CN112960038B - 一种吸能型铝合金发动机罩的结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸能型铝合金发动机罩的结构，包括发动机罩外板(1)、发动机罩内板(2)，发动机罩内板(2)的底部冲压多个吸能机构(8)，吸能机构(8)包括上凸台和下凸台，上凸台与下凸台的连接处形成变形引导槽机构，上凸台的顶部与发动机罩外板(1)连接，上凸台的顶部加工有通孔；发动机罩外板(1)的边缘与发动机罩内板(2)的边缘闭合连接，多个吸能机构(8)均位于发动机罩外板(1)与发动机罩内板(2)之间。本发明通过引导两级台阶结构的充分变形来吸收冲击能量，提高了铝合金发动机罩的碰撞吸能性，对被碰撞人的头部伤害值明显降低，本发明有效提升了铝合金发动机罩对行人的保护性能。

Description

一种吸能型铝合金发动机罩的结构
技术领域
本发明属于汽车发动机罩技术领域，具体涉及一种吸能型铝合金发动机罩的结构。
背景技术
随着我国汽车保有量的不断提升，交通事故发生率也在不断增加。在事故中行人和两轮车驾驶者是最主要的受害群体，其中头部损伤的致死率高达80％。发动机罩是行人在碰撞事故中头部接触的主要区域之一，在碰撞过程中，头部带动发动机罩向机舱内运动变形并吸收碰撞能量。若变形过大，行人头部有可能会与发动机舱内部的刚性部件发生二次碰撞，造成更加严重伤害。所以，发动机罩设计需要考虑，在未对行人头部造成过大冲击的前提下尽可能吸收碰撞能量。
现有的乘用车产业所运用的发罩行人保护性能提升技术还不够成熟，发罩结构设计大多基于刚度，碰撞过程发罩整体变形小，人与车正面碰撞时对行人头部的安全造成威胁，而现有研究人员也未开发出较好的有效提升发罩行人保护性能的解决方案。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种能够有效提升发动机罩保护性能的吸能型铝合金发动机罩的结构。
本发明采用以下技术方案：
一种吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述结构包括发动机罩外板(1)、发动机罩内板(2)，发动机罩内板(2)的底部冲压多个吸能机构(8)，吸能机构(8)包括上凸台和下凸台，上凸台与下凸台的连接处形成变形引导槽机构，上凸台的顶部与发动机罩外板(1)连接，上凸台的顶部加工有通孔；发动机罩外板(1)的边缘与发动机罩内板(2)的边缘闭合连接，多个吸能机构(8)均位于发动机罩外板(1)与发动机罩内板(2)之间。
根据上述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，多个吸能机构(8)组成多个吸能机构组，每个吸能机构组中吸能机构(8)的数量相同，每个吸能机构组中吸能机构(8)的水平中心线位于同一水平面上；多个吸能机构组的水平中心线互相平行。
根据上述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述变形引导槽机构由吸能机构(8)下凸台的上表面边缘和吸能机构(8)上凸台的侧面组成，下凸台的上表面边缘和上凸台的侧面夹角为80°-100°；上凸台的侧面和上凸台的顶面的夹角为110°-130°，下凸台的侧面和下凸台的顶面的夹角为80°-100°，所述变形引导槽机构环形分布。
根据上述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述吸能机构组中的吸能机构(8)等间距设置，间距为10mm-30mm；多个吸能机构组位于发动机罩内板(2)的中部。
根据上述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述变形引导槽机构等间距加工4个弱化工艺孔，弱化工艺孔的尺寸为长圆孔20×60mm。
根据上述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述吸能机构(8)上凸台底面的径向长度为60mm-100mm，所述吸能机构(8)上凸台的高度为30mm-50mm；所述吸能机构(8)下凸台底面的径向长度为140mm-180mm，所述吸能机构(8)下凸台的高度为30mm-50mm。
