用于提高行人安全性的汽车发动机罩的制作方法

本实用新型涉及汽车结构技术领域，特别是一种用于提高行人安全性的汽车发动机罩。

背景技术：

近年来我国的汽车工业实现了跨越式发展，汽车产业作为国民经济支柱产业，其对经济的促进作用日益凸显。国家统计局2019年1月份发布的数据显示，截至2018年底我国的汽车保有量比上年增加2285万辆，增长10.51％，达到了2.4亿辆，稳居全球汽车产销量第一大国多年。但汽车工业发展的同时也给社会带来了诸如安全问题、空气污染和能源紧张等一系列问题，其中交通安全问题尤为突出。

根据世界卫生组织(who)的统计，全球每年在道路交通事故中的死亡人数大约120万，其中46％为弱势群体，即：步行者、自行车骑行者或两轮机动车使用者，在一些欠发达国家，这一比例甚至高达80％。中国道路交通伤害死亡的人数居世界前列，根据公安部交通管理局公布的统计资料，我国的道路交通事故死亡人数2001年至2015年期间每年在10万人左右，之后逐年下降，近几年死亡人数一直保持在6万人左右，仅2018年我国发生的交通事故共计21.3万起，造成6.3万人死亡，22.6万人受伤。交通事故带给人们的伤害十分巨大，行人安全是道路交通安全现在和未来都要面临的一个严峻和突出的问题。

行人头部与汽车发动机罩碰撞所造成的头部损伤是人车碰撞事故中最致命的伤害形式，有数据表明，头部交通伤的死亡率高达68％，因此在人－车碰撞事故中，减轻行人受伤程度，提高行人保护性能已成为汽车被动安全研究的一个热点问题。改进汽车前端结构、罩盖下方零件的布置和罩盖材料的特性，都可以改善其行人头部保护性能。

图1所示的是一款传统发动机罩，主要包括内板100、外板101和增强板102，外板101材料为宝钢冷轧强化钢板b170p1，厚度为0.7mm；内板100材料为冷轧钢dc04，厚度为0.6mm；增强板102材料为冷轧钢dc041，厚度为1.5mm。其质量重、刚性强，但缓冲吸能性能差，对行人的保护程度不够。

汽车发动机罩的理想要求是：缓冲吸能性能好、质量轻且强度适当(强度太大缓冲性能差，强度太小则头部容易发生二次碰撞)。因此，有必要对汽车发动机罩进行进一步的研发。

技术实现要素：

本实用新型为了解决传统的发动机罩存在的上述问题，而提供的一种用于提高行人安全性的汽车发动机罩。

为达到上述功能，本实用新型提供的技术方案是：

一种用于提高行人安全性的汽车发动机罩，包括内板和外板，所述外板的厚度为0.34～0.45mm，所述内板的厚度为0.25～0.35mm；

所述内板和所述外板之间填充有铝蜂窝-epp泡沫复合芯材，所述铝蜂窝-epp泡沫复合芯材包括蜂窝铝芯和填充在部分所述蜂窝铝芯中的epp泡沫；

所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元的横截面呈正六边形，边长为2.5～6mm，壁厚0.05～0.07mm；所述epp泡沫的密度为20～60kg/m³。

优选地，所述蜂窝胞元的侧壁上开设有若干连通孔。

优选地，在每一行蜂窝胞元中，每两个填充有epp泡沫的蜂窝胞元之间设置有两个连续的没有填充epp泡沫的蜂窝胞元，且相邻的两行蜂窝胞元之间任意两个填充有epp泡沫的蜂窝胞元不相邻。

优选地，每两个没有填充epp泡沫的蜂窝胞元之间设置有两个连续的填充epp泡沫的蜂窝胞元，且相邻的两行蜂窝胞元之间任意两个没有填充epp泡沫的蜂窝胞元不相邻。

优选地，所述epp泡沫的密度为40kg/m³。

优选地，所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元的边长为3mm，壁厚0.06mm。

优选地，所述铝蜂窝-epp泡沫复合芯材的厚度为20mm。

本实用新型的有益效果在于：

1、填充了复合芯材的发动机罩其碰撞变形区域和位移比传统发动机罩的要大，但其刚度比原发动机的小且峰值载荷也得到减小，冲击历时延长，表明新发动机罩的缓冲性能比传统发动机罩的更佳。

2、本实用新型的发动机罩，其行人头部损伤值hic下降了13.5％～51.8％，加速度峰值下降了9.7％～39.2％，行人头部最大侵入量变化不大，所有碰撞点均没有发生二次碰撞，本实用新型的汽车发动机罩具有更好的缓冲吸能作用。

3、与传统结构发动机罩相比，本实用新型的汽车发动机罩的局部刚度降低了23.6％，整体刚度降低了7.86％，弯扭刚度提高了6.25％，质量减轻了3.25kg，减重量为23.8％。

