CN115140186A - 一种发动机罩 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发动机罩。该发动机罩的横筋沿内板的长度方向设置在边框内，纵筋沿内板的宽度方向设置在边框内，纵筋的中部与横筋的中部交叉，以形成交叉部，交叉部设置在边框的中心，横筋与纵筋分割边框的内部为四个分割部，每个分割部均设置有斜筋，且，每个斜筋的两端分别连接在对应的分割部内的横筋和纵筋的端部。本申请能够满足弯曲模态、扭转模态、弯曲刚度、扭转刚度、指压刚度、行人保护、轻量化等方面的要求。

Description

一种发动机罩

技术领域

本申请属于汽车技术领域，具体涉及一种发动机罩。

背景技术

传统汽车的发动机罩一般都设计有较大的腔体尺寸，发动机罩整体的刚性依靠发动机罩周围四边的主断面，内板的加强筋主要功能是为外板提供支撑以及提升指压刚度，但对整体刚性基本不起作用。

随着汽车行业的发展，目前的电动汽车为了满足外观的设计要求，通常将发动机罩进行扁平化设计，发动机罩的断面往往被挤压，发动机罩的腔体尺寸不足，从而导致发动机罩的整体刚性不足，需要发动机罩的内板增设加强筋和辅助筋的结构进行补偿，提高整体结构的刚性。

同时，面临新法规的升级和市场竞争的压力，现有技术中的扁平化设计的发动机罩无法同时满足弯曲模态、扭转模态、弯曲刚度、扭转刚度、指压刚度、行人保护、轻量化等方面的要求。

比如，图1所示的对比例1(专利名称：一种基于行人保护设计的发动机罩总成结构；公开号：CN208802058U)采用了偏向于行人保护的结构设计，而降低了发动机罩的刚度，特别是未考虑发动机罩的扭转刚度和扭转模态的性能。图2所示的对比例2(专利名称：一种发动机罩内板；公开号：CN204110170U)以及图3所示的对比例3(专利名称：一种乘用车铝合金发动机罩；公开号：CN109501869A)分别采用了横纵交错和蜂窝状的结构设计，均存在交错点太多不利于行人保护的问题，特别是对比例2的较多的横纵交错结构，提升了发动机罩的指压刚度、弯曲模态以及弯曲刚度，但行人保护性能未能充分考虑，并且轻量化效果也偏差。

发明内容

本申请旨在至少能够在一定程度上解决现有技术中的扁平化发动驾罩无法同时满足弯曲模态、扭转模态、弯曲刚度、扭转刚度、指压刚度、行人保护、轻量化等方面的要求的技术问题。为此，本申请提供了一种发动机罩。

本申请的技术方案为：

本申请提供了一种发动机罩，所述发动机罩包括贴合在一起的外板以及内板，所述内板包括：

边框；

横筋，沿所述内板的长度方向设置在所述边框内；

纵筋，沿所述内板的宽度方向设置在所述边框内，所述纵筋的中部与所述横筋的中部交叉，以形成交叉部，所述交叉部设置在所述边框的中心，所述横筋与所述纵筋分割所述边框的内部为四个分割部；

斜筋，每个所述分割部均设置有所述斜筋，且，每个所述斜筋的两端分别连接在对应的所述分割部内的所述横筋和所述纵筋的端部。

进一步的，所述发动机罩的一阶扭转模态大于30Hz，所述发动机罩的扭转变形小于8mrad。

进一步的，所述发动机罩的一阶弯曲模态大于30Hz，所述发动机罩的弯曲变形小于2mm。

进一步的，所述发动机罩的行人保护HIC值小于1000，所述发动机罩的指压变形小于7mm。

进一步的，所述斜筋、所述横筋以及所述纵筋为U形结构，所述斜筋、所述横筋以及所述纵筋均为U形结构，所述斜筋的底部的宽度为70mm～80mm，所述斜筋的高度为20mm～30mm，所述斜筋的顶部的宽度为45mm～55mm，所述横筋以及所述纵筋的底部的宽度为50mm～60mm，所述横筋以及所述纵筋的高度为20mm～30mm，所述横筋以及所述纵筋的顶部的宽度为35mm～40mm。

