CN101353061A - 具有内部夹层结构的车辆发动机罩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有内部夹层结构的车辆发动机罩，具体而言公开了一种用于车辆的吸收能量的发动机罩组件，包括上层、下层和中间板。上层和下层分别具有第一和第二接口面。中间板具有相对的第一和第二表面，其限定了具有多个结合表面的波纹轮廓，结合表面连接第一和第二接口面，由此限定了多个侧定向沟槽。波纹轮廓还限定了沿大部分的发动机罩组件的高度和波长，每个设置为可变化调整以提供对碰撞时物体施加到发动机罩组件的动能的不同预定等级的吸收和削弱。优选地，发动机罩组件还包括具有固定到上层的内表面的发动机罩外部面板。理想地，波纹轮廓是梯形波形轮廓。

Description

具有内部夹层结构的车辆发动机罩
技术领域
[0001]本发明总体上涉及一种车辆前部结构，尤其是吸收能量的发动机室罩，用于降低碰撞时通过发动机室罩传递给物体的作用力和加速度，由此使得物体的停止距离最小化。
背景技术
[0002]机动车辆的车身通常使用冲压金属板构造，其结合了坚固的总强度和刚度，并具有平坦的、可喷涂的外表面。特别注意车辆发动机罩板(还称为发动机室罩或罩结构)，板的刚度通常通过结合相对高强度的冲压金属外表面或上表面(称为“A面”)与预先形成的内表面或下表面(称为“B面”)而满足，所述B面由多个发动机侧或罩部分加强件支承。罩部分加强件通常位于发动机罩的A和B面之间，包括一对朝向A面的上凸缘和单个朝向B面的下凸缘，上凸缘和下凸缘通过腹板部分连接。该传统的发动机罩结构通过设置相对硬的材料(通常为冲压钢铁)尽可能远离发动机罩的弯曲部的中轴线增加了发动机罩的弯曲刚度。
[0003]在特定的车辆碰撞情形中，物体可能在车辆发动机罩上施加向下的作用力。典型地，当向下的作用力施加在车辆发动机罩上时，车辆发动机罩会变形。尽管如此，当发动机罩接近容纳在车辆发动机(或前)室的刚性安装的构件时，发动机罩的可变形性和相应地发动机罩的吸收能量的能力被阻碍。作为例子，当发动机罩和发动机块极其接近时，发动机罩通过变形吸收能量的能力被严重阻碍。尽管如此，车辆发动机罩和发动机室构件之间的极小间隙可以提供极大的好处，例如改善了驾驶视界，增强了空气动力学性能和审美要求。
[0004]与之对照，增加车辆发动机罩和发动机室之间的间隙能够在发生向下作用力时增加发动机罩吸收能量的能力。由此，不管其它设计，增加车辆发动机罩的前部和后部区域处车辆发动机罩和发动机室构件之间的间隙也是有利的。
发明内容
[0005]本申请提供一种具有内部夹层结构的用于机动车辆的吸收能量的发动机罩组件。下面描述的发动机罩组件具有相对高的弯曲刚度和相对低并均匀的挤压刚度。高弯曲刚度能使得当车辆发动机罩关闭和车辆处于正常操作时车辆发动机罩保持相对的刚度和稳定，使得发动机罩能够抵抗在高速行驶时发生的跳动或震动力，并具有足够的弹性达到“掌心负荷”(palm load)要求。发动机罩的低并且均匀的挤压刚度使得当发动机罩受到与外部物体碰撞所施加的挤压负荷时保证屈服的表面。本设计使得发动机罩组件的吸收和削弱施加到其上的动能的能力最大化，而使得发动机罩组件和容纳在发动机室内的构件之间的间隙最小化。
[0006]车辆发动机罩组件包括上层、下层和中间板。上层具有第一接口面，下层具有第二接口面。中间板具有大致相对的第一和第二表面，限定了具有多个第一和第二部分结合表面的波纹轮廓。多个第一和第二结合表面的每个都连接、固定或安装在对应的内表面上，由此限定了多个相对于车辆侧向定位的沟槽。
[0007]本发明的一方面，波纹轮廓优选限定了沿着发动机罩组件第一区域的第一高度和第一波长。第一高度和波长分别设置为提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的第一预定等级的吸收和削弱。由此，波长优选40至165mm之间，另外，高度优选5至20mm之间。
[0008]本发明的另一方面，波纹轮廓还限定了沿着发动机罩组件的第二区域的第二高度和第二波长，其中第二区域和第一区域不同。第二高度和波长每个设置为提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的第二预定等级的吸收和削弱。在这个例子中，第一高度优选为5mm，第二高度优选为10mm，第一波长优选为40mm，第二波长优选为80mm。
[0009]本发明的另一方面，波纹轮廓还限定了沿发动机罩组件的第三区域的可变高度和可变波长。理想地，可变高度和波长设置了从第一区域的相对小的高度和波长向第二区域相对大的高度和波长的逐渐过渡，还贯穿第三区域提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的可变预定等级的吸收和削弱。
[0010]波纹轮廓可以具有不同的几何外形，包括(但不限于)梯形波形轮廓、三角形波形轮廓、梯形-三角形组合波形轮廓、重复半铲形轮廓、两叉形轮廓或三叉形轮廓。另外，发动机罩组件可以包括连接、固定或安装在第二中间板上的第二下层，由此形成多层复合内部夹层结构，每层具有前面提到的几何外形中的一种或组合。
[0011]根据本发明的另一方面，提供用于具有限定了前舱室的车身的车辆的发动机罩组件。发动机罩组件设置为延伸跨过车辆的前舱室之上。发动机罩组件包括上层、下层和中间板。中间板具有大致相对的第一和第二表面，限定了具有多个第一和第二部分结合表面的波纹状轮廓。多个第一和第二部分结合表面每个都连接、固定或安装在对应的内表面上，由此限定了多个相对于车辆侧向定位的沟槽。波纹轮廓限定了沿着发动机罩组件第一区域的第一高度和第一波长。同样，波纹轮廓还限定了沿着不同于第一区域的发动机罩组件第二区域的第二高度和第二波长。第一和第二高度和第一和第二波长每个都设置了对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的可变预定等级的吸收和削弱。
[0012]本发明的上述特征和优势和其它特征和优势将结合附图从下面的优选实施例和实施本发明的最佳方式的详细描述呈现出来。
附图说明
