CN112384411A - 由膨胀聚合物材料件制成且包括碰撞吸收区域的机动车辆空气引导件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由膨胀聚合物材料制成的一件式空气引导件(10)，该空气引导件旨在技术前端与车辆的前壁之间集成在所述车辆的前部中，该技术前端通过纵向可压缩元件连接至横向构件，所述车辆的前壁设置有至少一个通风开口，该空气引导件具有前表面(10a)、后表面(10b)以及多个纵向壁(12‑15)，该多个纵向壁将该前表面(10a)连接至该后表面(10b)，并且当该空气引导件安装在该车辆内部时该多个纵向壁与该车辆的纵向方向平行或基本上平行地延伸。本发明的特征在于，至少这些纵向壁(12，14，15)的一部分具有限制区域(Z1‑Z3)，该限制区域具有的厚度比该限制区域的两侧上的壁(12，14，15)的厚度小。
Description
本发明涉及一种旨在被结合在车辆的前部中、尤其是固定至车辆的技术前端的一件式空气引导件。根据本发明的空气引导件由膨胀聚合物材料(尤其是膨胀聚丙烯)件制成，并且包括碰撞吸收区域。
这种空气引导件的功能是在车辆的前壁或前部保险杠表皮中开通道来引导通过至少一个通风开口或格栅进入的空气，以便将该空气引导至在所谓的“冷却组”中成组到一起的一组元件。这个术语用于表示冷却发动机所需的、有时层叠或部分重叠的元件组。该冷却组通常由发动机冷却水散热器、可能的用于冷却涡轮增压器的空气-空气交换器以及冷凝器构成。
在工业中，“技术前端”(FAT)表示位于发动机缸体的前方的结构，并且该结构的功能是支撑多种不同构件，主要是用于支撑发动机缸体的散热器。FAT可以采用许多形式。在某些情况下，该技术前端被简化成简单的横向梁。在其他情况下，该技术前端构成了结合该冷却组的或多或少复杂形式的底盘。FAT还结合了多种不同的功能，比如支撑发动机罩保险杠、支撑发动机罩闩锁或支撑发动机罩闩锁的侧柱等。
遵守越来越严格的CO2排放标准正引导机动车辆建造商减轻车辆重量，而更加强烈地，嵌入在车辆中的驾驶辅助装置(靠近传感器、摄像头、主动制动雷达、死角检测)的数量正趋于增加。本申请人在文献FR3013302中提出了一种由聚合物材料制成的一件式空气引导件。这种空气引导件提供了重量轻且易于生产的优点。还提供了位于横向构件前部的碰撞吸收器，此吸收器能够是独立的块，或者由在车辆的整个宽度上延伸的一件式空气引导件的实心壁形成。在所有情况下，碰撞吸收器是相对体积庞大和笨重的。此外，此元件仅沿着横向构件实现其碰撞吸收功能。
本发明旨在通过提出一种由膨胀聚合物材料制成的一件式空气引导件来克服这些缺点，该空气引导件具有碰撞吸收区域，同时还不笨重或者体积不庞大。
为此，本发明的主题涉及一种由膨胀聚合物材料制成的一件式空气引导件，该空气引导件旨在技术前端与所述车辆的前壁之间结合在车辆的前部中，该技术前端通过纵向可压缩元件链接至横向构件，所述车辆的前壁设置有至少一个通风开口，该空气引导件具有前面、后面以及多个纵向壁，该多个纵向壁将该前面链接至该后面，并且当该空气引导件安装在该车辆内部时该多个纵向壁与该车辆的纵向方向平行或基本上平行地延伸，其特征在于，至少这些纵向壁的一部分具有限制区域，该限制区域的厚度比该限制区域的两侧上的壁的厚度小。
此限制区域形成弱化区域，该弱化区域将允许壁在发生碰撞情况下破裂或折叠。这种破裂或折叠使得能够吸收所经历的碰撞并且减小这种碰撞对位于车辆上的空气引导件后面的车辆元件的影响。
应当注意，限制区域的厚度可以对应于观察到的用于生产和/或零件的承受强度的材料的最小厚度。
用于生产根据本发明的空气引导件的聚合物材料是从膨胀聚合物材料中选定，例如膨胀聚丙烯或膨胀聚苯乙烯，优选是膨胀聚丙烯。“膨胀聚合物材料”应理解为是指由固体聚合物相和分散的气相形成的多孔材料。这种类型的多孔材料有时也称为“泡沫”。这些多孔材料尤其是刚性材料，即在其自身重量的作用下不会发生变形的材料。这类膨胀材料提供了重量轻的优点，这使得可以生产例如重量为约1kg或更小的轻质空气引导件。
有利地，可以使用密度为30g/L至90g/L、优选为30g/L至45g/L的膨胀聚丙烯。
特别地，此空气引导件可以是顶部空气引导件，即在安装空气引导件的位置处布置在机动车辆的横向构件上方。