进一步的，所述分割部内的所述斜筋的中心与所述交叉部和所述分割部内的所述边框的边角的距离相等。

进一步的，所述分割部内的所述斜筋的中心与所述交叉部和所述分割部内的所述边框的边角的距离小于320mm。

进一步的，所述发动机罩还包括减震胶，所述内板与所述外板之间通过所述减震胶连接。

进一步的，所述斜筋、所述纵筋以及所述横筋均开设有减重孔。

进一步的，所述发动机罩还包括缓冲支架，所述缓冲支架上设置有压溃筋，所述内板的宽度方向的两侧均分别设置有所述缓冲支架，所述缓冲支架设置在所述边框的外部。

本申请实施例至少具有如下有益效果：

本申请所提出的一种发动机罩，发动机罩由外板和内板贴合构成，出于对扁平化设计的发动机罩的弯曲模态、扭转模态、弯曲刚度、扭转刚度、指压刚度、行人保护、轻量化等方面的需求的考虑，内板首先需采用镂空结构以满足轻量化的要求，而非采用整体式的结构，通过设置边框以确定内板的整体结构，发动机罩的整体呈等腰梯形，相应的，边框也同样为等腰梯形，以保证发动机罩受力的均匀，边框内部的区域为满足轻量化要求的减重区，以用于设置加强筋和辅助筋，从而满足扁平化设计的发动机罩的刚度要求，提升发动机罩整体的刚度。

为了使发动机罩应对扭转模态和扭转刚度(扭转工况即发动机罩的对角弯曲)，从而需要沿边框的对角设置斜筋(加强筋)。为了使发动机罩应对弯曲模态和弯曲刚度(弯曲工况即发动机罩的横向弯曲和纵向弯曲)，从而需要沿边框的长度方向设置横筋(辅助筋)，沿边框的宽度方向设置纵筋(辅助筋)。为了使发动机罩满足行人保护的要求，应在边框内部的区域尽量减少交叉节点，在边框内部的区域设置过多的交叉点会使发动机罩的刚度过高，而不满足行人保护的要求。

若将斜筋沿边框的对角方向并且连接边框的对角进行设置，该设置方式会导致边框内的交叉部还会交叉两个斜筋，从而导致交叉部的尺寸过大，发动机罩的刚度过高，不满足行人保护的要求。因此，本申请实施例的发动机罩采用了沿边框的两个对角方向分别平行设置两个斜筋，在总体尺寸上，两个平行设置的斜筋的总尺寸与一个直接连接边框的对角的斜筋的尺寸相等，但两个平行设置的斜筋具有更高的扭转刚度。同时，斜筋与横筋的连接部位以及斜筋与纵筋的连接部位均设置在边框上。从而在发动机罩的边框内部的区域只有一个交叉部，并且该交叉部仅由横筋和纵筋交叉构成，以满足行人保护的要求。并且，边框内的斜筋、横筋以及纵筋结构分布均匀，使发动机罩能够满足指压刚度的要求。

综上所述，在本申请实施例的发动机罩的边框内设置斜筋、横筋以及纵筋，特别是在边框内部的区域设置仅由纵筋和横筋交叉构成的交叉部，能够使扁平化设计的发动机罩同时满足弯曲模态、扭转模态、弯曲刚度、扭转刚度、指压刚度、行人保护、轻量化等方面的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为对比例1的结构示意图；

图2为对比例2的结构示意图；

图3为对比例3的结构示意图；

图4为本申请实施例的发动机罩的结构示意图；

图5为图4的发动机罩在扭转工况时的受力示意图；

图6为图4的发动机罩在弯曲工况时的受力示意图；

图7为图4的发动机罩与侧边梁的结构示意图；

图8为图4的发动机罩的缓冲支架的结构示意图。

附图标记：

100-外板；200-内板；201-边框；202-斜筋；203-横筋；204-纵筋；205-交叉部；206-减重孔；207-分割部；300-减震胶；400-缓冲支架；401-压溃筋；500-侧边梁。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

