CN105927087B - 用于车辆发动机舱的机罩内板与机舱纵梁间的缓冲结构 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆发动机舱的机罩内板与机舱纵梁间的缓冲结构，包括：缓冲块；连接在所述机舱纵梁与所述缓冲块之间的减振件；和设置在机罩内板的内侧面处的凹入部，凹入部具有向下的开口，以便在关闭发动机舱时，缓冲块经由开口伸入到凹入部内；其中，所述凹入部和所述缓冲块的形状和尺寸设置成使得在发动机舱处于关闭状态时，所述缓冲块至少沿竖直方向和沿车辆横向均抵靠所述凹入部的内表面。按照本发明的这种凹入部与缓冲块的配合方式，不仅在竖直方向为机罩提供缓冲作用，同时可以沿车辆横向上也为机罩提供明显的缓冲作用，极大的提高了机罩的Y向约束模态频率，从而降低了机罩与外界激励发生共振的现象，以降低铰链的断裂风险。

Description

用于车辆发动机舱的机罩内板与机舱纵梁间的缓冲结构

本申请是申请日为2013年9月25日、申请号为201310444338.1、题为“用于车辆发动机舱的机罩内板与机舱纵梁间的缓冲结构”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及缓冲技术，特别是涉及一种用于车辆发动机舱的机罩内板与机舱纵梁间的缓冲结构。

背景技术

发动机的机罩受到的外界激励主要来自路面，根据汽车行驶速度的不同，外界激励频率一般会集中在0—50HZ。由于机罩在关闭状态下振动频率较低，所以极易与外界激励产生共振，从而会出现机罩的铰链断裂或铰链安装座被破坏等情况。某些机罩尺寸和重量较大的车型(例如：SUV车型)，更加剧了铰链断裂或铰链安装座被破坏的风险。

当汽车撞到行人时，行人会撞击到机罩外板从而会对铰链产生冲撞力。所以在汽车设计阶段，考虑到铰链对行人保护的影响，铰链通常会设计的比较弱，这更加增加了铰链断裂的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于车辆发动机舱的机罩内板与机舱纵梁间的缓冲结构，解决铰链容易断裂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于车辆发动机舱的机罩内板与机舱纵梁间的缓冲结构，包括：

缓冲块；

连接在所述机舱纵梁与所述缓冲块之间的减振件；和

设置在所述机罩内板的内侧面处的凹入部，所述凹入部具有向下的开口，以便在关闭所述发动机舱时，所述缓冲块经由所述开口伸入到所述凹入部内；

其中，所述凹入部和所述缓冲块的形状和尺寸设置成使得在发动机舱处于关闭状态时，所述缓冲块至少沿竖直方向和沿车辆横向均抵靠所述凹入部的内表面。

优选地，所述凹入部从所述开口开始相对于所述竖直方向倾斜延伸。

优选地，所述凹入部从所述开口开始相对于所述竖直方向至少在由所述竖直方向和车辆横向限定的平面中倾斜延伸。

优选地，所述凹入部从所述开口开始相对于所述竖直方向至少在由所述竖直方向和车辆横向限定的平面中朝向车辆中心倾斜延伸。

优选地，所述凹入部相对于所述竖直方向在由所述竖直方向和车辆横向限定的平面中的倾斜角度在20°-45°之间。

优选地，所述凹入部的邻近其底部的部分的内表面呈渐缩状。

优选地，所述缓冲块的朝向所述凹入部的端部的外表面呈渐缩状，以便与所述凹入部的呈渐缩状的内表面相配合。

优选地，所述凹入部的邻近所述开口的部分的内表面形成为引导面，用于引导所述缓冲块伸入到所述凹入部内。

优选地，所述缓冲块具有可分离的外套件和内插件；其中，所述缓冲块的所述内插件连接至所述减振件；所述缓冲块的所述外套件可分离地套在所述内插件外部。

优选地，所述减振件为“几”字形的弹簧片，所述弹簧片连接在所述机舱纵梁上，所述缓冲块连接至所述弹簧片的向上凸起的顶部。

在一些现有的发动机罩总成中，已经在机罩与机舱纵梁之间提供了缓冲块，但是其设计成仅为机罩的Z向振动提供缓冲，对于机罩的X向和Y向振动没有起到任何作用。本申请的发明人发现，机罩的铰链断裂主要是由于机罩沿车辆横向(Y向)振动导致。本发明的凹入部和缓冲块的形状和尺寸设置成使得在发动机舱处于关闭状态时，所述缓冲块至少沿竖直方向(Z向)和沿车辆横向(Y向)均抵靠所述凹入部的内表面。按照本发明的这种凹入部与缓冲块的配合方式，不仅在竖直方向为机罩提供缓冲作用，同时可以沿车辆横向上也为机罩提供明显的缓冲作用，极大的提高了机罩的Y向约束模态频率，从而降低了机罩与外界激励发生共振的现象，以降低铰链的断裂风险。进一步，按照本发明，也可以很方便地同时沿车辆纵向为机罩提供的缓冲作用。按照本发明的缓冲结构能有效提高机罩在关闭状态的车辆横向刚度，从而大幅降低了铰链所受载荷。进一步地，通过按照本发明降低由机罩振动所导致的铰链断裂风险，大幅降低了对机罩铰链的强度设计要求，这对行人保护提供了更大的改进空间。

