CN110682883B - 一种全封闭汽车格栅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车格栅领域，尤其涉及一种全封闭汽车格栅。其包括格栅主体及设置在格栅表面的飞翼、车标和饰条，所述格栅主体为全封闭式结构，其正面为弧形面；所述车标和饰条固定设置在格栅主体正面；所述飞翼与格栅主体表面固定连接，其设置在格栅主体的正面和/或侧面和/或背面。本发明全封闭式汽车格栅能够有效防止粉尘进入到发动机舱，并且减小了汽车行驶过程中由汽车格栅产生的空气阻力；具有较高的红外光透光率，并且能够有效降低可见光的透光率；间接提高了全封闭式汽车格栅的散热性能。

Description

一种全封闭汽车格栅

技术领域

本发明涉及汽车格栅领域，尤其涉及一种全封闭汽车格栅。

背景技术

随着汽车环保法规越来越严，电动汽车正在逐步替代传统的燃油汽车。而在汽车格栅的作用上，原本传统的燃油车汽车格栅主要作用在于对水箱、发动机等进行气体交换确保其正常工作和散热，并防止行驶中外来物件对发动机舱内部的破坏以及车头美观彰显个性等，但电动汽车发动机却并不像燃油车发动机需要换气，并且其散热要求也更低，所以对于电动汽车的格栅，目前更多偏向于彰显个性的设计。

但目前汽车格栅多少网孔结构，灰尘较多，清理比较麻烦，同时多孔结构对行车时空气阻力较大，增加汽车的能源消耗，为此，本发明首先提出了一种全封闭式的汽车格栅，避免灰尘进入到发动机舱并且能够减小空气阻力。但全封闭汽车格栅却也存在一定缺陷，由于其全封闭式设计散热必然会大幅度减弱，因此还需要从材质上对其进行改良。此外，目前的汽车多带有测距功能。目前最常用、最普遍的便是声波测距，通过发出超声波再检测到发出的超声波，同时根据声速计算物体的距离，但是由于声速较低，汽车在高速行驶时其准确性下降，并且声速容易受到温度和风向等干扰，因此存在局限性较大，部分情况下使用时精度较低等缺陷。因此，许多汽车还用到了红外测距装置。通常红外测距装置设置在车头，其在汽车高速行驶时可对本车与前方物体距离进行测量，配合控制系统能够实现距离预警甚至实现自主降速、刹车等，但传统燃油车能够方便地将红外测距装置设置在格栅内，因为格栅存在空隙能够良好地通过红外光波，而全封闭式汽车格栅若要与红外测距装置实现良好的配合，在对其材质改进上还需要考虑到红外光透过率。

经检索目前国内并未有相应具备良好红外透射功能的全封闭格栅专利申请公开。

发明内容

为解决现有的汽车格栅多具备孔结构，其在用于电动汽车时存在灰尘容易进入、难以清理，以及产生较大的空气阻力，而简单改进为全封闭格栅后又存在散热性显著下降且难以与红外测距装置进行适配使用等一系列问题，本发明提供了一种全封闭式汽车格栅。其目的在于：一、能够形成全封闭式的汽车格栅结构，能够防止粉尘进入到发动机舱；二、对汽车格栅前端面进行改进，减小汽车行驶过程中产生的空气阻力；三、对格栅主体材质进行改进，提高其红外透射能力；四、通过提高其红外透射能力，进一步使得电动机所产生的热量能够以热辐射的形式进行发散。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种全封闭汽车格栅，包括格栅主体及设置在格栅表面的飞翼、车标和饰条，

所述格栅主体为全封闭式结构，其正面为弧形面；

所述车标和饰条固定设置在格栅主体正面；

所述飞翼与格栅主体表面固定连接，其设置在格栅主体的正面和/或侧面和/或背面。

格栅主体为全封闭式结构，所指的即是格栅主体上并无设置前后相通的孔结构或网格结构等，使得整体全封闭式汽车格栅安装在汽车上后能够对发动机舱实现密封，此为全封闭式结构。格栅主体正面为弧形面，相较于平面而言，其空气导流效果更好，能够有效减小空气阻力，进而节省汽车的能耗。

作为优选，

所述车标和飞翼通过胶粘和/或焊接的方式与格栅主体固定连接；

所述饰条通过卡接和/或胶粘和/或焊接的方式与格栅主体固定连接。

上述均为常规的连接方式，其稳定性高，相互之间可实现配合、组合使用，并且方便加工。

作为优选，

所述格栅主体的可见光透光率≤15%；

所述格栅主体的红外光透光率≥80%。

格栅是阻挡在汽车前方的主要部分也是面积最大的部分，因此若要提高全封闭式汽车格栅的红外光透光率，则改善格栅主体的红外光透光率所能起到的效果最优。降低可见光的透光率可提高全封闭式汽车格栅装设后的美观性，避免内部发动机舱直接曝露在视线中。

