温控弹簧高度之间的关系的温控弹簧。

结合实例对上述步骤进行详细介绍：

在步骤1中，热发生源温度例如通过温度传感器测得。在步骤2中，例如可通过公式（1）拟合出热发生源的不同温度下格栅与地平面间所成的角度，其中y表示格栅与地平面间所成的角度（单位：度），x表示温度（单位：℃）：

y=-0.000006x⁴+0.001x³–0.103x²+3.844x+2.24（1）。

公式（1）适用于实例车型，不同车型根据计算采用不同的计算公式。

在步骤3中，例如可通过公式（2）计算出格栅与地平面间所成角度与弹簧高度之间关系，其中y表示格栅与地平面间所成的角度（单位：度），θ表示记忆合金温控弹簧为自由高度时格栅与地平面所成的角度（单位：度），z表示弹簧高度（单位：mm），t表示杠杆比：

z=22*(sinθ-siny)*t+40.2（2）。

通过公式（1）与公式（2），可以获得公式（3）以计算热发生源温度与弹簧高度之间关系，其中x表示热发生源温度（单位：℃），z表示弹簧高度（单位：mm），θ表示记忆合金温控弹簧为自由高度时格栅与地平面所成的角度（单位：度），t表示杠杆比：

z=22*[sinθ-sin(-0.000006x⁴+0.001x³–0.103x²+3.844x+2.24)]*t+40.2（3）。

在步骤4中，例如可以从市场上购买热发生源温度与温控弹簧高度之间的关系的记忆合金温控弹簧。

以下（例如表1中）示出了根据根据本发明的发动机格栅角度调节装置的记忆部件的设计流程来根据发动机舱温度确定格栅与地平面间所成的角度以及温控弹簧高度的实例。

表1：根据发动机舱温度确定格栅与地平面间所成的角度以及温控弹簧高度的实例

在表1中，记忆合金温控弹簧为自由高度时格栅与地平面所成的角度定为45度，格栅调节杠杆的杠杆比为1，格栅横向两连接点间距为22mm，则在不同动机舱温度下格栅旋转角度如表1所示。

根据表1列出的热发生源温度（例如发动机舱温度）与温控弹簧高度之间的关系，从市场上购买了由镍钛合金制成的螺旋状记忆合金温控弹簧。具体而言，在一个实施例中，由镍钛合金制成的螺旋状记忆合金温控弹簧有效圈数为6圈、簧丝直径为3.25mm、弹簧内径为18.2mm、弹簧外径为24.7mm、自由长度为40.2mm。

根据不同的热发生源的不同温度，确定出不同的热发生源的温度与温控弹簧高度之间的关系，从而从市场上购买符合该关系的其他记忆合金温控弹簧，而这也将落在本发明的保护范围内。

记忆部件利用车辆发动机本身在不同运行状态产生的温度差异，通过其本身的记忆特性，进行机械能的转化，具体地通过形成记忆部件的记忆材料本身的变形使得连接杆3通过杠杆原理致使发动机格栅4竖直向上或向下运动，从而调节发动机格栅4的倾斜角度，以便控制车辆前舱气流和进气量。采用记忆材料的发动机格栅角度调节装置由于变形例如由发动机和/或电机产生的热量引起，因而其相对于电动调节格栅更节约能源。

需要说明的是，记忆部件1也可以采用其他具有记忆功能的材料制造且可以具有其他的形状，而这也将落在本发明的保护范围内。

当驾驶人员希望解除对发动机格栅的调节功能时，可以通过开关2将记忆部件1与发动机格栅4的连接取消。开关2可以通过手动、电动等方式实现。

本发明的格栅角度调节装置的优点在于：通过采用记忆部件调节发动机格栅角度，可以降低车辆本身的能源消耗，提高车辆的经济性和驾驶乐趣，降低CO₂的排放，实现绿色环保理念。

Claims (9)

1.一种格栅角度调节装置，其中格栅包括多个间隔排列的板条和彼此间隔开的至少两根肋条，多个板条均以枢转方式连接到至少两根肋条上，至少两根肋条包括第一肋条和第二肋条，第一肋条固定于具有热发生源的装置上，所述格栅角度调节装置包括：

连接杆，其枢转地通过支点连接到具有热发生源的装置上，包括由支点分隔开的第一区段和第二区段，第二区段的长度大于第一区段的长度，第一区段连接到第二肋条上；以及

记忆部件，其一端固定到具有热发生源的装置上，另一端连接到连接杆的第二区段上；

其中热发生源产生的热量使得记忆部件所占空间内的温度改变，这导致记忆部件的形状会随之改变，以使得记忆部件通过连接杆和至少两根肋条调整多个板条的倾斜角度。

2.如权利要求1所述的格栅角度调节装置，其特征在于，多个间隔排列的板条为纵向板条，至少两根肋条为竖向肋条，至少两根肋条中的第一肋条固定于具有热发生源的装置的底板上，连接杆枢转地通过支点连接到具有热发生源的装置的底板上，记忆部件的一端固定到具有热发生源的装置的底板上。

3.如权利要求1所述的格栅角度调节装置，其特征在于，热发生源为内燃机和/或电机，具有热发生源的装置为车辆，内燃机和/或电机产生的热量会使得记忆部件所在的车辆前舱内的温度改变，从而使得记忆部件的形状改变，以便记忆部件通过连接杆和至少两根肋条调整多个板条的倾斜角度。

4.如权利要求1所述的格栅角度调节装置，其特征在于，记忆部件由镍钛合金制造。

5.如权利要求1所述的格栅角度调节装置，其特征在于，记忆部件呈螺旋状。

6.如权利要求1所述的格栅角度调节装置，其特征在于，所述格栅角度调节装置还包括设置在连接杆第二区段上的开关，用于解除记忆部件与连接杆之间的连接，从而解除记忆部件对格栅的调节功能。

7.如权利要求6所述的格栅角度调节装置，其特征在于，开关通过手动或电动方式实现。

8.如权利要求1所述的格栅角度调节装置，其特征在于，当记忆部件所占空间内的温度改变到低于记忆部件的变形温度时，记忆部件将保持在原始状态，此时多个板条保持在第一倾斜角度。

9.如权利要求1所述的格栅角度调节装置，其特征在于，当记忆部件所占空间内的温度改变到超过记忆部件的变形温度时，记忆部件会发生变形，记忆部件通过连接杆和至少两根肋条调整多个板条的倾斜角度，使得多个板条保持在第二倾斜角度，其中第二倾斜角度小于第一倾斜角度。