对于本发明的缓冲结构，凹入部可以凹入所述机罩内板的内侧面，不会占用发动机舱的机罩内板与机舱纵梁间的空间，从而为铰链提供了充足的设计空间。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本发明示例性实施例分解状态的缓冲结构与机罩内板及机舱纵梁连接关系示意图；

图2为本发明示例性实施例的工作状态时缓冲结构与机罩内板及机舱纵梁连接关系示意图；

图3为本发明示意性实施例的凹入部在Z-Y平面中倾斜状态示意图；

图4为本发明示例性实施例的凹入部与机罩内板的位置关系示意图；

图5为现有技术中机罩在车辆横向外部载荷激励下使用abaqus软件模拟的铰链应力分布的示意图；

图6为布置有本发明缓冲结构的机罩在相同车辆横向外部载荷激励下使用abaqus软件模拟的铰链应力分布的示意图。

图中标号如下：

100-机罩内板，101-机舱纵梁；

200-缓冲块，201-外套件，202-内插件，203-上端部；

300-减振件，301-顶部；

400-凹入部，401-开口，402-底部，403-引导面；

X向-车辆纵向，Y向-车辆横向，Z向-竖直方向；

K-竖直方向参考线；

L-凹入部中心线；

β-倾斜角度。

具体实施方式

在本申请中所使用的车辆坐标系中，X向是指车辆纵向，Y向是指车辆横向，Z向是指竖直方向。

本发明提供一种用于车辆发动机舱的机罩内板100与机舱纵梁101间的缓冲结构，该缓冲结构包括缓冲块200、减振件300及凹入部400。

如图1和图2所示，减振件300分别与所述机舱纵梁101与所述缓冲块200连接，从而减振件300整体位于所述机舱纵梁101与所述缓冲块200之间。

所述缓冲块200具有可分离的外套件201和内插件202。所述缓冲块200的所述内插件202固定连接例如焊接至所述减振件300。所述内插件202可以由刚性材料例如钢制成。所述减振件300可以为“几”字形的弹簧片，所述弹簧片连接在所述机舱纵梁101上。“几”字形的设计能够很好的保证减振件300所起到的缓冲减振作用。在其它实施例中，所述减振件300还可以为其它形式的具有弹性性质的部件。所述缓冲块200连接至所述弹簧片的向上凸起的顶部301。所述外套件201可分离地套在所述内插件202外部。相比于现有技术中单件式的缓冲块，按照本发明的两件式的缓冲块降低了对缓冲块200与减振件300之间的连接强度要求，从而大幅降低了缓冲块在车辆运行过程中因车身振动而松脱的风险。

如图1和图2所示，凹入部400设置在所述机罩内板100的内侧面处，机罩外板位于机罩内板100的外侧。在图1和图2中，所述凹入部400具有向下的开口401。在关闭所述发动机舱时，所述缓冲块200经由所述开口401伸入到所述凹入部400内。具体地，所述凹入部400和所述缓冲块200的形状和尺寸可以设置成使得如图2所示的在发动机舱处于关闭状态时，所述缓冲块200沿Z向和沿车辆的Y向均抵靠所述凹入部400的内表面。这样，凹入部400与缓冲块200的配合不仅起到了沿竖直方向即Z向的缓冲作用，同时在沿车辆横向即Y向也有明显的缓冲作用，极大的提高了机罩的约束模态频率，从而降低了机罩与外界激励发生共振的现象，降低了铰链的断裂风险。

如图3所示，所述凹入部400从所述开口401开始整体上在沿车辆纵向延伸的竖直方向平面Z-Y平面内朝向车辆中心倾斜。竖直方向参考线K与凹入部中心线L的夹角为所述凹入部400的倾斜角度β。该倾斜角度β可以在20°-45°之间。需要理解，在图1所示的视角下，该凹入部400的倾斜角度的大部分分量是垂直于图1所在的纸面，因此看起来并不显著。