作为优选，

所述格栅主体由透明树脂和色料混合制备；

所述透明树脂为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸树脂中的任意一种或多种。

上述透明树脂是最为常见且常用的透明树脂，其用于制备格栅主体能够确保其具有良好的力学性能，并且来源广泛、成本低廉，加工制备的工艺均十分成熟，具有良好的普适性。

作为优选，

所述透明树脂和色料的质量比为100：（5～8）；

所述色料为Zn@C混合色料，其由下述工艺制备：

1）分别配制聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液；

2）向每升聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入氯化锌，配制为氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液；

3）将氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液混合，进行恒温加热反应并过滤得到固体产物；

4）将固体产物置于保护气氛中进行高温压制，即得到粉状的Zn@C混合色料。

上述方法中，首先控制氯化锌与硫代乙酰胺的配比以及恒温加热反应条件实现化学沉淀，形成硫化锌的制备，在此过程中聚乙烯吡咯烷酮主要作用在于控制化学沉淀所形成的硫化锌颗粒的大小，由于其体积效应能够促进硫化锌颗粒的细化，并且其非常极易溶于水，因此后续过滤后能够实现基本无残留。过滤后所得的固体产物以硫化锌微粉为主，硫化锌微粉上残余有有机物成分，并且通过本方法制备所得的硫化锌微粉本身具备结构色，即结构本身所产生的颜色，该种显色方式所显出的颜色具有呈色稳定、不易褪色等优势。

再在后续进一步的高温压制过程中，有机物形成均匀分散的炭黑，炭黑的黑色与硫化锌的结构色混合呈色，呈现为黑色，即所得粉状的Zn@C混合色料为黑色。该色料相较于常规着色树脂或染色剂等，具有呈色更加稳定、不褪色、各角都呈色均匀等一系列的优点，同时，硫化锌本身是一种红外透射材料。

但是硫化锌的透射性能具有强烈的波动性，如限制光波波长在1300nm范围内，部分硫化锌比较容易透射1000～1300nm波段的光波，部分硫化锌比较容易透射700～1300nm波段的光波，还有部分硫化锌则可实现350～1300nm波段的光波透射等等，常规制备的硫化锌容易产生混杂，虽然其均具有较强的红外光透光性能，但部分会导致格栅主体的可见光透光性能大幅度上升，制得整体格栅主体呈现一种黑色透明的状态，而在施加高温热压后，硫化锌结构进一步发生改变，能够得到粒径分布相对更加单一、趋于340～380nm的硫化锌粉末，并且形成大量的微气孔，微气孔形成可见光的散射中心，导致大量的可见光散射，因此能够实现可见光的过滤，进而实现单一红外光的透过，确保红外光透光率可达80%以上而可见光的透光率低于15%。

高的红外光透光率使得格栅主体能够与红外测距设备产生良好的配合，确保红外测距设备在被全封闭式汽车格栅包覆后仍能够进行正常的工作。此外，发动机产生的温度通常在数十摄氏度，在该温度范围内，热辐射主要以波长较大、能量较小的红外光为主，因此高的红外光透光率还能够促进发动机向外热辐射，进而产生一定促进散热的效果。

作为优选，

步骤1）所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度为0.5～1.2g/L；

步骤1）所述硫代乙酰胺水溶液的浓度为5～10g/L；

步骤2）所述氯化锌/聚乙烯比咯烷酮水溶液中氯化锌浓度为15～25g/L。

上述浓度为各原料及添加剂的最佳配比范围，能够实现最优的制备效果。

作为优选，

步骤3）中氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液以体积比1：（0.8～1.2）的比例混合；

步骤3）所述恒温加热反应的条件为：在80～90℃条件下反应3～6h。

氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液以近乎等比的体积比混合，混合后搅拌并且恒温加热即可实现反应，温度过低容易导致反应效率低下，而温度过高，若高于150℃则容易产生副反应、生成杂质导致整体品质下降。

