一種車前防護(hù)裝置及其制作方法
【專利摘要】一種車前防護(hù)裝置的制造方法，包括連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制作：將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；內(nèi)型腔的制作：將連續(xù)纖維通過口模，并將基體樹脂灌注于口模中，然后進(jìn)行固化、拉擠成型為內(nèi)型腔；橫梁的制作：將內(nèi)型腔切斷，并在內(nèi)型腔上纏繞、包覆連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成為橫梁；連接防護(hù)裝置：將制作好的橫梁與金屬制成的支架通過合頁(yè)包覆和螺栓緊固的形式進(jìn)行連接，并在合頁(yè)與支架的接觸面處采用彈性體或膠黏劑進(jìn)行連接。本發(fā)明采用連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來制作防護(hù)裝置大幅度減輕了防護(hù)裝置的重量，能降低汽車廢氣的排放量，有利于汽車的綠色環(huán)保出行和可持續(xù)發(fā)展。
【專利說明】
一種車前防護(hù)裝置及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車的防護(hù)裝置及制作方法，具體涉及采用連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作成防護(hù)裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]按照GB/26511-2011《商用車前下防護(hù)要求》，商用車前下防護(hù)裝置需要適應(yīng)此標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是對(duì)于N2和N3類車，為了承受一定的外力，外形尺寸需要滿足:橫桿橫斷面高度大于10mm，離地距離大于400mm，長(zhǎng)度為車前兩輪胎外沿距離(滿足安裝要求)。性能上需要滿足:防護(hù)裝置能承受整車重量一半大小的外力沖擊，沖擊完成后，防護(hù)裝置橫梁離整車前部距離小于400mm。
[0003]綠色環(huán)保、低排放，可持續(xù)發(fā)展，是汽車行業(yè)必須面對(duì)的嚴(yán)峻問題。輕量化是汽車達(dá)到以上目標(biāo)的有效方法與手段。所以輕量化成為近幾年來汽車行業(yè)十分火熱的研究話題。
[0004]在商用車領(lǐng)域，隨著國(guó)VI標(biāo)準(zhǔn)的正式執(zhí)行，節(jié)能減排的形勢(shì)越來越嚴(yán)峻，輕量化的需求顯得十分迫切。出于安全考慮，商用車都安裝有前下防護(hù)裝置，目的在于當(dāng)車輛發(fā)生嚴(yán)重的交通事故時(shí)，起到對(duì)駕乘人員安全保護(hù)的作用。
[0005]商用車前下防護(hù)裝置，完全按照法規(guī)要求，重量高達(dá)70公斤以上，滿足不了現(xiàn)有車輛輕量化與節(jié)能減排的要求。法規(guī)實(shí)施時(shí)間不長(zhǎng)，很多車型來不及更換前下防護(hù)裝置，甚至在產(chǎn)過渡車型，涉及到制造成本，輕量化等多方面的問題，一直沒有更換成滿足法規(guī)要求的前下防護(hù)裝置。
[0006]通過國(guó)內(nèi)檢索發(fā)現(xiàn)以下專利與本發(fā)明有相似之處:
申請(qǐng)?zhí)枮?01510457805.3，名稱為“汽車前防護(hù)裝置”的發(fā)明公開了一種汽車前防護(hù)裝置，涉及汽車制造技術(shù)領(lǐng)域;包括橫桿組件，所述橫桿組件于上端面設(shè)有左過渡支架和右過渡支架，所述左過渡支架和右過渡支架分別通過前懸支座固定在車架縱梁上;所述橫桿組件一側(cè)面連接左后支撐和右后支撐，所述左后支撐和右后支撐分別通過懸架支座固定在所述車架縱梁上。本發(fā)明可以解決目前商用車前下防護(hù)裝置穩(wěn)定性差、受撞擊后易變形的問題。
[0007]申請(qǐng)?zhí)枮?01420841112.5，名稱為“商用車前下部防護(hù)裝置”的實(shí)用新型公開了一種商用車前下部防護(hù)裝置，防撞橫梁的后側(cè)至少固接有兩個(gè)向后伸展的前支梁，每個(gè)前支梁上沿其長(zhǎng)度方向交錯(cuò)設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)條孔，每個(gè)前支梁的后端固接有上伸的用于與車架固裝的固裝支架。前支梁上加工有交錯(cuò)設(shè)置的長(zhǎng)條孔，一方面降低前支梁的強(qiáng)度和剛度，使本實(shí)用新型在受到碰撞沖擊時(shí)，使前支梁先于固裝支架達(dá)到屈服點(diǎn)而進(jìn)行潰縮塑性變形，另一方面交錯(cuò)設(shè)置的長(zhǎng)條孔為前支梁的塑性變形預(yù)留了充足的變形空間。當(dāng)前方轎車與卡車正面碰撞時(shí)，可潰縮式前支梁受力塑性變形，使得碰撞能量在整個(gè)沖擊過程中得到耗散，降低碰撞產(chǎn)生的減速度值、增強(qiáng)緩沖作用、提高吸能減振的功能，防止固裝支架的斷裂，又很好的保護(hù)碰撞雙方人員的安全。
