可展開式前導流板的制作方法
【專利摘要】提供了一種可展開式前導流板組件。導流板組件具有適于與車輛的前保險杠鄰近地安裝的導流板。線性致動器適于安裝到車輛。至少一個搖臂適于安裝到車輛，并在第一端部處連接到線性致動器，在第二端部處連接到導流板。線性致動器使導流板在收起位置和展開位置之間直線地移動，在所述收起位置，導流板至少部分地被前保險杠隱藏，在所述展開位置，使得導流板至少部分地伸展至前保險杠的底表面之下的一段距離，以減少從車輛下方流過的氣流。平衡塊連接到搖臂的第三端部，以抵消導流板的重量。
【專利說明】可展開式前導流板
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種用于機動車輛的氣動式前導流板。
【背景技術】
[0002]氣動氣流因素是車身設計的優先方向。對車身的有效的氣流管理可能是滿足乘用車的乘客廂音響效果、燃料效率和安全性的功能需求的關鍵因素。氣動學設計還能加強車輛控制并且提高乘用車的速度。前導流板是用于控制車輛繞流、限制前端升起并產生下壓力的常見氣動特征。
【發明內容】
[0003]在一個實施例中，提供了一種用于車輛的可伸縮式導流板組件。導流板組件具有適于與車輛的前保險杠鄰近地安裝的導流板。線性致動器適于安裝到車輛。至少一個搖臂適于安裝到車輛，并在第一端部處連接到線性致動器，在第二端部處連接到導流板。線性致動器使導流板在收起位置和展開位置之間直線地移動，在所述收起位置，導流板至少部分地被前保險杠隱藏，在所述展開位置，使得導流板至少部分地伸展至前保險杠的底表面之下的一段距離，以減少從車輛下方流過的氣流。平衡塊連接到搖臂的第三端部，以抵消導流板的重量。
[0004]在另一實施例中，提供了一種車輛。所述車輛包括安裝到車架的前保險杠。導流板被安裝為相對于與前保險杠鄰近的車架進行移動。線性致動器可操作地連接到導流板和車架，以使導流板沿大體豎直的方向在收起位置和展開位置之間運動。在所述展開位置，導流板伸展至前保險杠下方，以減少從車輛下方流過的氣流。
[0005]在一個進一步實施例中，提供了一種用于車輛的可展開式導流板組件。所述可展開式導流板組件包括適于安裝到車輛的導流板。線性致動器可操作地連接到導流板，并適于安裝到車輛。線性致動器適于使導流板大體沿直線方向在收起位置和展開位置之間運動，以減少從車輛下方流過的氣流。
[0006]在另一實施例中，所述可展開式導流板組件還包括傳感器和控制器。所述控制器與線性致動器和傳感器通信。所述控制器被配置成基于傳感器信號在收起位置和展開位置之間致動線性致動器。
[0007]在另一實施例中，傳感器信號包括指示車速的車速信號，并且隨著車速的增大，控制器命令線性致動器使導流板展開。
[0008]在另一實施例中，傳感器信號包括導航信號，且控制器基于所述導航信號來命令線性致動器使導流板回縮。
[0009]在另一實施例中，導流板具有沿橫向凸出的輪廓。
[0010]在另一實施例中，導流板具有在收起位置和展開位置均大體豎直定位的導流表面。
[0011]在另一實施例中，所述可展開式導流板組件還包括在第一端部處連接到線性致動器的搖臂。平衡塊連接到搖臂的第二端部，以抵消導流板的重量。
[0012]在另一實施例中，所述可展開式導流板組件還包括橫向樞軸。在線性致動器使搖臂樞轉時，搖臂使樞軸樞轉。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是根據本公開的實施例的包括被示出為處于收起位置的可展開式導流板的乘用車的前部的側視圖；
[0014]圖2是示出了處于展開位置的可展開式導流板的乘用車的前部的側視圖；
[0015]圖3是車輛的前部的剖視透視圖，以示出可展開式導流板組件的一部分；
[0016]圖4是圖3的可展開式導流板組件的一部分的前透視圖；
[0017]圖5是圖3的可展開式導流板組件的一部分的側視圖。
【具體實施方式】
[0018]根據要求，在此公開本發明的具體實施例；然而，將理解，所公開的實施例僅僅是本發明的示例，本發明可以以各種形式和可選的形式實施。附圖不一定按照比例繪制；可能會夸大或最小化一些特征，以示出具體部件的細節。因此，在此公開的具體結構和功能性細節不應被解釋為限制，而僅僅作為用于教導本領域的技術人員以各種方式使用本發明的代表性基礎。
