CN105905171A - 一种汽车发动机舱盖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机舱盖，属于汽车构件领域。通过使用结构胶将碳纤维基外板与玻璃纤维基内板粘结在一起，形成所述汽车发动机舱盖。由于外板的材质为碳纤维基材料，同时内板的材质为玻璃纤维基材料，因此所制备的汽车发动机舱盖不仅满足了轻量化的要求，而且具有刚度较高、成本低廉等优势，便于规模化推广应用。

Description

一种汽车发动机舱盖

技术领域

本发明涉及汽车构件领域，特别涉及一种汽车发动机舱盖。

背景技术

汽车发动机舱盖是汽车上的重要构件，对汽车发动机舱内的发动机、电瓶、集电器等组件起到保护作用。为了使汽车发动机舱内的组件在汽车受到撞击或处于恶劣环境中时仍能正常工作，需要汽车发动机舱盖具有较高的刚度、良好的隔音隔热性能等，以有效保护汽车发动机舱内的组件。因此，提供一种刚度高、隔音隔热性能良好的汽车发动机舱盖是十分必要的。

现有技术提供了一种汽车发动机舱盖，该汽车发动机舱盖由铝合金制成。通过将铝合金板预制成与汽车发动机舱形状相配合的拱形，并将厚度限定为1-1.5mm，以使该汽车发动机舱盖具有较高的刚度，以及良好的隔音隔热性能。

发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术提供的汽车发动机舱盖的重量较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种密度小、刚度高、且有助于节能的汽车发动机舱盖，具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种汽车发动机舱盖，通过使用结构胶将碳纤维基外板与玻璃纤维基内板粘结在一起，形成该汽车发动机舱盖。

具体地，作为优选，通过将碳纤维丝或者碳纤维织物作为增强体，将树脂作为基体，将所述树脂基体浸渍在所述碳纤维丝或者碳纤维织物中，并在150℃-200℃下固化，得到所述碳纤维基外板。

具体地，作为优选，所述树脂基体包括质量比为4-6:1的环氧树脂和固化剂。

具体地，作为优选，所述碳纤维基外板中，所述碳纤维丝或者碳纤维织物的体积含量为50％-55％。

具体地，作为优选，所述碳纤维基外板包括6-10层所述碳纤维织物，且相邻两层所述碳纤维织物的纤维方向交错设置。

具体地，作为优选，相邻两层所述碳纤维织物的纤维方向之间的夹角为30°-90°。

具体地，作为优选，所述碳纤维基外板的密度为1.5-2.0g/cm³。

具体地，作为优选，所述玻璃纤维基内板包括6-8层玻璃纤维基材料层，且相邻两层所述玻璃纤维基材料层的纤维方向交错设置。

具体地，作为优选，所述碳纤维基外板的长度为1300-1310mm，宽度为725-735mm；所述玻璃纤维基内板的长度为1295-1305mm，宽度为715-725mm；所述碳纤维基外板与所述玻璃纤维基内板的厚度均为0.4-0.6mm。

具体地，作为优选，所述结构胶为聚氨酯胶黏剂。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的汽车发动机舱盖，通过使用结构胶将碳纤维基外板和玻璃纤维基内板进行胶结，得到汽车发动机舱盖。由于外板的材质为碳纤维基材料，同时内板的材质为玻璃纤维基材料，因此所制备的汽车发动机舱盖不仅满足了轻量化的要求，而且具有刚度较高、隔音隔热性好、成本低廉等优势，便于规模化推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的汽车发动机舱盖的结构示意图。

附图标记分别表示：

1 碳纤维基外板，

2 玻璃纤维基内板，

L 长度，

W 宽度。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种汽车发动机舱盖，通过使用结构胶将碳纤维基外板与玻璃纤维基内板粘结在一起，形成该汽车发动机舱盖。

本发明实施例提供的汽车发动机舱盖，通过使用结构胶将碳纤维基外板和玻璃纤维基内板进行胶结，得到汽车发动机舱盖。由于外板的材质为碳纤维基材料，同时内板的材质为玻璃纤维基材料，因此所制备的汽车发动机舱盖不仅满足了轻量化的要求，而且具有刚度较高、隔音隔热性好、成本低廉等优势，便于规模化推广应用。

