CN102883944A - 发动机罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于汽车的发动机罩，包括：外板（1）；设置在所述外板（1）下方并与所述外板（1）连接的内板（2），其中，所述内板（2）具有在中央部位的为网格状结构的中心元件（3）和在内板（2）的边缘部位的围绕该中心元件（3）设置的外框部件（4），所述网格状结构的各网格单元由多个壁段（3）包围而成。本发明还涉及一种包括上述发动机罩的汽车。

Description

发动机罩

技术领域

本发明总体涉及一种用于汽车的发动机罩。

背景技术

图1示出传统的发动机罩，其包括钢制外板1’和内板2’，通过将外板的外周向内折叠、包卷内板的周缘使外板1’与内板2’结合，沿结合处施加粘胶剂或密封剂以提高结头质量、避免腐蚀。内板2’的中央部位设置有多道相交的凸棱3’。这种发动机罩一般较为笨重，打开或关闭相对困难，尤其是这种发动机罩吸收撞击能量的能力小、对行人的伤害较大。

美国专利US7114765B2公开的发动机罩包括外壳层、连接到外壳层内侧的内框架以及部分或全部填充在外壳层与内框架之间限定的空间的泡沫金属材料，该泡沫金属材料主要用于在受到一定的外部撞击时碎裂，从而有效地吸收撞击能量。但是，该泡沫金属材料碎裂后的碎屑或颗粒容易掉进发动机室，影响发动机室内的辅助设备以及发动机相关设备的运行。在另一改进构型中，发动机罩在内框架下方设置有专用于接收泡沫金属材料碎裂后掉下的碎屑或颗粒的粉末接收部件，该构型的发动机罩具有制造复杂、成本较高的缺点。虽然相对于全钢制发动机罩而言，重量有所减轻，但是，还不能达到令人满意的程度。

US7578548B2公开了另一种发动机罩，其包括外壳层和至少一个设置在外壳层下方并与该外壳层连接的内壳层，所述内壳层具有强硬化区域，其中该强硬化区域设置有用于确保发动机罩在发生碰撞时具有非常均衡的力度、均一的能量吸收能力以及较大的自由变形量。但是，该发动机罩在减重和制造工艺简化方面还具有很大的改进空间。

US5706908同样公开了一种具有设计用于吸收撞击能量的减振装置的发动机罩，该减振装置可设计成具有由带状板材绕成螺旋管形的结构，或具有由两块水平板和两块侧板围成的矩形管状结构，或具有由两块水平板和多块平行设置在该两块水平板之间的竖直板构成的结构。具有这些结构的减振装置在受到低的撞击力时极易变形，因此，该减振装置吸收撞击能量的能力有限。

本发明旨在克服上述问题中的一个或多个。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于汽车的发动机罩，该发动机罩具有重量轻、吸收撞击能量的能力强、制造简单以及成本低的优点。

上述目的通过这样的发动机罩来实现：一种用于汽车的发动机罩，包括：外板；设置在外板下方并与外板连接的内板，其中，所述内板具有在中央部位的为网格状结构的中心元件和在边缘部位的围绕该中心元件设置的外框部件，所述网格状结构的网格单元由多个壁段包围而成。

在行人头部撞击到该发动机罩中央部位时，该具有网格状结构的中心元件会存在较大的变形。当撞击力超过一定值时该受载的中心元件会立刻出现断裂，从而均匀地吸收撞击能量，而不会对行人头部形成太高加速峰值或伤害。

有利地，在所述壁段上设置有预切口或预断裂部位。

在一具体实施例中，所述多个壁段通过连接件彼此连接。这样使得每个网格结构的壁段之间具有一定的连接强度。可选地，在所述壁段与所述连接件相连接的区域设置有预切口或预断裂部位。

所述预切口或预断裂部位在中心元件受到撞击时早先出现断裂，从而达到吸收撞击能量的效果，并且有效地保护撞在该发动机罩上的行人。

所述中心元件可与所述外框部件一体成形，使得制造工艺简化。可选地，所述中心元件可单独于所述外框部件成形。这更有利于中心元件的设计多样性以及灵活性。

所述内板至少部分由塑料制成，使得发动机罩的重量减轻。有利地，所述中心元件由塑料制成。这是因为塑料在受到撞击时更容易碎裂，吸能效果比钢或其他金属材料要强。

有利地，所述壁段与所述外板基本垂直。在此构型中，网格状结构的中心元件能直接地吸收正面撞击所产生的能量。

可选地，所述网格状结构的网格单元为矩形形状、菱形形状或蜂窝状等形状。

在一实施例中，所述连接件的靠近所述外板的一端被连接到所述外板的内侧。有利地，所述连接件的靠近所述外板的一端设置有平坦的用于施加粘合剂以连接到所述外板内侧的支持表面。通过此构型，可增强所述中心元件与所述外板的连接强度。