[0013]图1是根据本发明具有安装在车辆上带有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的示范性机动车辆的平面透视图；
[0014]图2是根据本发明优选实施例的图1中吸收能量的发动机罩组件沿B-B线的侧面示意图；
[0015]图3是图1和图2的吸收能量的发动机罩组件典型的碰撞加速度-时间曲线的笛卡尔曲线或图解；
[0016]图4A是根据本发明的替代实施例的具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的部分侧面示意图；
[0017]图4B是根据本发明的另一替代实施例的具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的部分侧面示意图；
[0018]图4C是根据本发明的又一个替代实施例的具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的部分侧面示意图；
[0019]图4D是根据本发明的又一个替代实施例的具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的部分侧面示意图；
[0020]图4E是根据本发明的又一个替代实施例的具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的部分侧面示意图；
[0021]图4F是根据本发明的又一个替代实施例的具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的部分侧面示意图；
[0022]图4G是根据本发明的又一个替代实施例的具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的部分侧面示意图；
[0023]图5A是用于根据本发明具有内部夹层结构的吸收能量发动机罩组件的粘性分布平面示意图；
[0024]图5B是用于根据本发明具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的替代粘性分布的平面示意图；和
[0025]图5C是用于根据本发明具有内部夹层结构的吸收能量的发动机罩组件的另一种替代粘性分布的平面示意图。
具体实施方式
[0026]参照附图，其中贯穿几幅视图中涉及的附图标记代表相同或相似的部件，图1是示例机动车辆(整体上以10表示)的平面视图，具有车身11，车身11包括可移动或可致动的吸收能量的车辆发动机罩组件(下文中为“发动机罩组件14”)，其横跨或覆盖驾驶室15前部的发动机室12。尽管车辆10在图1中描述为标准的双门小轿车，但是发动机罩组件14可以应用于任何车辆平台(例如，箱式小客车、轻型卡车、载重车辆等)。
[0027]发动机罩组件14可操作地连接于车身11上，例如，通过一个或多个位于接近挡风玻璃13的外围铰链(未示出)。发动机罩组件14具有足够尺寸和形状以使得发动机罩板适于大体覆盖和保护发动机35(见图2)和其它各种车辆构件，包括(但不局限于)容纳在发动机室12内的转向系统、制动系统和加热、通风和空调(HVAC)系统构件(未示出)。词“发动机”或“发动机室”不应认为局限于用于车辆10的推进系统的类型和形式。由此，在本发明的范围内，车辆10可以使用任何推进系统，例如传统内燃机的发动机、电动马达、燃料电池、混合电力系统等。如图1所示，车辆10可以在朝向物体16的箭头A的方向移动或行驶，物体位于车辆10的外部，是的在碰撞中物体16朝向大体下的方向碰撞到发动机罩组件14，由此使得发动机罩组件14受到各种压力、作用力和/或负荷，将在下文中根据图3和4进行描述。
[0028]转到图2(图1中发动机罩组件14沿B-B线的代表性的侧视图)，示出了根据本发明的优选实施例的内部夹层结构18。夹层结构18由三个主要元件组成，上层或外层20，下层或内层22，和其间的波纹中心层28。下层22(作为最内部元件)包括发动机侧表面或“B面”29。上层20通过例如粘合、紧固或焊接等方式连接、固定或粘附于发动机罩外部面板24的内表面17。发动机罩外部面板24还包括最外侧、用户可见的“A面”27。可替换地，发动机罩外部面板24和上层20可以是单个、整体元件。
[0029]内部夹层结构18优选延伸以大体遮住发动机罩外部面板24的全部内表面17。另一方面，夹层结构18以这样的方式构成和固定，使得仅遮住发动机罩外部面板24的内表面17的特定部分。
[0030]夹层结构18可以全部由金属构成、全部由塑料构成、或金属和塑料组合构成。例如，上层和下层20，22可以由易碎塑料构成，例如聚甲基丙烯酸甲酯异丁烯酸酯(PMMA)或模塑料块(BMC)，厚度T1，T2分别大约为0.3至0.8毫米。可替换地，上层和下层20，22可以由金属板构成，例如冷轧钢、热浸电镀钢、不锈钢、铝及类似物，厚度T1，T2大约为0.3至1.5毫米。尽管如此，上层和下层20，22的任一个或全部厚度T1，T2的其它值可以在本发明的范围内使用。
[0031]理想地，上层和下层20，22是单件板元件，优选使用例如冲压、液压成型、快速塑性成型或超塑性成型的方法形成。还优选上层和下层20，22单独成型，例如，上层20预成型为具有有美感的轮廓和/或改进与发动机罩外部面板24的内表面17结合，同时下层22预成型为具有不同几何参数以定位在不同的位置。在替换例中，也是在本发明的范围内，上层和下层20，22中的每个都由多个板元件组成，包括圆的或有斜面的边缘和拐角，具有各种几何外形，和/或互补轮廓。
[0032]仍然参照图2，中心层28由中间板30组成，其具有大致相对的第一和第二表面34，36，限定了具有多个第一和第二结合表面31和33的波纹外形。下面将进一步详细描述，中间层30通过第一结合表面31固定到上层20的第一接口面21和通过第二结合表面33固定到下层22的第二接口面23，优选通过粘合(例如，图5A-5C中各自的粘合812、912、1012)形成多个沟槽32，朝向相对于车身11的侧面(例如，垂直的)。可替换地，全部内部夹层结构18(例如，上层20、下层22和中间层30)可以通过挤压或其它大批量的模制方法生产，由此避免了需要第一和第二结合表面31，32和第一和第二接口面21，23。见图4A和4B。