附图说明

图1为传统汽车发动机罩的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为a类复合芯材的结构示意图；

图4为b类复合芯材的结构示意图；

图5为蜂窝胞元的主视图；

图6为发动机罩各碰撞点的示意图；

图7为两种发动机罩在各碰撞点的hic值对比图。

具体实施方式

下面结合附图1至附图7对本实用新型作进一步阐述：

如图2所示的一种用于提高行人安全性的汽车发动机罩，包括内板2和外板1，内板2和外板1之间填充有铝蜂窝-epp泡沫复合芯材3，铝蜂窝-epp泡沫复合芯材3包括蜂窝铝芯31和填充在部分蜂窝胞元311中的epp泡沫32。当外板1的厚度为0.34～0.45mm，内板2的厚度为0.25～0.35mm，蜂窝铝芯31的蜂窝胞元311的横截面呈正六边形，边长为2.5～6mm，壁厚0.05～0.07mm，epp泡沫32的密度为20～60kg/m³时，本实用新型的发动机罩的质量较轻且吸能、强度适中，各项性能指标较佳。

为了使epp泡沫32发泡后能与蜂窝胞元311紧密连接，如图5所示，蜂窝胞元311的侧壁上开设有若干连通孔3111，通孔3111的孔径一般为0.25～0.5mm。这样铝蜂窝-epp泡沫复合芯材3在生产的过程中，epp泡沫32在发泡时，部分epp泡沫32会在发泡时伸入通孔中，从而使epp泡沫32与蜂窝胞元311紧密连接。

如图3所示的是一种蜂窝-epp泡沫32复合芯材(以下简称a类复合芯材)，在a类复合芯材中每两个填充有epp泡沫32的蜂窝胞元311之间设置有两个连续的没有填充epp泡沫32的蜂窝胞元311，且相邻的两行蜂窝胞元311之间任意两个填充有epp泡沫32的蜂窝胞元311不相邻。

如图4所示的是另一种蜂窝-epp泡沫32复合芯材(以下简称b类复合芯材)，在b类复合芯材中每两个没有填充epp泡沫32的蜂窝胞元311之间设置有两个连续的填充epp泡沫32的蜂窝胞元311，且相邻的两行蜂窝胞元311之间任意两个没有填充epp泡沫32的蜂窝胞元311不相邻。

表1所示的是蜂窝铝芯31的蜂窝胞元311的边长为3mm，壁厚0.06mm，填充的epp泡沫32的密度为40kg/m³的a类复合芯材、b类复合芯材和c类复合芯材的峰值力和吸能率的对比。其中c类复合芯材是指组成该复合芯材的蜂窝小单元中的所有蜂窝胞元311都填充有epp泡沫32。

从上表中可知：填充的复合芯材力学性能都比无填充芯材的力学性能要好，无填充芯材其力学性能太差，无法直接运用于发动机罩上；但三种填充类型的复合芯材力学性能差别不大，a类复合芯材的质量比吸能值最大。即在力学性能接近和吸收同等能量的情况下，a类复合芯材的质量最轻，b类复合芯材的质量次之，这两种填充方式都比全填充或无填充芯材要好，其中a类复合芯材是最理想的填充类型。

下面以本实用新型的汽车发动机罩和传统的汽车发动机罩的几项主要的性能作对比来说明本实用新型取得的技术效果，本实施例采用的发动机罩的外板1厚度为0.4mm，内板2厚度为0.3mm，填充a类复合芯材，填充厚度为20mm。

(一)、hic值：

目前，国际上普遍采用hic(headinjurycriterion)作为行人头部损伤评价标准，它的数值由头部发生碰撞时产生的加速度和它持续的时间决定。

法规中hic值以1000作为头部损伤临界值，认为hic超过1000会对行人造成致命的伤害。

实验的过程，我们按照euro-ncap的相关规定执行。由于发动机罩为左右对称的结构，为避免重复试验，本文选取发动机罩的左半部分作为碰撞区域。最终碰撞点的选择如图6所示，在成人头模碰撞区域选取4个测试点，儿童头模碰撞区域选取8个测试点：成人头模碰撞点命名为a1、a2、…a4；儿童头模碰撞点命名为c1、c2、…c8。

图7所示的是两种发动机罩在各碰撞点的hic值。传统发动机罩的hic值普遍偏高，12个碰撞点中仅有4个点的hic值低于1000，有6个点的hic值超过了2000，最高的甚至达到了4770，这对行人头部的保护是十分不利的。本实用新型的发动机罩各个碰撞点的hic值相比传统发动机罩都有较明显的降低(降幅为13.5％～51.8％)，hic值1000以下的区域由原来的4个点增加到了8个点，其余4个点的hic值尽管还是高于1000，但比起传统发动机罩还是有较大降幅。

(二)、机械性能：

发动机罩的设计不仅要考虑行人保护还要保证结构具有足够的静态刚度。发动机罩的静态刚度主要包括局部刚度、弯扭刚度和整体刚度，理想的发动机罩应该具有较小的局部刚度，以提升发动机罩的行人安全保护性能，同时应该具有较大的弯扭刚度和整体刚度，以提高其抗变形能力。

表2所示的是传统发动机罩和本实用新型的发动机罩的静态刚度的结果对比表。

表2：

从表2中可知，与传统结构发动机罩比较，本实用新型的发动机罩的局部刚度有较大降低(23.6％)，同时弯扭刚度稍有提高(6.25％)，在整体刚度上，本实用新型的发动机罩比传统发动机罩稍有降低(7.86％)，总体来说效果良好。

(三)、轻量化效果：

图1所示的传统发动机罩的质量为13.63kg，本实用新型的发动机罩的质量为10.38kg，本实用新型的发动机罩质量减轻了23.8％。

综上可知，本实用新型的汽车发动机罩的行人保护性能及轻量化效果明显。

以上所述实施例，只是本实用新型的较佳实例，并非来限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。