结构油盘的制作方法

结构油盘的制作方法
【专利摘要】用于车辆的结构油盘由聚合材料形成。所述结构油盘包括构造成用于安装至车辆的托架部、和与托架部相结合并限定出储油部的盘部。所述结构油盘还包括在所述托架部和所述盘部中的至少一者内限定出空腔以减轻振动的结构区段。
【专利说明】
结构油盘
技术领域
[0001] 本发明总体上设及由聚合材料形成的结构油盘。所述结构油盘包括构造成用于安 装至车辆的托架部、和与托架部结合/成一体并限定出储油部的盘部。
【背景技术】
[0002] 需要耐化学性、耐冲击性和结构完整性的物品通常由诸如钢和侣的金属形成。然 而，金属的成本已上升。因此，现在考虑将诸如聚合材料的金属替代物用于形成运些由金属 形成的物品。与由金属形成的物品相比，由聚合材料形成的物品重量更轻并通常更廉价。然 而，由聚合材料形成的物品通常必须满足或超出对耐化学性、耐冲击性的严格的预定设计 要求W及在一定溫度范围内的各种结构和声学要求。
[0003] 用于内燃发动机的油盘(流体储器)是运种由金属形成的物品的一个具体示例。在 设法降低油盘的成本和减轻其重量时，已提出由聚合材料和金属形成的复合油盘。然而，在 运些复合油盘中使用金属、尤其是金属托架仍需满足对油盘的严格的预定设计要求。因此， 依然需要一种满足对油盘的严格的预定设计要求的由聚合材料形成的油盘。

【发明内容】

[0004] 本发明提供了一种由聚合材料形成的用于车辆的结构油盘。所述结构油盘包括构 造成用于安装至车辆的托架部、和与托架部结合并限定出储油部的盘部。所述结构油盘还 包括在所述托架部和所述盘部中的至少一者内限定出空腔W减轻振动的结构区段。
[0005] 包含聚合材料的所述结构油盘在宽的溫度范围内表现出优良的耐化学性、耐冲击 性和刚性。此外，限定空腔的所述结构区段减轻了重量并且改善了所述油盘的结构和声学 特性。因此，所述结构油盘超出了许多对油盘的严格的预定设计要求。
【附图说明】
[0006] 本发明的其它优点将容易被理解，因为通过参考W下结合附图的详细描述，本发 明变得更好理解，在附图中：
[0007] 图1A是结构油盘的第一实施例的正面透视图，所述结构油盘包括托架部和盘部， 所述托架部由第一聚合材料形成并且包括结构区段且构造成用于安装至车辆，所述盘部由 第二聚合材料形成并与托架部结合且限定出储油部；
[000引图1B是图1A的结构油盘的分离的托架部的正面透视图；
[0009] 图1C是图1A的结构油盘的分离的托架部的另一正面透视图；
[0010] 图1D是图1A的结构油盘的分离的托架部的又一正面透视图；
[0011] 图1E是沿着线化-化截取的图1A的结构油盘的托架部和结构区段及其空腔的透视 截面图；
[0012] 图1F是沿着线1F-1F截取的图1A的结构油盘的托架部和结构区段及其空腔的透视 截面图；
[0013] 图IG是图ΙΑ的结构油盘的分离的托架部和结构区段的俯视图；
[0014] 图1Η是图1Α的结构油盘的分离的托架部和结构区段的仰视图；
[0015] 图II是图1Α的结构油盘的分离的托架部和结构区段的侧视图；
[0016] 图1J是图1Α的结构油盘的分离的托架部和结构区段的端视图；
[0017] 图2Α是结构油盘的第二实施例的正面透视图，所述结构油盘具有包括结构区段并 且构造成用于安装至车辆的托架部、和与托架部结合并限定出储油部的盘部；
[0018] 图2Β是图2Α的结构油盘的俯视透视图；
[0019] 图2C是沿着线2C-2C截取的图2Α的结构油盘的托架部和结构区段及其空腔的透视 截面图；
[0020] 图2D是沿着线2D-2D截取的图2Α的结构油盘的托架部和结构区段及其空腔的透视 截面图；
[0021] 图3Α是结构油盘的第Ξ实施例的正面透视图，所述结构油盘具有外表面、限定出 储油部的内表面、交叉支柱和托架部；
[0022] 图3Β是图3Α的结构油盘的分离的托架部的正面透视图；W及
[0023] 图3C是图3Α的结构油盘的俯视透视图。
[0024] 图4是结构油盘的第四实施例的正面透视图，所述结构油盘包括托架部和盘部，所 述托架部由第一聚合材料形成并且包括结构区段且构造成用于安装至车辆，所述盘部也由 该聚合材料形成并与托架部结合且限定出储油部。
【具体实施方式】
[0025] 参照附图，其中在全部几个视图中相似的附图标记表示对应的部分，结构油盘(下 文中称"油盘"或"结构油盘"两者）总体上W20示出。油盘20由聚合材料一-即塑料材 料一一形成或制成。在本发明的上下文中，应当理解，聚合材料可W是纯净的一一即纯 的一一非合成树脂，或聚合材料可W是工程产品，其中树脂与其它成分、例如与选择性的添 加剂复合W改善某些物理特性。此类添加剂包括但不限于润滑剂、增强剂、抗冲改性剂、偶 联剂和着色剂例如颜料等。
