CN109050675A - 一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其中，发动机罩盖外板采用钢材质冲压钣金，通过包边的方式与发动机罩盖内板总成扣合固定形成发动机罩盖结构；发动机罩盖内板总成包括主体钣金区域和中间模块区域；主体钣金区域采用钢材质冲压钣金；中间模块区域采用轻质材料制作；主体钣金区域和中间模块区域上对应位置处设置多个无铆连接点；主体钣金区域和中间模块区域在所述无铆连接点处通过无铆连接结构实现二者之间的无铆连接。本发明将中间模块区域采用轻质材料代替钢材钣金，不仅能够降低发动机罩盖在头碰区域的结构刚度，在发生行人与车碰撞时增强对行人头部的保护，还能够减轻质量，满足汽车轻量化要求。

Description

一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构

技术领域

本发明涉及汽车构造技术领域，具体涉及一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构。

背景技术

随着我国汽车行业的高速发展，交通行驶相应带来的交通安全问题也越发严重。而作为道路交通使用者中的弱势群体，行人的生命安全有着极大地潜在危险。因此关于汽车行人保护问题已不可避免的进入众人视野，并且越来越受到各界的重视。在人、车碰撞过程中，很多行人的死亡和头部的伤害有很大的关系，在所有的人、车碰撞事故中，行人头部损伤造成死亡的机率最大，高达可55％。行人头部主要的接触区域是发动机罩盖，因此，尽可能的减少在碰撞过程中发动机罩盖对头部的伤害对行人保护具有重要意义。

然而，传统的发动机罩盖结构采用钢板，这种采用钢板设计的发动机罩盖结构很难满足轻量化要求；而且，由于钢板刚度较大，在受到冲击力时变形较小，所以在车辆与行人发生碰撞时，头部碰撞区域的缓冲距离也比较小，很难满足五星碰撞的行人保护要求；另外发动机罩盖结构需要反复修改，多次验算，效率极低。而且，在传统发动机罩盖结构设计中，发动机罩盖结构的内板需要匹配不同的造型及前舱结构搭建数模，设计复杂且周期较长。

为满足CAE相关性能要求，传统发动机罩盖结构的内板复杂，尤其是为满足行人保护要求，发动机罩盖内板经常需要设计很多减弱孔来弱化发动机罩盖的刚度，发动机罩盖打开时，这些减弱孔会直接暴露在使用者的眼前，造成其静态感知品质很差。

另一方面，在汽车行业往新能源汽车方向发展的大趋势下，各国政府通过严苛的燃耗标准或法规强制原始设计制造商生产新能源汽车，同时采用税收优惠，购车补贴等刺激新能源汽车消费。但由于电池容量的问题迟迟得不到解决，为保证续航里程，不得不使用更多的电池，因此造成新能源汽车电池包过重，因此汽车设计制造的轻量化也尤为重要。然而，传统发动机罩盖采用钢制材料导致发动机罩盖整体质量过重，造成老人、女性等人群开启发动机罩盖时举升困难，使用不方便。由于结构及功能的限制，发动机罩盖的轻量化较为困难。

发明内容

本发明的目的是为了满足行人保护要求及汽车轻量化要求，提供一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其不仅能够降低发动机罩盖在头碰区域的结构刚度，在发生行人与车碰撞时增强对行人头部的保护；而且该发动机罩盖质量更轻，结构设计周期大大缩短，并具有很高的生产价值。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其包括：

发动机罩盖外板和发动机罩盖内板总成；

所述发动机罩盖外板采用钢材质冲压钣金，通过包边的方式与所述发动机罩盖内板总成扣合固定形成所述发动机罩盖结构；

所述发动机罩盖内板总成包括：主体钣金区域和中间模块区域；

所述主体钣金区域采用钢材质冲压钣金；所述中间模块区域采用轻质材料制作；所述主体钣金区域和中间模块区域上对应位置处设置多个无铆连接点；主体钣金区域和中间模块区域在所述无铆连接点处通过无铆连接结构实现二者之间的无铆连接。

更优选地，所述中间模块区域上开有多个减重孔，并在减重孔周围形成多个筋条结构特征，所述多个筋条连接在一起使得中间模块区域形成“目”字形结构。

更优选地，在每个筋条的四周设有多个沿车身方向向下凸起形成的细长的涂胶槽，且所述涂胶槽位置处涂有膨胀胶。

更优选地，所述涂胶槽相互间隔一定距离呈线状分布。

更优选地，所述膨胀胶分布在发动机罩盖内板的中间模块区域上布置的各涂胶槽的中间位置。

更优选地，所述轻质材料包括：铝合金、塑料、碳纤维，或者含有它们其中任意一项或多项的复合材料。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