[0033]理想地，中间板30是与上层和下层20，22具有相同长度和宽度的单件板元件，优选使用如冲压、液压成型、快速塑性成型或超塑性成型的方法形成。还优选中间层30由公知的具有用于发动机罩组件14需要的适当强度的材料制成。例如，中间层30可以由厚度T3大约为1.1至1.9毫米的塑料聚合物(例如，PMMA或BMC)，或者厚度T3大约为0.5至1.9毫米的金属(例如冷轧钢、热浸电镀钢、不锈钢、铝及类似物)制成。中间板30可以具有防腐蚀、高耐磨涂层(例如镀锌)精加工。在本发明的范围内，中间板30由多个板元件组成，每个具有相似或不同的几何形状，如下面进一步的详细描述，包括圆的或有斜度的边缘和拐角。可压缩的、吸收能量的泡沫材料(未示出)可用于填充沟槽32，例如聚亚安酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、和/或其它类似材料或这些材料的组合。
[0034]根据图2的实施例，中间板30的第一和第二表面34，36限定了梯形波形的外形。如此处使用的，词“波形”应该定义或解释为具有多个波峰和波谷的重复的传播几何形状，具有高度X和波长Y。高度X表示在梯形波状外形的单个传播中从波谷的第一表面34到前一个或后一个波峰第二表面36之间的垂直距离。波长Y是波形横断部分重复单元之间的距离，如图2所示。
[0035]内部夹层结构18的特征(称为厚度T3，高度X，波长Y，模数，屈服强度，密度)可以选择，以对给定极限挤压负荷提供特定“可调”并且是大体恒定或均匀的挤压性能。尤其是，当物体16与发动机罩外部面板24的A面27碰撞时，物体16和车辆10(见图1)的实际的和相对质量、速度和加速度联合在向下的方向产生挤压负荷(用箭头B表示)，例如，具有角度D(见图2)。挤压负荷B由此从上层20朝向下层22引导，并具有特定的量级。根据各种几何形状的优点，每个各自的上层和下层20和22可以制造成具有相对高的拉伸强度和压缩强度或刚度以提供优良的性能，而仍然保持相对低的失效或极限挤压强度以当发动机罩组件14承受挤压负荷B时，例如，当挤压负荷B超过上层20的极限挤压强度时，允许特定的失效反应或“压碎现象”。理想地，极限挤压强度设定在足够允许在平常道路行驶中通常遇到的与各种小石块、冰雹、较小碎片或其它这样有代表性的物体的接触，使发动机罩组件14能够在宽范围内的行驶情况下使用，不会产生破裂或失效。
[0036]根据图1和2的实施例，发动机罩组件14分成只有两个，但是优选为五个区域R1-R5。第一区域R1，第二区域R2和第三区域R3分别将发动机罩组件14分割成前部区域、中间区域和后部区域。即，第一区域R1从发动机罩组件14的前部边缘14A沿着车身11向后延伸距离M。另外，第二区域R2从沿着车身11向后距离L处延伸更远的距离M。第三区域R3从距离M(即，从发动机罩组件14的前部14A距离L+M)延伸到后边缘14B，如图1所示。第四和第五区域(如果包括)还将发动机罩组件14分割成一个或多个侧部。例如，第四区域R4从发动机罩组件14的右侧边缘14C向内延伸距离N，而第五区域R5从左侧边缘14D向内延伸距离O，同样在图1中示出。明显地，图1示出的区域R1至R5的尺寸仅仅是示范性的并且是为了便于描述而设置的，即，五个区域R1-R5的长度和宽度是可以无限变化的。此外，在不脱离本发明的范围内，可以使用单个区域或多于五个区域，每个都具有独立的或不同的几何外形。
[0037]每个相应的区域R1-R5的夹层结构18优选独立于其它区域以与各种尺寸和质量的物体碰撞。在这方面，优选用于第一区域R1(见图1)的内部夹层结构18的高度X(图2)为5mm，波长Y(图2)为60mm，屈服强度为至少200MPa，杨式模量大约为30GPa。第二区域R2的可变高度X小于19mm，可变波长Y小于90mm，屈服强度至少200Mpa，杨式模量小于40Gpa。此外，优选第三区域R3(见图1)的内部夹层结构18的高度X(图2)为10mm，波长Y(图2)为80mm，屈服强度为至少200Mpa，杨式模量大约为30Gpa。此外，间隙C优选不小于70mm。第四和第五区域R4和R5优选不使用内部夹层结构18，但是从区域R1-R3设置平滑的过渡，其中上层20随着发动机罩外部面板24在左侧和右侧边缘14C，14D弯曲。
[0038]仍然参照图1和图2，内部夹层结构18设置为(如上所述)与发动机罩外部面板24一起提供足够的初始刚度，在与物体16碰撞时尽可能快和高地产生巨大的初始减速，结合下文图3的描述可以更清楚地理解。在一种情况下，内部夹层结构18与粘合剂(分别见图5A-5C，例如粘合剂810，910，1010)一起均匀分布，增加了发动机罩组件14的重量，即，这些增加重量的惯性效应在车辆-物体碰撞的初期促进了物体16的减速。中心层28也具有衬垫的作用，以梯形沟槽32的形式弯曲和/或皱折，以吸收物体16与发动机罩下元件(例如，发动机35)接触的剩余动能。
[0039]中心层28，除了通过它的高度H和厚度T3增加发动机罩组件14的初始刚度，还设计为能够在物体16与发动机罩组件14的碰撞初期引起下层22的局部破裂或失效。该局部破裂由相对强硬的中心层18引起，能够选择性地和可控制地降低发动机罩组件14的局部和全部刚度，由此使得发动机罩下空间(例如，减小发动机35和B面29之间的必要间隙C)的消耗最小化。下层22的失效能够通过例如增加下层22的预先断口或内含物(未示出)来控制。此外，下层22支承夹层结构18以在发动机罩组件14和物体16之间的碰撞初期提供必要的弯曲刚度。即，通过结合下层22和夹层结构18，发动机罩组件14能够以最小高度X达到严格的性能要求(即，保持足够的刚度和惯性效应)，由此使得发动机35和发动机罩组件14的下层B面29之间的间隙C最小化。