根据上述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述结构还包括均安装于发动机罩外板(1)与发动机罩内板(2)之间的第一铰链加强板(3)、第二铰链加强板(4)、第一撑杆加强板(5)、第二撑杆加强板(6)、发动机罩锁加强板(7)，第一铰链加强板(3)、第二铰链加强板(4)分别安装于发动机罩内板(2)的两个弯角处，第一铰链加强板(3)、第二铰链加强板(4)分别安装于吸能机构组的两侧，第一撑杆加强板(5)、第二撑杆加强板(6)分别安装于吸能机构组的两侧，发动机罩锁加强板(7)安装于发动机罩内板(2)的前端。
本发明的有益技术效果：相比于现有技术中的单台特征的发动机罩结构，本发明利用发动机罩结构自身变形提高碰撞过程中的吸能性，本发明的吸能机构采用双台式吸能结构，通过引导两级台阶结构的充分变形来吸收冲击能量，提高了铝合金发动机罩的碰撞吸能性，当行人头部与发动机罩碰撞时，通过双台式结构的两级变形能够充分吸收冲击能量，对被碰撞人的头部伤害值明显降低，本发明有效提升了铝合金发动机罩对行人的保护性能。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2中沿A-A方向的剖视图；
图4为本发明与现有技术中发动机罩的对比实验结果曲线图。
具体实施方式
参见图1-3，本发明的一种吸能型铝合金发动机罩的结构，包括发动机罩外板1、发动机罩内板2，发动机罩内板2的底部冲压多个吸能机构8，多个吸能机构8组成多个吸能机构组，每个吸能机构组中吸能机构8的数量相同，每个吸能机构组中吸能机构8的水平中心线位于同一水平面上；多个吸能机构组的水平中心线互相平行。吸能机构组中的吸能机构8等间距设置，间距为10mm-30mm；多个吸能机构组位于发动机罩内板2的中部。吸能机构8包括上凸台和下凸台，上凸台位于下凸台的顶部，上凸台与下凸台的连接处形成变形引导槽机构，变形引导槽机构等间距加工4个弱化工艺孔，弱化工艺孔位于变形引导槽机构内，弱化工艺孔沿着变形引导槽机构圆周均匀分布，弱化工艺孔的尺寸为长圆孔20×60mm，变形引导槽机构环形分布。上凸台的顶部与发动机罩外板1连接，上凸台的顶部加工有通孔。吸能机构8上凸台的形状为圆台形或等边六边形、等边八边形等等边多边形，吸能机构8下凸台的形状为圆台形或等边六边形、等边八边形等等边多边形。等边多边形径向长度为最大外接圆直径长度，吸能机构8上凸台底面的径向长度为60mm-100mm，吸能机构8上凸台的高度为30mm-50mm；吸能机构8下凸台底面的径向长度为140mm-180mm，吸能机构8下凸台的高度为30mm-50mm。变形引导槽机构由吸能机构8下凸台的上表面边缘和吸能机构8上凸台的侧面组成，下凸台的上表面边缘和上凸台的侧面夹角为80°-100°；上凸台的侧面和上凸台的顶面的夹角为110°-130°，下凸台的侧面和下凸台的顶面的夹角为80°-100°。发动机罩外板1构成发动机罩的蒙皮，发动机罩外板1的边缘与发动机罩内板2的边缘闭合连接，发动机罩内板2相对于发动机罩外板1，位于发动机罩外板1下方并与发动机罩外板1通过涂胶和包边的形式结合。多个吸能机构8均位于发动机罩外板1与发动机罩内板2之间。上凸台的顶部与发动机罩外板1通过膨胀胶块9进行连接。
本发明结构还包括均安装于发动机罩外板1与发动机罩内板2之间的第一铰链加强板3、第二铰链加强板4、第一撑杆加强板5、第二撑杆加强板6、发动机罩锁加强板7，发动机罩锁加强板7靠近汽车前端，第一铰链加强板3、第二铰链加强板4分别安装于发动机罩内板2的两个弯角处，两个弯角一个靠近驾驶位、另一个靠近副驾驶位，第一铰链加强板3、第二铰链加强板4分别安装于吸能机构组的两侧；第一撑杆加强板5、第二撑杆加强板6分别安装于吸能机构组的两侧，发动机罩锁加强板7安装于发动机罩内板2的前端。加强板分布于发动机罩的前部、中部及后部，提到提高安装强度的作用。加强板通过铆接的形式与发动机罩内板2连接。