如图1和图4所示，所述凹入部400的邻近其底部402的部分的内表面呈渐缩状，从而凹入部400整体上呈扩口状。所述凹入部400的深度一般为2-3cm，也可以根据机罩的尺寸和重量，适当增减所述凹入部400的深度。机罩的尺寸和重量越大，凹入部400越深。返回图1可见，所述缓冲块200的朝向所述凹入部400的上端部203的外表面呈渐缩状，以便与所述凹入部400的呈渐缩状的内表面相配合。该设计一方面能使得缓冲块200容易进入凹入部400，另一方面也能尽量的增大缓冲块200与凹入部400的接触面积。在图3所示的实施例中，所述凹入部400的邻近所述开口401的部分的内表面形成为引导面403，用于引导所述缓冲块200伸入到所述凹入部400内。引导面403的作用在于使得所述缓冲块200更好的伸入到所述凹入部400内，在完成缓冲块200伸入到所述凹入部400内后，引导面403并不与缓冲块200接触。

尽管本发明的重点在于获得缓冲结构对于机罩Y向振动的缓冲作用，但是可以理解，对于以缓冲块200插入凹入部400的方式形成的缓冲结构，只要凹入部400和缓冲块200的形状和尺寸设计合适，可以很容易且方便地使得缓冲块200沿车辆的纵向即X向也抵靠凹入部400的内表面，从而在车辆的X向对机罩也起到明显的减振作用。在另一个的实施例中，也可以使得凹入部400相对于竖直方向的倾斜角度不仅在车辆的Y-Z平面中有分量，而且可以同时在X-Z平面中也有一定分量，这样也可以进一步增强缓冲块200沿车辆的X向对机罩的减振作用。

在图5和图6中，根据阴影部分深度的不同来表示不同大小的应力值。如图5和图6所示，在相同的车辆横向外部载荷激励下，布置有本发明缓冲结构的最大铰链应力从采用现有缓冲结构的434MPa降低到了66MPa，降低百分比高达85％。与此同时，说明铰链还可以进一步减弱，在保证铰链强度的前提下，可以大幅降低行人保护在铰链区域的伤害值。现有机罩在车辆横向水平振动模态下的频率为28HZ，布置有本发明缓冲结构的机罩在车辆横向水平振动模态下的频率为36HZ，提高了8HZ。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种用于车辆发动机舱的机罩内板(100)与机舱纵梁(101)间的缓冲结构，包括：

缓冲块(200)；

连接在所述机舱纵梁(101)与所述缓冲块(200)之间的减振件(300)；和

设置在所述机罩内板(100)的内侧面处的凹入部(400)，所述凹入部(400)具有向下的开口(401)，以便在关闭所述发动机舱时，所述缓冲块(200)经由所述开口(401)伸入到所述凹入部(400)内；

其中，所述凹入部(400)和所述缓冲块(200)的形状和尺寸设置成使得在发动机舱处于关闭状态时，所述缓冲块(200)至少沿竖直方向(Z向)和沿车辆横向(Y向)均抵靠所述凹入部(400)的内表面；

所述凹入部(400)从所述开口(401)开始相对于所述竖直方向倾斜延伸。

2.根据权利要求1所述的缓冲结构，其特征在于，

所述凹入部从所述开口(401)开始相对于所述竖直方向至少在由所述竖直方向(Z向)和车辆横向(Y向)限定的平面(Z-Y平面)中倾斜延伸。

3.根据权利要求1所述的缓冲结构，其特征在于，

所述凹入部从所述开口(401)开始相对于所述竖直方向至少在由所述竖直方向(Z向)和车辆横向(Y向)限定的平面(Z-Y平面)中朝向车辆中心倾斜延伸。

4.根据权利要求2或3所述的缓冲结构，其特征在于，

所述凹入部(400)相对于所述竖直方向在由所述竖直方向(Z向)和车辆横向(Y向)限定的平面(Z-Y平面)中的倾斜角度在20°-45°之间。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述凹入部(400)的邻近其底部(402)的部分的内表面呈渐缩状。

6.根据权利要求5所述的缓冲结构，其特征在于，

所述缓冲块(200)的朝向所述凹入部(400)的端部的外表面呈渐缩状，以便与所述凹入部(400)的呈渐缩状的内表面相配合。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述凹入部(400)的邻近所述开口(401)的部分的内表面形成为引导面(403)，用于引导所述缓冲块(200)伸入到所述凹入部(400)内。

8.根据权利要求2或3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述缓冲块(200)具有可分离的外套件(201)和内插件(202)；其中，所述缓冲块(200)的所述内插件(202)连接至所述减振件(300)；所述缓冲块(200)的所述外套件(201)可分离地套在所述内插件(202)外部。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述减振件(300)为“几”字形的弹簧片，所述弹簧片连接在所述机舱纵梁(101)上，所述缓冲块(200)连接至所述弹簧片的向上凸起的顶部(301)。