本发明专利技术涉及一种分割式引擎盖外板，具体的说是一种具有鹰嘴特性的仿生分割式跑车用引擎盖外板。该引擎盖外板采用了仿生设计理念，将具有良好空气减粘降阻特性的猎鹰鹰嘴用于跑车引擎盖设计，即将引擎盖外板外轮廓曲线采用猎鹰嘴部纵剖面外轮仿生特性曲线形状，本发明专利技术能够更好地对发动机和发动机舱内的其他零部件起到包络作用，隔热、隔音效果更好，结构简单、造型流线、外型美观、风阻系数小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分割式引擎盖，具体的说是一种具有鹰嘴特性的仿生分割式跑车用引擎盖外板。技术背景实验表明，跑车在高速行驶时其主要阻力为空气阻力。当跑车以80km/h的速度行驶时，引擎60％的功率用来克服空气阻力；当跑车以150km/h的速度行驶时，其空气阻力是滚动阻力的2-3倍。进一步研究表明，空气阻力与汽车车度的平方成正比，并且汽车用于克服空气阻力而消耗的功率与汽车速度的三次方成正比。可以说一辆汽车的空气动力学性能直接影响其燃油经济性。经验研究表明，通过优化车身引擎盖几何形状可有效降低车身空气阻力系数，如车身空气阻力系数降低10％，则可节省燃油7％左右。这意味着通过优化车身引擎盖几何形状能够有效改善整车燃料经济性与动力性。现有的跑车引擎盖多采用三明治结构，即由内板(图1)、夹层、外板(图2)组合而成，其中外板为与空气接触的直接部件，是影响车身空气阻力系数的直接部件。传统的跑车引擎盖外板多采用模具冲压而成，冲压模具几何结构大体呈现圆柱形状，这主要是出于成本与工艺的考虑。但是，由此冲压的引擎盖外板在风洞实验时往往不能表现出良好的空气动力学性能，这在一定程度上影响了汽车的燃油经济性。为了改善这一问题，我们采用“仿生设计”的方法重新设计引擎盖外板。自然界生物经过亿万年的进化，具有很好的环境适应能力，这为人类的专利技术创造提供了灵感。研究表明“空中霸主”猎鹰经过长时间的生物进化，其嘴部在飞行时具有很好的空气导流与空气减粘降阻特性(图3)。本专利技术在此基础上通过最小二乘法拟合其嘴部纵剖面外轮廓曲线并设计出一种具有低空气阻力系数的引擎盖外板(图4)，同时提高引擎盖的可观瞻性、增加整车的流线性。另外，本专利技术涉及一种分割式引擎盖，主要目的是减少维修费用、保护行人、降低车身质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是为改善汽车的动力性、燃油经济性提供一种结构简单、造型流线、外型美观、风阻系数小的仿生分割式跑车用引擎盖外板。本专利技术的目的是这样实现的：一种仿生分割式跑车用引擎盖外板，所述引擎盖外板外轮廓曲线采用猎鹰嘴部纵剖面外轮仿生特性曲线形状；具体制造方法如下：(1)、通过高速摄像机记录猎鹰飞翔时的嘴部特征，将记录的嘴部特征经过优化处理后，将嘴部纵剖面外轮廓曲线绘制于坐标纸上，将坐标纸上数据经过最小二乘法处理后拟合出猎鹰嘴部纵剖面外轮廓曲线方程，详见下式：x=0.406t+7.742t0.5y=0.333t-4.073t0.5,t∈0150---(1-1);]]>(2)、将猎鹰嘴部纵剖面外轮廓曲线方程导入SolidWorks并与高速摄像机记录猎鹰飞翔时的嘴部特征进行对比化后，确保拟合精度，所采用的拟合次数为三次；(3)、将对比优化后外轮廓曲线方程EF绘制于SolidWorks中，并在相应位置绘制曲线LM、NP，曲线LM、NP均为圆弧结构，其具体参数如下：圆弧LM：圆心坐标(-708.65696848，0.00)、点L坐标(-169.67354126，109.53020213)、点M坐标(-169.67354126，-109.53020213)、圆弧半径550.00。