[0026] 聚合材料包括聚合物，例如聚酷胺。聚合物在聚合材料中基于聚合材料的总重量 W约10至约90份重量、或者20至80份重量、或者30至70份重量、或者30至60份重量、或者35 至55份重量、或者45至65份重量、或者50至60份重量、或者45至55份重量、或者35至45份重 量的量存在。聚合材料中存在的聚合物的量可在上述范围之外变化，但通常是运些范围内 的整数和分数两种值。
[0027] 当聚合材料包括聚酷胺时，聚酷胺选自由聚酷胺6、聚酷胺66、聚酷胺46、聚酷胺 610、聚酷胺6Ι/6Τ、聚酷胺11、聚酷胺12、聚酷胺1010、聚酷胺612、及它们的组合组成的组 中。在一个实施例中，聚合材料包含聚酷胺6。在另一实施例中，聚合材料包含聚酷胺66。然 而，应当理解，也可使用非聚酷胺的聚合材料来制造油盘20。
[0028] 聚合材料通常包含用于给聚合材料赋予耐久性和刚性的增强剂。增强剂可W呈微 粒形式，或可呈纤维形式。微粒形式的增强剂的非限制性的示例包括娃灰石、碳酸巧、硫酸 巧、高岭±、云母、娃石、滑石、炭黑和/或娃酸侣。纤维形式的增强剂的非限制性的示例包括 玻璃纤维、碳纤维、金属纤维(例如不诱钢）、聚合纤维、剑麻和/或棚。增强剂的纤维的尺寸 (例如长度、直径等)可变化并且可涂覆或不涂覆该增强剂的纤维。
[0029] 在一个实施例中，增强剂包含多种纤维。然而，应理解，增强剂可W选自由纤维、颗 粒、及它们的组合组成的组中。在一个实施例中，增强剂包含碳纤维。当然，应理解，增强剂 可包含诸如金属、聚合物、剑麻或棚的其它材料的纤维。
[0030] 在不同实施例中，纤维具有13微米W下、或者10微米W下、或者1至5微米的平均直 径。在不同实施例中，纤维具有0.1至20mm、或者0.1至13mm、或者0.1至1mm、或者1至10mm、或 者1至5mm的平均长度。在一个实施例中，聚合材料包括长度在ImmW下的"短"纤维(例如碳 和/或玻璃）。在另一实施例中，聚合材料包括长度在ImmW上的"长"碳纤维(例如碳和/或玻 璃）。在又一实施例中，聚合材料包括短纤维和长纤维两者。聚合材料或纤维自身可包括其 它成分W改善聚合材料与纤维之间的结合。合适的玻璃纤维可从PPG工业公司W品名 CHOPVANTAGE?购得。合适的碳纤维可从田纳西州Rochwood的Toho-Tenax W品名 TENAX：?购得。合适的玻璃纤维和碳纤维不限于上述S些品名并且能W其它品名购得。 此外，本说明书中阐述的全部品名是示例性的且不构成限制。
[0031] 当增强剂被采用时，增强剂基于聚合材料的总重量W10至75份重量、或者15至75 份重量、或者15至65份重量、或者25至70份重量、或者25至65份重量、或者25至50份重量、或 者40至70份重量、或者30至40份重量、或者45至65份重量、或者55至65份重量、或者45至55 份重量、或者48至62份重量的量存在。聚合材料中存在的增强剂的量可在上述范围之外变 化，但通常是运些范围内的整数和分数两种值。
[0032] 聚合材料可包含用于给聚合材料赋予优良的耐冲击性的抗冲改性剂。当抗冲改性 剂被采用时，抗冲改性剂基于聚合材料的总重量至20份重量、或者3至15份重量、或者4 至10份重量的量存在。如果存在的话，聚合材料中存在的抗冲改性剂的量可在上述范围之 外变化，但通常是运些范围内的整数和分数两种值。
[0033] 抗冲改性剂选自由弹性体、离聚物、乙締共聚物、乙締-丙締共聚物、乙締-丙締-二 締 Ξ元共聚物、乙締-辛締共聚物、乙締-丙締酸盐共聚物、苯乙締-下二締共聚物、苯乙締- 乙締/下締-苯乙締 Ξ元共聚物及它们的组合组成的组中。在各种实施例中，抗冲改性剂包 含乙締辛締、乙締丙締、及它们的组合中的至少一者。合适的抗冲改性剂可从特拉华州 Wilmington的E.I.du Pont de Nemours and CompanyW品名pUSABO.ND@购得。
[0034] 尽管不需要，但聚合材料也可包含用于赋予聚合材料的抵抗热降解性的热稳定 剂。当热稳定剂被采用时，热稳定剂基于聚合材料的总重量W0.01至1份重量、或者0.01至 0.6份重量、或者0.08至0.2份重量的量存在。如果存在的话，聚合材料中存在的热稳定剂的 量可在上述范围之外变化，但通常是运些范围内的整数和分数两种值。
[0035] 热稳定剂可选自由有机热稳定剂、无机热稳定剂、及它们的组合组成的组中。在各 种实施例中，热稳定剂包含舰化亚铜、舰化钟、漠化钟、或者它们的组合中的至少一者。合适 的热稳定剂可从佐治亚州的Ajay No;rth America of F*owder Springs^品名IODEAL? 购得。
