前燈安裝支架能量吸收器的制造方法
【專利說(shuō)明】前燈安裝支架能量吸收器
【背景技術(shù)】
[0001] 本文總體上涉及熱塑性能量吸收構(gòu)件，該熱塑性能量吸收構(gòu)件可以用在車(chē)輛中以 減小傷害和/或最小化對(duì)車(chē)輛的損傷。
[0002] 近年來(lái)，用于使行人在事故中所遭受的傷害量最小化以及用于減輕車(chē)輛損傷的方 法的重要性已經(jīng)增大。在全世界范圍內(nèi)，已經(jīng)建立起不同的監(jiān)管委員會(huì)來(lái)評(píng)估車(chē)輛、行人和 乘客在撞擊期間的表現(xiàn)。取決于整體表現(xiàn)，車(chē)輛被指定了一個(gè)累計(jì)安全評(píng)級(jí)。車(chē)輛的每個(gè) 部件和所有部件都需要滿足特定的撞擊標(biāo)準(zhǔn)以保證車(chē)輛的良好的整體評(píng)級(jí)。因此，各個(gè)政 府監(jiān)管實(shí)體、車(chē)輛工業(yè)以及原始設(shè)備制造商（OEM' s)都在不停地尋求用以提高車(chē)輛的整體 安全評(píng)級(jí)的經(jīng)濟(jì)的解決方案。
[0003] 由于前燈在車(chē)輛的前部和/或轉(zhuǎn)角處的位置，所以前燈在車(chē)輛的（特別是相對(duì)于 行人的）被動(dòng)安全性方面具有重要的作用。車(chē)輛的前燈是在行人與車(chē)輛之間的撞擊中被行 人接觸的最多的位置之一。類(lèi)似地，前燈是在與其他的車(chē)輛的撞擊中的主要受損位置。已 經(jīng)提出了多種設(shè)計(jì)以使撞擊期間的行人傷害最小化并且同時(shí)使前燈或者前燈本身的損傷 最小化。這些設(shè)計(jì)中的一些需要對(duì)前燈進(jìn)行較大的結(jié)構(gòu)修改，這也增大了前燈的體積（例 如，必需的封裝空間）、重量和/或成本。其他的設(shè)計(jì)需要對(duì)前燈區(qū)域周?chē)牡妆P(pán)進(jìn)行結(jié)構(gòu) 修改。
[0004] 通常，前燈被設(shè)置為單個(gè)組件，其包括透鏡、殼體、光源、遮光板和反射件。結(jié)果，即 使在對(duì)前燈組件的任何部件產(chǎn)生了非常有限損害的情況下，整個(gè)組件可能不得不用一個(gè)新 的組件更換。這導(dǎo)致了較高的更換或者維護(hù)成本。因此，需要設(shè)計(jì)引入能量吸收構(gòu)件的前 燈，該能量吸收構(gòu)件將變形并吸收動(dòng)力學(xué)撞擊能量以使行人傷害最小化且減輕車(chē)輛損傷， 從而保證良好的車(chē)輛安全評(píng)級(jí)。
[0005] 此外，也需要減小更換和維護(hù)成本，特別是與低撞擊能量事故相關(guān)的成本。因此期 望的是，減小或者消除對(duì)被撞擊的車(chē)輛的部件的損傷并且從而減小對(duì)于更換那個(gè)部件的需 求的產(chǎn)品和/或方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在各個(gè)實(shí)施例中公開(kāi)了可以與各種車(chē)輛部件共同使用的能量吸收裝置。特別地， 本文中公開(kāi)了能夠減小撞擊后對(duì)行人或者車(chē)輛的乘客的傷害和/或車(chē)輛損傷的用于前燈 的熱塑性能量吸收前燈安裝支架。
[0007] 本文涉及一種熱塑性能量吸收前燈安裝支架，其包括框架和能量吸收構(gòu)件，框架 具有近端部和遠(yuǎn)端部，能量吸收構(gòu)件具有：近端部，該近端部附接至框架的近端部；遠(yuǎn)端 部，該遠(yuǎn)端部至少部分地在框架的遠(yuǎn)端部上方延伸；以及拱形中央部分，該拱形中央部分在 能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部與近端部之間延伸。能量吸收構(gòu)件的近端部被配置成可操作地耦接 至前燈的一部分，并且框架相對(duì)于能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部而能摩擦地滑動(dòng)的。
[0008] 從下文中的說(shuō)明性的實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明和附圖中將使前述特征和其他特征變得 更加顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 當(dāng)結(jié)合附圖（在這個(gè)附圖中，用相同的、最初的標(biāo)號(hào)表示相同的部件）閱讀時(shí)，用 于所描述的車(chē)輛緩沖器的能量吸收系統(tǒng)的特征將從下文中的詳細(xì)說(shuō)明中變成顯而易見(jiàn)，附 圖中：
[0010] 圖1是示出了能量吸收前燈安裝支架的實(shí)施例的俯視圖；
