| 专利名称： | 碳纤维包裹的铝双管偏转器 | ||
| 专利名称(英文)： | Carbon fiber wrapped aluminum double-tube deflector | ||
| 专利号： | CN201510574487.9 | 申请时间： | 20150910 |
| 公开号： | CN105398408A | 公开时间： | 20160316 |
| 申请人： | 福特全球技术公司 | ||
| 申请地址： | 美国密歇根州迪尔伯恩市 | ||
| 发明人： | 穆罕默德·里达·巴库什; 马修·约翰·扎卢泽克; 拉胡尔·阿罗拉 | ||
| 分类号： | B60R19/02 | 主分类号： | B60R19/02 |
| 代理机构： | 北京铭硕知识产权代理有限公司 11286 | 代理人： | 王秀君; 鲁恭诚 |
| 摘要： | 提供一种碳纤维包裹的铝双管偏转器。一种用于前端总成的偏转器，包括下管，所述下管具有从保险杠向外延伸的下/前腿和从下/前腿的下/外端延伸至未连接到车架纵梁的滑动板的中间腿。偏转器还包括上管，所述上管包括从保险杠向外延伸的上/前腿和从上管的上/外端向未连接到车架纵梁的后滑动板延伸的返回腿。一种从铝管制造偏转器的方法为将铝管弯曲至一定形状然后利用碳纤维树脂层进行包裹。 | ||
| 摘要(英文)： | A deflector for a front end assembly that includes a lower tube having a lower/front leg extending outboard from a bumper and an intermediate leg extending from a lower/outer end of the lower/front leg to a sliding plate that is not attached to a frame rail. The deflector also includes an upper tube including an upper/front leg extending outboard from the bumper and a rear leg extending from an upper/outer end of the upper tube toward that is attached to a rear sliding plate that is also not attached to the frame rail. A method of making a deflector from an aluminum tube that is bent to shape and wrapped with a carbon fiber resin layer. | ||
1.一种偏转器，包括： 下管，包括下/前腿和中间腿，所述下/前腿从保险杠向外延伸，所述中 间腿从下/前腿的下/外端延伸至中间滑动板； 上管，包括上/前腿和后腿，所述上/前腿从保险杠向外延伸，所述后腿 从上管的上/外端延伸至后滑动板，中间滑动板和后滑动板被构造成向后滑 动。
2.根据权利要求1所述的偏转器，其中，下/前腿和上/前腿相对于车架 纵梁以锐角α从保险杠向后延伸。
3.根据权利要求1所述的偏转器，其中，中间腿是直的，并且中间滑动 板未连接到车架纵梁，其中，后腿是直的，并且后滑动板未连接到车架纵梁。
4.根据权利要求1所述的偏转器，其中，下/前腿是直的，并且上/前腿 是直的。
5.根据权利要求1所述的偏转器，其中，下管包括第一铝管，所述第一 铝管利用覆盖下/前腿和中间腿的第一碳纤维包层而被加强，其中，上管包括 第二铝管，所述第二铝管利用覆盖上/前腿和后腿的第二碳纤维包层而被加 强。
6.根据权利要求1所述的偏转器，其中，下管和上管均包括利用碳纤维 包层而被加强的铝管。