发动机罩外板1、发动机罩内板2、第一铰链加强板3、第二铰链加强板4、第一撑杆加强板5、第二撑杆加强板6、发动机罩锁加强板7均采用铝合金材料冲压成型而形成，所有板材零部件的厚度均根据轻量化的要求及发动机罩性能的要求来设定。
当行人头部模型与以一定速度撞击到发动机罩时，在发动机罩表面会产生一个撞击力，发动机罩在撞击力的作用下会发生变形，头部模型会带动发动机罩向发动机舱内部方向运动。在撞击力的作用下，吸能机构8的上凸台会率先向下变形，同时上凸台的侧壁会发生塑性变形并向外侧隆起，实现第一次吸能。继续向下移动，在变形引导槽和弱化工艺孔的作用下，下凸台的侧壁发生塑性拉伸变形，实现第二次吸能。如图4所示，对碰撞过程的头部加速度和碰撞时间的曲线对比分析发现：对比单特征发动机罩结构，本发明的结构的曲线整体偏低，曲线偏后，变形缓冲吸能时间长，头部伤害值有明显降低，有效提升了铝合金发动机罩的行人保护性能。

Claims (4)

1.一种吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述结构包括发动机罩外板(1)、发动机罩内板(2)，发动机罩内板(2)的底部冲压多个吸能机构(8)，吸能机构(8)包括上凸台和下凸台，上凸台与下凸台的连接处形成变形引导槽机构，所述吸能机构(8)上凸台底面的径向长度为60mm-100mm，所述吸能机构(8)上凸台的高度为30mm-50mm；所述吸能机构(8)下凸台底面的径向长度为140mm-180mm，所述吸能机构(8)下凸台的高度为30mm-50mm；上凸台的顶部与发动机罩外板(1)通过膨胀胶块(9)进行连接，上凸台的顶部加工有通孔；发动机罩外板(1)的边缘与发动机罩内板(2)的边缘闭合连接，发动机罩内板(2)相对于发动机罩外板(1)位于发动机罩外板(1)下方并与发动机罩外板(1)通过涂胶和包边的形式结合；多个吸能机构(8)均位于发动机罩外板(1)与发动机罩内板(2)之间；所述变形引导槽机构由吸能机构(8)下凸台的上表面边缘和吸能机构(8)上凸台的侧面组成，下凸台的上表面边缘和上凸台的侧面夹角为80°-100°；上凸台的侧面和上凸台的顶面的夹角为110°-130°，下凸台的侧面和下凸台的顶面的夹角为80°-100°，所述变形引导槽机构环形分布；所述变形引导槽机构等间距加工4个弱化工艺孔，所述弱化工艺孔的尺寸为长圆孔20×60mm，弱化工艺孔位于变形引导槽机构内，弱化工艺孔沿着变形引导槽机构圆周均匀分布；吸能机构(8)上凸台的形状为圆台形或等边六边形或等边八边形，吸能机构(8)下凸台的形状为圆台形或等边六边形或等边八边形。
2.根据权利要求1所述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，多个吸能机构(8)组成多个吸能机构组，每个吸能机构组中吸能机构(8)的数量相同，每个吸能机构组中吸能机构(8)的水平中心线位于同一水平面上；多个吸能机构组的水平中心线互相平行。
3.根据权利要求2所述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述吸能机构组中的吸能机构(8)等间距设置，间距为10mm-30mm；多个吸能机构组位于发动机罩内板(2)的中部。
4.根据权利要求1-3任一项所述的吸能型铝合金发动机罩的结构，其特征在于，所述结构还包括均安装于发动机罩外板(1)与发动机罩内板(2)之间的第一铰链加强板(3)、第二铰链加强板(4)、第一撑杆加强板(5)、第二撑杆加强板(6)、发动机罩锁加强板(7)，第一铰链加强板(3)、第二铰链加强板(4)分别安装于发动机罩内板(2)的两个弯角处，第一铰链加强板(3)、第二铰链加强板(4)分别安装于吸能机构组的两侧，第一撑杆加强板(5)、第二撑杆加强板(6)分别安装于吸能机构组的两侧，发动机罩锁加强板(7)安装于发动机罩内板(2)的前端。
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