CN211336190U - 一种发动机罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发动机罩，其包括外板、内板以及安装加强板，其中：所述外板、所述内板由树脂基碳纤维层合板复合材料制成；所述安装加强板由金属材料制成；所述内板与所述外板通过胶接连接；并且所述内板与所述安装加强板通过螺栓和结构胶连接。

Description

一种发动机罩

技术领域

本实用新型涉及一种发动机罩，更具体地，涉及一种采用碳纤维复合材料制造的轻量化汽车发动机罩。

背景技术

汽车轻量化是节能减排的有效方法，因此国内外汽车行业对轻量化研究都投入了大量精力。碳纤维复合材料有很高的比强度和比模量，其耐高温、耐疲劳且热稳定性好，已经成为主要的先进复合材料，具有替代金属材料实现轻量化的巨大潜力。发动机罩系统是客户使用的关键部件，其静态和动态性能及感知质量直接决定了汽车品质。传统的汽车发动机罩一般采用金属钣金冲压成型后的焊接工艺。

实用新型内容

本实用新型提供了用碳纤维复合材料制造的汽车发动机罩，其可以用树脂基碳纤维增强复合材料制造而成，在保证发动机罩子系统性能的前提下，能够兼顾整车集成性能。

为实现此目的，本实用新型在于提供一种发动机罩，包括外板、内板以及安装加强板，其特征在于：所述外板、所述内板由树脂基碳纤维层合板复合材料制成；所述安装加强板由金属材料制成；其中：所述内板与所述外板通过胶接连接；并且所述内板与所述安装加强板通过螺栓和结构胶连接。

可选地，构成所述外板的所述树脂基碳纤维层合板复合材料包括斜纹布和单向带。

可选地，所述斜纹布作为外观层，所述单向带形成铺层角度为[0/90/0]s的单向带铺层结构。

可选地，所述外板的厚度为1.5mm至2.0mm。

可选地，构成所述内板的所述树脂基碳纤维层合板复合材料是单向带。

可选地，所述内板包括主体区、搭接区、导溃区，所述搭接区、所述导溃区关于所述内板的中轴线对称，其中所述搭接区的单向带铺层是由所述主体区的单向带铺层搭接形成的，所述导溃区的单向带铺层的厚度比所述主体区的单向带铺层的厚度薄。

可选地，所述主体区的单向带铺层为铺层角度为[0/90/90/0]的单向带铺层结构，所述搭接区的单向带铺层为铺层角度为[0/90/90/0]s的单向带铺层结构。

可选地，所述导溃区的单向带铺层为铺层角度为[0,90]的单向带铺层结构。

可选地，所述主体区的单向带铺层的厚度为0.9mm至1.0mm，所述搭接区的单向带铺层的厚度为1.8mm至2.0mm，所述导溃区的单向带铺层的厚度为0.45mm至0.6mm。

可选地，所述导溃区设置在所述内板沿所述内板轴向长度从前至后方向的1/3至1/2处。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本实用新型的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1示出了现有技术的发动机罩结构的示意图。

图2示出了现有技术的发动机罩结构的爆炸视图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩结构的爆炸视图。

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩的外板结构与碳纤维铺层示意图。

图5示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩的内板结构与碳纤维铺层示意图。

图6示出了根据本实用新型的一个实施例的导溃区的位置示意图。

图7示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩的内板的局部参数示意图。

图8示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩胶接位置的示意图。

具体实施方式

出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本实用新型的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到相同的原理可等效地应用于所有类型的发动机罩，并且可以在其中实施这些相同或相似的原理，任何此类变化不背离本专利申请的真实精神和范围。

图1示出了现有技术的发动机罩结构的示意图，图2示出了现有技术的发动机罩结构的爆炸视图。由外板202、内板204、安装加强板206组成。外板202和内板204一般为金属钣金，通过边缘包边加包边胶连接。安装加强板206一般为钣金冲压件，通过焊点连接在内板204上。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩结构的爆炸视图。示例的发动机罩包括发动机罩外板302、发动机罩内板304、安装加强板306。根据本实用新型的一个实施例，其采用优化技术对发动机罩外板和内板可以进行最优化铺层设计，简化内板加强筋结构，有效降低了发动机罩系统重量，实现节能减排。作为本实用新型的一个实施例，外板、内板可以由树脂基碳纤维层合板复合材料制成，安装加强板由金属材料制成。内板与外板通过胶接连接，且内板与安装加强板通过螺栓和结构胶连接。图8示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩胶接位置的示意图，其中黑色粗线条区域为胶接位置的示例。具体地，发动机罩外板302与内板304在边缘处通过胶结连接，胶接宽度可以为25mm至45mm；此外，安装加强板306可以与内板304通过螺栓和结构胶连接。返回图3，发动机罩安装加强板306为金属自制零件，可以例如采用钢材冲压而成。安装加强板306的厚度约为1.0-1.2mm。

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩的外板结构与碳纤维铺层示意图。本实用新型发动机罩外板302、内板304采用碳纤维层合板复合材料，增强材料可以为碳纤维斜纹布和/或碳纤维单向带，基材可以为环氧树脂。层合板复合材料可以采用树脂模传递模塑成型（Resin Transfer Molding）工艺制造。

根据本实用新型的一个实施例，发动机罩外板302长可以为1120mm、宽可以为1550mm，其包括斜纹布和单向带，或者由斜纹布和单向带组成。其中，斜纹布的铺层作为外观层402（置于最上层），单向带铺层401的角度和铺层厚度可以通过CAE优化技术指导设计。在满足所有性能的前提下，单向带铺层401的铺层设计可以例如为[0/90/0]s，该种铺层设计下外板302厚度范围可以为1.5mm至2.0mm。