[0036] 尽管不需要，但聚合材料可包含用于允许在油盘20的形成期间从模具移除聚合材 料的润滑剂。当润滑剂被采用时，润滑剂基于聚合材料的总重量W0.01至1份重量、或者0.1 至0.8份重量、或者0.2至0.6份重量的量存在。如果存在的话，聚合材料中存在的润滑剂的 量可在上述范围之外变化，但通常是运些范围内的整数和分数两种值。
[0037]润滑剂可选自由控蜡、石蜡、金属皂、饱和及不饱和脂肪酸、脂肪醇、醋类、酷胺及 其组合组成的组中。在一个实施例中，润滑剂包含N，N'-乙撑双硬醋酷胺。合适的润滑剂可 从新泽西州的Lonza Inco;rporated of LawnW品名A.仁RAWAX?购得。
[003引聚合材料可包含着色剂和其它添加剂。
[0039] 在一个实施例中，结构油盘20由包含聚酷胺66和碳纤维的聚合材料形成。设想在 各种实施例中，聚合材料可包含聚酷胺66和碳纤维、主要由聚酷胺66和碳纤维组成、或由聚 酷胺66和碳纤维组成。运种情况下，用语"主要由...组成"描述了运样一个实施例，即其中 聚合材料包含聚酷胺66和碳纤维，并且如果聚合材料中包含另外的成分，则另外的成分不 会实质地影响结构油盘20的基本特性。
[0040] 在另一实施例中，结构油盘20由包含聚酷胺6和碳纤维的聚合材料形成。设想在各 种实施例中，聚合材料可包含聚酷胺6和碳纤维、主要由聚酷胺6和碳纤维组成、或由聚酷胺 6和碳纤维组成。运种情况下，用语"主要由...组成"描述了运样一个实施例，即其中聚合材 料包含聚酷胺6和碳纤维，并且如果聚合材料中包含另外的成分，则另外的成分不会实质地 影响结构油盘20的基本特性。
[0041] 聚合材料是耐久的并且在从-40°C至150°C的范围内变化的宽溫度范围内具有对 与诸如石头的物体撞击时破裂的抵抗力。尽管不需要，但聚合材料典型地具有:2，000至50， 000M化的弹性模量(杨氏模量）；10至120M化的疲劳强度;40至113kJ/m2的落键无缺口冲击 强度;10至35kJ/m2的缺口冲击强度。
[0042] 合适的聚合材料可从新泽西州的BASF Co;rporation of Florham化rkW品名 IILTRAMIB 汲购得。
[0043] 结构油盘20可由一种聚合材料一一即单一聚合材料一一形成。在一个实施例中， 油盘20具有外表面22、限定出储油部26的内表面24和托架部28。在该实施例中，油盘20的托 架部28和油盘20的其余部分(例如，如下所述的盘部29)由同一种聚合材料形成。
[0044] 在一个具体实施例中，结构油盘20由一种聚合材料一一即单一聚合材料一一形 成，该聚合材料包含基于该聚合材料的总重量的35至45份重量的聚酷胺66和55至65份重量 的短碳纤维。
[0045] 在另一具体实施例中，结构油盘20由一种聚合材料一一即单一聚合材料一一形 成，该聚合材料包含基于该聚合材料的总重量的45至55份重量的聚酷胺66和45至55份重量 的长碳纤维。在该实施例中，聚合材料具有1.3至1.5g/cm3的密度。此外，在各种实施例中， 该聚合材料可具有W下物理特性中的一种或多种物理特性:当按照ISO-179-l/leA测试时， 10至20kJ/m2的23°C下的简支梁缺口冲击强度；当按照ISO-179-l/leU测试时，55至75kJ/V 的23°C下的简支梁无缺口冲击强度；当在23°C下按照IS0178测试时，36，000至38，000M化的 弯曲模量和460至480的弯曲强度；当在23°C下按照IS0527测试时，37，000至40，OOOMpa的拉 伸模量，其中断裂应力为270至290M化且拉伸应变为0.8至1.1 % ;当在80°C下按照IS0527测 试时，18,000至21，00019曰的拉伸模量，其中断裂应力为150至1701化且拉伸应变为1.0至 及当在120°C下按照IS0527测试时，14,000至17,000M化的拉伸模量，其中断裂应 力为110至140M化且拉伸应变为1.1至1.4%。在本实施例中，聚酷胺66(其中不含长碳纤维） 可具有：当在23°C下按照IS0178测试时，2,000至3,000M化的弯曲模量和100至120的弯曲强 度；5至化J/m2的在23°C下的悬臂梁缺口冲击强度；当按照IS01133测试时，30至40g/10min 的11^重量在275°(：下的烙体流速；当按照1501133测试时，70至90肖/10111111的2.161^重量在 275°C下的烙体流速；W及当按照IS0307测试时，120至150ml/g的粘度值。