圆弧NP：圆心坐标(0.00，-239.99999362)、点N(-100.8148088，-22.20106969)、点P(100.8148088，-22.20106969)、圆弧半径300.00。仿生曲线EF：(4)、曲线LM、NP、EF绘制完成后，将曲线LM、NP作为轮廓线，曲线EF为引导线进行曲面放样，将放样后曲面进行加厚处理，厚度为0.5mm；(5)、为了进一步降低引擎盖的的风阻系数，对外板的L、M、N、P四角进行圆角设计，其中L、M圆角为30，N、P圆角为5，得到图6所示引擎盖外板。本专利技术具有以下优点和积极效果：(1)、本专利技术涉及一种分割式跑车用引擎盖外板。分割式引擎盖的特点是前保险杠和引擎盖中间有一条明显的间隙，视觉效果上有很好的流线型。同时，这种设计制造难度较小，前沿几乎是直线，并且压合线是半隐藏的，相对于一体式引擎盖外板具有维修费用更低、安全系数更高、质量更轻的优点。(2)、本专利技术涉及的分割式引擎盖外板采用了仿生设计理念。将具有良好空气减粘降阻特性的猎鹰鹰嘴用于跑车引擎盖设计。引擎盖外板纵剖面准线方程见式1-1，准线及曲率形式如图5所示。x=0.406t+7.742t0.5y=0.333t-4.073t0.5,t∈0150---(1-1)]]>(3)、本专利技术涉及的分割式引擎盖外板纵剖面准线具有变曲率特性，曲率呈现由小到大的变化趋势(图5)；边线LM、NP为定曲率圆弧，曲率大小为半径的倒数。这在一定程度上既兼顾了跑车动力性、燃油经济性，又降低了工艺难度系数。圆弧LM的参数为：圆心坐标(-708，0.00)、点L坐标(-169，109)、点M坐标(-169，-109)、圆弧半径550。圆弧NP的参数为：圆心坐标(0.00，-240)、点N(-100，-22)、点P(100，-22)、圆弧半径300.00。(4)、曲面是经曲线沿仿生型引导线放样而成，放样而成的曲面表面结构简单、造型流线、外型美观、风阻系数小、空气导流性好。(5)、L、M、N、O四角均进行圆角设计(图6)，其中L、M两点的圆角半径为5，N、O两点的圆角半径为30，其目的是进一步降低引擎盖的风阻系数。(6)、本专利技术跑车用引擎盖外板可采用碳纤维材料。用碳纤维增强树脂基复合材料代替传统的引擎盖外钢板，可有效降低车身整体质量，在引擎盖外板形状、厚度不变的前提下，三层纤维层从上至下的铺层角度方案为[90/45/0](图7)，其中0度方向为引擎盖横向。选用此种铺层顺序的目的主要是考虑了引擎盖外板的弯曲刚度、扭转刚度和模态性能等。研究表明，当纤维层铺层角较大时，引擎盖外板弯曲刚度大、模态频率高；当铺层角较小时，引擎盖外板扭转刚度大；采用混合铺层的性能一般优于单一铺层；碳纤维铺层顺序对引擎盖外板的弯曲刚度、扭转刚度和模态频率影响不明显。(7)、本专利技术跑车用引擎盖外板材料可采用生物基材料，植物纤维中的大麻、剑麻、黄麻、棕搁叶和竹纤维等均是非常好的增强材料，它们与可降解基体材料结合可制成可完全降解的“绿色复合材料”。用生物基材料代替传统的引擎盖外钢板，可使汽车更加的绿色、环保。生物基原材料可来源于植物的果实、黄豆、甘蔗、红薯、玉米、竹子、亚麻等植物纤维。(8)、本专利技术引擎盖加工工艺可采用传统的冲压工艺亦可采用3D打印技术。(9)、本专利技术所涉及的仿生型分割式跑车用引擎盖可根据需要对猎鹰嘴部纵剖面外轮廓曲线进行伸缩、伸缩，从而设计出不同尺寸的仿生型引擎盖，满足不同跑车车型的需要。