图4为本申请实施例的一种发动机罩的结构示意图，结合图4，发动机罩包括贴合在一起的外板100以及内板200，内板200包括边框201、斜筋202、横筋203、纵筋204以及交叉部205。

本申请实施例中的横筋203沿内板200的长度方向设置在边框201内，纵筋204沿内板200的宽度方向设置在边框201内，纵筋204的中部与横筋203的中部交叉，以形成交叉部205，交叉部205设置在边框201的中心，横筋203与纵筋204分割边框201的内部为四个分割部207，每个分割部207均设置有斜筋202，且，每个斜筋202的两端分别连接在对应的分割部207内的横筋203和纵筋204的端部。

具体地，结合图1，发动机罩由外板100和内板200贴合构成，出于对扁平化设计的发动机罩的弯曲模态、扭转模态、弯曲刚度、扭转刚度、指压刚度、行人保护、轻量化等方面的需求的考虑，内板200首先需采用镂空结构以满足轻量化的要求，而非采用整体式的结构，通过设置边框201以确定内板200的整体结构，发动机罩的整体呈等腰梯形，相应的，边框201也同样为等腰梯形，以保证发动机罩受力的均匀，边框201内部的区域为满足轻量化要求的减重区，以用于设置加强筋和辅助筋，从而满足扁平化设计的发动机罩的刚度要求，提升发动机罩整体的刚度。

为了使发动机罩应对扭转模态和扭转刚度(如图5所示的发动机罩在扭转工况时的受力示意图，扭转工况即发动机罩的对角弯曲，相对的箭头为作用力的方向)，从而需要沿边框201的对角设置斜筋202(加强筋)。为了使发动机罩应对弯曲模态和弯曲刚度(如图6所示的发动机罩在弯曲工况时的受力示意图，弯曲工况即发动机罩的横向弯曲和纵向弯曲，相对的箭头为作用力的方向)，从而需要沿边框201的长度方向设置横筋203(辅助筋)，沿边框201的宽度方向设置纵筋204(辅助筋)。为了使发动机罩满足行人保护的要求，应在边框201内部的区域尽量减少交叉节点，在边框201内部的区域设置过多的交叉点会使发动机罩的刚度过高，而不满足行人保护的要求。

若将斜筋202沿边框201的对角方向并且连接边框201的对角进行设置，该设置方式会导致边框201内的交叉部205还会交叉两个斜筋202，从而导致交叉部205的尺寸过大，发动机罩的刚度过高，不满足行人保护的要求。因此，本申请实施例的发动机罩采用了沿边框201的两个对角方向分别平行设置两个斜筋202，在总体尺寸上，两个平行设置的斜筋202的总尺寸与一个直接连接边框201的对角的斜筋的尺寸相等，但两个平行设置的斜筋202具有更高的扭转刚度。同时，斜筋202与横筋203的连接部位以及斜筋202与纵筋204的连接部位均设置在边框201上。从而在发动机罩的边框201内部的区域只有一个交叉部205，并且该交叉部205仅由横筋203和纵筋204交叉构成，以满足行人保护的要求。并且，边框201内的斜筋202、横筋203以及纵筋204结构分布均匀，使发动机罩能够满足指压刚度的要求。

综上所述，在本申请实施例的发动机罩的边框201内设置斜筋202、横筋203以及纵筋204，特别是在边框201内部的区域设置仅由纵筋204和横筋203交叉构成的交叉部205，能够使扁平化设计的发动机罩同时满足弯曲模态、扭转模态、弯曲刚度、扭转刚度、指压刚度、行人保护、轻量化等方面的要求。

本申请实施例中，发动机罩的一阶扭转模态(发动机罩的最小扭转共振频率)应大于30Hz，扭转变形应小于8mrad，通过设置斜筋202以提高发动机罩的最小扭转共振频率，避免发动机罩发生共振，同时通过设置斜筋202以提高发动机罩的扭转刚度。

