一种汽车及其前机盖的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车及其前机盖。

背景技术：

目前，汽车节能减排要求不断提高，使得汽车轻量化逐渐成为人们越来越关注的焦点。碳纤维复合材料有可设计性强、比强度比模量高、抗环境腐蚀性能强等优点，是近年汽车轻量化领域备受关注的新材料。随着复合材料工艺及技术的不断发展，出现了很多碳纤维的汽车零部件。其中比较常见的是用在外覆盖件上，比如前机盖、车门、翼子板、侧围等。

由于前机盖发生碰撞时可能会对乘员和行人造成伤害，因此要求前机盖具有一定的吸能作用。复合材料的断裂延伸率为0.6-1.2％，远不及金属的断裂延伸率。碳纤维及同类型复合材料本身不具有吸能性，因此复合材料前机盖的吸能需要通过复合材料的结构设计来实现。

目前已有不少碳纤维复合材料制作的前机盖，但都没有涉及到诱导折断和溃缩吸能结构的设计。这样的复合材料前机盖在碰撞后，会有折断甚至反弹，对行人的人身安全造成较大威胁。靠近前挡风玻璃的部分由于强度较高，有侵入乘员舱的可能，对驾乘人员的人身安全也构成威胁。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽车和用于该汽车的前机盖，通过沿着碰撞方向间隔设置强度逐个增大的外板弱化带而形成溃缩吸能结构，能够诱导前机盖逐级折断，从而避免前机盖在碰撞后由于不受控的折断而对行人安全造成威胁，并且能够防止前机盖的变形扩展到乘员舱。

本发明的一个实施例提供了一种汽车的前机盖，包括机盖外板和机盖内板，所述机盖外板和机盖内板的结构相对应，所述机盖外板和机盖内板相互贴合，

所述机盖外板包括：

外板本体，所述外板本体为板状结构，其长度方向沿汽车的长度方向延伸，宽度方向沿汽车的宽度方向延伸；

多个外板弱化带，每个外板弱化带沿着所述外板本体的宽度方向延伸，所述多个外板弱化带沿着所述外板本体的长度方向间隔设置，所述多个外板弱化带的强度沿着自汽车的车头向车尾的排列方向逐个增大，每个外板弱化带的强度小于所述外板本体的强度；

所述机盖内板包括：

内板本体，所述内板本体为板状结构，其长度方向沿汽车的长度方向延伸，宽度方向沿汽车的宽度方向延伸；

多个内板弱化带，每个内板弱化带沿着所述内板本体的宽度方向延伸，所述多个内板弱化带沿着所述内板本体的长度方向间隔设置，所述多个内板弱化带的强度沿着自汽车的车头向车尾的排列方向逐个增大，每个内板弱化带的强度小于所述内板本体的强度。

优选地，所述外板本体由多个外板铺层层叠形成，其中一个或多个外板铺层在每个外板弱化带中具有外板对接缝隙；

所述内板本体由多个内板铺层层叠形成，其中一个或多个内板铺层在每个内板弱化带中具有内板对接缝隙。

优选地，相邻的两个外板铺层在每个外板弱化带中的外板对接缝隙不对准；

相邻的两个内板铺层在每个内板弱化带中的内板对接缝隙不对准。

优选地，相邻的两外板个铺层在每个外板弱化带中的外板对接缝隙在所述外板本体的宽度方向上的距离为50-100mm；

相邻的两个内板铺层在每个内板弱化带中的内板对接缝隙在所述内板本体的宽度方向上的距离为50-100mm。

优选地，最上层和最下层的外板铺层不具有所述外板对接缝隙；

最上层和最下层的内板铺层不具有所述内板对接缝隙。

优选地，所述外板本体包括2n+1个外板铺层，n为自然数；

每个外板弱化带中具有外板对接缝隙的铺层以第n+1个外板铺层为中心对称分布；

所述内板本体包括2n+1个内板铺层，n为自然数；

每个内板弱化带中具有内板对接缝隙的内板铺层以第n+1个内板铺层为中心对称分布。

优选地，所述外板弱化带包括第一外板弱化带、第二外板弱化带、第三外板弱化带，第一外板弱化带、第二外板弱化带、第三外板弱化带沿着自汽车的车头向车尾的方向依次间隔设置，所述第一外板弱化带的强度最小，所述第三外板弱化带的强度最大；

所述外板本体包括5个铺层，该5个铺层包括第一外板铺层、第二外板铺层、第三外板铺层、第四外板铺层、第五外板铺层，

所述第二外板铺层、第三外板铺层、第四外板铺层在所述第一外板弱化带内均具有外板对接缝隙；所述第二外板铺层、第四外板铺层在所述第二外板弱化带内具有外板对接缝隙；所述第三外板铺层在所述第三外板弱化带内具有外板对接缝隙；