[0040]转到图3，笛卡尔曲线用来表示物体(例如图1和2中的16)和两个不同车辆发动机罩组件之间的碰撞加速度-时间的比较曲线，其中加速度(标识为单位g，其中g为大约9.807米每秒的平方(m/s2))沿Y轴(纵坐标)分布，时间(标识为毫秒(ms))沿X轴(横坐标)分布。虚曲线40是传统的加强铝发动机罩组件的加速度-时间曲线，即，前述的具有传统的罩形结构加强件(未示出)的冲压金属板发动机罩结构。同样，实曲线42是图1和2的发动机罩组件的加速度-时间曲线。
[0041]传统发动机罩组件的加速度-时间曲线40具有延迟和相对低的初始上升，波峰大约在135g处，在差不多4ms之后出现，即，点41；和相对缓慢的初始下降，波谷在小于10g处，在10ms后出现，即，点43，在碰撞之后由于传统的发动机罩组件的重量使得物体16减缓或减速。后来发生了急剧加速和急剧减速-第二波峰发生在曲线40的点45，其通常由于发动机罩下元件(例如图2中的发动机35)接触物体16产生。低的第一波峰41表示当物体16随后与发动机罩下元件接触时高的剩余速度。相对高的第二波峰45的急剧第二上升表示在物体16与传统发动机罩组件之间碰撞期间大多数动能的衰减由发动机罩下元件完成。这种情况是非理想的。
[0042]基本设计途径是平衡两个波峰的效应，例如，41和45，其主要被发动机罩的刚度和发动机罩下可用空间影响。理想碰撞加速度-时间记录曲线的形式是具有一个急剧初始上升和随后下降的曲线。加速度曲线的急剧顶点代表在与发动机罩组件碰撞的早期阶段物体的速度急剧下降，要求发动机罩下空间的消耗相对较小。
[0043]仍然参照图3，加速度-时间曲线42具有急剧的初始上升，波峰超过160g处，在小于2ms时出现，即，点44；和随后急剧的下降，在大约8ms达到30-50g的平衡，即，点46。明显地，图1和2发动机罩组件14的曲线42在剩余的测试阶段保持了加速的稳定状态。结果，碰撞中发动机罩组件14施加到物体16的反作用力相对变化较少(或更加恒定)，导致更多的初始动能衰减，结果曲线40中显示剩余速度较低。这就继而降低减速的物体16要求的总行驶距离，使得发动机罩组件14从这样的碰撞中吸收全部能量，由此使得物体16和任何发动机罩下元件之间的接触最小化或消除。
[0044]图4A至4H分别示出了本发明的实施例，其功能相似于前述图1和2的车辆发动机罩组件14，但是其中包括内部夹层结构18的形状和方向的变化。为简单和简化目的，用于图4A至4H中的相关数字代表图1和2中的相似元件。相应地，图4A-4H中的元件应该被理解为与图1和2中标记的相同相关数字的相关元件相同，除非有特殊说明。此外，图4A-4H所述的实施例中，象图1和2，没有按比例并且纯粹以描述为目的；因而，这里附图中的特殊尺寸不应被认为是限制。
[0045]现在参照图4A，这里示出了本发明的一个变化的实施例，示出了具有内部夹层结构118的吸收能量的车辆发动机罩组件114，内部夹层结构118主要包括上层或外层20、下层或内层22、和在其间的波纹中心层128。中心层128由中间板130构成，具有和第二表面136大致相对的第一表面134，从而形成了多个沟槽132，所述沟槽132相对于车身(例如，图1中的11)横向定位(即，垂直)。与图2的中间板30类似，图4A的中间板130优选为与上层和下层20，22具有相同长度和宽度的单件板元件，由公知的具有用于发动机罩组件114所要求的适当强度的材料构成。
[0046]根据图4A的实施例，中间板130的第一和第二表面134，136限定了具有厚度t1、高度X1、波长Y1的三角形波形轮廓。其功能如上所述图2的夹层结构18，图4A的内部夹层结构118的特征(即，厚度t1、高度X1、波长Y1、模量、屈服强度和密度)可以选择，以对给定极限挤压负荷提供特定“可调”和大体恒定或均匀的挤压性能。
[0047]内部夹层结构118与粘合剂(分别见图5A-5C，例如粘合剂810，910，1010)一起均匀分布，增加了发动机罩组件114的重量，这些增加重量的惯性效应在碰撞的初期促进了物体(例如，图1-2中的物体16)的减速。中心层128也具有衬垫的作用，以三角形沟槽132的形式弯曲和/或皱折，以吸收物体和发动机罩下元件(例如，发动机35)接触的剩余动能。中心层128，除了通过它的高度X1、厚度t1和重量增加发动机罩组件114的初始刚度，还设计为能够在物体(例如，图1-2中的物体16)与发动机罩组件114的碰撞初期引起下层22的局部破裂或失效。局部破裂由相对强硬的中心层118引起，能够选择性地和可控制地降低发动机罩组件114的局部和全部刚度，导致从物体传递到发动机罩组件114动能的吸收的增加，由此使得发动机罩下空间(例如，图2中示出的发动机35和B面29之间的间隙C)的消耗最小化。此外，下层22支承夹层结构118以在发动机罩组件114和物体之间的碰撞初期提供必要的弯曲刚度。即，通过结合下层22和夹层结构118，发动机罩组件114能够以最小高度X1达到严格的性能要求(即，保持足够的刚度和惯性效应)，由此使得发动机罩组件114和发动机罩下元件之间的间隙最小化(例如，图2示出的发动机35和B面29之间的间隙C)。
[0048]转到图4B，示出了本发明的另一种变化的实施例，示出了具有内部夹层结构218的吸收能量的车辆发动机罩组件214，内部夹层结构218主要包括上层或外层20、下层或内层22、和在其中的波纹中心层228。中心层228由中间板230构成，具有和第二表面236大致相对的第一表面234，从而形成了多个沟槽232，所述沟槽232相对于车身(例如，图1中的11)横向定位(即，垂直)。与图2的中间板30类似，图4B的中间板230优选为与上层和下层20，22具有相同长度和宽度的单件板元件，由公知的具有特用于发动机罩组件214所要求的适当强度的材料构成。
[0049]根据图4B的实施例，图4B中间板230的第一和第二表面234，236限定了具有厚度t2、高度X2、和波长Y2的三角形-梯形组合波形轮廓。其功能如上所述图2的夹层结构18，图4B的内部夹层结构218的特征(即，厚度t2、高度X2、波长Y2、模量、屈服强度和密度)可以选择，以对给定极限挤压负荷提供特定“可调”并且大体恒定或均匀的挤压性能。
