可展开式前导流板的制作方法
【专利摘要】提供了一种可展开式前导流板组件。导流板组件具有适于与车辆的前保险杠邻近地安装的导流板。线性致动器适于安装到车辆。至少一个摇臂适于安装到车辆，并在第一端部处连接到线性致动器，在第二端部处连接到导流板。线性致动器使导流板在收起位置和展开位置之间直线地移动，在所述收起位置，导流板至少部分地被前保险杠隐藏，在所述展开位置，使得导流板至少部分地伸展至前保险杠的底表面之下的一段距离，以减少从车辆下方流过的气流。平衡块连接到摇臂的第三端部，以抵消导流板的重量。
【专利说明】可展开式前导流板
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于机动车辆的气动式前导流板。
【背景技术】
[0002]气动气流因素是车身设计的优先方向。对车身的有效的气流管理可能是满足乘用车的乘客厢音响效果、燃料效率和安全性的功能需求的关键因素。气动学设计还能加强车辆控制并且提高乘用车的速度。前导流板是用于控制车辆绕流、限制前端升起并产生下压力的常见气动特征。
【发明内容】
[0003]在一个实施例中，提供了一种用于车辆的可伸缩式导流板组件。导流板组件具有适于与车辆的前保险杠邻近地安装的导流板。线性致动器适于安装到车辆。至少一个摇臂适于安装到车辆，并在第一端部处连接到线性致动器，在第二端部处连接到导流板。线性致动器使导流板在收起位置和展开位置之间直线地移动，在所述收起位置，导流板至少部分地被前保险杠隐藏，在所述展开位置，使得导流板至少部分地伸展至前保险杠的底表面之下的一段距离，以减少从车辆下方流过的气流。平衡块连接到摇臂的第三端部，以抵消导流板的重量。
[0004]在另一实施例中，提供了一种车辆。所述车辆包括安装到车架的前保险杠。导流板被安装为相对于与前保险杠邻近的车架进行移动。线性致动器可操作地连接到导流板和车架，以使导流板沿大体竖直的方向在收起位置和展开位置之间运动。在所述展开位置，导流板伸展至前保险杠下方，以减少从车辆下方流过的气流。
[0005]在一个进一步实施例中，提供了一种用于车辆的可展开式导流板组件。所述可展开式导流板组件包括适于安装到车辆的导流板。线性致动器可操作地连接到导流板，并适于安装到车辆。线性致动器适于使导流板大体沿直线方向在收起位置和展开位置之间运动，以减少从车辆下方流过的气流。
[0006]在另一实施例中，所述可展开式导流板组件还包括传感器和控制器。所述控制器与线性致动器和传感器通信。所述控制器被配置成基于传感器信号在收起位置和展开位置之间致动线性致动器。
[0007]在另一实施例中，传感器信号包括指示车速的车速信号，并且随着车速的增大，控制器命令线性致动器使导流板展开。
[0008]在另一实施例中，传感器信号包括导航信号，且控制器基于所述导航信号来命令线性致动器使导流板回缩。
[0009]在另一实施例中，导流板具有沿横向凸出的轮廓。
[0010]在另一实施例中，导流板具有在收起位置和展开位置均大体竖直定位的导流表面。
[0011]在另一实施例中，所述可展开式导流板组件还包括在第一端部处连接到线性致动器的摇臂。平衡块连接到摇臂的第二端部，以抵消导流板的重量。
[0012]在另一实施例中，所述可展开式导流板组件还包括横向枢轴。在线性致动器使摇臂枢转时，摇臂使枢轴枢转。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是根据本公开的实施例的包括被示出为处于收起位置的可展开式导流板的乘用车的前部的侧视图；
[0014]图2是示出了处于展开位置的可展开式导流板的乘用车的前部的侧视图；
[0015]图3是车辆的前部的剖视透视图，以示出可展开式导流板组件的一部分；
[0016]图4是图3的可展开式导流板组件的一部分的前透视图；
[0017]图5是图3的可展开式导流板组件的一部分的侧视图。
【具体实施方式】
[0018]根据要求，在此公开本发明的具体实施例；然而，将理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式和可选的形式实施。附图不一定按照比例绘制；可能会夸大或最小化一些特征，以示出具体部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。