所述内板弱化带包括第一内板弱化带、第二内板弱化带、第三内板弱化带，第一内板弱化带、第二内板弱化带、第三内板弱化带沿着自汽车的车头向车尾的方向依次间隔设置，所述第一内板弱化带的强度最小，所述第三内板弱化带的强度最大；

所述内板本体包括相互层叠的第一内板铺层、第二内板铺层、第三内板铺层、第四内板铺层、第五内板铺层，

所述第二内板铺层、第三内板铺层、第四内板铺层在所述第一内板弱化带内均具有内板对接缝隙；所述第二内板铺层、第四内板铺层在所述第二内板弱化带内具有内板对接缝隙；所述第三内板铺层在所述第三内板弱化带内具有内板对接缝隙。

优选地，所述外板本体由碳纤维环氧树脂预浸料和/或玻璃纤维环氧树脂预浸料模压成型，

相邻的两个外板铺层的铺设角度相差45°；

所述内板本体由碳纤维环氧树脂预浸料和/或玻璃纤维环氧树脂预浸料模压成型，

相邻的两个内板铺层的铺设角度相差45°。

优选地，所述外板对接缝隙和内板对接缝隙的宽度为2-5mm。

本发明的另一实施例还提供了一种汽车，其包括如上所述的前机盖。

由以上技术方案可知，在本实施例的前机盖的外板中设置了多个外板弱化带作为用于吸收碰撞能量的外板弱化结构，从而将外板本体划分为多个区块，则当前机盖受到碰撞时，其中一个或多个外板弱化带会通过自身断裂而达到吸能的目的，从而使外板本体可以以划分好区块的形状进行折断，从而防止外板本体在碰撞后发生不可控的折断而对行人的人身安全造成威胁。

进一步地，多个外板弱化带的强度是分级别设置的，并且在碰撞方向上(即，从汽车的车头朝向车尾的方向)是按照由弱至强的次序依次设置的，则在碰撞过程中这种分级设置的外板弱化带可以依据碰撞能量的大小而逐级破坏，从而形成溃缩吸能结构，并且能够起到诱导折断的作用。

由此可见，本实施例的前机盖的外板通过沿着碰撞方向间隔设置强度逐个增大的外板弱化带而形成溃缩吸能结构，能够诱导前机盖逐级折断，从而避免前机盖在碰撞后由于不受控的折断而对行人安全造成威胁，并且能够防止前机盖的变形扩展到乘员舱。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是本发明的前机盖的结构示意图。

图2是本发明的前机盖的外板的剖面图。

图3是本发明的前机盖的内板的剖面图。

附图标记

1机盖外板

10外板本体

11第一外板弱化带

12第二外板弱化带

13第三外板弱化带

20外板铺层

21第一外板铺层

22第二外板铺层

23第三外板铺层

24第四外板铺层

25第五外板铺层

30外板对接缝隙

41第一级外板弱化区

42第二级外板弱化区

43第三级外板弱化区

2机盖内板

10’内板本体

11’第一内板弱化带

12’第二内板弱化带

13’第三内板弱化带

20’内板铺层

21’第一内板铺层

22’第二内板铺层

23第三内板铺层

24第四内板铺层

25第五内板铺层

30’内板对接缝隙

41’第一级内板弱化区

42’第二级内板弱化区

43’第三级内板弱化区

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

为了解决现有技术中碳纤维复合材料制作的前机盖在碰撞后容易折断而对行人安全造成威胁、并且强度过大有侵入乘员舱的危险性的问题，本发明的目的在于提供一种汽车和用于该汽车的前机盖，通过沿着碰撞方向间隔设置强度逐个增大的外板弱化带而形成溃缩吸能结构，能够诱导前机盖逐级折断，从而避免前机盖在碰撞后由于不受控的折断而对行人安全造成威胁，并且能够防止前机盖的变形扩展到乘员舱。

图1是本发明的前机盖的结构示意图。图2是本发明的前机盖的外板沿长度方向的剖面图。图3是本发明的前机盖的内板沿长度方向的剖面图。如图1至图3所示，本发明的一个实施例提供了一种汽车的前机盖，包括机盖外板1和机盖内板2，机盖外板1和机盖内板2的结构相匹配对应，机盖外板1和机盖内板2相互贴合，其通过例如结构胶粘接在一起。

机盖外板1和机盖内板2的结构相匹配对应是指机盖外板1和机盖内板2具有以下所述相类似的结构，且该这些结构的位置相互对应，因此如下技术效果仅以机盖外板1为例进行说明，机盖内板2由结构带来的技术效果与机盖外板1相同，其组合可使前机盖能够获得同样或者更优的效果。