作为优选，

步骤4）所述保护气氛为氮气或氩气气氛；

步骤4）所述高温压制条件为：800～950℃条件下以245～275MPa的压力压制25～35min。

在上述条件下进行高温压制能够促进硫化锌结构的改善，使其粒径趋于均一并且提高对可见光的吸收芯、形成更多的散射中心避免可见光的透过。

本发明的有益效果是：

1）能够有效防止粉尘进入到发动机舱，并且减小了汽车行驶过程中由汽车格栅产生的空气阻力；

2）具有较高的红外光透光率，并且能够有效降低可见光的透光率；

3）间接提高了全封闭式汽车格栅的散热性能。

说明书附图

图1为本发明全封闭式汽车格栅的结构示意图；

图中：1格栅主体，2车标，3饰条，4飞翼。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。

实施例1

格栅主体1的制备：

分别配制0.5g/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液和5g/L的硫代乙酰胺水溶液，向每升聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入氯化锌，配制为氯化锌浓度为15g/L的氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液，将氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液以体积比1：1.2的比例混合，在85℃条件下反应6h并过滤得到固体产物，将固体产物置于氩气气氛中在950℃条件下以245MPa的压力压制25min，即得到粉状的Zn@C混合色料；

将聚碳酸酯和Zn@C混合色料以质量比为100：8的比例混合，置于90℃条件下烘料4h去除水分，随后倒入ENGLE 1700吨压注注塑机的炮筒中，经过120秒的压注注塑，得到最大厚度为3mm格栅主体1，将注塑所得的格栅主体1置于工装支架上，在120℃烘道内40min去除内应力，随后利用无水乙醇擦洗清洁，依次在格栅主体1背面涂覆有机硅涂料、120℃烘烤30min形成有机硅涂层、在格栅主体1正面涂覆有机硅涂料、125℃烘烤35min形成有机硅涂层，所用有机硅涂料为市售防水耐磨的有机硅/氧化钛涂料。

飞翼4制备：

将烘干后的ABS粒料放入到海天800吨的注塑机炮筒中，经过90秒单色注塑，得到注塑飞翼4。

饰条3制备：

将烘干后的ABS粒料放入到海天1600吨的注塑机炮筒中，经过120秒单色注塑，得到注塑饰条3。

车标2根据需求进行定制或外购。

再取少量聚碳酸酯和Zn@C混合色料以质量比为100：8的比例混合，置于90℃条件下烘料4h去除水分，随后倒入ENGLE 1700吨压注注塑机的炮筒中，经过120秒的压注注塑，得到15×15cm、厚度2～3mm的试样，对试样进行光透性测试。

经测试，本实施例所制得的格栅主体1可见光透光率为12%、红外光透光率为82%。

将所制得的饰条3通过卡接的方式与格栅主体1侧面固定连接，再利用胶粘的方式进一步固定，将所购得的车标2及飞翼4首先通过胶粘的方式初步固定在格栅主体1上，再利用焊接的方式点焊车标2及飞翼4的边缘处进一步固定，即制得如图1所示的全封闭式汽车格栅。

实施例2

格栅主体1的制备：

分别配制1.2g/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液和10g/L的硫代乙酰胺水溶液，向每升聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入氯化锌，配制为氯化锌浓度为25g/L的氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液，将氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液以体积比1：0.8的比例混合，在80℃条件下反应6h并过滤得到固体产物，将固体产物置于氮气气氛中在800℃条件下以275MPa的压力压制35min，即得到粉状的Zn@C混合色料；

将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸树脂质量比1：1混合得到的透明树脂和Zn@C混合色料以质量比为100：5的比例混合，置于90℃条件下烘料4h去除水分，随后倒入ENGLE 1700吨压注注塑机的炮筒中，经过120秒的压注注塑，得到最大厚度为2mm格栅主体1，将注塑所得的格栅主体1置于工装支架上，在120℃烘道内40min去除内应力，随后利用无水乙醇擦洗清洁，依次在格栅主体1背面涂覆有机硅涂料、120℃烘烤30min形成有机硅涂层、在格栅主体1正面涂覆有机硅涂料、125℃烘烤35min形成有机硅涂层，所用有机硅涂料为市售防水耐磨的有机硅/氧化钛涂料。

飞翼4制备：

将烘干后的ABS粒料放入到海天800吨的注塑机炮筒中，经过90秒单色注塑，得到注塑飞翼4。

饰条3制备：

将烘干后的ABS粒料放入到海天1600吨的注塑机炮筒中，经过120秒单色注塑，得到注塑饰条3。

车标2根据需求进行定制或外购。

再取少量丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸树脂质量比1：1混合得到的透明树脂和Zn@C混合色料以质量比为100：5的比例混合，置于90℃条件下烘料4h去除水分，随后倒入ENGLE 1700吨压注注塑机的炮筒中，经过120秒的压注注塑，得到15×15cm、厚度2mm的试样，对试样进行光透性测试。