[0019]前導流板通常安裝在車輛的前端，并顯示為延伸至前保險杠的底部。通常，導流板是剛性的，平行于地面延伸，并利用支撐桿附著到保險杠，以確保前導流板保持與地面平行。
[0020]根據其布置方式，前導流板能夠通過對迎面而來的氣流進行分流(slice)并引導氣流的一部分繞車身流動來限制多少空氣會被引導從車輛下方流過。前導流板有助于防止前端升起并提供作用于車輛的下壓力。總體上，降低的升力和增大的下壓力通過導流板限制沿車輛的車底流動的氣流而產生。
[0021]理解迎面而來的空氣接近車輛前部時的流體動力特性，有助于理解典型的導流板如何防止升起并產生下壓力。當迎面而來的空氣到達車輛前部時，它在轉變成向上流動或者向下流動或者繞車輛流動之前必須停止。因此，行駛中的車輛前部是相對高壓的區域。
[0022]位于行駛中的車輛前部的相對高壓力向后推壓車輛而產生阻力。典型的前導流板在保險杠之下延伸至接近道路，基于伯努利方程，在車輛和前導流板下方流動的空氣會產生一定程度的文丘里效應，其中，當迫使空氣流經喉部時壓力下降且速度上升。因此，導流板和路面之間的區域是低壓區域。這增大了作用于導流板上的下壓力。
[0023]所導致的動態下壓力通常有助于駕駛員在更高車速下保持對車輛的控制。前導流板通常與賽車相關。然而，空氣動力學原理也適用于乘用車。但是，存在會限制典型的前導流板對乘用車的氣動效應的許多因素。此外，用于乘用車的前導流板必須具有適當的離地間隙，以適合懸掛和車身在經過凹處和坑洼時的運動，這使得典型的導流板在氣動學方面有效。
[0024]最近幾年已經流行諸如運動型多用途車和皮卡車的多用途車。隨著多用途車作為乘用車使用已經變得流行，多用途車制造商已經將多種特征融合到多用途車中，以提高燃料效率、高速行駛時的安全性和控制。
[0025]多用途車通常被設計成用于穿越崎嶇地形。此外，多用途車通常都被設計成進行貨運，無論是在貨艙中進行貨運、在車輛的架子上進行貨運還是利用拖車牽引貨物來進行貨運。為了滿足這些極限設計要求，多用途車通常設置有比傳統乘用車的車身更大程度地升起的車身。為了滿足燃料效率和安全標準同時在多用途車中保持升起的貨艙，需要對多用途車的前端氣流進行控制。
[0026]圖1和圖2示出了根據本公開的實施例的包括前導流板12的乘用車10的側向透視圖。在圖1中，導流板12被升起至收起位置。圖2示出了導流板12處于導流板被放下的展開位置。
[0027]圖1和圖2示出了作為貨車或運動型多用途車的車輛10的前端14，該車輛10的車身16相對于車輛10在其上行駛的基礎(underlying)支撐表面18被升起。
[0028]車輛10的前端14包括在縱向上位于乘客廂前方的區域。如圖1中所示，前端14包括發動機罩26，在該發動機罩26下方限定發動機艙28。前端14還包括位于車輛10的相對的橫向側上的前側圍板30。每個側圍板30均限定一個前輪拱32，示出了位于車輛10右側的前輪拱32。左側圍板通常是鏡像圖像。發動機艙28橫向地位于側圍板30之間。
[0029]前端14還包括前護板(fascia)34。前護板34通常位于發動機罩26和側圍板30的前方。前護板34包括前格柵36和保險杠38。前格柵36限定通往發動機艙28的開口，以允許氣流進入空氣引導系統并用于冷卻發動機艙28。格柵36可根據車輛造型和美學表觀而進行設計，并且格柵36還可包括車輛制造商標志或者可具有裝飾性設計特點。
[0030]保險杠38在前部沖擊碰撞的事件中提供能量的吸收。如所示出的，保險杠38可延伸至格柵36的前方。然而，在其他實施例中，保險杠38通常可與格柵36齊平。
[0031]如圖2中所示，在展開位置，導流板12沿豎直方向向下運動，以防止氣流從車輛下方流過。在展開位置，前導流板12可在前護板34或保險杠38的下表面40的下方延伸額外的距離。導流板12可與前保險杠38偏置，從而導流板12在豎直方向上不會與保險杠38齊平。
[0032]與從保險杠延伸并緊靠地面以防止空氣從車輛下方流過的典型導流板不同的是，與圖1和圖2中示出的車輛類似的貨車和多用途乘用車必須保持最小離地間隙，以防止在某些路況下與障礙物發生碰撞。因此，當確定路況安全時前導流板12能夠運動至圖2中示出的展開位置。