7.一种用于车辆的前端总成，包括： 车架纵梁； 保险杠，设置在车架纵梁的前面； 偏转器，包括前腿和返回腿，所述前腿连接到保险杠并从保险杠向外延 伸，所述返回腿从前腿的外端延伸至与车架纵梁邻近的滑动板，其中，前腿 和返回腿是覆盖有碳纤维包层的铝管。
8.根据权利要求7所述的前端总成，还包括： 大体上呈三角形的平面支撑件，以由前腿和返回腿限定的内角连接到前 腿和返回腿。
9.根据权利要求7所述的前端总成，还包括： 滑动板，附着到返回腿的面对被连接到车架纵梁的点移动支架的末端。
10.根据权利要求7所述的前端总成，还包括： 下管，包括下/前腿和中间腿，所述下/前腿连接到保险杠，所述中间腿 具有未连接到车架纵梁的第一内端，其中，所述返回腿具有未连接到车架纵 梁的第二内端。
11.根据权利要求10所述的前端总成，还包括： 大体上呈三角形的平面支撑件，以由下/前腿和中间腿限定的内角连接到 下/前腿和中间腿。
12.根据权利要求10所述的前端总成，其中，所述滑动板连接到中间腿 的面对车架纵梁的外中间纵梁部分的末端。
13.一种制造SORB偏转器的方法，包括： 弯曲铝管，以包括保险杠连接段、从保险杠连接段向后且向外地延伸至 外端的前腿以及从所述外端向后延伸至末端的返回腿； 将面对车架纵梁的滑动板焊接到所述末端； 利用碳纤维加强树脂层包裹铝管。
14.根据权利要求13所述的制造偏转器的方法，还包括： 将内平面支撑件焊接到由前腿和返回腿限定的内角。
15.根据权利要求13所述的制造偏转器的方法，还包括： 弯曲下铝管，以包括下保险杠连接段、从下保险杠连接段向后且向外地 延伸至下/外端的下/前腿以及从所述下/外端向后延伸至面对车架纵梁的下/ 末端的中间腿； 将下滑动板焊接到下/末端； 利用碳纤维加强树脂层包裹下铝管； 将下铝管装配到铝管。
16.根据权利要求15所述的制造偏转器的方法，还包括： 将下内平面支撑件焊接到由下/前腿和中间腿限定的内角。
1.一种偏转器，包括： 下管，包括下/前腿和中间腿，所述下/前腿从保险杠向外延伸，所述中 间腿从下/前腿的下/外端延伸至中间滑动板； 上管，包括上/前腿和后腿，所述上/前腿从保险杠向外延伸，所述后腿 从上管的上/外端延伸至后滑动板，中间滑动板和后滑动板被构造成向后滑 动。
2.根据权利要求1所述的偏转器，其中，下/前腿和上/前腿相对于车架 纵梁以锐角α从保险杠向后延伸。
3.根据权利要求1所述的偏转器，其中，中间腿是直的，并且中间滑动 板未连接到车架纵梁，其中，后腿是直的，并且后滑动板未连接到车架纵梁。
4.根据权利要求1所述的偏转器，其中，下/前腿是直的，并且上/前腿 是直的。
5.根据权利要求1所述的偏转器，其中，下管包括第一铝管，所述第一 铝管利用覆盖下/前腿和中间腿的第一碳纤维包层而被加强，其中，上管包括 第二铝管，所述第二铝管利用覆盖上/前腿和后腿的第二碳纤维包层而被加 强。
6.根据权利要求1所述的偏转器，其中，下管和上管均包括利用碳纤维 包层而被加强的铝管。
7.一种用于车辆的前端总成，包括： 车架纵梁； 保险杠，设置在车架纵梁的前面； 偏转器，包括前腿和返回腿，所述前腿连接到保险杠并从保险杠向外延 伸，所述返回腿从前腿的外端延伸至与车架纵梁邻近的滑动板，其中，前腿 和返回腿是覆盖有碳纤维包层的铝管。
8.根据权利要求7所述的前端总成，还包括： 大体上呈三角形的平面支撑件，以由前腿和返回腿限定的内角连接到前 腿和返回腿。
9.根据权利要求7所述的前端总成，还包括： 滑动板，附着到返回腿的面对被连接到车架纵梁的点移动支架的末端。
10.根据权利要求7所述的前端总成，还包括： 下管，包括下/前腿和中间腿，所述下/前腿连接到保险杠，所述中间腿 具有未连接到车架纵梁的第一内端，其中，所述返回腿具有未连接到车架纵 梁的第二内端。
11.根据权利要求10所述的前端总成，还包括： 大体上呈三角形的平面支撑件，以由下/前腿和中间腿限定的内角连接到 下/前腿和中间腿。