所述外板的周缘与所述外框部件的外周缘可过插件来连接。有利地，所述外板的周缘向下向内弯折形成用于保持所述插件一端的凹部，所述外框部件的外周缘相应地具有保持所述插件另一端的凹部。

在一实施例中，所述外框部件上在用于安装附件的区域具有加强件，以满足发动机罩的强度需求。所述加强件可具体为从所述内板的外框部件伸向外板内侧的支撑件和/或嵌置在内板的外框部件中的金属插件板。有利地，所述金属插件板弯折一次或多次以形成阶梯状。

根据本发明的发动机罩重量轻，使得车重减轻，改善燃料经济性；并且使得更容易打开发动机罩，不再需要用于打开发动机罩的附加弹性元件，而由于弹性元件以及弹性连接所需的加强件具有较高的成本，因此，汽车的附加成本也会降低。此外，在发动机罩受到撞击时，对行人身体或头部的伤害降低。

根据本发明的另一方面，提供一种包括所述发动机罩的汽车。

附图说明

结合于此并构成本说明书一部分的附图示出本发明的优选实施例。结合附图以及描述来解释本发明的原理。附图中：

图1示出传统发动机罩的结构的示意图；

图2示出根据本发明的发动机罩的结构示意图；

图3A和3B示出根据本发明的发动机罩的内板的两种变型；

图4A，图4B，图4C和图4D示出本发明的发动机罩的俯视平面图，其中示出图2所示的中心元件的网格状结构的变型；

图5A和图5B示出所述中心元件的网格单元的连接件的结构；

图6A和图6B示出网格单元中壁段之间的连接结构的变型；

图7A示出传统发动机罩结构受撞击时的示意图；图7B示出根据本发明的发动机罩内板上的中心元件受撞击时的示意图；图7C示出本发明的发动机罩和传统发动机罩在与行人头部撞击时受到撞击的头部的加速度曲线；

图8示出本发明的发动机罩的俯视平面图；

图9A，图9B和图9C示出根据本发明的发动机罩的外板周缘与内板周缘之间的连接结构；以及

图10A，图10B和图10C示出本发明发动机罩内板的外框部件的加强结构。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明本发明的优选实施例。其中相同的附图标记表示相同的部件。

参照图2，根据本发明的发动机罩由外板1和内板2连接而成。所述外板1可以为钢制或塑料制。所述内板2可以部分由塑料制成。其中，外板1和内板2在周缘部位通过折卷、粘接或两者的组合或本领域已知的任何其他方式连接。所述内板2具有位于中央部位的中心元件3以及位于周缘部位、包围中心元件3的外框部件4。该中心元件3可与外框部件4一体地形成，构成一体的内板2。也可以想到，该中心元件3可由塑料通过模塑方法单独成型并然后将该单独成型的中心元件3连接到所述外框部件4的内周缘，其中单独于中心元件3成型的外框部件4可以具有冲压金属板的结构或塑料模制结构。可选地，所述单独成型的中心元件3可以通过粘合剂、机械接合或采用金属连接件与所述单独成型的外框部件4相互连接。

参见图3A和图3B，其示出内板2的两个变型实施例，其中图3A示出一体式内板，如图3B中的箭头所示，单独成型的中心元件3被安装到外框部件4所限定的中央凹部中。

根据本发明，中心元件3具有包括多个网格单元的网格状结构，网格单元30可具有不同的构型。参见图4A-4D，所述网格单元30可以为矩形、菱形、蜂窝状或自由弯曲形或任意其他形状。网格单元30的个数也可因具体情况而设定。中心元件3会因网格单元30的形状、个数以及布置而呈不同的整体轮廓。下文将详细描述每个网格单元30的具体结构。

图5A和图5B示出所述网格单元30的结构的优选实施例。由图5A可看出，所述网格单元30由多个壁段31包围而成。该网格单元30具有由多个壁段31围成的孔/通道形空间。相邻的壁段31的接合区域设置有连接件32来连接该相邻的壁段31。如图5A和图5B所示，该连接件32示出为中空的圆柱形。在连接件32的靠近外板1的一端具有一圆形凸台33，该凸台33的直径大于连接件32的直径。该凸台33具有面向外板内侧的基本为平的支持表面。通过在凸台33的平的支持表面上施加粘合剂来将连接件32连接到外板1内侧/底侧（参见图5B）。