可以理解的是，本发明实施例提供的汽车发动机舱盖的轮廓与本领域汽车常用发动机舱盖轮廓是一致的，本发明实施例在此并不对其结构作具体限定。举例来说，附图1示出了一种结构类型的汽车发动机舱盖，其包括：碳纤维基外板1和玻璃纤维基内板2，且碳纤维基外板1和玻璃纤维基内板2的轮廓相一致。在制备该汽车发动机舱盖的过程中，首先根据待制备的舱盖的结构，将碳纤维基外板1和玻璃纤维基内板2的板材预制成型，然后通过结构胶对应地粘结在一起，以形成具有期望结构的汽车发动机舱盖。

具体地，在本发明实施例中，碳纤维基外板可以理解为是碳纤维增强复合材料，其可利用如下方法制备得到：通过将碳纤维丝或者碳纤维织物作为增强体，将树脂作为基体，将树脂基体浸渍在碳纤维丝或者碳纤维织物中，以使树脂基体充满碳纤维丝之间的缝隙或者碳纤维织物中的孔隙。然后将其置于150℃-200℃下固化，进而得到碳纤维基外板。更详细地，当增强体为碳纤维丝时，首先将浸渍有树脂基体的至少两层碳纤维丝交叉放置在预制的碳纤维汽车发动机舱盖模具中，且同一层碳纤维丝之间保持平行，然后将摆放好的碳纤维丝置于真空热压机上，调整热压温度为150℃-200℃，使树脂基体固化，得到碳纤维基外板。而当增强体为碳纤维织物(即为碳纤维布)时，将碳纤维织物裁剪成汽车发动机舱盖的形状，并根据需要选择碳纤维织物的层数，将至少两层碳纤维织物叠加在一起，放入填充模具中，然后将树脂倒入填充模具中，在真空或低压条件下将树脂浸润到碳纤维织物层中，使其充满碳纤维织物层。然后将浸渍有树脂基体的碳纤维织物层放置于真空热压机上，调整热压温度为150℃-200℃，例如为150℃、160℃、180℃、200℃等，使树脂基体固化，得到碳纤维基外板。

具体地，在本发明实施例中，为了保证碳纤维基外板的强度并降低其成本，所用的树脂基体包括质量比为4-6:1的环氧树脂和固化剂(即环氧树脂固化剂)。环氧树脂与环氧树脂固化剂之间的质量比可为4:1、5:1、6:1，优选为5:1，以使环氧树脂在碳纤维丝或者碳纤维织物增强体上及时固化，从而保证碳纤维基外板的强度。

具体地，碳纤维基外板中，碳纤维丝或者碳纤维织物的体积含量为50％-55％，例如为50％、53％、55％等，以使碳纤维基外板在轻量化的前提下，同时具有较强的刚度以及抗冲击性能，提高汽车发动机舱盖的安全性。

具体地，为了提高碳纤维基外板的强度，可以采用多层碳纤维织物层，作为优选，碳纤维基外板包括6-10层，例如6层、7层、8层、9层、10层碳纤维织物，优选为偶数层碳纤维织物，以防止碳纤维基外板弯曲变形。进一步地，为了提高碳纤维基外板的耐冲击性，相邻两层碳纤维织物的纤维方向交错设置，即相邻两层碳纤维织物中纤维走向之间的角度为30°-90°，例如为30°、45°、60°、90°等，优选为45°和90°。

