[发明专利]用于机动车辆进气系统的可压碎风道

说明书

本发明提供一种可压碎风道，其具有形成于其上的一系列巧妙定位且图案化的引起开裂的凹槽。这些凹槽允许风道在撞击事件或指定撞击力的情况下被压碎，从而保护相邻的更高成本的机罩下方组件免于损坏。在撞击事件中，这一系列凹槽允许风道中的裂纹容易以受控和可预测的方式遍及整个图案传播。该可压碎风道由刚性聚合材料形成。该风道包含入口和出口。这些凹槽被形成在风道的外表面和内表面之一或两者上。通常一些凹槽在该入口和该出口之间延伸。这些凹槽优选是平行的。其他凹槽在周向上围绕风道形成。至少一些平行凹槽和周向凹槽相交。

技术领域

本发明总体涉及应用于车辆的内燃发动机的进气系统。更具体地，本发明涉及一种具有巧妙定位且图案化的引起开裂的凹槽的可压碎或可折叠的风管或风道，这些凹槽提供某一厚度，该厚度被设计成在指定负载下失效以防止较高成本的机罩下方(under-hood)组件的后续损坏。

背景技术

内燃发动机通常包含进气系统(AIS)，用于输送环境空气至节气门主体并最终进入燃烧室内作为空气燃料混合物的一部分。进气系统包含风道，该风道首先引入环境空气并将输入空气传送至空气滤清器箱中且穿过空气滤清器箱。典型的风道一般是低成本单元，其通常被定位成毗邻更高成本的机罩下方组件，如空调(A/C)冷凝器、散热器以及包括风扇单元(或多个单元)和风扇罩在内的与散热器有关的部件。

在撞击事件中，散热器和相关联的风扇单元及风扇罩被推向车辆后方进入发动机室。这种问题即使在低速撞击时也会出现，其中“冷却组合件(pack)”(A/C冷凝器、散热器、风扇单元和风扇罩)和支撑件的组件被推向车辆后方大约100mm。为了使散热器、风扇单元及风扇罩的附加损伤最小化，对于汽车存在“低速损坏性(LSD)”的行业要求并且该行业要求适用于AIS风道。这些规则要求散热器的车辆后方区域是空的或者仅包含在撞击事件中将对散热器、风扇单元和风扇罩的移动施加最小阻力的部件。来自AIS风道的抵抗散热器、风扇单元和风扇罩的移动的力必须足够低，以便使A/C冷凝器、散热器、风扇单元和风扇罩在撞击事件期间不被损坏，以使维修费用最小化。

考虑到对可能的撞击事件的关切，现有的AIS污侧风道(DSD，dirty side duct)存在无法满足安全性LSD级联目标的风险。由汽车设计者寻找的涉及车辆安全的级联目标是在撞击事件中受到预定可接受力(例如500N)时具有DSD毁坏，以满足LSD需求。“成功的”撞击事件结果是不存在对诸如A/C冷凝器、散热器、风扇单元、风扇罩、电池或电池盖的组件的碰撞后损伤。

在撞击事件中存在风险的组件里，进气风道通常是牺牲和替换成本最低的部件。为了应对LSD需求，汽车制造商希望提供一种风道，该风道足够强以在所有发动机状况下执行，但还是足够脆弱以在低速碰撞下被毁坏并且为更复杂和更贵的组件腾出空间，使这些组件能移动到该空间内而不致损坏。为了满足此需求，制造商在AIS风道和软管上使用柔软的弹性体/橡胶材料。然而，弹性部件可能比模制刚性塑料部件成本更高且更重。这些组件也倾向于比模制刚性塑料部件更重，因此为车辆增加不合需要的额外重量。

因此，在碰撞事件中减少对昂贵的机罩下方组件的损坏的已知方法并不总是产生令人满意的结果。就像在大多数汽车技术领域中那样，总是有很多涉及AIS组件的设计的改进机会。

发明内容

本发明提供一种可压碎或可折叠的进气风道，其具有形成于其上的一系列巧妙定位且图案化的引起开裂的凹槽。这些凹槽允许风道在撞击事件中被压碎，从而保护相邻的更高成本的机罩下方组件免于损坏。这些组件包括但不限于散热器、冷却风扇、冷却风扇罩和空调组件。在撞击事件中，这一系列凹槽允许风道中的裂纹容易以受控和可预测的方式遍及整个图案传播。本发明公开的可压碎风道在撞击事件中展示与已知的弹性体版本相比至少相同或更好的性能。本发明公开的可压碎风道优选而非绝对地在预定可接受的力(例如500N)下被压碎。