优选地，该凸台33与所述连接件32形成为一体。虽然图5A示出连接件32为中空的圆柱形，但是所述连接件32也可以设计成为实心的或具有非圆形横截面，例如具有矩形、菱形、三角形等横截面。图5A和图5B示出凸台33为柱状。但是，本领域技术人员可以想到，该凸台33也可以设计为截锥形或半球形等。在连接件32自身的端部具有平的与外板1内侧贴合的支持表面时，该凸台33也可以省略。

图中虽然示出壁段31基本与外板1垂直，但是，壁段31也可以设置成与外板1成一定的倾斜角度。本领域技术人员可以根据外板1的设计或特定方向的减振需要对中心元件3的网格单元30的开口方向、壁段31与外板1的角度做出任意组合或变型。

壁段31以及位于壁段31结合区域的连接件32可以设计成使得中心元件3具有设计用于在受到一定力度的撞击时断裂的部位。这例如可以通过壁段与连接件之间的接合程度来控制。参见图6A，壁段31可以在特定部位设置有切口或切槽，使得壁段与连接件的接合程度减弱或者使得壁段自身的强度减弱。当壁段与连接件接合的面积较大时，其接合程度自然加强。这样，当外板在中央部位受到撞击时，连接件将撞击力传递给相邻壁段，壁段与连接件之间加强或减弱的接合程度会导致中心元件提早或延迟断裂。

控制中心元件的吸能效果的参数包括中心元件网状结构的分布图案、网格单元的形状、壁段的形状和尺寸（高度Hw等）、连接件的形状和尺寸（高度Hc,厚度Tc等）、以及中心元件是否与外板内侧粘接等等。图6B示出三个实施例：第一例中，两壁段结合区域没有连接件；第二例中，两相邻壁段结合区域的连接件为实心圆柱；第三例中，两相邻壁段结合区域的柱状连接件是中空的。显然，三者相比较，可得出：在壁段结合区域没有连接件的情况下，壁段的结合区域的抗冲击强度最小。所有这些具有低抗冲击强度的部位会成为受到撞击时早先断裂的位置。

图7A、图7B以及图7C表示，与用于发动机气缸体7’的传统发动机罩结构相比较，本发明的发动机罩可具有较好的吸能效果。图7A所示的传统的内板2’由钢制成的发动机罩在受到行人头部撞击时并不能较好地吸收能量，这是因为钢制的凸棱3’刚度较大，凸棱3’基本将所承受的撞击力F’反向传递给行人的头部，给行人造成严重的伤害。而如图7B所示，由于内板2的中心元件3由塑料制成并且设置有构成网格状结构的网格单元30，根据本发明的发动机罩的内板2的可断裂的中心元件3使得在受到撞击时能均匀地吸收能量。如图7C所示，行人头部向本发明的发动机罩施加撞击力F时行人头部所受到的加速度曲线与传统发动机罩相比较为平滑，并且在发动机罩与其下方的发动机气缸体7之间的有限的空间内，发动机罩的变形不会伤及发动机室内的发动机气缸体7或其相关部件。根据上述内容可以想到，可以通过改变或调整内板的设计参数，例如中心元件3的网格单元的图案、壁段31的几何形状、连接件32的结构等来将对行人的伤害合理地减至最底程度。

根据本发明，所述外板和内板在周缘部位结合，其结合方式可参见图9A、图9B、图9C。图9A、图9B、图9C是在发动机罩周缘的任意位置沿A-A线从图8所示箭头的方向得到的局部剖视图。图9A示出的是内板2的外框部件4与外板1通过例如由金属制成的插件8结合，其中，外板1的周缘向下向内折卷形成用于保持插件8的一端的凹部，内板2的外框部件4的外周缘也设置有用于保持该插件8的另一端的凹部。可以想到，插件8与外板1周缘之间的连接可通过机械锁定、焊接或其他常规方式来实现。图9B示出的是内板2的外框部件4的外周缘与外板1的周缘通过粘合剂6直接粘接的情形。外板1的周缘向下弯折覆盖外框部件的外周面，为使接合强度加强，外板的该段下折部与外框部件的外周面之间也可施加有粘合剂6。可以想到，外板1的周缘也可以向下向内折卷出用于容纳外框部件4的外缘的凹部，其中该凹部与外框部件4的外缘之间施加有粘合剂6。图9C示出采用插件8和粘合剂6来结合外板1和内板2，其中，内板2的外框部件4设置有拱起部，该拱起部具有靠近外板内侧的顶部表面，该顶部表面为具有与外板1内侧基本相同的斜率的斜面。外板周缘与内板周缘通过插件8接合并且该拱起部的顶部表面通过粘合剂6粘接到外板1的内侧，从而进一步提高外板与内板之间的连接强度。在一具体实施例中，插件8也可以由除金属外的其他材料例如塑料制成。