[0050]内部夹层结构218与粘合剂(分别见图5A-5C，例如粘合剂810，910，1010)一起均匀分布，增加了发动机罩组件214的重量，这些增加重量的惯性效应在碰撞初期促进了物体(例如，图1-2中的物体16)的减速。中心层228也具有衬垫的作用，以沟槽232的形式弯曲和/或皱折，以吸收从物体和发动机罩下元件(例如，发动机35)接触的剩余动能。中心层228，除了通过它的高度X2、厚度t2和重量增加发动机罩组件214的初始刚度，还设计为能够在物体(例如，图1-2中的物体16)与发动机罩组件214的碰撞初期引起下层22的局部破裂或失效。该局部破裂由相对强硬的中心层218引起，能够选择性地和可控制地降低发动机罩组件214的局部和全部刚度，导致是了从物体传递到发动机罩组件214的动能吸收的增加，由此使得发动机罩下空间(例如，图2中示出的发动机35和B面29之间的间隙C)的消耗最小化。此外，下层22支承夹层结构218以在发动机罩组件114和物体之间的碰撞初期提供必要的弯曲刚度。即，通过结合下层22和夹层结构218，发动机罩组件214能够以最小高度X2达到严格的性能要求(即，保持足够的刚度和惯性效应)，由此使得发动机罩组件214和发动机罩下元件之间的间隙最小化(例如，图2示出的发动机35和B面29之间的间隙C)。
[0051]见图4C，示出了本发明的另一种变化的实施例，示出了具有内部夹层结构318的吸收能量的车辆发动机罩组件314，内部夹层结构318主要包括上层或外层20、下层或内层22、和在其中的波纹中心层328。中心层328由中间板330构成，具有与第二表面336大致相对的第一表面334，从而形成了多个沟槽332，所述沟槽332相对于车身(例如，图1中的11)侧向定位(即，垂直)。与图2的中间板30类似，图4C的中间板330优选为与上层和下层20，22具有相同长度和宽度的单件板元件，由公知的具有用于发动机罩组件314所特别要求的适当强度的材料构成。
[0052]根据图4C的实施例，中间板330的第一和第二表面334，336限定了具有厚度t3、高度X3、和长度Y3的重复的半铲形轮廓。其功能如上所述的图2的夹层结构18，图4C的内部夹层结构318的特征(即，厚度t3、高度X3、长度Y3、模量、屈服强度和密度)可以选择，以对给定极限挤压负荷提供特定“可调”并且大体恒定或均匀的挤压性能。
[0053]通过结合上层和下层20，22和夹层结构318，发动机罩组件314能够以最小高度X3满足严格的性能要求(即，保持足够的刚度和惯性效应)，由此使得发动机罩组件314和发动机罩下元件之间的间隙最小化(例如，图2示出的发动机35和B面29之间的间隙C)。例如，内部夹层结构318与粘合剂(分别见图5A-5C，例如粘合剂810，910，1010)一起均匀分布，增加了发动机罩组件314的重量，这些增加重量的惯性效应在碰撞初期促进了物体(例如，图1-2中的物体16)的减速。中心层328也具有衬垫的作用，以沟槽332的形式弯曲和/或皱折，以吸收从物体和发动机罩下元件(例如，发动机35)接触的剩余动能。中心层328，除了通过它的高度X3、厚度t3和重量增加发动机罩组件314的初始刚度，还设计为能够在物体(例如，图1-2中的物体16)与发动机罩组件314的碰撞初期引起下层22的局部破裂或失效。局部破裂由相对强硬的中心层318引起，能够选择性地和可控制地降低发动机罩组件314的局部和全部刚度，导致从物体传递到发动机罩组件314的动能的吸收增加，由此使得发动机罩下空间(例如，图2中示出的发动机35和B面29之间的间隙C)的消耗最小化。此外，下层22支承夹层结构318以在发动机罩组件314和物体之间的碰撞初期提供必要的弯曲刚渡。
[0054]现在参照图4D，示出了本发明的另一种变化的实施例，示出了具有内部夹层结构418的吸收能量的车辆发动机罩组件414，内部夹层结构418主要包括上层或外层20、下层或内层22、和在其间的波纹中心层428。中心层428由中间板430构成，具有和第二表面436大致相对的第一表面434，从而形成了多个沟槽432，所述沟槽432相对于车身(例如，图1中的11)侧向定位(即，垂直)。与图2的中间板30类似，图4D的中间板430优选为与上层和下层20，22具有相同长度和宽度的单件板元件，由公知的具有特用于发动机罩组件414所要求的适当强度的材料构成。
[0055]根据图4D的实施例，中间板430的第一和第二表面434，436限定了具有厚度t4、高度X4、和长度Y4的三叉形轮廓。其功能如上所述图2的夹层结构18，图4D的内部夹层结构418的特征(即，厚度t4、高度X4、长度Y4、模量、屈服强度和密度)可以选择，以对给定极限挤压负荷提供特定“可调”并且大体恒定或均匀的挤压性能。
[0056]内部夹层结构418与粘合剂(分别见图5A-5C，例如粘合剂810，910，1010)一起均匀分布，增加了发动机罩组件414的重量，这些所增加重量的惯性效应在碰撞的初期促进了物体(例如，图1-2中的物体16)的减速。中心层428也具有衬垫的作用，以沟槽432的形式弯曲和/或皱折，以从吸收物体和发动机罩下元件(例如，发动机35)接触的剩余动能。中心层428，除了通过它的高度X4、厚度t4和重量增加发动机罩组件414的初始刚度，还设计为能够在物体(例如，图1-2中的物体16)与发动机罩组件414的碰撞初期引起下层22的局部破裂或失效。局部破裂由相对强硬的中心层418引起，能够选择性地和可控制地降低发动机罩组件414的局部和全部刚度，导致从物体传递到发动机罩组件414的动能的吸收增加，由此使得发动机罩下空间(例如，图2中示出的发动机35和B面29之间的间隙C)的消耗最小化。此外，下层22支承夹层结构418以在发动机罩组件114和物体之间的碰撞初期提供必要的弯曲刚度。即，通过结合下层22和夹层结构418，发动机罩组件414能够以最小高度X4满足严格的性能要求(即，保持足够的硬度和惯性效应)，由此使得发动机罩组件414和发动机罩下元件之间的间隙最小化(例如，图2示出的发动机35和B面29之间的间隙C)。