本申请实施例中，发动机罩的一阶弯曲模态(发动机罩的最小弯曲共振频率)应大于30Hz，弯曲变形应小于2mm，通过设置横筋203以及纵筋204以提高发动机罩的最小弯曲共振频率，避免发动机罩发生共振，同时通过设置横筋203以及纵筋204以提高发动机罩的弯曲刚度。

本申请实施例中，发动机罩的行人保护HIC值应小于1000，指压变形应小于7mm，通过在发动机罩的边框201内部的区域只有一个交叉部205，并且该交叉部205仅由横筋203和纵筋204交叉构成，避免发动机罩刚度过高，而降低行人保护HIC值，同时也避免了发动机罩的刚度过低，而降低了指压刚度。

本申请实施例中，斜筋202、横筋203以及纵筋204均为U形结构，斜筋202、横筋203以及纵筋204的底部与斜筋202、横筋203以及纵筋204的开口相对设置，斜筋202、横筋203以及纵筋204的开口与外板100相背设置，斜筋202、横筋203以及纵筋204的底部与外板100连接。

本申请实施例中，发动机罩的整体尺寸为：两条平行边的长度分别为1055mm～1075mm以及1640mm～1660mm，两边的腰的长度为1225mm～1245mm，厚度为30mm～50mm，斜筋202的长度为600mm～640mm，横筋203的长度为1080mm～1120mm，纵筋204的长度为500mm～540mm。

为满足发动机罩的扁平化设计的要求，需进一步设置斜筋202、横筋203以及纵筋204的尺寸参数为：斜筋202的底部的宽度为70mm～80mm，斜筋202的厚度为20mm～30mm，斜筋202的顶部的宽度为45mm～55mm，横筋203以及纵筋204的底部的宽度为50mm～60mm，横筋203以及纵筋204的厚度为20mm～30mm，横筋203以及纵筋204的顶部的宽度为35mm～40mm。以此参数范围对斜筋202、横筋203以及纵筋204的尺寸设置，从而使发动机罩能够满足扁平化设计的尺寸要求，以及满足弯曲模态、扭转模态、弯曲刚度、扭转刚度、指压刚度、行人保护、轻量化等方面的要求。

以发动机罩的尺寸的中间值(两条平行边的长度分别为1065mm和1650mm，腰长为1235mm，厚度为40mm)以及斜筋202、横筋203以及纵筋204的长度尺寸的中间值(斜筋202的长度为620mm，横筋203的长度为1100mm，纵筋204的长度为520mm)，再结合斜筋202、横筋203以及纵筋204的底部宽度尺寸、高度尺寸以及顶部宽度尺寸的参数范围进行举例，其相应的发动机罩的参数如下表所示：

通过上表可知，在编号①的参数中，斜筋202、横筋203以及纵筋204的尺寸为最小值，在参数②的参数中，斜筋202、横筋203以及纵筋204的尺寸为最大值，从总体上来看，随着斜筋202、横筋203以及纵筋204的尺寸的增大，发动机罩的一阶扭转模态、扭转变形、一阶弯曲模态、弯曲变形、指压变形均趋优，而发动机罩的行人保护HIC值趋差，但总体上均在设计要求范围内，以在发动机罩的行人保护和刚度要求之间寻求平衡点，保证总体上的效果。

本申请实施例中，为了进一步保证发动机罩满足指压刚度的要求，可对斜筋202的曲率进行调整，适当增加斜筋202的斜率，但需保证分割部207内的斜筋202的中心与交叉部205和该分割部207内的边框201的边角的距离相等，从而使发动机罩满足扭转模态和扭转刚度的要求。

并且，需保证分割部207内的斜筋202的中心与交叉部205和该分割部207内的边框201的边角的距离控制在320mm以内，以保证发动机罩的指压刚度，当斜筋202的中心与交叉部205和边框201的边角的距离大于320mm时，会导致发动机罩的部分部位的指压刚度偏低。

本申请实施例中，发动机罩还包括减震胶300，内板200与外板100之间设置有减震胶300，以通过减震胶300对内板200和外板100进行连接，并起到减震的作用。如图1所示，减震胶300设置边框201、斜筋202、横筋203以及纵筋204的底部，并且沿边框201、斜筋202、横筋203以及纵筋204每间隔100mm～160mm进行设置，减震胶300的长度为60mm～80mm。