发动机罩上安装有附件，例如铰接和碰锁元件。在这些元件的安装位置附近发动机罩必须具有足够的强度和刚度，以确保发动机罩的正常打开或关闭。当发动机罩的内板由塑料制成时，由于塑料本身不够坚硬到能提供所需要的刚度和强度，因此，需要考虑在这些附件附近设置加强件。参见图10A，所述加强件为嵌置在塑料内板2的外框部件4内的例如由金属制成的插件板9。该金属插件板9可相应于内板2的外框部件4的横截面构形弯折一次或多次形成阶梯状。图10B示出安装在内板2上的碰锁的附近区域。图中示出的碰锁锁钩11直接连接在嵌置于内板内的金属插件板9上。在内板上与锁钩11对应的位置，支撑件10自内板2向外板1内侧延伸，该支撑件在靠近外板1内侧的端部设置有与外板内侧平行间隔的支持表面。可选地，该支持表面可以通过粘合剂6与外板内侧粘接。图10C示出组合利用金属插件板9以及支撑件10的实施例。可以想到，为了提高内板强度和刚度，本领域技术人员可根据强度和设计自由度的实际需要对上述的实施方式任意组合或做出相应变型。

本领域技术人员显然明白，可对本发明的发动机罩做出各种修改和变型而不会脱离本发明的范围。鉴于本说明书和本文所公开的实施例的实践，本发明的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书和示例应当看作仅仅是例示性的，而本发明的真正范围由所附权利要求限定。

Claims (18)

1.一种用于汽车的发动机罩，包括：

外板；

设置在所述外板下方并与所述外板连接的内板，

其中，所述内板具有在中央部位的为网格状结构的中心元件和在内板的边缘部位的围绕该中心元件设置的外框部件，所述网格状结构的各网格单元由多个壁段包围而成。

2.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，在所述壁段上设置有预切口或预断裂部位。

3.根据权利要求1或2所述的发动机罩，其特征在于，所述多个壁段通过连接件彼此连接。

4.根据权利要求3所述的发动机罩，其特征在于，在所述壁段与所述连接件相连接的区域设置有预切口或预断裂部位。

5.根据权利要求1-4之一所述的发动机罩，其特征在于，所述中心元件与所述外框部件一体或单独形成。

6.根据权利要求1-5之一所述的发动机罩，其特征在于，所述内板至少部分由塑料制成。

7.根据权利要求6所述的发动机罩，其特征在于，所述中心元件由塑料制成。

8.根据权利要求1-7之一所述的发动机罩，其特征在于，所述壁段与所述外板基本垂直。

9.根据权利要求1-8之一所述的发动机罩，其特征在于，所述网格状结构的网格单元为矩形形状、菱形形状或蜂窝状。

10.根据权利要求3所述的发动机罩，其特征在于，所述连接件的靠近所述外板的一端被连接到所述外板的内侧。

11.根据权利要求10所述的发动机罩，其特征在于，所述连接件的靠近所述外板的一端设置有平坦的用于施加粘合剂以连接到所述外板内侧的支持表面。

12.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述外板的周缘与所述外框部件的外周缘通过插件来连接。

13.根据权利要求12所述的发动机罩，其特征在于，所述外板的周缘向下向内弯折形成用于保持所述插件一端的凹部，所述外框部件的外周缘相应地具有用于保持所述插件另一端的凹部。

14.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述外框部件上在用于安装附件的区域具有加强件。

15.根据权利要求14所述的发动机罩，其特征在于，所述加强件包括从所述内板伸向所述外板的内侧的支撑件。

16.根据权利要求14所述的发动机罩，其特征在于，所述加强件包括嵌置在所述内板的外框部件中的金属插件板。

17.根据权利要求16所述的发动机罩，其特征在于，所述金属插件板弯折一次或多次以形成阶梯状。

18.一种包括权利要求1-17之一所述的发动机罩的汽车。

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