如图1所示，机盖外板1包括：

外板本体10，外板本体10为板状结构，其长度方向沿汽车的长度方向延伸，宽度方向沿汽车的宽度方向延伸；

多个外板弱化带11、12、13，每个外板弱化带11、12、13沿着外板本体10的宽度方向延伸，多个外板弱化带11、12、13沿着外板本体10的长度方向间隔设置，多个外板弱化带11、12、13的强度沿着自汽车的车头向车尾的排列方向逐个增大，每个外板弱化带11、12、13的强度小于外板本体10的强度；

机盖内板2包括：

内板本体10’，内板本体10’为板状结构，其长度方向沿汽车的长度方向延伸，宽度方向沿汽车的宽度方向延伸；

多个内板弱化带11’、12’、13’，每个内板弱化带11’、12’、13’沿着内板本体10’的宽度方向延伸，多个内板弱化带11’、12’、13’沿着内板本体10’的长度方向间隔设置，多个内板弱化带11’、12’、13’的强度沿着自汽车的车头向车尾的排列方向逐个增大，每个内板弱化带11’、12’、13’的强度小于内板本体10’的强度。

由以上技术方案可知，在本实施例的前机盖的机盖外板1中设置了多个外板弱化带作为用于吸收碰撞能量的外板弱化结构，从而将外板本体划分为多个区块，则当前机盖受到碰撞时，其中一个或多个外板弱化带会通过自身断裂而达到西能的目的，从而使外板本体可以以划分好区块的形状进行折断，从而防止外板本体在碰撞后发生不可控的折断而对行人的人身安全造成威胁。

进一步地，多个外板弱化带的强度是分级别设置的，并且在碰撞方向上(即，从汽车的车头朝向车尾的方向)是按照由弱至强的次序依次设置的，则在碰撞过程中这种分级设置的外板弱化带可以依据碰撞能量的大小而逐级破坏，从而形成溃缩吸能结构，并且能够起到诱导折断的作用。

例如，如图1中所示，外板弱化带可包括第一外板弱化带11、第二外板弱化带12、第三外板弱化带13，第一外板弱化带11、第二外板弱化带12、第三外板弱化带13沿着自汽车的车头向车尾的方向依次间隔设置，第一外板弱化带11的强度最小，第三外板弱化带13的强度最大。

类似地，内板弱化带11’、12’、13’包括第一内板弱化带11’、第二内板弱化带12’、第三内板弱化带13’，第一内板弱化带11’、第二内板弱化带12’、第三内板弱化带13’沿着自汽车的车头向车尾的方向依次间隔设置，第一内板弱化带11’的强度最小，第三内板弱化带13’的强度最大。

通过三个外板弱化带的设置，可在前机盖前端(靠近车头的位置)至第一外板弱化带11之间的区域形成第一级外板弱化区41，由于第一外板弱化带11的强度最小，因此，第一级外板弱化区41可作为行人保护和低速防护区；第一外板弱化带11的后缘至第二外板弱化带12的前缘之间的区域形成第二级外板弱化区42，由于第二外板弱化带12的强度大于第一外板弱化带11的强度，因此，第二级外板弱化区42可作为相容区，在中速碰撞过程中能量比较均匀地被吸收，尽可能降低撞击加速度的峰值；第二外板弱化带12的后缘至第三外板弱化带13形成第三级外板弱化区43，由于第三外板弱化带13的强度最大，因此，第三级外板弱化区具有较大刚度，用于阻止外板的变形扩展到乘员舱。

由此可见，本实施例的前机盖的外板通过沿着碰撞方向间隔设置强度逐个增大的外板弱化带而形成溃缩吸能结构，能够诱导前机盖逐级折断，从而避免前机盖在碰撞后由于不受控的折断而对行人安全造成威胁，并且能够防止前机盖的外板的变形扩展到乘员舱。

相邻的两个外板弱化带之间的间距(沿着外板本体的长度方向上的距离)决定了各级外板弱化区的长度和面积，因此可根据外板本体和/或外板弱化带的强度来确定，其中各级外板弱化区的长度、即相邻的两个外板弱化带之间的间距可以相同或者不同。其长度的调整可以实现不同效果的折断引导。

优选地，如图2和图3所示，外板本体10由多个外板铺层20层叠形成，其中一个或多个外板铺层20在每个外板弱化带11、12、13中具有外板对接缝隙30。外板对接缝隙30的宽度可为2-5mm。

类似地，内板本体10’由多个内板铺层20’层叠形成，其中一个或多个内板铺层20’在每个内板弱化带11’、12’、13’中具有内板对接缝隙30’。内板对接缝隙30’的宽度可为2-5mm。

在本实施例中，外板弱化带不是通过另外设置的结构而形成的，而是通过外板铺层中的外板对接缝隙形成的，这样不仅能够简化制造过程、节省制造成本，而且能够方便地通过调整外板对接缝隙的数量和/或位置而调整外板弱化带的强度，以适应不同车辆的要求。