[0046] 用于由一种聚合材料形成的结构油盘20的合适的聚合材料可从新泽西州的BASF Co;rporation of Florham化rkW品名UIjT；RAMII>@购得。此类合适的聚合材料的具体 示例包括 ULTRAMID? XA3370 和 UI/TRAMm?XA3376。
[0047] 结构油盘20可由多于一种的聚合材料形成。在一个实施例中，油盘20具有外表面 22、限定出储油部26的内表面24和托架部28。在本实施例中，油盘20的托架部28由第一聚合 材料形成且油盘20的其余部分(例如，如下所述的盘部29)由如W下另外描述的第二聚合材 料形成。
[004引第一聚合材料包含选自由聚酷胺6、聚酷胺66、聚酷胺46、聚酷胺610、聚酷胺61/ 6T、聚酷胺11、聚酷胺12、聚酷胺1010、聚酷胺612、及它们的组合组成的组中的聚酷胺。在各 种实施例中，第一聚合材料包含聚酷胺6、聚酷胺66、或它们的组合。在一个实施例中，第一 聚合材料包含聚酷胺6。在另一实施例中，第一聚合材料包含聚酷胺66。
[0049]在各种实施例中，第一聚合材料包含"长"碳纤维，其具有：10微米W下、或者2至10 微米的平均直径；W及l.OmmW上、或者1.0至30mm的平均长度。在一个具体实施例中，约 24.5mm的碳纤维与聚酷胺复合且然后在处理时断裂而获得3至6mm的平均长度。第一聚合材 料可包含基于第一聚合材料的100份重量的大于35份重量、或者40至70份重量、或者45至55 份重量的"长"碳纤维。当然，第一聚合材料是聚合材料的一种并且W上对聚合材料阐述的 范围也适用。
[(K)加]合适的第一聚合材料可从新泽西州的BASF Coloration of Florham化rkW品 名ULTHAMID?购得。合适的第一聚合材料的一个具体示例是U LTRAMID? XA3321。
[0051 ] 第二聚合材料包含选自由聚酷胺6、聚酷胺66、聚酷胺46、聚酷胺610、聚酷胺61/ 6T、聚酷胺11、聚酷胺12、聚酷胺1010、聚酷胺612、及它们的组合组成的组中的聚酷胺。在各 种实施例中，第二聚合材料包含聚酷胺6、聚酷胺66、或它们的组合。在一个实施例中，第二 聚合材料包含聚酷胺6。在另一实施例中，第二聚合材料包含聚酷胺66。
[0052] 在各种实施例中，第二聚合材料包含"短"玻璃纤维，其具有：10微米W下、或者2至 10微米的平均直径；W及1 .OmmW下、或者0.1至1mm的平均长度。第二聚合材料可包含基于 第二聚合材料的100份重量的大于20份重量、或者25至45份重量、或者30至40份重量的"短" 玻璃纤维。当然，第二聚合材料是聚合材料的一种并且W上对聚合材料阐述的范围也适用。
[0053] 第二聚合材料在宽溫度范围内具有对与诸如石头的物体撞击时破裂的抵抗力。在 一个实施例中，第二聚合材料具有当按照ISO测试方法179/leA测试时在23°C下大于15KJ/ m2且在-40°C下大于lOKJ/m2的悬臂梁缺口冲击强度。
[0化4] 合适的第二聚合材料可从新泽西州的BASF Co巧oration of Florham化rkW品 名U LTRAMID?购得。合适的第二聚合材料的一个具体示例是ULTRAM B3ZG70SI。
[0055] 应理解的是，在本发明中的各实施例中，上述第一和第二聚合材料可W相同或不 同。为此，应理解的是，第一和第二聚合材料均可W包括例如聚酷胺6。在某些实施例中，第 二聚合材料与第一聚合材料在各自的增强剂的含量方面不同。作为一个具体示例，第一和 第二聚合材料两者都可包含聚酷胺6,但第一聚合材料可包含碳纤维作为其增强剂，而第二 聚合材料可包含玻璃纤维作为其增强剂。在该更具体的示例中，第一和第二聚合材料（由于 增强剂含量)本身就不同，即使它们两者包含聚酷胺6作为它们的基本聚合物。当然，W上段 落就代替聚酷胺6的聚酷胺66而言是准确的。
[0056] 在一个实施例中，油盘20与聚合材料"一体地"形成。"一体地"是指油盘20不是金 属-聚合物复合材料，而是基本上由一种聚合材料形成或基本上由多种聚合材料形成。
[0057] 在另一实施例中，油盘20包括构造成用于安装至车辆的托架部28、和与托架部28 结合并限定出储油部26的盘部29。