具体地，碳纤维织物的规格为3k，即碳纤维织物中的一束碳纤维纱中有3000根碳纤维丝，以使其构成的碳纤维基外板具有更轻的重量和更良好的柔韧性。

具体地，碳纤维基外板的密度为1.5-2.0g/cm³，例如为1.5g/cm³、1.8g/cm³、2.0g/cm³等。碳纤维基外板较小的密度使得其与同样体积的钢制或铝合金制的汽车发动机舱盖相比，具有更小的重量，从而减小汽车发动机所需功率，并使汽车中能够使用更小的驱动引擎和悬挂装置，进一步减轻汽车的整体重量，降低冲击危险，并节约能源。同时，玻璃纤维基内板的密度约为1.8-2.6g/cm³，例如为1.8g/cm³、2.0g/cm³、2.3g/cm³、2.6g/cm³等，其与碳纤维基外板的密度大小相似，从而使玻璃纤维基内板与碳纤维基外板集合后仍能使汽车发动机舱盖保持较轻的重量，且不影响汽车发动机舱盖的刚度和抗冲击性能。此外，玻璃纤维基材料的价格比碳纤维基材料更低，通过将汽车发动机舱盖设置为内外双层结构，并以玻璃纤维基材料作为汽车发动机舱盖的内板，从而降低了本发明实施例提供的汽车发动机舱盖的成本，使其更加经济实用。

具体地，玻璃纤维基内板包括6-8层玻璃纤维基材料层，且相邻两层玻璃纤维基材料层的纤维方向交错设置。该玻璃纤维基材料的层数也优选为偶数层，以防止玻璃纤维基内板弯曲变形。具体地，玻璃纤维基内板是通过玻璃纤维基材料层与环氧树脂进行结合而得到的。制备玻璃纤维基内板时，先将玻璃纤维基材料层裁剪成汽车发动机舱盖的形状，然后将至少2层玻璃纤维基材料层交错排列并放入模具中，再向模具中加入环氧树脂，在真空或低压条件下将环氧树脂浸润到玻璃纤维基材料层中，使其充满玻璃纤维基材料层。通过真空热压机对玻璃纤维基材料层进行压制，得到玻璃纤维基内板，以使玻璃纤维基内板具有较高的刚度，能够抵抗外界的冲击。

为了适应常规的汽车发动机舱盖，碳纤维基外板的长度为1300-1310mm，宽度为725-735mm；玻璃纤维基内板的长度为1295-1305mm，宽度为715-725mm，其中，对于碳纤维基外板和玻璃纤维基内板来说，由于它们并不是规则的方形结构，所以，对它们长度和宽度的定义需要给出如下解释：沿碳纤维基外板和玻璃纤维基内板的长度和宽度方向上分别作出多组直线，则在长度和宽度方向上达到最长的直线分别为本发明实施例中定义的长度和宽度。以附图1举例来说，碳纤维基外板1和玻璃纤维基内板2的长度均用L所示的线段表示，而碳纤维基外板1和玻璃纤维基内板2的宽度均用W所示的线段表示。一般情况下，碳纤维基外板1的长度L和宽度W均稍大于玻璃纤维基内板2的长度L和宽度W，以使碳纤维基外板1和玻璃纤维基内板2的边缘能够彼此紧密接触，防止外界水、尘等污染物进入汽车发动机舱盖中，提高其密封性。

同时，在本发明实施例中，碳纤维基外板与玻璃纤维基内板的厚度均为0.4-0.6mm，例如为0.4mm、0.5mm、0.6mm等，以使汽车发动机舱盖具有较轻的重量，以及较高的强度。

在本发明实施例中，所使用的结构胶不仅起到粘结的作用，同时在固化后还应具有优异的抗剪切强度和抗冲击特性。该结构胶优选为聚氨酯胶黏剂。聚氨酯胶粘剂不仅粘性强，能将碳纤维基外板与玻璃纤维基内板紧密结合在一起，而且其具有优异的抗剪切强度、抗冲击特性以及良好的柔韧性，适用于结构性粘合，从而使粘结后碳纤维基外板与玻璃纤维基内板能够缓解外界的冲击力，有效保护汽车发动机舱中的组件。

