前灯安装支架能量吸收器的制造方法
【专利说明】前灯安装支架能量吸收器
【背景技术】
[0001] 本文总体上涉及热塑性能量吸收构件，该热塑性能量吸收构件可以用在车辆中以 减小伤害和/或最小化对车辆的损伤。
[0002] 近年来，用于使行人在事故中所遭受的伤害量最小化以及用于减轻车辆损伤的方 法的重要性已经增大。在全世界范围内，已经建立起不同的监管委员会来评估车辆、行人和 乘客在撞击期间的表现。取决于整体表现，车辆被指定了一个累计安全评级。车辆的每个 部件和所有部件都需要满足特定的撞击标准以保证车辆的良好的整体评级。因此，各个政 府监管实体、车辆工业以及原始设备制造商（OEM' s)都在不停地寻求用以提高车辆的整体 安全评级的经济的解决方案。
[0003] 由于前灯在车辆的前部和/或转角处的位置，所以前灯在车辆的（特别是相对于 行人的）被动安全性方面具有重要的作用。车辆的前灯是在行人与车辆之间的撞击中被行 人接触的最多的位置之一。类似地，前灯是在与其他的车辆的撞击中的主要受损位置。已 经提出了多种设计以使撞击期间的行人伤害最小化并且同时使前灯或者前灯本身的损伤 最小化。这些设计中的一些需要对前灯进行较大的结构修改，这也增大了前灯的体积（例 如，必需的封装空间）、重量和/或成本。其他的设计需要对前灯区域周围的底盘进行结构 修改。
[0004] 通常，前灯被设置为单个组件，其包括透镜、壳体、光源、遮光板和反射件。结果，即 使在对前灯组件的任何部件产生了非常有限损害的情况下，整个组件可能不得不用一个新 的组件更换。这导致了较高的更换或者维护成本。因此，需要设计引入能量吸收构件的前 灯，该能量吸收构件将变形并吸收动力学撞击能量以使行人伤害最小化且减轻车辆损伤， 从而保证良好的车辆安全评级。
[0005] 此外，也需要减小更换和维护成本，特别是与低撞击能量事故相关的成本。因此期 望的是，减小或者消除对被撞击的车辆的部件的损伤并且从而减小对于更换那个部件的需 求的产品和/或方法。
【发明内容】
[0006] 在各个实施例中公开了可以与各种车辆部件共同使用的能量吸收装置。特别地， 本文中公开了能够减小撞击后对行人或者车辆的乘客的伤害和/或车辆损伤的用于前灯 的热塑性能量吸收前灯安装支架。
[0007] 本文涉及一种热塑性能量吸收前灯安装支架，其包括框架和能量吸收构件，框架 具有近端部和远端部，能量吸收构件具有：近端部，该近端部附接至框架的近端部；远端 部，该远端部至少部分地在框架的远端部上方延伸；以及拱形中央部分，该拱形中央部分在 能量吸收构件的远端部与近端部之间延伸。能量吸收构件的近端部被配置成可操作地耦接 至前灯的一部分，并且框架相对于能量吸收构件的远端部而能摩擦地滑动的。
[0008] 从下文中的说明性的实施例的详细说明和附图中将使前述特征和其他特征变得 更加显而易见。
【附图说明】
[0009] 当结合附图（在这个附图中，用相同的、最初的标号表示相同的部件）阅读时，用 于所描述的车辆缓冲器的能量吸收系统的特征将从下文中的详细说明中变成显而易见，附 图中：
[0010] 图1是示出了能量吸收前灯安装支架的实施例的俯视图；
[0011] 图2是示出了能量吸收前灯安装支架的实施例的侧视图；
[0012] 图3是示出了撞击之后的能量吸收前灯安装支架的侧视图；
[0013] 图4是在近端部处的能量吸收前灯安装支架的前视立体图；
[0014] 图5是在图1的截面A-A处的能量吸收前灯安装支架的后视立体图；