[0057]图4E示出了本发明的另一种变化的实施例，示出了具有内部夹层结构518的吸收能量的车辆发动机罩组件514，内部夹层结构518主要包括上层或外层20、下层或内层22、和在其中的波纹中心层528。中心层528由中间板530构成，具有和第二表面536大致相对的第一表面534，从而形成了多个沟槽532，所述沟槽532相对于车身(例如，图1中的11)侧向定位(即，垂直)。与图2的中间板30类似，图4E的中间板530优选为与上层和下层20，22具有相同长度和宽度的单件板元件，由公知的具有特用于发动机罩组件514所要求的适当强度的材料构成。
[0058]根据图4E的实施例，中间板530的第一和第二表面534，536限定了具有厚度t5、高度X5、和长度Y5的穹顶形轮廓。其功能如上所述图2的夹层结构18，图4E的内部夹层结构518的特征(即，厚度t5、高度X5、长度Y5、模量、屈服强度和密度)可以选择，以供对给定极限挤压负荷提供特定“可调”并且大体恒定或均匀的挤压性能。
[0059]内部夹层结构518与粘合剂(分别见图5A-5C，例如粘合剂810，910，1010)一起均匀分布，增加了发动机罩组件514的重量，这些增加重量的惯性效应在碰撞初期促进了物体(例如，图1-2中的物体16)的减速。中心层528也具有衬垫的作用，以沟槽532的形式弯曲和/或皱折，以吸收从物体和发动机罩下元件(例如，发动机35)接触发动机罩的剩余动能。中心层528，除了通过它的高度X5、厚度t5和重量增加发动机罩组件514的初始刚度，还设计为能够在物体(例如，图1-2中的物体16)与发动机罩组件514的碰撞初期引起下层22的局部破裂或失效。局部破裂由相对强硬的中心层518引起，能够选择性地和可控制地降低发动机罩组件514的局部和全部刚度，导致从物体传递到发动机罩组件514的动能的吸收增加，由此使得发动机罩下空间(例如，图2中示出的发动机35和B面29之间的间隙C)的消耗最小化。此外，下层22支承夹层结构518以在发动机罩组件514和物体之间的碰撞初期提供必要的弯曲刚度。即，通过结合下层22和夹层结构518，发动机罩组件514能够以最小高度X5满足严格的性能要求(即，保持足够的刚度和惯性效应)，由此使得发动机罩组件514和发动机罩下元件之间的间隙最小化(例如，图2示出的发动机35和B面29之间的间隙C)。
[0060]现在参照图4F，示出了本发明另一种变化的实施例，示出了具有内部夹层结构618的吸收能量的车辆发动机罩组件614，内部夹层结构618主要包括上层或外层20、下层或内层22、和在其中的波纹中心层628。中心层628由中间板630构成，具有和第二表面636大致相对的第一表面634，从而形成了多个沟槽632，所述沟槽632相对于车身(例如，图1中的11)侧向定位(即，垂直)。与图2的中间板30类似，图4E的中间板630优选为与上层和下层20，22具有相同长度和宽度的单件板元件，由公知的具有特别用于发动机罩组件614所要求的适当强度的材料构成。
[0061]根据图4F的实施例，中间板630的第一和第二表面634，636限定了具有厚度t6、高度X6、和长度Y6的两叉形轮廓。其功能如上所述的图2的夹层结构18，图4F的内部夹层结构618的特征(即，厚度t6、高度X6、长度Y6、模量、屈服强度和密度)可以选择，以对特定的极限挤压负荷提供特定“可调”并且大体定或均匀恒定的挤压性能。
[0062]内部夹层结构618与粘合剂(分别见图5A-5C，例如粘合剂810，910，1010)一起均匀分布，增加了发动机罩组件614的重量，这些增加重量的惯性效应在碰撞初期促进了物体(例如，图1-2中的物体16)的减速。中心层628也具有衬垫的作用，以沟槽632的形式弯曲和/或皱折，以从吸收物体和发动机罩下元件(例如，发动机35)接触的剩余动能。中心层628，除了通过它的高度X6、厚度t6和重量增加发动机罩组件614的初始刚度，还设计为能够在物体(例如，图1-2中的物体16)与发动机罩组件614的碰撞初期引起下层22的局部破裂或失效。局部破裂由相对强硬的中心层618引起，能够选择性地和可控制地降低发动机罩组件614的局部和全部刚度，导致从物体到发动机罩组件614传递的动能吸收的增加，由此使得发动机罩下空间(例如，图2中示出的发动机35和B面29之间的间隙C)的消耗最小化。此外，下层22支承夹层结构618以在发动机罩组件614和物体之间的碰撞初期提供必要的弯曲刚度。即，发动机罩组件614能够满足严格的性能要求(即，保持足够的硬度和惯性效应)，具有X6贯穿下层22和夹层结构618联合的最小高度，由此使得发动机罩组件614和发动机罩下元件之间的间隙最小化(例如，图2示出的发动机35和B面29之间的间隙C)。
[0063]现在参照图4G，示出了本发明另一种变化的实施例，示出了具有内部夹层结构718的吸收能量的车辆发动机罩组件714，内部夹层结构718主要包括上层或外层20、下层或内层22、和在其中的波纹中心层728。中心层728由第一和第二中间板730A和730B构成，每个都分别具有第一表面734A和734B和大致相对的第二表面736A，736B。与图2的中间板30类似，图4G的第一和第二中间板730A和730B优选为每个都与上层和下层20，22具有相同长度和宽度的单件板元件，由公知的具有特别用于发动机罩组件714所要求的适当强度的材料构成。
[0064]第一中间板730A的第一和第二表面734A，736A限定了具有多个第一和第二结合表面731和733的波纹轮廓。以相同的形式，第二中间板730B的第一和第二表面734B，736B分别限定了具有多个第三和第四结合表面735和737的波纹轮廓。第一中间板730A通过第一结合表面731固定到上层20的第一接口面21上，通过第二结合表面733固定到第一下层722的第二接口面723上，由此形成第多个侧向定位的沟槽732A。同样，第二中间板730B通过第三结合表面735固定到第一下层722的第三接口面739上，通过第四结合表面737固定到第二下层725的第四接口面741上，由此形成第二系列横向定位的沟槽732B。