[005引油盘20还包括在托架部28和盘部29中的至少一者内限定出空腔32 W减轻振动的 结构区段30。换言之，结构区段30可仅位于托架部28中，或者仅位于盘部29中、或者位于托 架部28和盘部29两者中。在一个实施例中，结构区段30设置在托架部28中，使得在托架部28 内限定出空腔32。在另一实施例中，结构区段30设置在盘部29中，使得在盘部29内限定出空 腔32。结构区段30具有选自由矩形、Ξ角形、卵形和圆形组成的组中的截面形状。由于空腔 32由结构区段30限定，所W空腔32的形状遵循结构区段30的形状。因此，空腔32也具有选自 由矩形、Ξ角形、卵形和圆形组成的组中的截面形状。在一个实施例中，结构区段30是具有 矩形截面形状的盒形区段。在本实施例中，结构区段30自身包括如图所示的盒顶部、盒底部 和两个盒侧面。在一个实施例中，结构区段30和其中限定出的空腔32在被包含在托架部28 中时特别有效，所述托架部28共模制成型(co-molded)、例如在一个示例中包覆模制成型在 盘部29的外表面22上。
[0059] 结构区段30和其中的空腔32影响一一即改善一一油盘20的整体刚性和声学特性。 结构区段30及其空腔32可W经由任何处理技术一一包括但不限于模制(例如气体辅助）、焊 接、冰-水喷射W及包覆成型--形成。结构油盘20可W在一个工序中（即，一次性)模制成 型，或可在两个工序中模制成型，例如可先模制盘部29,然后可模制托架部28。在一个实施 例中，结构油盘20包含一种聚合材料并在聚合材料的单次注射中模制成型。在另一实施例 中，结构油盘20包含一种聚合材料并在聚合材料的两次注射中模制成型。在又一实施例中， 结构油盘20包含两种聚合材料并因而在两次注射一一不同聚合材料的每种材料各注射一 次一一中模制成型。用于内燃发动机的油盘20在图中被示出。应理解，油盘20可用于任意类 型的车辆，例如汽车、船、飞机、牵引车等。根据油盘20的具体用途，油盘20可能必须满足特 定耐冲击性和声学设计要求。
[0060] 现在参照图1，示出了结构油盘20的一个实施例的正面透视图，所述油盘具有外表 面22、限定出储油部26的内表面24和托架部28。在本实施例中，托架部28包括限定出空腔32 的结构区段30。
[0061] 仍参照图1，本实施例的盘部29包括具有内表面36和外表面38的底板34。底板还具 有第一底板端部和与第一底板端部相对的第二底板端部。本实施例的油盘20还包括具有内 表面42和外表面44的前壁40。该前壁40从底板34的第一底板端部向外延伸。该第一实施例 的油盘20还包括具有内表面48和外表面50的后壁46。该后壁46沿与前壁40大体相同的方向 从底板34的第二底板端部向外延伸。本实施例的油盘20还包括一对侧壁52，其各自都具有 内表面54和外表面56。侧壁52沿与前壁40和后壁46大体相同的方向从底板34向外延伸。侧 壁52大致互相平行地延伸。此外，侧壁52与前壁40和后壁46连接并且与它们大致垂直。因 此，底板34的内表面36和壁40、46、52限定出储油部26。
[0062] 在图1的实施例中，托架部28由第一聚合材料形成且盘部29由第二聚合材料形成。 一般地，当油盘20与车辆联接时，前壁40与车辆的前部相对且后壁46与车辆的后部相对。为 了耐冲击性和空气动力学特性的功能性目的，储油部26通常具有比在后壁46处的深度D2小 的在前壁40处的深度D1。当然，油盘20在车辆中的取向可W改变，运因车辆而异。为此，术语 "前壁"和"后壁"不构成对范围的限制，因为油盘20的取向可W改变，而运里的概念不变。
[0063] 在一个实施例中，油盘20的前壁40和底板34与车辆的前部相对，前壁40和底板34 最容易被诸如岩石的物体撞击。因此，有利的是，前壁40和底板34、或者盘部29由诸如上述 第二聚合材料的耐用聚合材料形成。由于后壁46通常安装在发动机缸体上并与车辆的变速 器壳体接口连接，后壁46 W及油盘20的托架部28--如果包含的话一一的结构完整性和声 学特性必须是最佳的。因此，有利的是，托架部28由诸如上述第一聚合材料的更刚硬的聚合 材料形成。
[0064] 结构区段30和空腔32减轻了振动并且提高了车辆中的油盘20的刚性和声学性能。 当然，空腔32的存在也减轻了油盘20的重量，运在用于车辆中时相当于燃料节省。结构区段 30可设置在盘部29中，例如盘部29的至少一个壁中。或者，结构区段30设置在盘部29的侧壁 52和后壁46中。
[0065] 在一个实施例中，托架部28和盘部29由一种（即单一)聚合材料有效地形成，并且 结构区段30和空腔32减轻了振动并且改善了车辆中的油盘20的刚性和声学性能。在另一实 施例中，托架部28和盘部29由不同的聚合材料有效地形成，并且结构区段30和空腔32减轻 了振动并且改善了车辆中的油盘20的刚性和声学性能。
[0066] 在各种实施例中，托架部28与盘部29的侧壁52和后壁46结合。在本实施例中，结构 区段30邻近盘部29的至少一个壁的外表面56设置在托架部28中。在一个实施例中，结构区 段30邻近盘部29的侧壁52的外表面54、56和后壁46的外表面50设置在托架部28中。