[0008]以上專利主要以金屬材料為基礎(chǔ)制作，沒有涉及到復(fù)合材料的組成與復(fù)合材料的應(yīng)用，難以滿足車輛輕量化與節(jié)能減排的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)目前汽車的前下防護(hù)裝置由金屬制成，其重量大，難以滿足車輛輕量化與節(jié)能減排的要求，而提出一種采用連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來制作防護(hù)裝置，來大幅度減輕防護(hù)裝置的重量。
[0010]針以上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種車前防護(hù)裝置的制造方法，包括以下步驟:
A.連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制作:將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；
B.內(nèi)型腔的制作:將連續(xù)纖維通過口模，并將基體樹脂灌注于口模中，然后進(jìn)行固化、拉擠成型為內(nèi)型腔；
C.橫梁的制作:將內(nèi)型腔切斷，并在內(nèi)型腔上纏繞、包覆連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成為橫梁；
D.連接防護(hù)裝置:將制作好的橫梁與金屬制成的支架通過合頁(yè)包覆和螺栓緊固的形式進(jìn)行連接，并在合頁(yè)與支架的接觸面處采用彈性體或膠黏劑進(jìn)行連接。
[0011]進(jìn)一步地，步驟A中所述的連續(xù)纖維選自碳纖維、玻璃纖維、玄武纖維、芳綸纖維、金屬纖維、聚乙烯纖巖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維和植物纖維中的一種或一種以上。
[0012]進(jìn)一步地，步驟A中所述的將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型的工藝中，所述熔融浸漬溫度為48-200°C，浸漬壓力為0.02-1010^，牽引速度為0.5-4111/111；[11。
[0013]進(jìn)一步地，步驟B中所述的基體樹脂選自不飽和樹脂，環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂，聚酰胺樹脂中的一種或一種以上。
[0014]進(jìn)一步地，步驟C的橫梁中各組分的重量百分比為:不飽和樹脂20-35%，玻璃纖維60-70%，抗老化劑5-8%，加工助劑,0.2-0.5%。
[0015]進(jìn)一步地，步驟C的橫梁中各組分的重量百分比為:環(huán)氧樹脂20-35%，玻璃纖維60-70%，抗老化劑5-8%，加工助劑0.2-0.5%。
[0016]—種車前防護(hù)裝置，防護(hù)裝置中設(shè)有橫梁和支架，橫梁上包覆有合頁(yè)，合頁(yè)之間采用螺栓連接固定，合頁(yè)與支架通過焊接固定，從而將橫梁固定在支架上。
[0017]進(jìn)一步地，橫梁與合頁(yè)之間設(shè)有彈性體或膠黏劑，所述彈性體或膠黏劑將橫梁與合頁(yè)固定在一起。
[0018]進(jìn)一步地，固定在橫梁上的支架的個(gè)數(shù)這2個(gè)以上，固定在支架上的橫梁的根數(shù)為2根以上，橫梁為長(zhǎng)方體狀或圓柱狀。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明采用連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來制作防護(hù)裝置大幅度減輕了防護(hù)裝置的重量，能降低汽車廢氣的排放量，有利于汽車的綠色環(huán)保出行和可持續(xù)發(fā)展。
[0020]2.防護(hù)裝置中將連續(xù)纖維通過口模，并將基體樹脂灌注于口模中，然后進(jìn)行固化、拉擠成型為內(nèi)型腔，能制作出橫向方向強(qiáng)度很大的內(nèi)型腔。
[0021]3.將內(nèi)型腔切斷，并在內(nèi)型腔上纏繞、包覆連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成的橫梁，能使橫梁在縱向方向的強(qiáng)度大幅度提升。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖中:I支架、2橫梁。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面對(duì)本發(fā)明做一步的描述:
汽車前下方防護(hù)裝置的制造方法包括以下步驟:
A.連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制作;B.內(nèi)型腔的制作;C.橫梁2的制作和D.連接防護(hù)裝置。
[0024]步驟A.連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制作是:將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。其中連續(xù)纖維選自碳纖維、玻璃纖維、玄武纖維、芳綸纖維、金屬纖維、聚乙烯纖巖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維和植物纖維中的一種或一種以上。
[0025]步驟B.內(nèi)型腔的制作是:將連續(xù)纖維通過口模，并將基體樹脂灌注于口模中，然后進(jìn)行固化、拉擠成型為內(nèi)型腔。其中基體樹脂選自不飽和樹脂，環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂，聚酰胺樹脂中的一種或一種以上。將基體樹脂和連續(xù)纖維一起固化成內(nèi)型腔，能加強(qiáng)內(nèi)型腔在橫向方向的強(qiáng)度。
[0026]步驟C.橫梁2的制作是:將內(nèi)型腔切斷，并在內(nèi)型腔上纏繞、包覆連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成為橫梁2。在內(nèi)型腔上纏繞、包覆連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料后能增強(qiáng)內(nèi)型腔的縱向方向的強(qiáng)度，從而使得橫梁2在橫向方向和縱向方向都具有很大的強(qiáng)度。
[0027]步驟D.連接防護(hù)裝置是:將制作好的橫梁2與金屬制成的支架I通過合頁(yè)包覆和螺栓緊固的形式進(jìn)行連接，并在合頁(yè)與支架I的接觸面處采用彈性體或膠黏劑進(jìn)行連接。采用彈性體或膠黏劑，能使得汽車在行駛過程中，橫梁2與支架I之間不易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲;且在橫梁2與物體進(jìn)行碰撞時(shí)，能起到一定的緩沖作用。
[0028]如圖1所述，橫梁2上包覆有合頁(yè)，合頁(yè)之間采用螺栓連接固定，合頁(yè)與支架I通過焊接固定，從而將橫梁2固定在支架I上。而在橫梁2與合頁(yè)之間設(shè)有彈性體或膠黏劑，彈性體或膠黏劑主要起緩沖、減振的作用。
[0029]防護(hù)裝置滿足如下特征:安裝于車輛前下部位，在承受整車和整車一半重量的沖擊下，形變位移小于400_，沖擊碰撞完成后，防護(hù)裝置不會(huì)出現(xiàn)破裂。
[0030]實(shí)施例一
步驟A中，將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，熔融浸漬溫度為80-200°C，浸漬壓力為0.15-5MPa，牽引速度為2m/min。
[0031]步驟C中，橫梁2中各組分的重量百分比為:不飽和樹脂20-35%，玻璃纖維60-70%，抗老化劑5-8%，加工助劑，0.2-0.5%。
[0032]由上述工藝參數(shù)生產(chǎn)出的防護(hù)裝置的物理機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度大于450Mpa，彎曲強(qiáng)度大于520Mpa，彎曲模量大于25GPa。
[0033]實(shí)施例二步驟A中，將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，熔融浸漬溫度為60-180°(:，浸漬壓力為0.1-510^，牽引速度為1111/1^11。
[0034]步驟C中，橫梁2中各組分的重量百分比為:環(huán)氧樹脂20-35%，玻璃纖維60-70%，抗老化劑5-8%，加工助劑0.2-0.5% ο
[0035]由上述工藝參數(shù)生產(chǎn)出的防護(hù)裝置的物理機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度大于820MPa，彎曲強(qiáng)度大于1200MPa，彎曲模量大于45Gpa。
[0036]實(shí)施例三
將防護(hù)裝置的制造方法中的步驟C去除，也就是說:不在內(nèi)型腔上纏繞、包覆連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。此時(shí)，步驟B中的制作出的內(nèi)型腔就是橫梁。本實(shí)施例的防護(hù)裝置的制造方法的步驟包括:
