可回缩的空气动力扰流器的制作方法

本发明涉及机动车辆的领域，更具体地涉及设置在车辆前部、用于减小由车辆高速行驶而产生的空气动力阻力的空气动力设备。

背景技术：

长期以来,用于改善车辆动气动力学功效的方式之一在于减小道路与车辆之间的下部空间。

由于离地高度必须保持在与使用要求兼容的高度值，通过降低空气动力挡板，可获得令人满意的结果，所述空气动力挡板作为车辆前部部分的扰流器在并优选地布置在车轮前方。

该扰流器因此可根据行驶条件(例如车辆的速度或道路的状态)降低或升高。

公开文本us7775582提供该类型设备的一个例子。

然而，为了实施这些扰流器，还必须考虑其它限制条件。举例来说,这些限制条件包括例如处于升高位置的设备在位于车辆前部的有限空间中的体积、当车辆高速行驶时用于抵抗空气压强的机械强度、在正面碰撞情况下对设备的保护和设备的可变形性、当道路上突然出现意外障碍物时设备迅速折起的可能性，以及损坏情况下修复的便利性。

最后，额外的限制条件来自与车辆该部分有关的风格要求，在该部分中，空气动力设备从外部可见，构成车身一体的部分。空气动力扰流器因此具有弯曲形状，所述弯曲形状旨在布置为与保险杠的下部部分形状和风格连续。

众多公开文献已提出解决全部或部分上述限制条件的方案。

由此，上述公开文本us7775582提出一种由线缆致动的刚性系统,其不易操作且体积相对大。该设备还构成在正面碰撞情况下对前部部分可变形性的障碍。

公开文本us8677817描述了一种体积减小且整体可变形的可充气的空气动力扰流器。然而，当车辆高速行驶时该设备对于空气压强具有低抵抗性，且需要在车辆内部安装压缩空气源。

在公开文本us8702152中描述的设备的形式为竖直可动的空气动力扰流器。该设备难以针对道路的不定性进行保护并且不易收起(débrayé)。而且，在正面碰撞情况下，其布置非常靠前的刚性结构容易损坏，并限制前部总成向车辆后方的变形。公开文本us4951994和us7686382也提出了类似设备。

公开文本us7686383提出展开布置在保险杠下部分延长部上的多个弯曲活板。该装置有贴合保险杠弯曲部分的优点，但伴随有与机动车辆生产商所要求的鲁棒性和成本要求不大兼容的实施复杂性。

公开文本us8887845设想将空气动力挡板分为三个不同的活板，所述活板绕着柔性且弯曲的轴旋转。由此导致需要提供很大的动力来补偿传输损失。

在公开文本us4659130中描述的设备仍是体积大的，且难以在遇到道路上布置的障碍物的情况下快速折起。

尽管所有这些设备都允许减小从车辆下方经过的空气量，但要指出的是，它们中没有一个能解决所有上述限制条件。

技术实现要素：

根据本发明的空气动力扰流器的特征在于，它包括可变形蒙皮，该可变形蒙皮的上边缘设置为与前保险杠的下部部分联结，且下边缘连接到刚性拱部的前边缘，所述刚性拱部在操作设备的作用下在低位置和高位置之间可动，在所述低位置上，可变形蒙皮展开以使得当车辆前进时存在于车辆下方的空气流偏向，在所述高位置上，可变形蒙皮折起到布置在保险杠后方的容置部中。

由于蒙皮的柔性和变形能力，变得能够摆脱与保险杠下部轮廓的明显弯曲有关的限制条件而折起或展开蒙皮，并在保险杠的整个宽度上将可变形蒙皮布置在车辆轮子的前方。可变形蒙皮因此与前保险杠的整体形状保持形状上的连续，并从保险杠的一端到另一端跟随保险杠的下部弯曲。

如将在下文中可见，该优点还使得能够提供一种体积不大且轻的操作设备，所述操作设备使得可变形蒙皮能够向自身折起并经受受控的变形，以收回到为此设置在保险杠后方的容置部中，或者完全展开以使得在车辆下方经过的空气流偏向。