12.根据权利要求10所述的前端总成，其中，所述滑动板连接到中间腿 的面对车架纵梁的外中间纵梁部分的末端。
13.一种制造SORB偏转器的方法，包括： 弯曲铝管，以包括保险杠连接段、从保险杠连接段向后且向外地延伸至 外端的前腿以及从所述外端向后延伸至末端的返回腿； 将面对车架纵梁的滑动板焊接到所述末端； 利用碳纤维加强树脂层包裹铝管。
14.根据权利要求13所述的制造偏转器的方法，还包括： 将内平面支撑件焊接到由前腿和返回腿限定的内角。
15.根据权利要求13所述的制造偏转器的方法，还包括： 弯曲下铝管，以包括下保险杠连接段、从下保险杠连接段向后且向外地 延伸至下/外端的下/前腿以及从所述下/外端向后延伸至面对车架纵梁的下/ 末端的中间腿； 将下滑动板焊接到下/末端； 利用碳纤维加强树脂层包裹下铝管； 将下铝管装配到铝管。
16.根据权利要求15所述的制造偏转器的方法，还包括： 将下内平面支撑件焊接到由下/前腿和中间腿限定的内角。
翻译：技术领域
本公开涉及一种用于在进行小重叠刚性壁障试验时降低对车辆的乘客厢 的侵入的偏转器以及降低这种偏转器的质量。
背景技术
通过多种试验来测试地面车辆的耐撞性，包括正面碰撞、侧面碰撞、后 面碰撞、翻车和其他试验。以前研发的正面碰撞试验专注于车辆碰撞相对于 车辆纵向延伸的车架纵梁之间的障壁。在这种类型的试验中，车架纵梁为车 身提供主要的支撑。位于前保险杠和车架纵梁之间的吸能罐(crushcan)吸 收施加到前保险杠的正面碰撞的一部分力。与压缩吸能罐抵触的结构会在正 面碰撞冲击试验中在获得成功的试验结果方面造成问题。在下铰链支柱、搁 脚板(footrest)、脚趾盘左侧(lefttoepan)、制动踏板、驻车制动踏板、 门槛板(rockerpanel)、转向柱、上铰链支柱、上仪表板和左仪表板(IP) 处测量对乘客厢的任何侵入程度。
公路安全保险协会(IIHS)小偏置刚性壁障试验模拟对刚性壁障的小重 叠正面碰撞。在所建议的试验中，车辆在40MPH速度下以40％重叠程度撞击 刚性壁障，该刚性壁障在其一角处具有六英寸的柱状(pole-like)半径。碰 撞在车架纵梁之外，所以车架纵梁为对乘客厢的侵入提供最小的抵抗。
连接到车辆保险杠的外端的偏转器已经被测试过且已经降低了对乘客厢 的侵入。连接到前保险杠的偏转器的一个问题是它们在其他正面碰撞试验中 可能会干扰或损害碰撞安全性应对策略的效果。在小重叠刚性壁障(SORB) 试验的结果中期望额外地降低侵入，而不增加过多的重量和成本效益。
本公开旨在解决上述问题和如下总结的其他问题。
发明内容
根据本公开的一个方面，公开了一种偏转器，所述偏转器包括下管和上 管。下管包括从保险杠向外延伸的下/前腿和从下/前腿的下/外端延伸至中间 滑动板的中间腿。上管包括从保险杠向外延伸的上/前腿和从上管的上/外端 延伸至后滑动板的后腿。中间滑动板和后滑动板被构造成相对于车架纵梁向 后滑动。
根据本公开的其他方面，下/前腿和上/前腿可从保险杠相对于车架纵梁 以锐角α向后延伸。中间腿可以是直的并可具有未连接到车架纵梁的第一内 端，后腿可以是直的并可具有未连接到车架纵梁的第二内端。
下管可包括第一铝管，所述第一铝管利用覆盖下/前腿和中间腿的第一碳 纤维包层而被加强。上管可包括第二铝管，所述第二铝管利用覆盖上/前腿和 后腿的第二碳纤维包层而被加强。下管和上管均可包括利用碳纤维包层而被 加强的铝管。
根据本公开的其他方面，公开了一种用于车辆的前端总成，包括偏转器， 所述偏转器包括前腿和返回腿，所述前腿连接到保险杠并从保险杠向外延伸， 所述返回腿从前腿的外端向车架纵梁延伸，其中，前腿和返回腿是覆盖有碳 纤维包层的铝管的部分。
根据本公开的涉及前端总成的其他方面，可设置大体上呈三角形的平面 支撑件，所述平面支撑件以由前腿和后腿限定的内角连接到前腿和后腿。滑 动板可连接到后腿的面对被连接到车架纵梁的点移动支架的末端。
