發(fā)動(dòng)機(jī)罩高速工況翹起失效研究及驗(yàn)證

前言

發(fā)動(dòng)機(jī)罩是車(chē)身顯眼部件之一，購(gòu)車(chē)時(shí)受重點(diǎn)關(guān)注。其核心要求包括優(yōu)異的隔熱、隔音性能，輕量化與高強(qiáng)度設(shè)計(jì)[。同時(shí)，設(shè)計(jì)需與翼子板、前燈、保險(xiǎn)杠等周邊部件在間隙和表面平整度上協(xié)調(diào)統(tǒng)一，確保整車(chē)外觀美觀與視覺(jué)一致性。

一、背景

在A車(chē)型驗(yàn)證階段，多車(chē)路試（高原高寒、耐久、高速工況）中發(fā)現(xiàn)高速測(cè)試下發(fā)動(dòng)機(jī)罩前部變形翹起，引發(fā)與翼子板間隙不均、表面平整度不達(dá)標(biāo)、局部凹陷及涂膠開(kāi)裂，存在安全隱患。結(jié)合行業(yè)經(jīng)驗(yàn)剖析問(wèn)題根源，優(yōu)化設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)，為新車(chē)型研發(fā)提供參考。

二、失效現(xiàn)象調(diào)查

經(jīng)實(shí)車(chē)調(diào)查確認(rèn)，對(duì)環(huán)境及失效現(xiàn)象進(jìn)行分析。12號(hào)車(chē)在高速環(huán)道上以 180km/h 的速度行駛了14km之后，觀察到發(fā)動(dòng)機(jī)罩前端兩側(cè)區(qū)域向上翹起了 10mm-15mm 。60號(hào)車(chē)以160km/h 的速度連續(xù)行駛了 300km 之后，在高速環(huán)道上觀察到了機(jī)罩出現(xiàn)了異常翹起現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板出現(xiàn)了明顯的凹陷情況。車(chē)輛停駛后，發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板的凹陷現(xiàn)象消失，翹起變形未恢復(fù)到初始狀態(tài)，內(nèi)外板間的減震膨脹膠開(kāi)膠，如（圖1）所示。

三、翹起變形失效機(jī)理研究

車(chē)輛靜止時(shí)正常，但高速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)罩翹起。為此，從靜態(tài)與動(dòng)態(tài)差異入手，分析影響發(fā)動(dòng)機(jī)罩受力的因素。高速行

駛時(shí)，空氣快速流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩，氣動(dòng)力使其受力情況與靜止時(shí)顯著不同。

（一）氣動(dòng)升力分析

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)總壓一定，動(dòng)壓和靜壓與速度和空氣密度有關(guān)，具體可用伯努利方程表示[2]：