根据本发明的设备还可以单独或组合地包括以下特征：

-在低位置上，可变形蒙皮侧向延伸到所述车辆的每个前轮前方。

-在低位置上，可变形蒙皮的下边缘被布置在离地面大致恒定的高度处。

-当刚性拱部处于低位置时，可变形蒙皮在前保险杠下方延伸并与前保险杠形状连续。

-刚性拱部的附接有可变形蒙皮的下边缘的前边缘具有弯曲(galbe)。

-刚性拱部基于塑料材料或复合材料制成。

-所述操作设备包括：

o一根或多根前连杆，每根前连杆都具有第一端部和第二端部，所述第一端部通过具有轴dd’的第一铰接连接到车辆底盘，所述第二端部通过具有轴cc’的第二铰接连接到刚性拱部，

o一根或多根后连杆，每根后连杆都具有第一端部和第二端部，所述第一端部通过具有轴aa’的第一铰接连接到车辆底盘，所述第二端部通过具有轴dd’的第二铰接连接到刚性拱部，

并且，轴aa’、bb’、cc’、dd’相互平行且与车辆的横向方向oy平行，并被布置为使得所述轴在与所述轴垂直的平面上的投影限定可变形的矩形平行四边形的四个顶点；轴aa’向车辆的纵向后方与轴dd’错开非零的距离d。

-所述操作设备设置为使得刚性拱部在从低位置转变到高位置时向车辆后方移动。

-将连杆的第一端部连接到底盘的两个轴中的一个是致动轴，该致动轴安装在固定于底盘上的两个轴承上并由致动器驱动旋转。

-后连杆的第一端部固定在以轴aa’为轴的致动轴上。

-致动器包括力矩限制器，其阈值设置为使得当车辆在运动中并且刚性拱部与障碍物相撞时，致动器脱开，且所述刚性拱部在其通过碰撞而获得的动量作用下脱离低位置而向高位置行进。

-与经过轴aa’和dd’的平面平行的返回连杆通过其一个端部被具有与轴aa’平行的轴ff’的铰接连接到前连杆或后连杆，并通过其另一个端部被具有与轴aa’平行的轴ee’的铰接连接到次级驱动连杆，所述次级驱动连杆与所述前连杆或后连杆平行并包括固定在致动轴上的另一端部。

-所述操作设备包括两根后连杆，它们分别布置在所述刚性拱部的两个侧向端部附近。

-所述操作设备包括大致布置在所述刚性拱部中心处的单一前连杆。

附图说明

阅读作为例子提供的绝无任何限制性的附图，将更好地理解本发明，在附图中：

-图1是车辆前部的示意性立体图；

-图2是车辆前部的示意性立体图，其中的空气动力扰流器是展开的；

-图3是车辆前部的示意性立体图，其中操作设备是可见的；

-图4是该操作设备的示意性立体图；

-图5是该操作设备处于高位置时的示意性侧视图；

-图6是该操作设备处于高位置时的示意性仰视图；

-图7是该操作设备的致动轴和致动器的示意性立体图。

具体实施方式

图1示出包括前保险杠31的车辆3前部的局部视图。通过固定装置(未示出)使得该保险杠与车辆底盘联结。空气动力扰流器处于高位置，保持从车辆外部不可见。

在下文中，“纵向方向”指的是从车辆后部到前部的方向x’ox，“横向方向”指的是与车轮的轴平行的方向y’oy，“垂直方向”指的是与车辆移动的平面垂直的方向z’oz。

图2示出同一车辆3前部，其中，可变形蒙皮4在低位置上展开。可变形蒙皮4在车辆整个前部上展开，并当车辆高速行驶时减小存在于前部部分且从保险杠下方经过的空气流。要指出的是，可变形蒙皮4还部分地布置在前轮的前方。

可变形蒙皮4通过其上边缘40连接到前保险杠31的下边缘，并通过其下边缘41连接到在图3中可见的刚性拱部2，在图3中已经取下了可变形蒙皮4。可变形蒙皮4与前保险杠31形状连续，它贴合该前保险杠的下边缘的弯曲。出于相同的原因，刚性拱部2的前边缘也具有与保险杠下部部分的弯曲类似的弯曲。