一些纵向壁可以链接至与车辆纵向方向垂直或基本上垂直的一个或多个直立壁。这些直立壁的存在增加了纵向壁的刚度，不利于碰撞的吸收。在这种情况下，有利地，厚度限制区域可以位于链接至一个或多个直立壁的纵向壁上，从而允许最刚性的纵向壁上的碰撞吸收。
通常，为了良好的效率，有利的是，将限制区域布置成与该区域必须吸收的力/碰撞的方向垂直或基本上垂直。力/碰撞的此方向通常与车辆的纵向方向平行或基本上平行，空气引导件安装在车辆内部。因此，有利地，当将空气引导件安装在车辆内部时，该一个或多个限制区域与该纵向方向垂直地或基本上垂直地延伸。
有利地，每个限制区域可以限定具有扩口U形截面的凹槽。这可以简化限制区域的生产，尤其是通过注射成型。值得注意的是，U形区段的扩口边缘可以在这些边缘之间形成5°至60°的角度，在所示的示例性实施例中通常施加50°的角度。
本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括通过纵向可压缩元件链接至横向构件的技术前端、和设置有至少一个通风开口的前壁，其特征在于，该机动车辆包括布置在横向构件与技术前端之间的根据本发明的至少一个空气引导件。
具体地，该空气引导件可以是也布置在横向构件上方的顶部空气引导件。
现在将参照所附的非限定性附图来对本发明进行说明，在附图中：
-图1是根据本发明的实施例的空气引导件的透视图，该空气引导件在机动车辆的FAT与横向构件之间被安装在车辆的FAT上；
-图2是包括图1的元件和保险杠的车辆的前部部分的正视图；
-图3和图4是图1中表示的顶部空气引导件的透视图；
-图5和图6是沿着图4的线A-A和线B-B的空气引导件的局部截面视图。
在本说明书中，术语前、后、顶部、底部是指当空气引导件被安装在车辆上时车辆的前方方向和后方方向、是指车辆的顶部和底部。轴线X、Y、Z分别对应于该车辆的纵向轴线(从前至后)、横向轴线和竖直轴线，该车辆置于地面上。因此，竖直方向对应于重力方向。
基本上水平、纵向或竖直应理解为是指与水平、纵向或竖直方向/平面形成至多±20°、甚至至多10°的方向/平面。
基本上平行、垂直或呈直角应理解为是指与平行、垂直或直角方向偏离至多±20°、甚至至多10°或至多5°的方向/角。
图1以部分透视图表示了机动车辆的前部部分，在该前部部分上可以看到车辆的FAT 1、最前部横向构件2、和紧固至横向构件2的端部上的纵向可压缩元件3(碰撞盒)。这些可压缩元件3通常在纵梁(未表示)的延伸中固定至FAT 1。在FAT 1和固定至FAT 1的横向构件2之间，布置有顶部空气引导件10和底部空气引导件11。顶部空气引导件10布置在横向构件2上方并支承在其上，而底部空气引导件11布置在横向构件2下方并且固定至该横向构件。
横向构件2(也称为最前部横向构件)是尤其使得可以吸收前端碰撞时的力并根据碰撞的性质来分配这些力的结构部分。此横向构件还用作用于固定元件(比如喇叭)的支架、用于前面几何形状的托架。
FAT 1在此结合了如上限定的冷却组。
图2表示隐藏在前壁4后面的相同元件，该前壁包括用于空气通过的开口5。在此，前壁4是呈两个部分，即顶部部分4a和底部部分4b。然而可以设想一件式壁4。
空气引导件10、11中的每一个由膨胀聚合物材料制成的零件生产，例如通过注射成型获得。在该示例中，聚合物材料是密度为30g/L至90g/L、优选为30g/L至45g/L的膨胀聚丙烯。作为示例，可以使用由JSP公司销售的产品
也可以使用来自BASF公司的产品
图1和图3至图6中表示的空气引导件10具有从车辆的前部可见的前面10a、以及从车辆的后部可见的后面10b。前面10a抵靠车辆的前壁4，而后面10b抵靠FAT 1。此外，空气引导件10包括多个纵向壁12-15，这些纵向壁将前面10a链接至后面10b，并且当空气引导件10安装在车辆内部时这些纵向壁与该车辆的纵向方向X平行地或基本上平行地延伸。因此，这些纵向壁12-15抵靠车辆的前壁4，在发生碰撞的情况下，这些纵向壁将车辆的前部所经受的所有力传递至其自身。
这些纵向壁12-15中的一些还链接至与纵向方向X垂直或基本上垂直延伸的所谓的直立壁16-19。因此，纵向壁12链接至两个直立壁16和17，纵向壁15链接至直立壁17，纵向壁14链接至两个直立壁18、19。这种布置有助于提高空气引导件的刚度，但是对于碰撞的吸收而言会产生问题、尤其是在低速(小于15km/h)碰撞时。