[0067] 如上所述，结构区段30和空腔32减轻了振动并且提高了车辆中的油盘20的刚性和 声学性能。结构区段30可W位于托架部28和盘部29内的任何位置。此外，结构区段30可W是 连续的或不连续的。换句话说，结构油盘20可W包括一个连续的结构区段30和因此一个连 续的空腔32,或可W包括多于一个的结构区段30和因此多于一个的空腔32。托架部28和盘 部29两者都可W包括结构区段30。结构区段30可W缠绕在盘部20的整个外表面周围，从而 跨越油盘20的一个、二个、Ξ个或全部四个侧面。此外，结构区段30可W跨越油盘20的各侧 面的全部或部分长度和/或宽度。结构区段30可W位于托架部28和/或盘部29内的任何位 置。
[006引图1B、1C和1D是图1A的油盘20的分离的托架部28的透视图。
[0069]图1E是沿着线1E-化截取的图1A的油盘20的托架部28和结构区段30及其空腔32的 透视截面图。图1F是沿着线1F-1F截取的图1A的油盘20的托架部28和结构区段30及其空腔 32的透视截面图。特别地，结构区段30可W位于侧壁52和/或后壁46上。图1G是图1A的油盘 20的分离的托架部28和结构区段30的俯视图且图1H是其仰视图。此外，图II是图1A的油盘 20的分离的托架部28和结构区段30的侧视图且图IJ是其端视图。
[0070] 图2A的油盘20与图1A的油盘20相似。然而，油盘20的该实施例包括连续的纤维增 强带58(CFRT)dCFRT 58可W包括玻璃纤维和/或碳纤维。合适的CFRT可从新泽西州的BASF Co巧oration of Florham化rkW品名ULTRATAW?购得。CFRT在托架部28上被施加至油盘 20的外表面24。图2B是图2A的油盘20的俯视透视图。图2C和2D是分别沿着线2C-2C和2D-2D 截取的图2A的油盘20的托架部28和结构区段30及其空腔32的透视截面图。
[0071] 图3A是油盘20的另一实施例的正面透视图。该实施例的油盘20包括用于附加的结 构刚性的交叉支柱60。此外，该实施例的油盘20的托架部28不包括结构区段30及其空腔32。 确切而言，该实施例的油盘20的后壁46包括结构区段30及其空腔32。图3B是图3A的油盘20 的分离的托架部28的正面透视图且图3C是图3A的油盘20的俯视透视图。
[0072] 现在参照图4,示出了结构油盘20的第四实施例的正面透视图，所述油盘具有外表 面22、限定出储油部26的内表面24和托架部28。在本实施例中，托架部28包括限定出空腔32 的结构区段30且盘部29包括具有内表面36和外表面38的底板34。图4的设计与图1A至1J的 设计相同。然而，在图4的实施例中，托架部28和盘部29由一种(即单一)聚合材料形成。
[0073] W下示例旨在说明而非旨在限制本发明。
[0074] 示例
[00对使用可从马萨诸塞州的Das sau 11 Sy S t ems of Wa 1 tham购得的品名为 ABAQUS?的软件针对正常模式，或噪音、振动和平顺性（"nvh")声学性能对图1和4的结 构油盘20进行分析。该软件预测任何一个或多个振动体的NVH性能。在该具体情形中，振动 体是车辆中的油盘20。图1和4的结构油盘20的分析在包含模型1-5的表1中被列出。该分析 W包括侣质托架和聚合物油盘的复合油盘的比较分析视角进行。
[0076] 表1示出FEA模型，包括所采用的边界条件。使用ABAQUS?利用点质量在用于 运些构件的重屯、（"c.g.")位置处模拟发动机缸体和变速器壳体两者的个体质量。运两个构 件（即，发动机缸体和变速器壳体)的运些重屯、位置经由具有40KN/mm刚度的弹黃元件连接。 该模拟代表运两个构件之间的刚度禪合。变速器壳体的质量分布在油盘20和发动机缸体的 后壁46上的螺栓孔上。利用刚性板模拟发动机缸体的背面。油盘20的凸缘周边上的螺栓在 所有自由度（"dof")上被约束。为了正确地采集质量，还模拟两个发动机底座。同样发动机 底座螺栓位置在全部自由度上被约束。使用ABAiJUS?中的四面体单元模拟油盘20、托 架部28和发动机底座，同时利用壳单元刚性地模拟发动机背面。最后，使用线性静态正常模 式分析卡(冲REQ肥NCY)来完成分析输入卡片组(analysis i吨ut deck),该卡在运样的区 段中限定，即在该区段中在分析步骤下限定有关信息。在*FREQUENCY卡中指定的频率范围 为10至500Hz且前5个模式被请求为分析输出。为该仿真指定乂BAQUS?软件内的 Lanczos特征值解算器（eigensolver) 〇