[0033]可展開式導流板組件50還可包括導流板控制器54，以在展開位置和收起位置之間自動地致動導流板12。在展開位置，導流板12被放下至距驅動表面更近的距離。取而代之的是，導流板12通過重新引導車輛繞流來防止一部分空氣流向車輛下方并沿車輛的車底流動。在收起位置，導流板12大體位于驅動表面18之上并且通常不會重新引導氣流。
[0034]基于(例如)車速或環境條件，導流板12能夠被布置在多個不同的展開位置。導流板控制器54可基于車速或道路障礙來控制導流板12的展開位置。例如，如果車輛以較低的速度驅動(不存在較大阻力)或者如果通過車輛傳感器56檢測到可能會潛在地破壞導流板12的障礙，則可使導流板12升起至收起位置。
[0035]車輛傳感器56可以是用于檢測車輛10與位于外部的目標(例如，雷達、相機、激光雷達甚至車對車通信系統)之間的距離的任何類型的裝置。車輛10還可包括(例如)用于通過振動傳感器或者與懸架系統相關的傳感器來檢測不平道路條件的傳感器。車輛傳感器56與導流板控制器54通信，并向控制器54提供數據信號。
[0036]可選地，導航系統可指示給定道路的地形過于崎嶇而不能安全展開。
[0037]圖3至圖5更詳細地示出了可展開式導流板組件50。圖3示出了被部分地剖開的前端14，以示出在可展開式導流板組件50被安裝于車輛10中時可展開式導流板組件50的一部分。
[0038]可展開式導流板組件50安裝到車架58。車架58被設置在前護板34和保險杠38的內側。類似地，前護板34和保險杠38也可安裝到車架58。如圖3中所示，導流板12可與保險杠38和前護板34的內側62鄰近地布置。導流板12還可沿豎直方向布置在格柵36下方。即使在收起位置，導流板12也不會延伸越過格柵36的開口，從而不會阻擋(例如)通往發動機的氣流。
[0039]現在轉向圖4，更詳細地示出了可展開式導流板組件50。可展開式導流板組件50包括中央線性致動器60。然而，可預期任何適宜數量的線性致動器60。線性致動器60可以是大體上沿一個平面運動或者能夠產生直線運動的任何類型的致動器。例如，線性致動器60可以是電機驅動式致動器、氣壓缸或液壓缸、伸縮式致動器、螺旋致動器或線性滑動致動器。
[0040]相對于其他致動器而言，線性致動器60提供了更多的優點。例如，線性致動器60相對便宜且設計簡單，能重復利用且耐用。如果檢測到道路中的障礙，則線性致動器60還能夠高速運行，以使導流板12快速伸展和回縮。此外，線性致動器60可伸展至附加(incremental)位置，以針對特定車速選擇期望的伸展，從而優化效率。如圖中所示，可展開式導流板組件包括至少兩個導向軸72，所述至少兩個導向軸72連接到導流板12并利用內軸承組件由導向套73支撐在車架58上。導向軸72重量輕且牢固。導流板12的線性運動還允許導流板12被布置在多個展開位置，同時使空氣偏轉面64仍然保持大體豎直并與行駛方向垂直，以提供更大的空氣偏轉。
[0041]可展開式導流板組件50還包括搖臂66。搖臂66繞被安裝到車架58的橫向樞軸68樞轉。橫向樞軸68與車架58偏離并平行于車架58。橫向樞軸68利用支架70安裝到車架58。支架70包括安裝有軸承組件的孔，從而橫向樞軸68相對于支架70樞轉。
[0042]橫向樞軸68延伸通過搖臂66的中心,然而,橫向樞軸68可在沿著搖臂66的任意位置進行連接。搖臂66在第一端部74處連接到線性致動器60，并且在第二端部78處連接到平衡塊(counter-balance weight) 76。
[0043]平衡塊76抵消導流板12的重量。平衡塊76降低了對線性致動器60的力要求，從而減小了線性致動器60的尺寸。平衡塊76還協助線性致動器60使導流板12從展開位置更快地運動到收起位置。
[0044]如圖中所示，可展開式導流板組件50可僅具有連接到中央搖臂66的一個平衡塊76。然而，可預期任何數量的搖臂66和平衡塊76。可展開式導流板組件50還包括在第一端部84處連接到導向軸72并在第二端部82處由橫向樞軸68驅動的杠桿臂80。
[0045]可展開式導流板組件50還包括用于將導向軸72連接到導流板12的連接器90。可展開式導流板組件可包括用于將每個導向軸72連接到導流板12的多個連接器90。因為導流板12可能會具有并不與導向軸72所安裝到的車架58平行的凸出輪廓曲率，所述每個連接器90均可具有不同的形狀或尺寸。