[0065]根据图4G的实施例，第一和第二中间板730A，730B的第一表面734A，734B和第二表面736A，736B限定了具有同样的厚度t7、高度X7、和长度Y7的三角形轮廓。其功能如上所述的图2的夹层结构18，图4G的内部夹层结构718的特征(即，厚度t7、高度X7、长度Y7、模量、屈服强度和密度)可以选择，以对给定极限挤压负荷提供特定“可调”并且大体恒定或均匀的挤压性能。同样在本发明的范围内，第一和第二中间板730A，730B的外形可以限定为其它具有相同或不同特征的相似或分叉的外形(例如，图1-4F中描述的这些形状中的一个或组合)。
[0066]发动机罩组件714能够满足严格的性能要求(即，保持足够的刚度和惯性效应)，具有(即，X7+X7)贯穿上层和下层20，22和夹层结构718的联合最小总高度，由此使得发动机罩组件714和发动机罩下元件之间的间隙最小化(例如，图2示出的发动机35和B面29之间的间隙C)。例如，内部夹层结构718与粘合剂(分别见图5A-5C，例如粘合剂810，910，1010)一起均匀分布，增加了发动机罩组件714的重量，这些增加重量的惯性效应在碰撞的初期促进了物体(例如，图1-2中的物体16)的减速。中心层728也具有衬垫的作用，以沟槽732A和723B的形式弯曲和/或皱折，以从吸收物体和发动机罩下元件(例如，发动机35)接触的剩余动能。中心层728，除了通过它的高度X7、厚度t7和第一和第二中间板730A和730B的重量增加发动机罩组件714的初始刚度，还设计为能够在物体(例如，图1-2中的物体16)与发动机罩组件714的碰撞初期引起下层22的局部破裂或失效。局部破裂由相对强硬的中心层718引起，能够选择性地和可控制地降低发动机罩组件714的局部和全部刚度，导致从物体传递到发动机罩组件714的动能的吸收增加，由此使得发动机罩下空间(例如，图2中示出的发动机35和B面29之间的间隙C)的消耗最小化。此外，下层22支承夹层结构718以在发动机罩组件714和物体之间的碰撞初期提供必要的弯曲刚度。
[0067]三种粘合体的分布，即，第一、第二和第三粘合剂分布810、910和1010，平面视图5A-5C分别地进行了描述。尤其是，图5A描述了粘合剂812的第一粘合剂分布810排列使得各种内部夹层结构与它们相应得发动机罩外部面板24紧密粘合。以示例的方式，粘合剂812可以沿着中间板30的第一结合表面31分布，图2，根据图5A的第一粘合剂分布810将中间板30固定连接于图2的上层20的第一接口面21。可替换地，在图2中上层20和发动机罩外部面板24是相同的情况下，粘合剂812可以沿图2的中间板30的第一结合表面31布置，根据图5A的第一粘合剂分布810将中间板30固定连接到发动机罩外部面板24的内表面17上。同样，粘合剂812可以沿图2的中间板30的第二结合表面33布置，根据图5A的第一粘合剂分布810将中间面板30固定连接到下层22的第二接口面23上。
[0068]结合图5A的第一粘合剂分布810的描述，粘合剂912和1012的第二和第三粘合剂分布910和1010分别在图5B和5C中示出，它们布置得使得将这里公开的各种内部夹层结构粘合到发动机罩外部面板24上。图5A-5C的粘合剂812、912和1012每个都应具有足够的粘合强度、耐久性和弹性以满足车辆发动机罩组件(例如，图2-4G中描述的发动机罩组件14、114、214、314、414、514、614、714)吸收能量的特别使用要求，例如基于弹性体的硅树脂和丙烯酸胶、聚合胶和环氧胶。
[0069]实施本发明的最佳方式已经进行了详细描述，本领域技术人员应该理解为各种实施本发明的变化的设计和实施例都落在所附权利要求的范围内。

Claims (36)

1、一种用于车辆的发动机罩组件，包括：
具有第一接口面的上层；
具有第二接口面的第一下层；和
具有大致相对的第一和第二表面的第一中间板，其限定了具有多个第一和第二结合表面的波纹轮廓；
其中所述多个第一结合表面可操作地连接于所述第一接口面，所述多个第二结合表面可操作地连接于所述第二接口面，由此限定了相对于所述车辆侧向地定位的多个第一沟槽。
2、根据权利要求1所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓沿发动机罩组件的第一区域限定第一高度和第一波长，所述第一高度和波长每个都设置为提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的第一预定等级的吸收和削弱。
3、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓还沿发动机罩组件的第二区域限定第二高度和第二波长，所述第二高度和波长每个都设置为提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的第二预定等级的吸收和削弱。
4、根据权利要求3所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓还沿发动机罩组件第三区域限定可变高度和可变波长，所述可变高度和波长设置为在整个第三区域提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的不同等级的吸收和削弱。
5、根据权利要求2所述的发动机罩组件，还包括：
具有内表面的发动机罩外部面板，其中所述上层可操作地固定到所述发动机罩外部面板的所述内表面上。
6、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述上层、第一下层和第一中间板中的每个都由金属材料和易碎塑料中的一种制成。
7、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述上层、第一下层和第一中间板中的每个都由金属材料制成。
8、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述上层、第一下层和第一中间板中的每个都由易碎塑料制成。
9、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一波长大约为40至165毫米。