[0019]前导流板通常安装在车辆的前端，并显示为延伸至前保险杠的底部。通常，导流板是刚性的，平行于地面延伸，并利用支撑杆附着到保险杠，以确保前导流板保持与地面平行。
[0020]根据其布置方式，前导流板能够通过对迎面而来的气流进行分流(slice)并引导气流的一部分绕车身流动来限制多少空气会被引导从车辆下方流过。前导流板有助于防止前端升起并提供作用于车辆的下压力。总体上，降低的升力和增大的下压力通过导流板限制沿车辆的车底流动的气流而产生。
[0021]理解迎面而来的空气接近车辆前部时的流体动力特性，有助于理解典型的导流板如何防止升起并产生下压力。当迎面而来的空气到达车辆前部时，它在转变成向上流动或者向下流动或者绕车辆流动之前必须停止。因此，行驶中的车辆前部是相对高压的区域。
[0022]位于行驶中的车辆前部的相对高压力向后推压车辆而产生阻力。典型的前导流板在保险杠之下延伸至接近道路，基于伯努利方程，在车辆和前导流板下方流动的空气会产生一定程度的文丘里效应，其中，当迫使空气流经喉部时压力下降且速度上升。因此，导流板和路面之间的区域是低压区域。这增大了作用于导流板上的下压力。
[0023]所导致的动态下压力通常有助于驾驶员在更高车速下保持对车辆的控制。前导流板通常与赛车相关。然而，空气动力学原理也适用于乘用车。但是，存在会限制典型的前导流板对乘用车的气动效应的许多因素。此外，用于乘用车的前导流板必须具有适当的离地间隙，以适合悬挂和车身在经过凹处和坑洼时的运动，这使得典型的导流板在气动学方面有效。
[0024]最近几年已经流行诸如运动型多用途车和皮卡车的多用途车。随着多用途车作为乘用车使用已经变得流行，多用途车制造商已经将多种特征融合到多用途车中，以提高燃料效率、高速行驶时的安全性和控制。
[0025]多用途车通常被设计成用于穿越崎岖地形。此外，多用途车通常都被设计成进行货运，无论是在货舱中进行货运、在车辆的架子上进行货运还是利用拖车牵引货物来进行货运。为了满足这些极限设计要求，多用途车通常设置有比传统乘用车的车身更大程度地升起的车身。为了满足燃料效率和安全标准同时在多用途车中保持升起的货舱，需要对多用途车的前端气流进行控制。
[0026]图1和图2示出了根据本公开的实施例的包括前导流板12的乘用车10的侧向透视图。在图1中，导流板12被升起至收起位置。图2示出了导流板12处于导流板被放下的展开位置。
[0027]图1和图2示出了作为货车或运动型多用途车的车辆10的前端14，该车辆10的车身16相对于车辆10在其上行驶的基础(underlying)支撑表面18被升起。
[0028]车辆10的前端14包括在纵向上位于乘客厢前方的区域。如图1中所示，前端14包括发动机罩26，在该发动机罩26下方限定发动机舱28。前端14还包括位于车辆10的相对的横向侧上的前侧围板30。每个侧围板30均限定一个前轮拱32，示出了位于车辆10右侧的前轮拱32。左侧围板通常是镜像图像。发动机舱28横向地位于侧围板30之间。
[0029]前端14还包括前护板(fascia)34。前护板34通常位于发动机罩26和侧围板30的前方。前护板34包括前格栅36和保险杠38。前格栅36限定通往发动机舱28的开口，以允许气流进入空气引导系统并用于冷却发动机舱28。格栅36可根据车辆造型和美学表观而进行设计，并且格栅36还可包括车辆制造商标志或者可具有装饰性设计特点。
[0030]保险杠38在前部冲击碰撞的事件中提供能量的吸收。如所示出的，保险杠38可延伸至格栅36的前方。然而，在其他实施例中，保险杠38通常可与格栅36齐平。
[0031]如图2中所示，在展开位置，导流板12沿竖直方向向下运动，以防止气流从车辆下方流过。在展开位置，前导流板12可在前护板34或保险杠38的下表面40的下方延伸额外的距离。导流板12可与前保险杠38偏置，从而导流板12在竖直方向上不会与保险杠38齐平。
[0032]与从保险杠延伸并紧靠地面以防止空气从车辆下方流过的典型导流板不同的是，与图1和图2中示出的车辆类似的货车和多用途乘用车必须保持最小离地间隙，以防止在某些路况下与障碍物发生碰撞。因此，当确定路况安全时前导流板12能够运动至图2中示出的展开位置。
