[发明专利]能量吸收车辆发动机罩

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进的质量、能量吸收和惯性属性，以用于在物体和车辆发动机罩之间冲击时减少传递给物体的最大力和加速度的车辆发动机罩。

背景技术

机动车辆通常使用增强的模压金属车身面板制成，其与光滑的可涂漆的外部面板表面组成大致总强度和刚度。尤其是关于车辆发动机罩面板或发动机罩，面板刚度通常借助于通过一连串发动机侧或“B表面”帽型增强件(这样命名是因为这种增强件与倒置的帽相似)支撑的相对高强度的模压金属外表面(称为“A表面”)的组合满足。这种帽型增强件通常设置在发动机罩的A表面和B表面之间，且包括朝A表面定向的一对上部凸缘以及朝B表面定向的单个下部凸缘，其中上部和下部凸缘通过腹板部分互连。通过将相对刚硬的材料，通常为模压钢，设置为离发动机的弯曲中性轴线尽可能远，这种常规的发动机罩结构增加了发动机罩的抗弯刚度。然而，以这种方式制成的发动机罩对某些目的不是最优的。

例如，在实践中帽型增强件并未焊接到发动机罩的用户可见的外表面或A表面，以避免损坏A表面，即避免在发动机罩面板的完成暴露表面中产生可见的裂纹。相反，内部面板或发动机罩内部通常用折边的带凸缘机械连接件或朝下弯曲的点焊凸缘沿外部面板的周边(也称为发动机罩外部)附接。发动机罩内部通常仅使用胶合剂或粘合剂粒跨过发动机罩的跨距连接到发动机罩外部。因而，由正常车辆行进期间施加给发动机罩(如通常在车辆运动时连续地施加给发动机罩)的弯曲载荷引起的横向剪应力，可能在发动机罩外部和发动机罩内部之间非最优地传递。此外，由于帽型增强件通常从具有恒定厚度的金属片模压，该几何形状导致腹板部分中材料的应用不足，该腹板部分即布置在帽型增强构件的上部和下部凸缘之间的互连部分。

发明内容

因此，提供具有相对高的抗弯刚度和相对低而均匀的抗挤压刚度的能量吸收车辆发动机罩，所述车辆发动机罩的表面设置为当物体冲击所述发动机罩时以预定方式响应。高的抗弯刚度使得在所述发动机罩关闭且车辆操作时所述车辆发动机罩能够保持相对刚硬和稳定，使得所述发动机罩抵抗在高车速时可能发生的颤振或振动动力学特性。发动机罩的低而均匀的抗挤压刚度继而在所述发动机罩与物体接触而遭受大体垂直的挤压载荷时确保柔顺的表面。

在本发明的一个方面，能量吸收车辆发动机罩支承由车辆正常操作期间施加给所述发动机罩的弯曲载荷引起的拉伸和压缩应力，在所述发动机罩和物体之间冲击之后所述发动机罩吸收预定的挤压载荷。所述发动机罩具有外部和内部层，所述外部和内部层在其间限定腔，且能量吸收泡沫材料填充所述腔。当暴露给预定挤压载荷时外部层破裂，且将挤压载荷传递给泡沫材料从而均匀吸收。能量吸收泡沫材料还设置为在车辆正常操作或行进期间将弯曲载荷的拉伸和压缩应力传递给发动机罩的外部和内部层。所述外部和内部层各连续而直接地粘合到所述泡沫材料。

在本发明的另一方面，所述能量吸收泡沫材料为从聚苯乙烯或聚亚安酯泡沫制成的膨化泡沫材料。

在本发明的另一方面，所述能量吸收泡沫材料具有大约25到35毫米的最大厚度，且所述外部和内部层各具有大约0.5到1.5毫米的最大厚度。

在本发明的另一方面，所述外部层形成从聚碳酸酯或纤维增强树脂制成的薄聚合物膜。

在本发明的另一方面，提供一种包括发动机罩组件的车辆，所述发动机罩组件具有外部和内部层，所述外部和内部层在其间限定腔；并且能量吸收泡沫材料大致填充所述腔。当遭受超过阈值挤压强度的挤压载荷时，外部层故意破裂，以将挤压载荷传递给能量吸收泡沫材料从而均匀吸收。

在本发明的另一方面，提供用于车辆的发动机罩面板，所述发动机罩面板包括夹在外部和内部聚合物膜之间的能量吸收聚合物泡沫材料。所述外部和内部聚合物膜各具有阈值挤压强度，且所述可压缩聚合物泡沫材料特征在于没有单独的增强结构。

在本发明的另一方面，选择预定的挤压强度以使得发动机罩面板接触物体从而施加超过阈值挤压强度的挤压载荷时外部膜能够以脆性方式破裂，且在外部膜破裂时可压缩聚合物泡沫均匀地吸收所述挤压载荷。

本发明的上述特征和优势以及其它特征和优势从用于实施本发明的最佳模式的以下详细说明结合附图显而易见。

附图说明

图1是根据本发明、具有能量吸收发动机罩组件的车辆的示意图；

图2是图1所示的能量吸收发动机罩组件的示意性剖视图；

图3是图2所示的能量吸收发动机罩组件在与障碍冲击时的代表性示意剖视图；和

图4是示出了图1、2和3所示的能量吸收车辆发动机罩的代表性加速性能曲线的示意性曲线或图表图示。

具体实施方式