通常情况下，为了结构强度的考虑，当铺层中出现对接位置时大多采用局部搭接以提高对接处的强度，在本实施例中，为了实现降低外板弱化带的强度的目的，如图2所示，一个或多个外板铺层20在每个外板弱化带11、12、13中具有外板对接缝隙30，并通过在外板弱化带中调整具有外板对接缝隙30的外板铺层的数量而实现调整外板弱化带强度的目的。

而进一步地，为了使外板弱化带既能够在汽车正常使用时具有一定的强度，又能够在碰撞时按照预设的要求发生断裂而吸能，如图2所示，相邻的两个外板铺层20在每个外板弱化带11、12、13中的外板对接缝隙30外板本体的宽度方向上相互错开。即，相邻的两个铺层20的对接缝隙30不对准，这样可以避免外板本体在外板弱化带区域内的强度过低而在正常使用时发生断裂，而且在碰撞过程中当具有对接缝隙的铺层首先断裂时，与其相邻的外板铺层也可以对其进一步断裂起到缓冲和吸能的作用，从而更好地实现诱导折断的目的。

出于同样的原因，位于上、下表面的外板铺层不具有外板对接缝隙30。相邻的两个外板铺层20在每个外板弱化带11、12、13中的外板对接缝隙30在外板本体10的宽度方向上错开的距离为50-100mm。

类似地，如图3所示，相邻的两个内板铺层20’在每个内板弱化带11’、12’、13’中的内板对接缝隙30’不对准，位于上、下表面的内板铺层不具有内板对接缝隙30’。相邻的两个内板铺层20’在每个内板弱化带11’、12’、13’中的内板对接缝隙30’在内板本体10’的宽度方向上错开的距离为50-100mm。

具体地，外板本体10可包括2n+1个外板铺层20，n为自然数。例如，外板本体10可包括3个、5个、或7个外板铺层。

每个外板弱化带中具有外板对接缝隙30的外板铺层20以第n+1个外板铺层(即，最中心的外板铺层)为中心对称分布。这种对称分布的结构能够使碰撞过程中外板弱化带的变形更加均匀，从而能够避免不受控的断裂导致对行人等的伤害。

在本发明的一个优选实施例中，如图2所示，外板本体10包括5个外板铺层20，具体地该5个外板铺层包括第一外板铺层21、第二外板铺层22、第三外板铺层23、第四外板铺层24、第五外板铺层25。

其中，第二外板铺层22、第三外板铺层23、第四外板铺层24在第一外板弱化带11内均具有外板对接缝隙30；第二外板铺层22、第四外板铺层24在第二外板弱化带12内具有外板对接缝隙30；第三外板铺层23在第三外板弱化带13内具有外板对接缝隙30。在三个外板弱化带中，由于第一外板弱化带11内具有外板对接缝隙的外板铺层数量最多，因此其更容易发生断裂，强度最低；而第三外板弱化带中具有外板对接缝隙的外板铺层仅有一个，因此其最不容易发生断裂，强度最高。由于外板铺层是对称分布的，因此对于外板铺层的排列顺序无需定义。

类似地，如3所示内板本体10’包括相互层叠的第一内板铺层21’、第二内板铺层22’、第三内板铺层23’、第四内板铺层24’、第五内板铺层25’，

第二内板铺层22’、第三内板铺层23’、第四内板铺层24’在第一内板弱化带11’内均具有内板对接缝隙30’；第二内板铺层22’、第四内板铺层24’在第二内板弱化带12’内具有内板对接缝隙30’；第三内板铺层23’在第三内板弱化带13’内具有内板对接缝隙30’。在三个内板弱化带中，由于第一内板弱化带11’内具有内板对接缝隙的内板铺层数量最多，因此其更容易发生断裂，强度最低；而第三内板弱化带中具有内板对接缝隙的内板铺层仅有一个，因此其最不容易发生断裂，强度最高。

在一个优选实施例中，外板本体10由碳纤维环氧树脂预浸料和/或玻璃纤维环氧树脂预浸料模压成型，相邻两个铺层20的铺设角度相差45°。例如，铺设角度可为[(0，90°)/(±45°)/(0，90°)/(±45°)/(0，90°)]。这种相互交错的铺设角度可以提高外板本体10的强度。

类似地，内板本体10’由碳纤维环氧树脂预浸料和/或玻璃纤维环氧树脂预浸料模压成型，相邻的两个内板铺层20’的铺设角度相差45°。例如，铺设角度可为[(0，90°)/(±45°)/(0，90°)/(±45°)/(0，90°)]。

在本发明的另一实施例中还提供了一种汽车，其包括如上所述的前机盖。

在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。