[0015] 图6是在图1的截面B-B处的能量吸收前灯安装支架的后视立体图；
[0016] 图7是能量吸收前灯安装支架的立体左上视图；
[0017] 图8是能量吸收前灯安装支架与前灯的可能耦接位置的视图；
[0018] 图9是示出了在低速撞击摆锤测试中以34. 7°的角度定位的撞击器的图（行人； 情况1);
[0019] 图10是示出了在低速撞击摆锤测试中以37. 6°的角度定位的撞击器的图（行人； 情况2);
[0020] 图11是示出了在具有能量吸收前灯安装支架的情况下根据基于图9的低速撞击 摆锤测试的撞击的在撞击器上的最大力曲线的图；
[0021] 图12是示出了在不具有能量吸收前灯安装支架的情况下根据基于图9的低速撞 击摆锤测试的撞击的在撞击器上的最大力曲线的图；
[0022] 图13是示出了包含能量吸收前灯安装支架的前灯根据基于图9的低速撞击摆锤 测试的撞击所经受的弯矩的图；
[0023] 图14是示出了在具有能量吸收前灯安装支架的情况下根据基于图10的低速撞击 摆锤测试的撞击的在撞击器上的最大力曲线的图；
[0024] 图15是示出了在不具有能量吸收前灯安装支架的情况下根据基于图10的低速撞 击摆锤测试的撞击的在撞击器上的最大力曲线的图；
[0025] 图16是示出了根据不具有能量吸收前灯安装支架的前灯所基于图10的低速撞击 摆锤测试的撞击经受的弯矩的图；
[0026] 图17是示出了包含能量吸收前灯安装支架的前灯根据基于图10的低速撞击摆锤 测试的撞击所经受的弯矩的图；和
[0027] 图18是示出了不具有能量吸收前灯安装支架的前灯根据基于图10的低速撞击摆 锤测试的撞击所经受的弯矩的图。
【具体实施方式】
[0028] 在各个实施例中公开的是用于前灯的热塑性能量吸收安装支架，其可以用于在前 灯被行人、另外的车辆或者被另外的外部撞击源撞击时吸收能量，从而使作为撞击的结果 而遭受的损伤最小化。例如，能量吸收前灯安装支架能够减小在撞击的期间行人所遭受的 伤害。此外，能量吸收安装支架也能够使在撞击的期间对车辆（特别是对前灯本身）的损 伤最小化。
[0029] 能量吸收前灯安装支架可以位于最有效地使能量吸收安装支架能够变形和吸收 动力学撞击能量的位置。例如，能量吸收前灯安装支架可以位于前灯与车辆的用作前灯的 支撑装置的部件之间（例如，位于前灯与其支撑装置之间）。能量吸收安装支架可以直接附 接至车辆前灯和/或车辆的支撑部件，并且可选地可以是可从车辆上拆卸下来的（例如，可 从车辆上移除）。
[0030] 在一些实施例中，能量吸收前灯安装支架可以使得能量吸收安装支架可从车辆上 移除而不损坏前灯或者与其附接的支撑装置的方式而可移除地附接至前灯和/或车辆的 本体部件。在在前灯的位置处的撞击期间，撞击能量可以被能量吸收前灯安装支架吸收，从 而保护车辆前灯、行人和/或车辆的乘客。能量吸收前灯安装支架对撞击能量的吸收可以 导致安装支架的变形。然而，由于能量吸收前灯安装支架可以是可单独地从车辆前灯上拆 卸下来，所以在撞击之后，如果前灯没有遭受较大的损伤，则能量吸收前灯安装支架可以被 相对于前灯独立地更换，或者可替换地作为前灯的一个部分而更换。也就是说，不需要因为 能量吸收前灯安装支架已经由于能量的吸收而变形（例如，塑性地变形）而仅更换整个前 灯。