A.連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制作:將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；
B.橫梁的制作:將連續(xù)纖維通過口模，并將基體樹脂灌注于口模中，然后進(jìn)行固化、拉擠成型為橫梁，并對(duì)橫梁進(jìn)行切斷；
C.連接防護(hù)裝置:將制作好的橫梁與金屬制成的支架通過合頁(yè)包覆和螺栓緊固的形式進(jìn)行連接，并在合頁(yè)與支架的接觸面處采用彈性體或膠黏劑進(jìn)行連接。
[0037]很顯然，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，作出的若干改進(jìn)或修飾都應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車前防護(hù)裝置的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: A.連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制作:將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料； B.內(nèi)型腔的制作:將連續(xù)纖維通過口模，并將基體樹脂灌注于口模中，然后進(jìn)行固化、拉擠成型為內(nèi)型腔； C.橫梁的制作:將內(nèi)型腔切斷，并在內(nèi)型腔上纏繞、包覆連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成為橫梁； D.連接防護(hù)裝置:將制作好的橫梁與金屬制成的支架通過合頁(yè)包覆和螺栓緊固的形式進(jìn)行連接，并在合頁(yè)與支架的接觸面處采用彈性體或膠黏劑進(jìn)行連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車前防護(hù)裝置的制造方法，其特征在于，步驟A中所述的連續(xù)纖維選自碳纖維、玻璃纖維、玄武纖維、芳綸纖維、金屬纖維、聚乙烯纖巖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維和植物纖維中的一種或一種以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車前防護(hù)裝置的制造方法，其特征在于，步驟A中所述的將連續(xù)纖維通過熔融浸漬、拉擠成型的工藝中，所述熔融浸漬溫度為48-200°C，浸漬壓力為0.02-1 OMPa，牽引速度為 0.5_4m/min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車前防護(hù)裝置的制造方法，其特征在于，步驟B中所述的基體樹脂選自不飽和樹脂，環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂，聚酰胺樹脂中的一種或一種以上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車前防護(hù)裝置的制造方法，其特征在于，步驟C的橫梁中各組分的重量百分比為:不飽和樹脂20-35%，玻璃纖維60-70%，抗老化劑5-8%，加工助劑，0.2~0.5%ο6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車前防護(hù)裝置的制造方法，其特征在于，步驟C的橫梁中各組分的重量百分比為:環(huán)氧樹脂20-35%，玻璃纖維60-70%，抗老化劑5-8%，加工助劑0.2-0.5% ο7.一種車前防護(hù)裝置，防護(hù)裝置中設(shè)有橫梁和支架，其特征在于，橫梁上包覆有合頁(yè)，合頁(yè)之間采用螺栓連接固定，合頁(yè)與支架通過焊接固定，從而將橫梁固定在支架上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種車前防護(hù)裝置，其特征在于，橫梁上包覆有合頁(yè)，橫梁與合頁(yè)之間設(shè)有彈性體或膠黏劑，所述彈性體或膠黏劑將橫梁與合頁(yè)固定在一起。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種車前防護(hù)裝置，其特征在于，固定在橫梁上的支架的個(gè)數(shù)這2個(gè)以上，固定在支架上的橫梁的根數(shù)為2根以上，橫梁為長(zhǎng)方體狀或圓柱狀。
【文檔編號(hào)】B60R19/56GK106043193SQ201610449149
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】劉愛學(xué), 張偉, 楊海洋, 鄭梯和, 王全兵, 黃安民, 徐金龍
【申請(qǐng)人】株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司