前端总成还可包括下管，所述下管包括下/前腿和中间腿，所述下/前腿 连接到保险杠，所述中间腿具有未连接到车架纵梁的第一内端，其中，后腿 具有未连接到车架纵梁的第二内端。前端总成还可包括大体上呈三角形的平 面支撑件，所述平面支撑件以由下/前腿和中间腿限定的内角连接到下/前腿 和中间腿。滑动板可连接到中间腿的面对被连接到车架纵梁的外中间纵梁的 末端。
根据本公开的另一方面，公开了一种制造SORB偏转器的方法，包括：弯 曲铝管，以包括保险杠连接段、从保险杠连接段向后且向外地延伸至外端的 前腿以及从所述外端向后延伸至面对车架纵梁的末端的返回腿；将滑动板焊 接到所述末端；利用碳纤维加强树脂层包裹铝管。
根据本公开的涉及所述方法的其他方面，所述方法还可包括：将内平面 支撑件焊接到由前腿和后腿限定的内角。
所述方法还可包括：弯曲下铝管，以包括下保险杠连接段、从下保险杠 连接段向后且向外地延伸至下/外端的下/前腿以及从所述下/外端向后延伸 至面对车架纵梁的下/末端的中间腿；将下滑动板焊接到下/末端；利用碳纤 维加强树脂层包裹下铝管；将下铝管装配到铝管。
在一个可选的实施例中，所述方法还可包括：将下内平面支撑件焊接到 由下/前腿和中间腿限定的内角。
下面参照附图更详细地描述本公开的以上方面和其他方面。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例的包括双偏转器管的车辆的前端的一部 分的局部仰视平面图，该双偏转器管具有对角地延伸的前腿并支撑前腿返回 至车架纵梁；
图2是沿图1的线2-2截取的截面图；
图3是图1的双偏转器管的仰视平面图；
图4是图1的双偏转器管的俯视平面图；
图5是图1的双偏转器管的侧视图；
图6是图1的双偏转器管的仰视/侧视透视图；
图7是装配有由包裹有碳纤维的铝管形成的双偏转器管的车辆的SORB 碰撞模拟的仰视平面图；
图8是装配有由高强度低合金钢(HSLA)形成的双偏转器管的车辆的SORB 碰撞模拟的仰视平面图；
图9是示出了与具有由包裹有碳纤维的铝管形成的双偏转器管的基本车 辆相比较的基本车辆的乘客厢在不同位置处的侵入程度的曲线图，而由包裹 有碳纤维的铝管形成的双偏转器管又与由高强度低合金钢(HSLA)形成的双 偏转器管以及由硼合金管形成的双偏转器管之间进行比较。
具体实施方式
下面提供对本发明的示出的实施例的详细描述。公开的实施例仅仅是可 按照各种和可替代的形式实施的本发明的示例。附图未必按照比例绘制。一 些特征可被夸大或最小化以示出特定部件的细节。本申请公开的特定结构和 功能性细节不应被解释为是限制性的，而仅仅作为用于教导本领域技术人员 如何实施本发明的代表性基础。
参照图1，示出的偏转器总成10是车辆14的前端总成12的一部分。前 端总成12包括位于保险杠18后方的车架纵梁16。多个吸能罐20设置在保 险杠18与车架纵梁16之间。吸能罐被设置用于吸收前端碰撞的冲击，并被 设计用于在碰撞时被压溃以提供压溃空间并吸收能量。
起初研发前端碰撞试验以在车辆碰撞位于车辆14的车架纵梁16之间的 壁障时测试车辆的结构。后来，研发了小偏置刚性壁障试验以在车辆与偏置 的刚性壁障碰撞时(从而该刚性壁障在车架纵梁16外侧接触车辆)测试车辆。
偏转器总成10包括下腿(或下管)22。下腿22包括延伸至下/外端26 的下/内前腿24。下前腿24的返回腿或中间腿28被设置成从下/外端26向 车架纵梁16延伸。滑动板30设置在下腿22的末端32。滑动板30被设置成有 助于末端32相对于车架纵梁16沿纵向向后滑动。
偏转器总成10还包括上管36。该上管36包括上/前腿38。上/前腿38 在上管36的上/外端42处接合到上/前腿38的后腿40或返回腿。点移动支 架44设置在车架纵梁16上。上管36的末端45与点移动支架44分开但却面 对点移动支架44。