以下将通过具体实施例进行详细阐述，以下实施例中，所使用的原料信息如下：

碳纤维织物：选自大连兴科碳纤维有限公司生产的3k斜纹碳纤维布；

树脂：选自迈图高新材料有限公司生产的R135型环氧树脂；

固化剂：选自迈图高新材料有限公司生产的H1366型环氧树脂固化剂；

玻璃纤维基材料：选自大连兴科碳纤维有限公司生产的7628型玻璃纤维布。

实施例1

本实施例提供了一种汽车发动机舱盖，根据该汽车发动机舱盖的结构，对碳纤维基外板和玻璃纤维基内板的板材进行成型处理，获取碳纤维基外板与玻璃纤维基内板。然后，通过使用聚氨酯胶黏剂将碳纤维基外板与玻璃纤维基内板粘结在一起，形成该汽车发动机舱盖。其中，碳纤维基外板的长度为1300mm，宽度为725mm，厚度为0.4mm；玻璃纤维基内板的长度为1295mm，宽度为715mm，厚度为0.6mm。

具体地，碳纤维基外板通过如下方法制备得到：

将8层碳纤维布按照如下方式进行重叠铺设，形成碳纤维织物层，将第一层碳纤维布中碳纤维走向规定为0°，则8层碳纤维布中自上而下其碳纤维走向依次为0°、90°、0°、90°、0°、45°、0°、45°。然后，将环氧树脂与固化剂的混合液浸渍在碳纤维织物层中以充满其中的缝隙，其中，环氧树脂与固化剂的质量比4:1。最后，通过真空热压方法将浸渍有环氧树脂的碳纤维织物层于150℃下进行固化，得到该碳纤维基外板。所形成的碳纤维基外板中碳纤维布的体积含量为50％，碳纤维基外板的密度为1.5g/cm³。

具体地，玻璃纤维基内板通过如下方法制备得到：

将6层玻璃纤维布按照如下方式进行重叠铺设，形成玻璃纤维基材料层，将第一层玻璃纤维布中玻璃纤维走向规定为0°，则6层碳纤维布中自上而下其碳纤维走向依次为0°、45°、90°、45°、90°、0°。将玻璃纤维基材料层放入模具中，再向模具中加入环氧树脂，在真空条件下将环氧树脂浸润到玻璃纤维基材料层中。最后，通过真空热压机对玻璃纤维基材料层进行压制，得到玻璃纤维基内板。

实施例2

本实施例提供了一种汽车发动机舱盖，根据该汽车发动机舱盖的结构，对碳纤维基外板和玻璃纤维基内板的板材进行成型处理，获取碳纤维基外板与玻璃纤维基内板。然后，通过使用聚氨酯胶黏剂将碳纤维基外板与玻璃纤维基内板粘结在一起，形成该汽车发动机舱盖。其中，碳纤维基外板的长度为1305mm，宽度为730mm，厚度为0.5mm；玻璃纤维基内板的长度为1300mm，宽度为720mm，厚度为0.5mm。

具体地，碳纤维基外板通过如下方法制备得到：

将8层碳纤维布按照如下方式进行重叠铺设，形成碳纤维织物层，将第一层碳纤维布中碳纤维走向规定为0°，则8层碳纤维布中自上而下其碳纤维走向依次为0°、45°、90°、45°、0°、45°、90°、0°。然后，将环氧树脂与固化剂的混合液浸渍在碳纤维织物层中以充满其中的缝隙，其中，环氧树脂与固化剂的质量比5:1。最后，通过真空热压方法将浸渍有环氧树脂的碳纤维织物层于175℃下进行固化，得到该碳纤维基外板。所形成的碳纤维基外板中碳纤维布的体积含量为53％，碳纤维基外板的密度为1.8g/cm³。

具体地，玻璃纤维基内板通过如下方法制备得到：

将6层玻璃纤维布按照如下方式进行重叠铺设，形成玻璃纤维基材料层，将第一层玻璃纤维布中玻璃纤维走向规定为0°，则6层碳纤维布中自上而下其碳纤维走向依次为0°、90°、45°、90°、45°、0°。将玻璃纤维基材料层放入模具中，再向模具中加入环氧树脂，在真空条件下将环氧树脂浸润到玻璃纤维基材料层中。最后，通过真空热压机对玻璃纤维基材料层进行压制，得到玻璃纤维基内板。