1、本发明能够满足行人保护要求

本发明通过将发动机罩盖的材料更换为如铝合金、塑料，碳纤维等轻质材料和全新的结构设计及连接方式降低了行人碰撞区域的发动机罩盖刚度。

由于铝合金、塑料，碳纤维等轻质材料的刚度比钢材质材料的更低，因此在受到相同大小的冲击力时，铝合金、塑料，碳纤维等轻质材料变形量更大，所以在车辆与行人发生碰撞时，头部碰撞区域的缓冲距离得到增加，这样能够更多地吸收碰撞能量，从而达到满足行人保护的要求，降低道路交通中行车对行人造成伤害的安全隐患。

2、本发明可实现模块化设计

本发明将发动机罩盖内板总成拆分为两大区域：主体钣金区域，中间模块区域。主体钣金区域为缓冲胶塞、发罩锁等提供所需结构支撑，为发动机罩盖提供满足刚度、强度等CAE的性能要求的结构支撑，中间模块区域采用铝合金、塑料、碳纤维，或者含有它们其中任意一项或多项的复合材料等轻质材料等。通过合理的结构设计，中间模块区域可适用于不同的发动机罩盖结构，实现结构模块化设计，通用性更好，能够适用于差别不大的多种车型。

3、静态感知品质更高

本发明提供的发动机罩盖内板总成可避免因行人保护要求而设计的减弱孔，这样的方式使得发动机罩盖内板的结构面更为简洁、面质量更高，无需因行人保护要求开过多的减弱孔，因此静态感知品质更高。

4、数据开发周期短

本发明的中间模块区域通过数模设计做成可通用的模块，可用于同系列车型或发动机罩盖在中间模块区域造型变化不大的大多数发动机罩盖内板总成中的中间区域替换，因此中间模块区域的通用性更强，可在一定程度上实现平台化。主体钣金区域只需与中间模块区域在搭接处进行匹配修改即可完成内板的数模搭建工作。另外由于主体钣金区域的面积减小以及结构的简化，这也大大地缩短了冲压工艺对发动机罩盖内板验算的周期。因此，中间模块区域的模块化可提高设计工作效率的40％左右。

5、发动机罩盖的轻量化

本发明中的发动机罩盖内板总成中的中间模块区域采用铝合金、塑料、碳纤维，或者含有它们其中任意一项或多项的复合材料等轻质材料代替钢材钣金，能够在降低发动机罩盖刚度的同时，减轻质量，可使发动机罩盖整体质量减轻10％-15％，从而实现发动机罩盖轻量化的目的。

6、本发明发动机罩盖结构满足刚度、强度等CAE的性能要求

本发明提供的发动机罩盖结构的主体钣金区域为发动机罩盖提供满足刚度、强度等CAE的性能要求的结构支撑，为缓冲胶塞、发动机罩盖锁等提供结构支撑，为密封胶条提供安装面。

附图说明

图1是本发明的发动机罩盖的结构示意图；

图2是本发明的发动机罩盖结构的***图；

图3是本发明的发动机罩盖内板总成的结构示意图；

图4是根据本发明发动机罩盖内板总成结构的***图；

图5是图3中的A-A视图；

图6是图3中的B-B视图；

图7是经过行人保护头部分析后得到的头部区域得分示意图；

其中：

发动机罩盖外板100、发动机罩盖内板总成200、膨胀胶300；主体钣金区域201、无铆连接点202、中间模块区域203、涂胶槽204；减重孔205、筋条206。

具体实施方式

以下将结合图1-7对本发明的技术方案做进一步详细说明。

发明人考虑到铝合金或塑料的发动机罩盖的原材料成本高，生产工艺更为复杂；采用铝合金、塑料，碳纤维等轻质材料制作的发动机罩盖在损坏后修复成本更高。基于以上的原因，发明人认为单纯的铝合金、塑料、碳纤维等轻质材料设计发动机罩盖不适合于轻量化应用推广，于是发动机罩盖外板100采用钢材质的冲压钣金，发动机罩盖内板总成200采用钢材质的冲压钣金和铝合金、塑料，碳纤维等轻质材料的结合。

实施例一

本发明提供一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其结构如图1和图2所示，包括：

发动机罩盖外板100和发动机罩盖内板总成200。

上述发动机罩盖外板100成型后通过包边的方式与发动机罩盖内板总成200扣合固定形成发动机罩盖。

以下对发动机罩盖外板100和发动机罩盖内板总成200进行详细说明：

上述发动机罩盖外板100呈拱形结构，其采用汽车设计中常规的钢材冲压钣金，该钣金从设计到加工过程中，技术成熟、生产成本低，加工难度低。

上述的发动机罩盖内板总成200的结构参考图3—图6。

由图4可以看出，发动机罩盖内板总成200整体呈拱形结构，其包括：主体钣金区域201和中间模块区域203。上述主体钣金区域201和中间模块区域203上对应位置处设置多个无铆连接点202。主体钣金区域201和中间模块区域203在这些无铆连接点202处通过无铆连接结构实现二者之间的无铆连接。