10、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一高度大约为5至20毫米。
11、根据权利要求3所述的发动机罩组件，其中所述第一高度为5mm，所述第二高度为10mm，所述第一波长为60mm，第二波长为80mm。
12、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓是梯形波形轮廓。
13、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓是三角形波形轮廓。
14、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓是梯形-三角形组合波形轮廓。
15、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓是重复的半铲形轮廓。
16、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓是两叉轮廓。
17、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一波纹轮廓是三叉轮廓。
18、根据权利要求2所述的发动机罩组件，其中所述第一下层还包括与所述第二接口面大致相对的第三接口面，所述发动机罩组件还包括：
具有第四接口面的第二下层；和
具有大致相对的第一和第二表面的第二中间板，其限定了具有多个第三和第四结合表面的第二波纹轮廓；
其中所述多个第三结合表面固定连接于所述第三接口面，所述多个第四结合表面固定连接于所述第四接口面，由此限定了相对于所述车辆侧向地定位的多个第二沟槽。
19、一种具有限定了前部舱室的车身的车辆，该车辆包括：
发动机罩组件，其设置为延伸跨过车辆的前部舱室之上，所述发动机罩组件包括：
具有第一接口面的上层；
具有第二接口面的下层；和
具有大体相对的第一和第二表面的中间板，其限定了具有多个第一和第二结合表面的波纹轮廓；
其中所述多个第一结合表面可操作地连接于所述第一接口面，所述多个第二结合表面可操作地连接于所述第二接口面，由此限定了相对于所述车辆侧向地定位的多个第一沟槽；
其中所述第一波纹轮廓沿发动机罩组件第一区域限定第一高度和第一波长，所述第一高度和波长每个都设置为提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的第一预定等级的吸收和削弱；和
其中所述第一波纹轮廓还沿发动机罩组件不同于所述第一区域的第二区域限定第二高度和第二波长，所述第二高度和波长每个都设置为提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的第二预定等级的吸收和削弱。
20、根据权利要求19所述的车辆，其中所述第一和第二波长大约为40至165毫米。
21、根据权利要求19所述的车辆，其中所述第一和第二高度大约为5至20毫米。
22、根据权利要求19所述的车辆，其中所述第一高度为5mm，所述第二高度为10mm，所述第一波长为60mm，第二波长为80mm。
23、根据权利要求19所述的车辆，其中所述第一波纹轮廓是梯形波形轮廓。
24、根据权利要求23所述的车辆，还包括：
具有内表面的发动机罩外部面板，其中所述上层可操作地固定到所述发动机罩外部面板的所述内表面上。
25、根据权利要求24所述的车辆，其中所述上层、第一下层和第一中间板中的每个都由金属材料和易碎塑料中的一种制成。
26、根据权利要求24所述的车辆，其中所述上层、第一下层和第一中间板中的每个都由易碎塑料制成。
27、根据权利要求24所述的车辆，其中所述上层、第一下层和第一中间板中的每个都由金属材料制成。
28、根据权利要求24所述的车辆，其中所述波纹轮廓还沿所述发动机罩组件的第三区域限定可变高度和可变波长，所述可变高度和波长设置为在整个第三区域提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的不同等级的吸收和削弱。
29、一种用于车辆的发动机罩组件，包括：
具有第一接口面的上层；
具有第二接口面的下层；
具有大致相对的第一和第二表面的中间板，其限定了具有多个第一和第二结合表面的梯形波形轮廓；和
具有内表面的发动机罩外部面板，其中所述上层可操作地固定于所述发动机罩外部面板的所述内表面；
其中所述多个第一结合表面可操作地连接于所述第一接口面，由此限定了相对于所述车辆侧向地定位的多个第一沟槽；和
其中所述多个第二结合表面可操纵作地连接于所述第二接口面，由此限定了相对于所述车辆侧向地定位的多个第二沟槽。
30、根据权利要求29所述的发动机罩组件，其中所述梯形轮廓沿发动机罩组件第一区域限定第一高度和第一波长，所述第一高度和波长每个都设置为提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的第一预定等级的吸收和削弱。
31、根据权利要求30所述的发动机罩组件，其中所述梯形轮廓还沿发动机罩组件不同于第一区域的第二区域限定第二高度和第二波长，所述第二高度和波长每个都设置为提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的第二预定等级的吸收和削弱。
32、根据权利要求31所述的发动机罩组件，其中所述梯形轮廓还沿所述发动机罩组件第三区域限定可变高度和可变波长，所述可变高度和波长设置为在整个第三区域提供对在碰撞时物体施加到发动机罩组件上的动能的不同等级的吸收和削弱。
33、根据权利要求32所述的发动机罩组件，其中所述第一、第二和第三波长每个大约为40至165毫米。
34、根据权利要求33所述的发动机罩组件，其中所述第一、第二和第三高度每个大约为5至20毫米。
35、根据权利要求34所述的发动机罩组件，其中所述发动机罩外部面板和所述上层是单个整体元件。
36、根据权利要求35所述的发动机罩组件，其中所述上层、下层和中间板中的每个都由金属材料和易碎塑料中的一种制成。
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