在该低位置上，可变形蒙皮的下边缘41和刚性拱部2被布置在离地面相对恒定的高度处。

确保用于描述本发明的可变形蒙皮的展开或收回的操作设备1在图4中详细地示出。在该图中，刚性拱部2被布置在低位置，其对应于可变形蒙皮4(不可见)展开的情况。

刚性拱部2具有前边缘21，可变形蒙皮4的下边缘41固定于该前边缘。

为了抗碰撞强度、振动刚度和轻便的目的，刚性拱部2可有利地基于复合材料或热塑性材料制成。

刚性拱部2通过两根后连杆11和12和前连杆13连接到车辆的底盘。

前连杆13包括通过具有轴dd’的第一铰接130连接到车辆底盘的第一端部，和通过具有轴cc’的第二铰接131连接到刚性拱部的第二端部。

后连杆11和12包括通过具有轴aa’的第一铰接(分别为110和120)连接到车辆底盘的第一端部，和通过具有轴dd’的第二铰接(分别为111和121)连接到刚性拱部2的第二端部。后连杆和前连杆的第二铰接分别通过底板112、122和132附接在刚性拱部2上。

轴aa’、bb’、cc’和dd’相互平行并与车辆的横向方向oy平行，并被布置为使得轴aa’、bb’、cc’和dd’在与所述轴垂直的平面p上的投影限定可变形矩形平行四边形的四个顶点a、b、c、d。在沿着向车辆后方的纵向方向上，轴aa’与轴dd’相距恒定且非零的距离d，该距离与轴bb’和cc’之间的恒定距离相等。轴aa’和bb’之间以及轴cc’和dd’之间的恒定距离等于h。

前连杆和后连杆的数量不限于本说明书所提及的数量。而且，完全可以考虑多种组合，其中包括单根后连杆和单根前连杆，或单根后连杆和两根前连杆，或两根后连杆和两根前连杆以确保更好的刚度，。然而，由于刚性拱部2的显著弯曲，前连杆优选地被布置在刚性拱部的中心附近，该中心在此被定义为车辆纵向对称平面oxz与刚性拱部的交叉线，位于与刚性拱部的两个侧端部等距处。

在所有这些构造中，后连杆的第一端部都通过具有轴aa’的第一铰接连接到车辆的底盘，并且后连杆的第二端部都通过具有轴dd’的第二铰接连接到刚性拱部2。同样的，前连杆的第一端部都通过具有轴dd’的第一铰接连接到车辆的底盘，并且前连杆的第二端部都通过具有轴cc’的第二铰接连接到刚性拱部2。

在用于支持本说明书的设备中，后连杆11和12的第一端部固定在轴aa’的致动轴10上，所述致动轴10通过用作第一铰接的轴承100和101(在图6和7中可见)连接到底盘。致动轴10被布置在所述致动轴10的一个侧端部处的致动器5驱动转动。

在这种布置中，致动轴尽可能地向后布置，由此准许车辆前部部分在正面碰撞下更好地变形。而且，替换成本高的致动器和后连杆由于离保险杠上的碰撞区域尽可能远而被更好地保护。

前连杆的第一铰接130能够围绕轴dd’自由转动，将后连杆和前连杆连接到刚性拱部的第二铰接(分别为111，121，131)能够围绕它们各自的轴bb’和cc’自由转动。

通过实现围绕轴aa’四分之一圈的转动，致动轴10使得后连杆11和12枢转，并使得刚性拱部从低位置转变到高位置，在所述低位置时，所述连杆大致沿着竖直轴取向，在所述高位置时，所述连杆大致沿着纵轴取向。在该运动过程中，刚性拱部实现自车辆前部向后部的平移。

前连杆通过后连杆和刚性拱部的移动而被驱动运动。由前连杆和后连杆形成的平行四边形围绕固定轴aa’和dd’转动。而点b和c在平面p中移动至b’和c’。

要指出的是，在该运动中，由轴bb’和cc’形成的平面可类比于刚性拱部2的平面，其大致保持与由车辆在其上行驶的地面形成的平面平行。

在用于描述本发明的设备中，致动轴是驱动后连杆11和12转动的具有轴aa’的转动轴。要指出的是，也可将致动轴布置在轴dd’上以驱动前连杆。或借助于沿着大致线性的路径移动的次级轴使其中一个连杆转动。

要注意所有上述布置使得致动器(或更上位地用于驱动前连杆和后连杆转动的驱动装置)能够在异常机械外力的作用下脱开。实际上，当车辆在运动中且刚性拱部处于低位置时，车辆的离地间隙减小，刚性拱部可能会与道路上的障碍物相撞。则应保护刚性拱部、可变形蒙皮和更上位来说形成操作设备的连杆的完好性。

为了该目的，致动器5包括力矩限制器，其阈值被设置为使得当车辆在运动中且刚性拱部与障碍物相撞时，致动器脱开，在所述刚性拱部2与所述障碍物之间的碰撞时所获得的动量的作用下，刚性拱部通过从前向后移动而离开低位置向高位置行进。刚性拱部越轻，所积累的动量就越小，由于刚性拱部与障碍物之间的碰撞造成的损坏也就越小。