(10)、本专利技术为仿生型引擎盖，能够更好地对发动机和发动机舱内的其他零部件起到包络作用，隔热、隔音效果更好。附图说明图1为引擎盖内板。图2为本专利技术的引擎盖外板。图3为高速摄像机下的鹰嘴结构图。图4为拟合后的鹰嘴部纵剖面内外轮廓曲线。图5为拟合后的鹰嘴部纵剖面外轮廓曲线曲率梳。图6为圆角作用后的引擎盖外板轮廓线。图7为碳纤维的铺层方式。图8为引擎盖外板放样轮廓线与引导线。具体实施方案本专利技术具体实施方案如下：(1)、通过高速摄像机记录猎鹰飞翔时的嘴部特征，将记录的嘴部特征经过优化处理后，将嘴部纵剖面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种仿生分割式跑车用引擎盖外板，其特征在于：所述引擎盖外板外轮廓曲线采用猎鹰嘴部纵剖面外轮仿生特性曲线形状；具体制造方法如下：(1)、通过高速摄像机记录猎鹰飞翔时的嘴部特征，将记录的嘴部特征经过优化处理后，将嘴部纵剖面外轮廓曲线绘制于坐标纸上，将坐标纸上数据经过最小二乘法处理后拟合出猎鹰嘴部纵剖面外轮廓曲线方程，详见下式：x=0.406t+7.742t0.5y=0.333t-4.073t0.5,t∈0150---(1-1);]]>(2)、将猎鹰嘴部纵剖面外轮廓曲线方程导入SolidWorks并与高速摄像机记录猎鹰飞翔时的嘴部特征进行对比化后，确保拟合精度，所采用的拟合次数为三次；(3)、将对比优化后外轮廓曲线方程EF绘制于SolidWorks中，并在相应位置绘制曲线LM、NP，曲线LM、NP均为圆弧结构，其具体参数如下：圆弧LM：圆心坐标(‑708.65696848，0.00)、点L坐标(‑169.67354126，109.53020213)、点M坐标(‑169.67354126，‑109.53020213)、圆弧半径550.00；圆弧NP：圆心坐标(0.00，‑239.99999362)、点N(‑100.8148088，‑22.20106969)、点P(100.8148088，‑22.20106969)、圆弧半径300.00；仿生曲线EF：(4)、曲线LM、NP、EF绘制完成后，将曲线LM、NP作为轮廓线，曲线EF为引导线进行曲面放样，将放样后曲面进行加厚处理，厚度为0.5mm；(5)、为了进一步降低引擎盖的的风阻系数，对外板的L、M、N、P四角进行圆角设计，其中L、M圆角为30，N、P圆角为5，得到引擎盖外板。...
【技术特征摘要】
1.一种仿生分割式跑车用引擎盖外板，其特征在于：所述引擎盖外板外轮廓曲线采用猎鹰嘴部纵剖面外轮仿生特性曲线形状；具体制造方法如下：(1)、通过高速摄像机记录猎鹰飞翔时的嘴部特征，将记录的嘴部特征经过优化处理后，将嘴部纵剖面外轮廓曲线绘制于坐标纸上，将坐标纸上数据经过最小二乘法处理后拟合出猎鹰嘴部纵剖面外轮廓曲线方程，详见下式：x=0.406t+7.742t0.5y=0.333t-4.073t0.5,t∈0150---(1-1);]]>(2)、将猎鹰嘴部纵剖面外轮廓曲线方程导入SolidWorks并与高速摄像机记录猎鹰飞翔时的嘴部特征进行对比化后，确保拟合精度，所采用的拟合次数为三次；(3)、将对比优化后外轮廓曲线方程EF绘制于SolidWorks中，并在相应位置绘制曲线LM、NP，曲线LM、NP均为圆弧...
【专利技术属性】
技术研发人员：马芳武，倪利伟，蒲永锋，吴量，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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