[0077] 表 1
[007引
[0079] 材料A是包含聚酷胺6和基于聚合材料的总重量加载的63份重量的短玻璃纤维的 聚合材料。
[0080] 材料B是包含聚酷胺6和基于聚合材料的总重量加载的35份重量的短玻璃纤维的 聚合材料。
[0081] 材料C是包含聚酷胺66和基于聚合材料的总重量加载的50份重量的长碳纤维的聚 合材料。
[0082] 尤其是，模型1-5的油盘20比当前全部侣质的油盘产品（约5200g)轻约40%，并且 比包括侣质托架和聚合物油盘的复合油盘(约3300g)轻约20 %。
[0083] 此外，现在参照表1，模型1-5的油盘20相对于当前的全侣质油盘产品而言在动力 系统弯曲或扭转模式下在高溫(120°C)下表现出优良的NVH性能。从NVH的角度来看，各模式 下的频率峰值越高，则NVH性能越好。此外，从声学的角度来看，模式A和B比模式C对声学性 能的影响大。关于模式1-5,模式A目标为172Hz，模式B目标为197Hz，而模式C目标为24細z。 特别地，模式3-5表现出优良的NVH性能。作为由一种聚合材料形成的结构油盘的模型5在模 式A和B下表现出优良的NVH性能。此外，聚合材料的成分W及限定出空腔32的结构区段30在 托架部28上的定位很可能促进在120°C下的优良的NVH性能。
[0084] 应理解的是，所附权利要求并不限于在【具体实施方式】中描述的表达和特定化合 物、组分或方法，其可在落入所附权利要求的范围内的特定实施例之间变化。关于文中用于 描述各实施例的特定特征或方面的任何Markush组，应理解的是，可独立于所有其它 Markush成员从相应Markush组的每个成员获得不同、特殊和/或非期望的结果。Markush组 的每个成员都可被独立地和/或相结合地使用并为所附权利要求的范围内的具体实施例提 供充分支持。
[0085] 还应理解，用于描述本发明的各种实施例的任何范围和子范围独立地和共同地落 入所附权利要求的范围内，并且应被理解为描述并设想包括其中的整数值和/或分数值的 全部范围，即使文中未明确地记载运些值。本领域的技术人员容易认识到，枚举的范围和子 范围充分描述了本发明的各种实施例并且能够实现运些实施例，并且运些范围和子范围可 被进一步描绘为有关的二分之一、Ξ分之一、四分之一、五分之一等等。仅作为一个示例， "0.1至0.9"的范围可被进一步描绘为下部的Ξ分之一，即0.1至0.3,中间的Ξ分之一，即 0.4至0.6，和上部的Ξ分之一，即0.7至0.9，其单独地和共同地处于所附权利要求的范围 内，并且可被单独地和/或共同地使用并为所附权利要求的范围内的具体实施例提供充分 支持。此外，关于限定或修改范围的语言，例如"至少"、上"、下"、"不多于"等，应理解 运种语言包含子范围和/或上限或下限。作为另一示例，"至少10"的范围固有地包含至少10 至35的子范围、至少10至25的子范围、25至35的子范围，等等，并且每个子范围都可被单独 地和/或共同地使用并为所附权利要求的范围内的具体实施例提供充分支持。最后，公开范 围内的各个数值可被使用并为所附权利要求的范围内的具体实施例提供充分支持。例如， "1至9"的范围包含各个单独的整数，例如3, W及带小数点（或分数)的单独数值，例如4.1， 其可被使用并为所附权利要求的范围内的具体实施例提供充分支持。
[0086] 已采用说明的方式描述了本发明，并且应理解的是，已使用的术语旨在描述用词 而不是用于限制。显然，根据W上教导，本发明的许多改型和变型是可能的。因此，应理解的 是，在所附权利要求的范围内，可采用与具体描述的方式不同的方式实践本发明。
【主权项】
1. 一种用于车辆的结构油盘，所述结构油盘由聚合材料形成并且包括： 构造成用于安装至所述车辆的托架部； 与所述托架部结合并且限定出储油部的盘部;和 在所述托架部和所述盘部中的至少一者内限定出空腔以减轻振动的结构区段。2. 根据权利要求1所述的结构油盘，其中，所述结构区段设置在所述托架部中，使得在 所述托架部内限定出所述空腔。3. 根据权利要求1所述的结构油盘，其中，所述结构区段设置在所述盘部中，使得在所 述盘部内限定出所述空腔。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的结构油盘，其中，所述结构区段具有选自由矩形、 三角形、卵形和圆形组成的组中的截面形状。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的结构油盘，其中，所述结构区段是具有矩形截面 形状的盒形区段。