本申请实施例中，为了进一步对发动机罩进行轻量化设计，在斜筋202、纵筋204以及横筋203上开设减重孔206，如图1所示，减重孔206开设在斜筋202、纵筋204以及横筋203的底部，减重孔206与减震胶300间隔设置，沿斜筋202、横筋203以及纵筋204每间隔100mm～160mm进行设置，减重孔206的长度为60mm～80mm。

本申请实施例中，在汽车的车身结构上与发动机罩的宽度方向的两侧对应的布置由侧边梁500，因此，在车身的这一区域内存在较大的空腔，在碰撞测试时，当行人保护头碰器与发动机罩发生一侧碰撞后，会与侧边梁500发生二次碰撞，由于正面碰撞和偏置碰撞的需求，导致侧边梁500的结构刚度较强，进而导致行人保护头碰器的二次碰撞的伤害更大，远超一次碰撞的伤害。

因此，如图4、图7以及图8所示，发动机罩还包括缓冲支架400，缓冲支架400上设置有压溃筋401，内板200的宽度方向的两侧均分别设置有缓冲支架400，缓冲支架400设置在边框201的外部，并且隐藏设置在内板中，缓冲支架400与侧边梁500对应设置，缓冲支架400整体呈U形结构，缓冲支架400的开口与内板200连接，缓冲支架400的底部与侧边梁500连接，压溃筋401设置在缓冲支架400的两个支撑部上，从而在行人与侧边梁500发生二次碰撞时，缓冲支架400在受到冲击力后，缓冲支架400的压溃筋401被压溃，从而对冲击力进行缓冲吸收，降低行人在与侧边梁500发生二次碰撞时受到的伤害。此外，还可以通过调整压溃筋401的尺寸来提高行人保护的性能。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种发动机罩，其特征在于，所述发动机罩包括贴合在一起的外板以及内板，所述内板包括：

边框；

横筋，沿所述内板的长度方向设置在所述边框内；

纵筋，沿所述内板的宽度方向设置在所述边框内，所述纵筋的中部与所述横筋的中部交叉，以形成交叉部，所述交叉部设置在所述边框的中心，所述横筋与所述纵筋分割所述边框的内部为四个分割部；

斜筋，每个所述分割部均设置有所述斜筋，且，每个所述斜筋的两端分别连接在对应的所述分割部内的所述横筋和所述纵筋的端部。

2.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述发动机罩的一阶扭转模态大于30Hz，所述发动机罩的扭转变形小于8mrad。

3.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述发动机罩的一阶弯曲模态大于30Hz，所述发动机罩的弯曲变形小于2mm。

4.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述发动机罩的行人保护HIC值小于1000，所述发动机罩的指压变形小于7mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的发动机罩，其特征在于，所述斜筋、所述横筋以及所述纵筋均为U形结构，所述斜筋的底部的宽度为70mm～80mm，所述斜筋的高度为20mm～30mm，所述斜筋的顶部的宽度为45mm～55mm，所述横筋以及所述纵筋的底部的宽度为50mm～60mm，所述横筋以及所述纵筋的高度为20mm～30mm，所述横筋以及所述纵筋的顶部的宽度为35mm～40mm。

6.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述分割部内的所述斜筋的中心与所述交叉部和所述分割部内的所述边框的角的距离相等。

7.根据权利要求6所述的发动机罩，其特征在于，所述分割部内的所述斜筋的中心与所述交叉部和所述分割部内的所述边框的角的距离小于320mm。

8.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述发动机罩还包括减震胶，所述内板与所述外板之间通过所述减震胶连接。

9.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述斜筋、所述纵筋以及所述横筋均开设有减重孔。

10.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，所述发动机罩还包括缓冲支架，所述缓冲支架上设置有压溃筋，所述内板的宽度方向的两侧均分别设置有所述缓冲支架，所述缓冲支架设置在所述边框的外部。

Images