[0011] 圖2是示出了能量吸收前燈安裝支架的實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0012] 圖3是示出了撞擊之后的能量吸收前燈安裝支架的側(cè)視圖；
[0013] 圖4是在近端部處的能量吸收前燈安裝支架的前視立體圖；
[0014] 圖5是在圖1的截面A-A處的能量吸收前燈安裝支架的后視立體圖；
[0015] 圖6是在圖1的截面B-B處的能量吸收前燈安裝支架的后視立體圖；
[0016] 圖7是能量吸收前燈安裝支架的立體左上視圖；
[0017] 圖8是能量吸收前燈安裝支架與前燈的可能耦接位置的視圖；
[0018] 圖9是示出了在低速撞擊擺錘測(cè)試中以34. 7°的角度定位的撞擊器的圖（行人； 情況1);
[0019] 圖10是示出了在低速撞擊擺錘測(cè)試中以37. 6°的角度定位的撞擊器的圖（行人； 情況2);
[0020] 圖11是示出了在具有能量吸收前燈安裝支架的情況下根據(jù)基于圖9的低速撞擊 擺錘測(cè)試的撞擊的在撞擊器上的最大力曲線的圖；
[0021] 圖12是示出了在不具有能量吸收前燈安裝支架的情況下根據(jù)基于圖9的低速撞 擊擺錘測(cè)試的撞擊的在撞擊器上的最大力曲線的圖；
[0022] 圖13是示出了包含能量吸收前燈安裝支架的前燈根據(jù)基于圖9的低速撞擊擺錘 測(cè)試的撞擊所經(jīng)受的彎矩的圖；
[0023] 圖14是示出了在具有能量吸收前燈安裝支架的情況下根據(jù)基于圖10的低速撞擊 擺錘測(cè)試的撞擊的在撞擊器上的最大力曲線的圖；
[0024] 圖15是示出了在不具有能量吸收前燈安裝支架的情況下根據(jù)基于圖10的低速撞 擊擺錘測(cè)試的撞擊的在撞擊器上的最大力曲線的圖；
[0025] 圖16是示出了根據(jù)不具有能量吸收前燈安裝支架的前燈所基于圖10的低速撞擊 擺錘測(cè)試的撞擊經(jīng)受的彎矩的圖；
[0026] 圖17是示出了包含能量吸收前燈安裝支架的前燈根據(jù)基于圖10的低速撞擊擺錘 測(cè)試的撞擊所經(jīng)受的彎矩的圖；和
[0027] 圖18是示出了不具有能量吸收前燈安裝支架的前燈根據(jù)基于圖10的低速撞擊擺 錘測(cè)試的撞擊所經(jīng)受的彎矩的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 在各個(gè)實(shí)施例中公開(kāi)的是用于前燈的熱塑性能量吸收安裝支架，其可以用于在前 燈被行人、另外的車(chē)輛或者被另外的外部撞擊源撞擊時(shí)吸收能量，從而使作為撞擊的結(jié)果 而遭受的損傷最小化。例如，能量吸收前燈安裝支架能夠減小在撞擊的期間行人所遭受的 傷害。此外，能量吸收安裝支架也能夠使在撞擊的期間對(duì)車(chē)輛（特別是對(duì)前燈本身）的損 傷最小化。
[0029] 能量吸收前燈安裝支架可以位于最有效地使能量吸收安裝支架能夠變形和吸收 動(dòng)力學(xué)撞擊能量的位置。例如，能量吸收前燈安裝支架可以位于前燈與車(chē)輛的用作前燈的 支撐裝置的部件之間（例如，位于前燈與其支撐裝置之間）。能量吸收安裝支架可以直接附 接至車(chē)輛前燈和/或車(chē)輛的支撐部件，并且可選地可以是可從車(chē)輛上拆卸下來(lái)的（例如，可 從車(chē)輛上移除）。
[0030] 在一些實(shí)施例中，能量吸收前燈安裝支架可以使得能量吸收安裝支架可從車(chē)輛上 移除而不損壞前燈或者與其附接的支撐裝置的方式而可移除地附接至前燈和/或車(chē)輛的 本體部件。在在前燈的位置處的撞擊期間，撞擊能量可以被能量吸收前燈安裝支架吸收，從 而保護(hù)車(chē)輛前燈、行人和/或車(chē)輛的乘客。能量吸收前燈安裝支架對(duì)撞擊能量的吸收可以 導(dǎo)致安裝支架的變形。然而，由于能量吸收前燈安裝支架可以是可單獨(dú)地從車(chē)輛前燈上拆 卸下來(lái)，所以在撞擊之后，如果前燈沒(méi)有遭受較大的損傷，則能量吸收前燈安裝支架可以被 相對(duì)于前燈獨(dú)立地更換，或者可替換地作為前燈的一個(gè)部分而更換。也就是說(shuō)，不需要因?yàn)?能量吸收前燈安裝支架已經(jīng)由于能量的吸收而變形（例如，塑性地變形）而僅更換整個(gè)前 燈。
[0031] 在低速撞擊的情況下，能量吸收前燈安裝支架能夠通過(guò)管理動(dòng)力學(xué)撞擊能量和侵 入（同時(shí)不超過(guò)與其耦接的前燈殼體的負(fù)荷極限時(shí)）而減小車(chē)輛損傷。在不受理論限制的 情況下，相信的是，通過(guò)經(jīng)由能量吸收構(gòu)件的彎曲而將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成彈性能量和/或通過(guò)將 動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱量來(lái)管理能量的吸收。動(dòng)能到熱量的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)能量吸收安裝支架的框架 (其被定位在車(chē)輛支撐件與在框架的至少一部分上方延伸的能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部之間） 的摩擦而發(fā)生。