图5示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩的内板结构与碳纤维铺层示意图。根据本实用新型的一个实施例，内板包括主体区、搭接区、导溃区，搭接区和导溃区关于内板的中轴线对称，其中搭接区的单向带铺层是由主体区的单向带铺层搭接形成的。具体地，发动机罩内板304可以由单向带组成，其中单向带铺层角度和铺层厚度可以通过CAE优化技术指导设计。在满足所有性能的前提下，铺层设计可以分区域进行，各区域中的每一个的设计可以是关于内板的中轴线左右对称的。区域501为单向带搭接设计区（下称搭接区），其铺层设计可以为[0/90/90/0]s，铺层厚度可以为1.8mm至2.0mm，优选地，其厚度可以为1.8mm。区域502为导溃设计区（下称导溃区），其铺层设计可以为[0,90]，铺层厚度可以为0.45mm至0.6mm，优选地，其厚度可以为0.5mm。在该种设计下，保证发动机罩在整车正向高速碰撞时按照预设方式进行折弯，避免发动机罩后角点撞击汽车前风挡玻璃。

图6示出了根据本实用新型的一个实施例的导溃区的位置示意图。导溃区设置在内板沿内板轴向长度从前至后方向的1/3至1/2处（图中虚线框内）。在图6中，内板的对称轴以虚线表示。根据本实用新型的一个优选实施例，导溃区可以在其长度方向上（即，导溃区较长尺寸的延长线所在的方向）贯穿内板而设计。以此方式，整车正向高速碰撞时导溃区将更易于导溃，以帮助发动机罩实现折弯。此外，导溃区在其长度方向上朝挡风玻璃方向的延长线可以例如与内板的轴线成30°至85°的锐角（图中α）。

返回图5，除搭接区501和导溃区502之外的区域为主体区503，是内板主体结构，铺层设计可以为[0/90/90/0]，厚度可以为0.9mm至1.0mm，优选地，厚度可以为0.9mm，铺层次序见图5，其中，导溃区502的单向带铺层的厚度比主体区501的单向带铺层的厚度薄。

图7示出了根据本实用新型的一个实施例的发动机罩的内板的局部参数示意图。内板主要截面形式与尺寸与图5中的A-A、B-B以及C-C界面所对应的，其中A-A截面长度可以为350mm至400mm、宽度可以为100mm至150mm，B-B截面长度可以为150mm至180mm、宽度可以为30mm至50mm，C-C截面长度可以为150mm至180mm、宽度可以为30mm至50mm。

根据本实用新型的一方面，本实用新型涉及的碳纤维复合材料汽车发动机罩充分利用了碳纤维复合材料比强度和比模量高的特点，通过CAE仿真分析确定了发动机罩内板和外板的铺层角度、厚度和铺层次序设计，实现了明显减重，有利于减少汽车尾气排放，有利用电动汽车增加续航里程。根据本实用新型的另一方面，本实用新型的碳纤维复合材料汽车发动机罩内板，实现了分区域的铺层和厚度设计，有利于提高材料利用效率，有利于进一步提高轻量化。根据本实用新型的再一方面，本实用新型的碳纤维复合材料汽车发动机罩内板通过铺层设计实现导溃效果，突破了金属钣金件需要增加导溃筋结构的局限。

以上例子主要说明了本公开的发动机罩。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。本实用新型的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种发动机罩，包括外板、内板以及安装加强板，其特征在于：

所述外板、所述内板由树脂基碳纤维层合板复合材料制成；

所述安装加强板由金属材料制成；其中：

所述内板与所述外板通过胶接连接；并且

所述内板与所述安装加强板通过螺栓和结构胶连接。

2.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，构成所述外板的所述树脂基碳纤维层合板复合材料包括斜纹布和单向带。

3.根据权利要求2所述的发动机罩，其特征在于，所述斜纹布的铺层作为外观层，所述单向带形成铺层角度为[0/90/0]s的单向带铺层结构。

4.根据权利要求2或3所述的发动机罩，其特征在于，所述外板的厚度为1.5mm至2.0mm。

5.根据权利要求1所述的发动机罩，其特征在于，构成所述内板的所述树脂基碳纤维层合板复合材料是单向带。

6.根据权利要求5所述的发动机罩，其特征在于，所述内板包括主体区、搭接区、导溃区，所述搭接区、所述导溃区关于所述内板的中轴线对称，其中所述搭接区的单向带铺层是由所述主体区的单向带铺层搭接形成的，所述导溃区的单向带铺层的厚度比所述主体区的单向带铺层的厚度薄。

7.根据权利要求6所述的发动机罩，其特征在于，所述主体区的单向带铺层为铺层角度为[0/90/90/0]的单向带铺层结构，所述搭接区的单向带铺层为铺层角度为[0/90/90/0]s的单向带铺层结构。

8.根据权利要求7所述的发动机罩，其特征在于，所述导溃区的单向带铺层为铺层角度为[0,90]的单向带铺层结构。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的发动机罩，其特征在于，所述主体区的单向带铺层的厚度为0.9mm至1.0mm，所述搭接区的单向带铺层的厚度为1.8mm至2.0mm，所述导溃区的单向带铺层的厚度为0.45mm至0.6mm。

10.根据权利要求6-8中任一项所述的发动机罩，其特征在于，所述导溃区设置在所述内板沿所述内板轴向长度从前至后方向的1/3至1/2处。

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