[0033]可展开式导流板组件50还可包括导流板控制器54，以在展开位置和收起位置之间自动地致动导流板12。在展开位置，导流板12被放下至距驱动表面更近的距离。取而代之的是，导流板12通过重新引导车辆绕流来防止一部分空气流向车辆下方并沿车辆的车底流动。在收起位置，导流板12大体位于驱动表面18之上并且通常不会重新引导气流。
[0034]基于(例如)车速或环境条件，导流板12能够被布置在多个不同的展开位置。导流板控制器54可基于车速或道路障碍来控制导流板12的展开位置。例如，如果车辆以较低的速度驱动(不存在较大阻力)或者如果通过车辆传感器56检测到可能会潜在地破坏导流板12的障碍，则可使导流板12升起至收起位置。
[0035]车辆传感器56可以是用于检测车辆10与位于外部的目标(例如，雷达、相机、激光雷达甚至车对车通信系统)之间的距离的任何类型的装置。车辆10还可包括(例如)用于通过振动传感器或者与悬架系统相关的传感器来检测不平道路条件的传感器。车辆传感器56与导流板控制器54通信，并向控制器54提供数据信号。
[0036]可选地，导航系统可指示给定道路的地形过于崎岖而不能安全展开。
[0037]图3至图5更详细地示出了可展开式导流板组件50。图3示出了被部分地剖开的前端14，以示出在可展开式导流板组件50被安装于车辆10中时可展开式导流板组件50的一部分。
[0038]可展开式导流板组件50安装到车架58。车架58被设置在前护板34和保险杠38的内侧。类似地，前护板34和保险杠38也可安装到车架58。如图3中所示，导流板12可与保险杠38和前护板34的内侧62邻近地布置。导流板12还可沿竖直方向布置在格栅36下方。即使在收起位置，导流板12也不会延伸越过格栅36的开口，从而不会阻挡(例如)通往发动机的气流。
[0039]现在转向图4，更详细地示出了可展开式导流板组件50。可展开式导流板组件50包括中央线性致动器60。然而，可预期任何适宜数量的线性致动器60。线性致动器60可以是大体上沿一个平面运动或者能够产生直线运动的任何类型的致动器。例如，线性致动器60可以是电机驱动式致动器、气压缸或液压缸、伸缩式致动器、螺旋致动器或线性滑动致动器。
[0040]相对于其他致动器而言，线性致动器60提供了更多的优点。例如，线性致动器60相对便宜且设计简单，能重复利用且耐用。如果检测到道路中的障碍，则线性致动器60还能够高速运行，以使导流板12快速伸展和回缩。此外，线性致动器60可伸展至附加(incremental)位置，以针对特定车速选择期望的伸展，从而优化效率。如图中所示，可展开式导流板组件包括至少两个导向轴72，所述至少两个导向轴72连接到导流板12并利用内轴承组件由导向套73支撑在车架58上。导向轴72重量轻且牢固。导流板12的线性运动还允许导流板12被布置在多个展开位置，同时使空气偏转面64仍然保持大体竖直并与行驶方向垂直，以提供更大的空气偏转。
[0041]可展开式导流板组件50还包括摇臂66。摇臂66绕被安装到车架58的横向枢轴68枢转。横向枢轴68与车架58偏离并平行于车架58。横向枢轴68利用支架70安装到车架58。支架70包括安装有轴承组件的孔，从而横向枢轴68相对于支架70枢转。
[0042]横向枢轴68延伸通过摇臂66的中心,然而,横向枢轴68可在沿着摇臂66的任意位置进行连接。摇臂66在第一端部74处连接到线性致动器60，并且在第二端部78处连接到平衡块(counter-balance weight) 76。
[0043]平衡块76抵消导流板12的重量。平衡块76降低了对线性致动器60的力要求，从而减小了线性致动器60的尺寸。平衡块76还协助线性致动器60使导流板12从展开位置更快地运动到收起位置。
[0044]如图中所示，可展开式导流板组件50可仅具有连接到中央摇臂66的一个平衡块76。然而，可预期任何数量的摇臂66和平衡块76。可展开式导流板组件50还包括在第一端部84处连接到导向轴72并在第二端部82处由横向枢轴68驱动的杠杆臂80。
[0045]可展开式导流板组件50还包括用于将导向轴72连接到导流板12的连接器90。可展开式导流板组件可包括用于将每个导向轴72连接到导流板12的多个连接器90。因为导流板12可能会具有并不与导向轴72所安装到的车架58平行的凸出轮廓曲率，所述每个连接器90均可具有不同的形状或尺寸。