图5给出了主体钣金区域201和中间模块区域203之间的无铆连接结构示意图，由图5可以看出，在每个无铆连接点202处，主体钣金区域201和中间模块区域203的无铆连接结构，均是主体钣金区域201形成凸起的一面放置在中间模块区域203的凹槽内，这样能够通过无铆设备将主体钣金区域201和中间模块区域203在无铆连接点202处能够变形压紧并最终扣合连接，形成发动机罩盖内板总成200。同时，该无铆连接结构设计使得主体钣金区域201和中间模块区域203在连接成为一个整体的同时，也保证了发动机罩盖内板总成200的刚度及强度。

上述的主体钣金区域201为采用汽车设计中常用的钢材质冲压钣金。

为了实现发动机罩盖轻量化而做的结构优化，中间模块区域203采用铝合金、塑料和碳纤维等轻质材料，或者含有它们其中任意一项或多项的复合材料等轻质材料。由于铝合金、塑料和碳纤维，或者含有它们其中任意一项或多项的复合材料等轻质材料的刚度比钢材质材料的更低，因此在受到相同大小的冲击力时，轻质材料变形量更大，所以在车辆与行人发生碰撞时，头部碰撞区域的缓冲距离得到增加，这样能够更多地吸收碰撞能量，从而达到满足行人保护的要求，降低道路交通中行车对行人造成伤害的安全隐患。

为了更进一步地实现发动机罩盖轻量化，在上述中间模块区域203上开有多个减重孔205，并在减重孔205周围形成多个筋条206结构特征，多个筋条206连接在一起使得中间模块区域203形成类似于“目”字形结构，增强了中间模块区域203的刚度与强度。

为了支撑发动机罩盖外板100以及保证发动机罩盖外板100的抗凹性能，在每个筋条206的四周设有多个大致沿车身方向向下凸起形成的细长的涂胶槽204，这些涂胶槽204相互间隔一定距离呈线状分布。该涂胶槽204位置处涂有膨胀胶300，这样使得中间模块区域203与发动机罩盖外板100的内表面连接更为牢固，从而为主体钣金区域201提供支撑。如图6所示，给出了发动机罩盖外板100和发动机罩盖内板总成200通过在涂胶槽204位置处涂抹的膨胀胶300连接的断面示意图。

为了更好地支撑发动机罩盖外板100并保证其抗凹性能，上述膨胀胶300分布在发动机罩盖内板的中间模块区域203上布置的各涂胶槽204的中间位置。

在C-NCAP2018法规要求下，对发动机罩盖区域的行人保护头部区域得分进行分析，分析结果如图7所示，可知，中间模块区域203的得分高于周边区域，满足开发要求。

本发明相较传统发动机罩盖结构，其结构新颖、静态感知品质更高、高效率、高性能，轻量化。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (6)

1.一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其特征在于，所述模块化发动机罩盖结构包括：

发动机罩盖外板(100)和发动机罩盖内板总成(200)；

所述发动机罩盖外板(100)采用钢材质冲压钣金，通过包边的方式与所述发动机罩盖内板总成(200)扣合固定形成所述发动机罩盖结构；

所述发动机罩盖内板总成(200)包括：主体钣金区域(201)和中间模块区域(203)；

所述主体钣金区域(201)采用钢材质冲压钣金；所述中间模块区域(203)采用轻质材料制作；所述主体钣金区域(201)和中间模块区域(203)上对应位置处设置多个无铆连接点(202)；主体钣金区域(201)和中间模块区域(203)在所述无铆连接点(202)处通过无铆连接结构实现二者之间的无铆连接。

2.根据权利要求1所述的一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其特征在于，

所述中间模块区域(203)上开有多个减重孔(205)，并在减重孔(205)周围形成多个筋条(206)结构特征，所述多个筋条(206)连接在一起使得中间模块区域(203)形成“目”字形结构。

3.根据权利要求2所述的一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其特征在于，

在每个筋条(206)的四周设有多个沿车身方向向下凸起形成的细长的涂胶槽(204)，且所述涂胶槽(204)位置处涂有膨胀胶(300)。

4.根据权利要求3所述的一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其特征在于，所述涂胶槽(204)相互间隔一定距离呈线状分布。

5.根据权利要求3所述的一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其特征在于，

所述膨胀胶(300)分布在发动机罩盖内板的中间模块区域(203)上布置的各涂胶槽(204)的中间位置。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种满足行人保护要求的模块化发动机罩盖结构，其特征在于，所述轻质材料包括：

铝合金、塑料、碳纤维，或者含有它们其中任意一项或多项的复合材料。