[0031] 在低速撞击的情况下，能量吸收前灯安装支架能够通过管理动力学撞击能量和侵 入（同时不超过与其耦接的前灯壳体的负荷极限时）而减小车辆损伤。在不受理论限制的 情况下，相信的是，通过经由能量吸收构件的弯曲而将动能转换成弹性能量和/或通过将 动能转换成热量来管理能量的吸收。动能到热量的转换可以通过能量吸收安装支架的框架 (其被定位在车辆支撑件与在框架的至少一部分上方延伸的能量吸收构件的远端部之间） 的摩擦而发生。
[0032] 通过提供热塑性能量吸收前灯安装支架（其中该支架包括能量吸收构件和框 架），可以实现在重量、维护时间和装配时间上的显著节省。
[0033] 因此，本文在各个实施例中公开的是一种热塑性能量吸收前灯安装支架，其包括 具有近端部和远端部的框架以及具有近端部和远端部的能量吸收构件。能量吸收构件的近 端部附接至框架的近端部，而能量吸收构件的远端部具有至少部分地在框架的远端部上方 延伸的部分。能量吸收构件的远端部侧向地延伸（例如，延伸到侧面），或者换句话说，与 其纵向轴线垂直地侧向张开以至少部分地覆盖框架的一部分。能量吸收构件还包括在能量 吸收构件的远端部与近端部之间延伸的拱形中央部分。能量吸收构件的近端部被配置成操 作地耦接至前灯的一部分，并且能量吸收构件的远端部被配置成操作地耦接至车辆支撑部 件。能量吸收前灯安装支架还被设计使得框架可相对于能量吸收构件的远端部且相对于车 辆支撑部件（例如，车辆的底盘）摩擦地滑动。
[0034] 能量吸收前灯安装支架可以被调整成在与行人、其他的车辆或者与其他的外部撞 击源撞击的期间吸收能量并且弹性地（即，可逆地）或者塑性地（即，不可逆地）变形。例 如通过能量吸收构件在撞击后的压缩完成的外功（external work)导致能量吸收构件的拱 形中央部分从其无应力状态挠曲并且可以被转换成应变能，其中，应变能指的是一种形式 的势能。以弹性变形的形式存储的应变能能以机械功的形式恢复，该机械功可以用于使前 灯恢复到其初始的、撞击之前的位置。对于具有固定的远端部的能量吸收构件而言，应变能 可以由公式（1)描述：
[0036] 其中：U是应变能，其单位为焦耳（J);
[0037] Μ是力矩，其单位为牛顿米（Nm);
[0038] dy是在能量吸收构件的近端部的位置（即，侵入的深度）上的变化，其单位为米 (m)；
[0039] E是能量吸收构件的杨氏模量，其单位为牛顿每平方米（N/m2);以及
[0040] I是惯性角动量，其单位为Nm2,并且等于（Wt3/12)，
[0041] 其中，W是能量吸收构件的宽度并且t是其厚度（二者的单位都是米）。
[0042] 此外，由行人或者车辆与前灯之间的撞击产生的动能可以由能量吸收前灯安装支 架通过热力学不可逆性（或者换句话说，通过将动能转换成热量）而吸收。可以通过夹在 车辆支撑装置（比如，车辆的底盘）与在框架的至少一部分上方延伸的能量吸收构件的远 端部之间的框架的摩擦实现动能的这种转换。对于可摩擦地滑动并夹在能量吸收构件与 能量吸收构件所耦接的车辆部件之间的框架而言，由于摩擦而导致的动能损失可以由公式 (2)描述：
[0043] Eth= μ k / (x) dx (公式 2)
[0044] 其中Eth是能量损失，其单位为焦耳；
[0045] yk是框架、车辆支撑部件和在框架的一部分上延伸的能量吸收构件的远端部之 间的动摩擦系数（无量纲）；以及
[0046] X是框架行进的距离（即，侵入的深度），其单位为m。
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