6. 根据任一项前述权利要求所述的结构油盘，其中，所述聚合材料包括聚酰胺。7. 根据权利要求6所述的结构油盘，其中，所述聚酰胺选自由以下组成的组中：聚酰胺 6;聚酰胺66;聚酰胺46;聚酰胺6，10;聚酰胺61，6T;聚酰胺11;聚酰胺12;聚酰胺1010;聚酰 胺6,12;及它们的组合。8. 根据权利要求1所述的结构油盘，还包含基于所述聚合材料的100份重量的大于20份 重量的增强剂。9. 根据权利要求6所述的结构油盘，还包含基于所述聚合材料的100份重量的大于20份 重量的增强剂。10. 根据权利要求8或9所述的结构油盘，其中，所述增强剂包含选自由碳、玻璃及它们 的组合组成的组中的纤维。11. 根据任一项前述权利要求所述的结构油盘，其中，所述托架部和所述盘部包含一种 聚合材料。12. 根据权利要求1所述的结构油盘，其中，所述聚合材料被进一步限定为第一聚合材 料和第二聚合材料，并且其中，所述托架部包含所述第一聚合材料，而所述盘部包含所述第 二聚合材料。13. 根据权利要求12所述的结构油盘，其中，所述第一聚合材料包含聚酰胺6。14. 根据权利要求13所述的结构油盘，其中，所述第一聚合材料包含碳纤维。15. 根据权利要求14所述的结构油盘，其中，所述碳纤维具有大于1mm的长度。16. 根据权利要求14或15所述的结构油盘，其中，所述第一聚合材料包含基于所述第一 聚合材料的100份重量的大于35份重量的所述碳纤维。17. 根据权利要求11所述的结构油盘，其中，所述第二聚合材料包含聚酰胺6。18. 根据权利要求17所述的结构油盘，其中，所述第二聚合材料包含玻璃纤维。19. 根据权利要求18所述的结构油盘，其中，所述玻璃纤维具有小于1mm的长度。20. 根据权利要求18或19所述的结构油盘，其中，所述第二聚合材料包含基于所述第二 聚合材料的100份重量的大于20份重量的所述玻璃纤维。21. 根据权利要求17至20中任一项所述的结构油盘，其中，所述第二聚合材料具有当按 照I SO测试方法179/1 eA测试时在23 °C下大于15KJ/m2且在-40 °C下大于10KJ/V的悬臂梁缺 口冲击强度。22. 根据任一项前述权利要求所述的结构油盘，其中，所述盘部包括： 底板，所述底板具有内表面和外表面，并且具有第一底板端部和第二底板端部，其中， 所述第二底板端部与所述第一底板端部相对； 前壁，所述前壁具有内表面和外表面，并从所述底板的所述第一底板端部向外延伸； 后壁，所述后壁具有内表面和外表面，并沿与所述前壁大体相同的方向从所述底板的 所述第二底板端部向外延伸;和 一对侧壁，所述一对侧壁各自都具有内表面和外表面，并沿与所述前壁和所述后壁大 体相同的方向从所述底板向外延伸，所述侧壁大致互相平行地延伸，并且连接至所述前壁 和后壁且与所述前壁和后壁大致垂直； 其中，所述底板的所述内表面和所述壁限定出所述储油部。23. 根据权利要求22所述的结构油盘，其中，所述结构区段设置在所述盘部的所述壁中 的至少一个壁中。24. 根据权利要求22所述的结构油盘，其中，所述结构区段设置在所述盘部的所述侧壁 和所述后壁中。25. 根据权利要求22所述的结构油盘，其中，所述托架部与所述盘部的所述侧壁和所述 后壁结合。26. 根据权利要求25所述的结构油盘，其中，所述结构区段邻近所述盘部的所述壁中的 至少一个壁的外表面设置在所述托架部中。27. 根据权利要求25所述的结构油盘，其中，所述结构区段邻近所述盘部的所述侧壁和 所述后壁的外表面设置在所述托架部中。28. -种形成根据权利要求1所述的结构油盘的方法。29. -种用于车辆的结构油盘，所述结构油盘由第一聚合材料和第二聚合材料形成并 且包括： 构造成用于安装至所述车辆并且包含所述第一聚合材料的托架部，所述第一聚合材料 包含聚酰胺6、和基于所述第一聚合材料的100份重量的大于35份重量的用作增强剂的碳纤 维； 与所述托架部结合并且限定出储油部的盘部，所述盘部包含所述第二聚合材料，所述 第二聚合材料包含聚酰胺6、和基于所述第二聚合材料的100份重量的大于20份重量的用作 增强剂的玻璃纤维，其中，所述第二聚合材料与所述第一聚合材料在各自相应的增强剂的 含量方面不同；和 限定出设置在所述托架部中的空腔以减轻振动的结构区段。30. -种形成根据权利要求29所述的结构油盘的方法。
【文档编号】F01M11/00GK105980676SQ201480066965
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年10月8日
【发明人】A·M·博萨莱, R·巴卢
【申请人】巴斯夫欧洲公司