车架纵梁16包括被设置成在车辆的前端12处加强车辆结构的外中间纵 梁46和内中间纵梁48。枪形梁(shotgun)50从车架纵梁16向上且向外地 延伸。枪形梁50加强部被设置成在前轮周围支撑车辆的前护板和结构。
参照图2，截面图是穿过下腿22截取的。下腿22由被封闭在碳纤维树 脂包层54内的铝管52形成。被包裹的铝管52为偏转器总成10提供强且重 量轻的基体。
参照图3至图6，示出了下腿22连接到上腿36。下腿22包括延伸至下 外端26的下前腿24。中间腿28在碰撞时用作下前腿24的返回腿。滑动板 30连接到中间腿28的末端32。滑动板30沿相对于车架纵梁16大体上平行 的方向延伸(在图1中示出)。上管36包括上/前腿38和用作上前腿38的返 回腿的后腿40。后腿40在上/外端42处接合到上/前腿38。后腿40的末端 45面对点移动支架44，但却未连接到点移动支架。点移动支架44连接到外 中间纵梁46和内中间纵梁48。
后滑动板60设置在后腿40的末端45上。滑动板60连接到末端45并以 与上前腿38的角度平行的角度延伸。后滑动板60有助于使末端45在前端碰 撞中相对于车架纵梁向后滑动。上/前腿38和下/前腿24相对于保险杠沿横 向向外的方向和向后的方向以角度α延伸(如图1中所示)。滑动板60通过 板加强件62而被固定到后腿40。如所示出的，板加强件62是加强后腿40 与滑动板60之间的连接的三角形构件。
下腿22包括下辐板(webplate)64。下辐板64是将下/前腿24接合到 中间腿28的平面三角形构件。如在此所使用的，术语“三角形板”或“大体 三角形板”指的是一部分连接到腿且其一侧在腿之间作为三角形斜边 (hypotenuse)延伸并可具有圆角的板。上辐板66设置在上管36上。上辐 板66也是焊接到上/前腿38和后腿40的平面三角形构件。下辐板64和上辐 板66加强了下腿22和上腿36，从而在正面碰撞中一定程度上保持前腿相对 于中间腿和后腿大体上直角定位，而不干扰吸能罐20的功能。下管22包括 连接在保险杠18后方的下保险杠连接段68。类似地，上保险杠连接段70设 置在上管36上。上保险杠连接段70还在保险杠18后方连接到车辆。
参照图7和图8，示出了在SORB试验开始之后的45毫秒时的包括具有 碳纤维树脂包层54的铝管52(如图2所示)的偏转器总成10(如图7所示)。 图8中示出了高强度、低合金550(HSLA550)钢偏转器总成10'。为进行比 较示出具有碳纤维树脂包层54的轻质型铝管52相对于由HSLA550形成的类 似结构的效果，提供了图7和图8。在图7中，在整个碰撞中偏转器总成10 变形较小。相比而言，在图8中示出的偏转器显示了在SORB试验进行了45 毫秒时增大的变形程度以及弯曲的轮廓。
参照图9，提供了在乘客厢内的多个位置处的侵入的曲线图，包括下铰 链支柱、搁脚板、脚趾盘左侧、制动踏板、驻车制动踏板、门槛板、转向柱、 上部铰链支柱、上仪表板和左IP。在没有偏转器的情况下(通过实线示出)， 在SORB试验中上铰链支柱处的侵入是临界的。由HSLA550制成的偏转器的 情况下，通过短虚线示出提供均处于良好范围内的侵入测量。由细实线示出 的含硼的偏转器提供的侵入保护也在良好范围内，但在转向柱区域中则与临 界/可接受的范围毗邻。由长虚线示出的混合铝/CF偏转器总成提供的侵入保 护处于良好范围内，如在SORB试验中所测量得到的。
虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意在描述了本公开 的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语。 在不脱离所要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可对所示出的实施例 进行改变。可将所示出的实施例的特征进行组合以形成所公开的理念的进一 步的实施例。