根据本发明，如在图5和图6中可见，纵向壁12、14、15分别设置有限制区域Z1、Z2、Z3，其厚度(在图中对于区域Z1和Z3分别用附图标记E1、E3表示)小于该限制区域的两侧的壁12、14、15的厚度。在所表示的示例中，限制区域Z1、Z3的厚度E1或E3分别对应于壁的最小厚度。此最小厚度可以取决于空气引导件制造方法和/或取决于膨胀聚合物材料的密度。例如，对于密度为30g/L至60g/L的膨胀聚丙烯，此最小厚度可以为10mm±1mm至12mm±1mm。对于密度为30g/L，最小厚度通常为12mm。对于密度为45g/L，最小厚度通常为10mm。
通常，在所表示的示例中，限制区域Z1-Z3采取具有扩口U形截面的凹槽的形式。这种形式提供了易于实施的优点。
作为示例，密度为30g/L时，合适的厚度在12mm与16mm之间(包括极限值)，其中限制区域的厚度在8mm与12mm之间(包括极限值)。例如，对于密度为30g/L，标称厚度通常为15mm，限制厚度为12mm。对于密度为45g/L，标称厚度通常为13mm，限制厚度为10mm。可以局部地提供具有大约8mm限制的局部区域，然后这些局部区域可能需要在模具中移动。
根据本发明，这些限制区域的存在使得在车辆前部经受以下碰撞时可以释放能量，比如：
-低速碰撞(常称为“小碰撞”或停车碰撞＜5km/h)，限制了对车辆的外部部分(保险杠)的破坏，
-从10km/h到15km/h的碰撞，因此限制了待更换的零件和修理费用，
-所谓的行人碰撞，限制了伤害的严重性。
因此，可以非常简单地减小碰撞的影响。
已经参照顶部空气引导件描述了本发明。然而，应理解的是，即使在形成在底部空气引导件和顶部空气引导件二者的空气引导件上，也可以在底部空气引导件上产生如上所述的限制区域。
本发明也不受限于限制区域的数量和位置，限制区域的数量和位置将取决于空气引导件的刚性点的数量和位置和/或取决于位于空气引导件后面的元件的数量和位置，这些元件寻求保护而免于碰撞。
本发明使得可以非常简单地生产能够吸收碰撞、尤其是小的碰撞的弱化区域，不过该弱化区域损害了空气引导件的功能，即该空气引导件的壁的密封性，而不会明显增加该空气引导件的生产的复杂性。
Claims (7)
1.一种由膨胀聚合物材料制成的一件式空气引导件(10)，该空气引导件旨在技术前端(1)与车辆的前壁(4)之间结合在所述车辆的前部中，该技术前端通过纵向可压缩元件(3)链接至横向构件(2)，所述车辆的前壁设置有至少一个通风开口(5)，该空气引导件具有前面(10a)、后面(10b)以及多个纵向壁(12-15)，该多个纵向壁将该前面(10a)链接至该后面(10b)，并且当该空气引导件安装在该车辆内部时该多个纵向壁与该车辆的纵向方向平行或基本上平行地延伸，其特征在于，至少这些纵向壁(12，14，15)的一部分具有限制区域(Z1-Z3)，该限制区域的厚度比该限制区域的两侧上的壁(12，14，15)的厚度小。
2.如权利要求1所述的空气引导件(10)，其特征在于，设置有限制区域(Z1-Z3)的这些纵向壁(12，14，15)也链接至与该车辆的纵向方向垂直或基本上垂直的至少一个直立壁(16-19)。
3.如权利要求1或2所述的空气引导件(10)，其特征在于，当将该空气引导件安装在该车辆内部时，该限制区域(Z1-Z3)与该纵向方向垂直或基本上垂直地延伸。
4.如权利要求1至3中任一项所述的空气引导件，其特征在于，该限制区域(Z1-Z3)限定了具有扩口U形截面的凹槽。
5.如权利要求1至4中任一项所述的空气引导件，其特征在于，该膨胀聚合物材料是膨胀聚丙烯。
6.一种机动车辆，包括通过纵向可压缩元件(3)链接至横向构件(2)的技术前端(1)、和设置有至少一个通风开口(5)的前壁(4)，其特征在于，该机动车辆包括至少一个布置在该横向构件(2)与该技术前端(1)之间的如权利要求1至5中任一项所述的空气引导件(10)。
7.如权利要求6所述的机动车辆，其特征在于，该空气引导件(10)是也布置在该横向构件(2)上方的顶部空气引导件。
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