[0032] 通過(guò)提供熱塑性能量吸收前燈安裝支架（其中該支架包括能量吸收構(gòu)件和框 架），可以實(shí)現(xiàn)在重量、維護(hù)時(shí)間和裝配時(shí)間上的顯著節(jié)省。
[0033] 因此，本文在各個(gè)實(shí)施例中公開(kāi)的是一種熱塑性能量吸收前燈安裝支架，其包括 具有近端部和遠(yuǎn)端部的框架以及具有近端部和遠(yuǎn)端部的能量吸收構(gòu)件。能量吸收構(gòu)件的近 端部附接至框架的近端部，而能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部具有至少部分地在框架的遠(yuǎn)端部上方 延伸的部分。能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部側(cè)向地延伸（例如，延伸到側(cè)面），或者換句話說(shuō)，與 其縱向軸線垂直地側(cè)向張開(kāi)以至少部分地覆蓋框架的一部分。能量吸收構(gòu)件還包括在能量 吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部與近端部之間延伸的拱形中央部分。能量吸收構(gòu)件的近端部被配置成操 作地耦接至前燈的一部分，并且能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部被配置成操作地耦接至車(chē)輛支撐部 件。能量吸收前燈安裝支架還被設(shè)計(jì)使得框架可相對(duì)于能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部且相對(duì)于車(chē) 輛支撐部件（例如，車(chē)輛的底盤(pán)）摩擦地滑動(dòng)。
[0034] 能量吸收前燈安裝支架可以被調(diào)整成在與行人、其他的車(chē)輛或者與其他的外部撞 擊源撞擊的期間吸收能量并且彈性地（即，可逆地）或者塑性地（即，不可逆地）變形。例 如通過(guò)能量吸收構(gòu)件在撞擊后的壓縮完成的外功（external work)導(dǎo)致能量吸收構(gòu)件的拱 形中央部分從其無(wú)應(yīng)力狀態(tài)撓曲并且可以被轉(zhuǎn)換成應(yīng)變能，其中，應(yīng)變能指的是一種形式 的勢(shì)能。以彈性變形的形式存儲(chǔ)的應(yīng)變能能以機(jī)械功的形式恢復(fù)，該機(jī)械功可以用于使前 燈恢復(fù)到其初始的、撞擊之前的位置。對(duì)于具有固定的遠(yuǎn)端部的能量吸收構(gòu)件而言，應(yīng)變能 可以由公式（1)描述：
[0036] 其中：U是應(yīng)變能，其單位為焦耳（J);
[0037] Μ是力矩，其單位為牛頓米（Nm);
[0038] dy是在能量吸收構(gòu)件的近端部的位置（即，侵入的深度）上的變化，其單位為米 (m)；
[0039] E是能量吸收構(gòu)件的楊氏模量，其單位為牛頓每平方米（N/m2);以及
[0040] I是慣性角動(dòng)量，其單位為Nm2,并且等于（Wt3/12)，
[0041] 其中，W是能量吸收構(gòu)件的寬度并且t是其厚度（二者的單位都是米）。
[0042] 此外，由行人或者車(chē)輛與前燈之間的撞擊產(chǎn)生的動(dòng)能可以由能量吸收前燈安裝支 架通過(guò)熱力學(xué)不可逆性（或者換句話說(shuō)，通過(guò)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱量）而吸收?？梢酝ㄟ^(guò)夾在 車(chē)輛支撐裝置（比如，車(chē)輛的底盤(pán)）與在框架的至少一部分上方延伸的能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn) 端部之間的框架的摩擦實(shí)現(xiàn)動(dòng)能的這種轉(zhuǎn)換。對(duì)于可摩擦地滑動(dòng)并夾在能量吸收構(gòu)件與 能量吸收構(gòu)件所耦接的車(chē)輛部件之間的框架而言，由于摩擦而導(dǎo)致的動(dòng)能損失可以由公式 (2)描述：
[0043] Eth= μ k / (x) dx (公式 2)
[0044] 其中Eth是能量損失，其單位為焦耳；
[0045] yk是框架、車(chē)輛支撐部件和在框架的一部分上延伸的能量吸收構(gòu)件的遠(yuǎn)端部之 間的動(dòng)摩擦系數(shù)（無(wú)量綱）；以及
[0046] X是框架行進(jìn)的距離（即，侵入的深度），其單位為m。
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