经测试，本实施例所制得的格栅主体1可见光透光率为13%、红外光透光率为85%。

将所制得的饰条3通过胶粘的方式固定在格栅主体1上，将所购得的车标2及飞翼4首先通过胶粘的方式初步固定在格栅主体1上，再利用焊接的方式点焊车标2及飞翼4的边缘处进一步固定，即制得如图1所示的全封闭式汽车格栅。

实施例3

格栅主体1的制备：

分别配制1.0g/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液和8g/L的硫代乙酰胺水溶液，向每升聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入氯化锌，配制为氯化锌浓度为18.5g/L的氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液，将氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液以体积比1：1的比例混合，在90℃条件下反应3h并过滤得到固体产物，将固体产物置于氮气气氛中在950℃条件下以275MPa的压力压制30min，即得到粉状的Zn@C混合色料；

将聚碳酸酯和Zn@C混合色料以质量比为100：5的比例混合，置于90℃条件下烘料4h去除水分，随后倒入ENGLE 1700吨压注注塑机的炮筒中，经过120秒的压注注塑，得到最大厚度为3mm格栅主体1，将注塑所得的格栅主体1置于工装支架上，在120℃烘道内40min去除内应力，随后利用无水乙醇擦洗清洁，依次在格栅主体1背面涂覆有机硅涂料、120℃烘烤30min形成有机硅涂层、在格栅主体1正面涂覆有机硅涂料、125℃烘烤35min形成有机硅涂层，所用有机硅涂料为市售防水耐磨的有机硅/氧化钛涂料。

飞翼4制备：

将烘干后的ABS粒料放入到海天800吨的注塑机炮筒中，经过90秒单色注塑，得到注塑飞翼4。

饰条3制备：

将烘干后的ABS粒料放入到海天1600吨的注塑机炮筒中，经过120秒单色注塑，得到注塑饰条3。

车标2根据需求进行定制或外购。

再取少量聚碳酸酯和Zn@C混合色料以质量比为100：5的比例混合，置于90℃条件下烘料4h去除水分，随后倒入ENGLE 1700吨压注注塑机的炮筒中，经过120秒的压注注塑，得到15×15cm、厚度3mm的试样，对试样进行光透性测试。

经测试，本实施例所制得的格栅主体1可见光透光率为11%、红外光透光率为84%。

将所制得的饰条3通过卡接的方式与格栅主体1侧面固定连接，再利用胶粘的方式进一步固定，将所购得的车标2及飞翼4首先通过胶粘的方式初步固定在格栅主体1上，再利用焊接的方式点焊车标2及飞翼4的边缘处进一步固定，即制得如图1所示的全封闭式汽车格栅。

Claims (5)

1.一种全封闭汽车格栅，包括格栅主体及设置在格栅表面的飞翼、车标和饰条，其特征在于：

所述格栅主体为全封闭式结构，其正面为弧形面；

所述车标和饰条固定设置在格栅主体正面；

所述飞翼与格栅主体表面固定连接，其设置在格栅主体的正面和/或侧面和/或背面；

所述格栅主体的可见光透光率≤15%；

所述格栅主体的红外光透光率≥80%；

所述格栅主体由透明树脂和色料混合制备；

所述透明树脂为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸树脂中的任意一种或多种；

所述透明树脂和色料的质量比为100：（5～8）；

所述色料为Zn@C混合色料，其由下述工艺制备：

1）分别配制聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液；

2）向每升聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入氯化锌，配制为氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液；

3）将氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液混合，进行恒温加热反应并过滤得到固体产物；

4）将固体产物置于保护气氛中进行高温压制，即得到粉状的Zn@C混合色料；步骤4）所述高温压制条件为：800～950℃条件下以245～275MPa的压力压制25～35min。

2.根据权利要求1所述的一种全封闭汽车格栅，其特征在于，

所述车标和飞翼通过胶粘和/或焊接的方式与格栅主体固定连接；

所述饰条通过卡接和/或胶粘和/或焊接的方式与格栅主体固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种全封闭汽车格栅，其特征在于，

步骤1）所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度为0.5～1.2g/L；

步骤1）所述硫代乙酰胺水溶液的浓度为5～10g/L；

步骤2）所述氯化锌/聚乙烯比咯烷酮水溶液中氯化锌浓度为15～25g/L。

4.根据权利要求1所述的一种全封闭汽车格栅，其特征在于，

步骤3）中氯化锌/聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硫代乙酰胺水溶液以体积比1：（0.8～1.2）的比例混合；

步骤3）所述恒温加热反应的条件为：在80～90℃条件下反应3～6h。

5.根据权利要求1所述的一种全封闭汽车格栅，其特征在于，

步骤4）所述保护气氛为氮气或氩气气氛。

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