[0046]雖然在上面描述了示例性實施例，但是并不意味著這些實施例描述了本發明的所有可能的形式。相反，在說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，應該理解，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可進行各種改變。另外，實施的各個實施例的特征可結合，以形成本發明的進一步的實施例。
【權利要求】
1.一種車輛的導流板組件，包括: 導流板，適于與車輛的前保險杠鄰近地安裝； 線性致動器，適于安裝到車輛； 至少一個搖臂，適于安裝到車輛，并在第一端部處連接到線性致動器，在第二端部處連接到導流板，從而線性致動器使導流板在收起位置和展開位置之間直線地移動，在所述收起位置，導流板至少部分地被前保險杠隱藏，在所述展開位置，使得導流板至少部分地伸展至前保險杠的底表面之下的一段距離，以減少從車輛下方流過的氣流； 平衡塊，連接到所述至少一個搖臂的第三端部，以抵消導流板的重量。
2.根據權利要求1所述的導流板組件，所述導流板組件還包括橫向樞軸，其中，在線性致動器使搖臂樞轉時，所述至少一個搖臂使橫向樞軸樞轉。
3.根據權利要求1所述的導流板組件，其中，所述至少一個搖臂還包括多個搖臂。
4.根據權利要求1所述的導流板組件，其中，導流板具有在收起位置和展開位置均大體豎直定位的導流表面。
5.根據權利要求1所述的導流板組件，其中，線性致動器適于安裝到車架。
6.根據權利要求1所述的導流板組件，所述導流板組件還包括: 傳感器； 控制器，與線性致動器和傳感器通信，所述控制器被配置成基于傳感器信號在收起位置和展開位置之間致動線性致動器。
7.根據權利要求6所述的導流板組件，其中，傳感器信號包括導航信號，控制器基于所述導航信號來命令線性致動器使導流板回縮。
8.—種車輛，包括: 前保險杠，安裝到車架； 導流板，被安裝為相對于與前保險杠鄰近的車架進行移動； 線性致動器，可操作地連接到導流板和車架，以使導流板沿大體豎直的方向在收起位置和展開位置之間運動，在所述展開位置，導流板伸展至前保險杠下方，以減少從車輛下方流過的氣流。
9.根據權利要求8所述的車輛，所述車輛還包括: 傳感器； 控制器，與線性致動器和傳感器通信，所述控制器被配置成基于傳感器信號在收起位置和展開位置之間致動線性致動器。
10.根據權利要求8所述的車輛，其中，導流板具有沿橫向凸出的輪廓。
11.根據權利要求8所述的車輛，其中，導流板具有在收起位置和展開位置均大體豎直定位的導流表面。
12.根據權利要求8所述的車輛，所述車輛還包括: 搖臂，在第一端部處連接到線性致動器； 平衡塊，連接到搖臂的第二端部，以抵消導流板的重量。
13.根據權利要求12所述的車輛，所述車輛還包括橫向樞軸，其中，在線性致動器使搖臂樞轉時，搖臂使樞軸樞轉。
14.根據權利要求8所述的車輛，所述車輛還包括多個搖臂。
15.一種用于車輛的可展開式導流板組件，包括: 導流板，適于安裝到車輛； 線性致動器，可操作地連接到導流板，并適于安裝到車輛，以使導流板大體沿直線方向在收起位置和展開位置之間運動，以減少從車輛下方流過的氣流。
16.根據權利要求15所述的可展開式導流板組件，所述可展開式導流板組件還包括: 搖臂，在第一端部處連接到線性致動器； 平衡塊，連接到搖臂的第二端部，以抵消導流板的重量。
17.根據權利要求15所述的可展開式導流板組件，所述可展開式導流板組件還包括: 傳感器； 控制器，與線性致動器和傳感器通信，所述控制器被配置成基于傳感器信號在收起位置和展開位置之間致動線性致動器。
18.根據權利 要求17所述的可展開式導流板組件，其中，傳感器信號包括指示車速的車速信號，并且隨著車速的增大，控制器命令線性致動器使導流板展開。
19.根據權利要求17所述的可展開式導流板組件，其中，傳感器信號包括導航信號，控制器基于所述導航信號來命令線性致動器使導流板回縮。
20.根據權利要求15所述的可展開式導流板組件，其中，導流板具有在收起位置和展開位置均大體豎直定位的導流表面。
【文檔編號】B62D37/02GK103921852SQ201410014721
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2013年1月11日
【發明者】戈登·M·柏拉圖, 大衛·邁克爾·萊克溫, 東·帕克, 布拉德·阿蘭·理查茲, 喬納森·凡泰恩 申請人:福特全球技術公司