有利地，操作设备可包括附加机动化装置，以将由致动轴10产生的动力传输给前连杆13，来避免在连杆中传输过大的力。

操作设备1包括与经过轴aa’和dd’的平面平行的返回连杆15，通过铰接150将它的一个端部连接到前连杆13，所述铰接150的轴ff’与轴aa’平行，并通过铰接141将它的另一个端部连接到次级驱动连杆14，所述铰接141具有与轴aa’平行的轴ee’。次级驱动连杆14与前连杆13平行，并包括固定在致动轴10上的另一端部140。

轴aa’、ee’、ff’和dd’在平面p上的投影形成可变形平行四边形的四个顶点a、e、f、d。轴aa’和ee’之间以及轴dd’和ff’之间的恒定距离等于h’，轴ee’和ff’之间的恒定距离等于d——该距离与轴aa’和dd’所隔的距离相同。当操作设备在运动中时，点e和f移动至e’和f’。

次级驱动连杆14和返回连杆15由此能把致动轴10的一部分力矩传输给前连杆13，以减小布置在后连杆111和121与刚性拱部2之间的铰接中的传输力，并避免由轴aa’、bb’、cc’和dd’形成的平行四边形的不可逆变形。

显然，当致动轴布置在附接有前连杆的第一铰接的轴dd’上时，次级驱动连杆则连接到前致动轴，返回连杆连接到后连杆。

图5是所述空气动力扰流器在位于高位置折起时的侧视图。可变形蒙皮4通过其上边缘40连接到保险杠31，并通过其下边缘41连接到刚性拱部2。前连杆13折起到布置在前保险杠31下方的容置部33中。

图6是操作设备在刚性拱部2被置于对应于图5的高位置时的仰视图。

后连杆11和12和前连杆被布置在高位置。

图7示出致动轴10和致动器5。可见，致动器布置在致动轴的一个侧端部处，以降低在正面碰撞情况下受损的风险。

如此构造的空气动力扰流器能响应在本说明书引言中所述的大部分设计限制条件。

尤其是，对于施加在处于展开的低位置的蒙皮上的空气动力学力它提供足够的抵抗性、在遇到道路上的意外障碍物的情况下它提供快速折起的可能性、在折起的高位置上它提供减小的体积、在正面碰撞情况下它提供良好的保护和良好的可修复能力。最后，可变形蒙皮可具有与车辆保险杠的形状和风格完美连续的外轮廓，使得它能够在车辆整个宽度上在大致恒定的高度上、尤其是在轮子前方展开。

词汇表

1操作设备

10致动轴

100、101安装在车辆底盘上的致动轴10的轴承

11后连杆

110连杆11的第一铰接；后连杆11在致动轴10上的连接

111后连杆11与刚性拱部2之间的第二铰接

112用于将后连杆12的第二铰接附接在刚性拱部2上的附接底板

12后连杆

120连杆12的第一铰接；后连杆12在致动轴10上的连接

121后连杆12与刚性拱部2之间的第二铰接

122用于将连杆12的第二铰接附接在刚性拱部2上的附接底板

13前连杆

130前连杆与底盘之间的第一铰接

131前连杆13与刚性拱部2之间的第二铰接

132用于将连杆13的第二铰接附接在刚性拱部2上的附接底板

14次级驱动连杆

140次级驱动连杆14在致动轴10上的连接

141次级驱动连杆14与返回连杆15之间的铰接

15返回连杆

150返回连杆15与前连杆13之间的铰接

aa’致动轴的轴

bb’铰接111和121的轴

cc’铰接131的轴

dd’铰接130的轴

ee’铰接141的轴

ff’铰接150的轴

h轴aa’和bb’之间的距离；等于轴cc’和dd’之间的距离

h’轴aa’和ee’之间的距离；等于轴dd’和ff’之间的距离

d轴bb’和cc’之间的距离；等于轴aa’和dd’之间的距离

2刚性拱部

21刚性拱部的前边缘，其上附接有可变形蒙皮4的下边缘41

22刚性拱部的后边缘

3车辆

31保险杠

32前轮

33布置在保险杠下方的容置部

4可变形蒙皮

40可变形蒙皮的上边缘

41可变形蒙皮的下边缘

5致动器