[0046]虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，实施的各个实施例的特征可结合，以形成本发明的进一步的实施例。
【权利要求】
1.一种车辆的导流板组件，包括: 导流板，适于与车辆的前保险杠邻近地安装； 线性致动器，适于安装到车辆； 至少一个摇臂，适于安装到车辆，并在第一端部处连接到线性致动器，在第二端部处连接到导流板，从而线性致动器使导流板在收起位置和展开位置之间直线地移动，在所述收起位置，导流板至少部分地被前保险杠隐藏，在所述展开位置，使得导流板至少部分地伸展至前保险杠的底表面之下的一段距离，以减少从车辆下方流过的气流； 平衡块，连接到所述至少一个摇臂的第三端部，以抵消导流板的重量。
2.根据权利要求1所述的导流板组件，所述导流板组件还包括横向枢轴，其中，在线性致动器使摇臂枢转时，所述至少一个摇臂使横向枢轴枢转。
3.根据权利要求1所述的导流板组件，其中，所述至少一个摇臂还包括多个摇臂。
4.根据权利要求1所述的导流板组件，其中，导流板具有在收起位置和展开位置均大体竖直定位的导流表面。
5.根据权利要求1所述的导流板组件，其中，线性致动器适于安装到车架。
6.根据权利要求1所述的导流板组件，所述导流板组件还包括: 传感器； 控制器，与线性致动器和传感器通信，所述控制器被配置成基于传感器信号在收起位置和展开位置之间致动线性致动器。
7.根据权利要求6所述的导流板组件，其中，传感器信号包括导航信号，控制器基于所述导航信号来命令线性致动器使导流板回缩。
8.—种车辆，包括: 前保险杠，安装到车架； 导流板，被安装为相对于与前保险杠邻近的车架进行移动； 线性致动器，可操作地连接到导流板和车架，以使导流板沿大体竖直的方向在收起位置和展开位置之间运动，在所述展开位置，导流板伸展至前保险杠下方，以减少从车辆下方流过的气流。
9.根据权利要求8所述的车辆，所述车辆还包括: 传感器； 控制器，与线性致动器和传感器通信，所述控制器被配置成基于传感器信号在收起位置和展开位置之间致动线性致动器。
10.根据权利要求8所述的车辆，其中，导流板具有沿横向凸出的轮廓。
11.根据权利要求8所述的车辆，其中，导流板具有在收起位置和展开位置均大体竖直定位的导流表面。
12.根据权利要求8所述的车辆，所述车辆还包括: 摇臂，在第一端部处连接到线性致动器； 平衡块，连接到摇臂的第二端部，以抵消导流板的重量。
13.根据权利要求12所述的车辆，所述车辆还包括横向枢轴，其中，在线性致动器使摇臂枢转时，摇臂使枢轴枢转。
14.根据权利要求8所述的车辆，所述车辆还包括多个摇臂。
15.一种用于车辆的可展开式导流板组件，包括: 导流板，适于安装到车辆； 线性致动器，可操作地连接到导流板，并适于安装到车辆，以使导流板大体沿直线方向在收起位置和展开位置之间运动，以减少从车辆下方流过的气流。
16.根据权利要求15所述的可展开式导流板组件，所述可展开式导流板组件还包括: 摇臂，在第一端部处连接到线性致动器； 平衡块，连接到摇臂的第二端部，以抵消导流板的重量。
17.根据权利要求15所述的可展开式导流板组件，所述可展开式导流板组件还包括: 传感器； 控制器，与线性致动器和传感器通信，所述控制器被配置成基于传感器信号在收起位置和展开位置之间致动线性致动器。
18.根据权利 要求17所述的可展开式导流板组件，其中，传感器信号包括指示车速的车速信号，并且随着车速的增大，控制器命令线性致动器使导流板展开。
19.根据权利要求17所述的可展开式导流板组件，其中，传感器信号包括导航信号，控制器基于所述导航信号来命令线性致动器使导流板回缩。
20.根据权利要求15所述的可展开式导流板组件，其中，导流板具有在收起位置和展开位置均大体竖直定位的导流表面。
【文档编号】B62D37/02GK103921852SQ201410014721
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2013年1月11日
【发明者】戈登·M·柏拉图, 大卫·迈克尔·莱克温, 东·帕克, 布拉德·阿兰·理查兹, 乔纳森·凡泰恩 申请人:福特全球技术公司