实施例3

本实施例提供了一种汽车发动机舱盖，根据该汽车发动机舱盖的结构，对碳纤维基外板和玻璃纤维基内板的板材进行成型处理，获取碳纤维基外板与玻璃纤维基内板。然后，通过使用聚氨酯胶黏剂将碳纤维基外板与玻璃纤维基内板粘结在一起，形成该汽车发动机舱盖。其中，碳纤维基外板的长度为1310mm，宽度为735mm，厚度为0.6mm；玻璃纤维基内板的长度为1305mm，宽度为725mm，厚度为0.4mm。

具体地，碳纤维基外板通过如下方法制备得到：

将8层碳纤维布按照如下方式进行重叠铺设，形成碳纤维织物层，将第一层碳纤维布中碳纤维走向规定为0°，则8层碳纤维布中自上而下其碳纤维走向依次为0°、45°、90°、45°、0°、45°、90°、0°。然后，将环氧树脂与固化剂的混合液浸渍在碳纤维织物层中以充满其中的缝隙，其中，环氧树脂与固化剂的质量比6:1。最后，通过真空热压方法将浸渍有环氧树脂的碳纤维织物层于200℃下进行固化，得到该碳纤维基外板。所形成的碳纤维基外板中碳纤维布的体积含量为55％，碳纤维基外板的密度为2.0g/cm³。

具体地，玻璃纤维基内板通过如下方法制备得到：

将6层玻璃纤维布按照如下方式进行重叠铺设，形成玻璃纤维基材料层，将第一层玻璃纤维布中玻璃纤维走向规定为0°，则6层碳纤维布中自上而下其碳纤维走向依次为0°、90°、45°、90°、45°、0°。将玻璃纤维基材料层放入模具中，再向模具中加入环氧树脂，在真空条件下将环氧树脂浸润到玻璃纤维基材料层中。最后，通过真空热压机对玻璃纤维基材料层进行压制，得到玻璃纤维基内板。

对比例

本对比例提供了一种铝合金材质的汽车发动机舱盖，其通过整块铝合金板加工成汽车发动机舱盖的形状而得到。

为了说明本发明实施例的效果，分别测定实施例1-3以及对比例中汽车发动机舱盖的重量以及刚度，并进行对比分析，测量结果如表1所示。

表1 汽车发动机舱盖参数表

通过表1可以看出，实施例1-3中的汽车发动机舱盖的重量较小，仅为对比例中汽车发动机舱盖重量的30％左右。同时，实施例1-3中的汽车发动机舱盖的刚度均大于对比例中汽车发动机舱盖的刚度。可见，实施例1-3中的汽车发动机舱盖不仅达到了轻量化的要求，还具有较高的刚度，能够抵抗外界的冲击。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车发动机舱盖，其特征在于，通过使用结构胶将碳纤维基外板与玻璃纤维基内板粘结在一起，形成所述汽车发动机舱盖。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，通过将碳纤维丝或者碳纤维织物作为增强体，将树脂作为基体，将树脂基体浸渍在所述碳纤维丝或者碳纤维织物中，并在150℃-200℃下固化，得到所述碳纤维基外板。

3.根据权利要求2所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，所述树脂基体包括质量比为4-6:1的环氧树脂和固化剂。

4.根据权利要求2所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，所述碳纤维基外板中，所述碳纤维丝或者碳纤维织物的体积含量为50％-55％。

5.根据权利要求2所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，所述碳纤维基外板包括6-10层所述碳纤维织物，且相邻两层所述碳纤维织物的纤维方向交错设置。

6.根据权利要求5所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，相邻两层所述碳纤维织物的纤维方向之间的夹角为30°-90°。

7.根据权利要求1-6任一项所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，所述碳纤维基外板的密度为1.5-2.0g/cm³。

8.根据权利要求1所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，所述玻璃纤维基内板包括6-8层玻璃纤维基材料层，且相邻两层所述玻璃纤维基材料层的纤维方向交错设置。

9.根据权利要求1所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，所述碳纤维基外板的长度为1300-1310mm，宽度为725-735mm；所述玻璃纤维基内板的长度为1295-1305mm，宽度为715-725mm；

所述碳纤维基外板与所述玻璃纤维基内板的厚度均为0.4-0.6mm。

10.根据权利要求1所述的汽车发动机舱盖，其特征在于，所述结构胶为聚氨酯胶黏剂。