專利名稱：車用發(fā)動機減振降噪油底殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)件，具體涉及一種具有減振降噪作用的油箱底殼。
背景技術(shù)：
發(fā)動機一般由缸蓋、缸體一曲軸箱和幾個主要的罩殼類零件(缸蓋罩、齒輪室罩、油底殼)組成。其中發(fā)動機的罩殼類零件是產(chǎn)生表面輻射噪聲的來源。圖l表示了某發(fā)動機在未經(jīng)聲學(xué)優(yōu)化時在3200r/min、全負荷時表面各部分輻射噪聲的百分比。由圖中可以看出，油底殼輻射的噪聲約占整機噪聲的35%，若再加上缸蓋罩以及齒輪室罩等，這些蓋罩表面輻射的噪聲將超過整機噪聲的二分之一。在發(fā)動機薄壁件中，油底殼是最為典型的結(jié)構(gòu)，具有最大的輻射表面，所以國內(nèi)外對油底殼的設(shè)計都十分重視。對發(fā)動機中的薄壁結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，特別是針對油底殼進行優(yōu)化設(shè)計是降低發(fā)動機表面輻射噪聲的一項關(guān)鍵內(nèi)容。
目前針對油底殼進行優(yōu)化設(shè)計的主要方法是將內(nèi)燃機油底殼加上加強筋，其目的是通過增強其剛度來有效地降低噪聲輻射。傳統(tǒng)的方法是在油底殼加工過程中，在油底殼主體上直接沖壓出內(nèi)凹或外凸形的加強筋，還有在油底殼中間焊接一塊平板以增加油底殼兩側(cè)的剛度實現(xiàn)減噪目的。但實驗發(fā)現(xiàn)由于平板的存在，兩側(cè)面的振動確實有所減少，不過同時卻又引入了平板的振動，使得噪聲的降低程度有限。設(shè)計加強板的過程中，加強板的位置及尺寸是關(guān)鍵參數(shù)，直接影響到聲輻射特性和油底殼的質(zhì)量大小。所以油底殼加強板的設(shè)計需要考慮三方面 一是噪聲輻射最小，二是增加的質(zhì)量不能太大，三是結(jié)構(gòu)上要便于其它構(gòu)件的安裝，其中結(jié)構(gòu)可行性可作為約束條件使用。鑒于此，該類油底殼結(jié)構(gòu)尚需有待進一步優(yōu)化改造設(shè)計。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為使噪聲和油底殼表面振動水平得到實質(zhì)性的改善，提出一種新的車用發(fā)動機減振降噪結(jié)構(gòu)的油底殼，能夠理想達到減小振動和降低內(nèi)燃機噪聲的目的。
本實用新型的技術(shù)方案如圖2至圖3所示。傳統(tǒng)的減振降噪油底殼的基本原理是一個單結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，根據(jù)內(nèi)燃機油底殼的側(cè)面振動情況來增加支撐平板和支撐彎板。而對于本實用新型提出的減振降噪結(jié)構(gòu)油底殼，考慮了兩種減振結(jié)構(gòu)的降噪系統(tǒng)，既考慮對油底殼側(cè)面起到支撐作用，同時還要考慮不引入另一種振動結(jié)構(gòu)，使原有油底殼振動和新增加的支撐結(jié)構(gòu)都起到減振作用。因此，在對油底殼進行減振設(shè)計時，必須要將油底殼側(cè)面振動和支撐結(jié)構(gòu)振動兩方面都考慮在涉及范圍內(nèi)，同樣在設(shè)計不同的側(cè)面支撐結(jié)構(gòu)時，綜合考慮了結(jié)構(gòu)引入對側(cè)面振動固有特性參數(shù)的影響。本實用新型提出的減振降噪結(jié)構(gòu)主要引入了支撐彎板，即在油底殼主體兩外側(cè)分別焊接支撐平板和不同形狀的支撐彎板。具體實施時需要結(jié)合發(fā)動機油底殼的具體參數(shù)和使用條件進行設(shè)計。
圖1是某發(fā)動機未經(jīng)聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計的表面輻射噪聲分布圖。圖2是雙S形減振降噪結(jié)構(gòu)油底殼剖面圖。圖3是弓形減振降噪結(jié)構(gòu)油底殼剖面圖。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理做進一步的說明。車用發(fā)動機減振降噪油底殼，包括油底殼主體、支撐平板、支撐彎板。在油底殼主體1兩外側(cè)左端焊接支撐平
板2，在油底殼主體1兩外側(cè)右端可以選擇焊接雙S形支撐彎板3;或弓形支撐彎板4。
同時油底殼主體設(shè)有內(nèi)凹形立式加強筋5和內(nèi)凹U形加強筋6。
在相同條件下針對雙s形支撐彎板與原有平板油底殼(已有技術(shù))進行模態(tài)分析，
通過分析可以得到固有頻率在自由狀態(tài)下和固定狀態(tài)下的比較如表1和表2所示。對比模態(tài)分析結(jié)果可見，在前幾階的振型中，雙S形油底殼改進后的固有頻率都明顯提高。為了研究減振降噪結(jié)構(gòu)油底殼的作用機理和減振降噪效果，將雙S形支撐彎板和弓形支撐彎板兩種(圖2 3)不同支撐彎板的減振降噪結(jié)構(gòu)油底殼裝在柴油機上進行振動和噪聲測試。
選取油底殼上具有代表性的8個實驗行振動測試，各點分布情況為1、2點分布在油底殼左側(cè)面，3、 4點分布在油底殼右側(cè)面，5、 6點分布在油底殼深裙部底面，7、 8點分布在淺底面。各點振動的最大速度值比較列于表3中，整機聲功率級變化列于表4中。從表中可以發(fā)現(xiàn)，與未改進的平板形相比較雙S形減振降噪油底殼的整體強度增強了，從而對相同激勵所產(chǎn)生的振動變小了，整機噪聲減小了。尤其在控制油底殼左右側(cè)面振動上效果更好。
本實用新型的特點及有益效果在于，對原有發(fā)動機油底殼改動之后，能夠起到顯著的降噪效果，而且成本不會增加，達到經(jīng)濟又實用的目的。
4表l平板、弓型和雙S型的油底殼自由模態(tài)計算值的比較
階次平板油底殼(Hz)弓型油底殼(Hz)雙S型油底殼(Hz)1144.1159.71173.44
2218.14281.83303.92
3255.51299.32315.14
4316.74336.88339.68
378.84412.62421.91
表2平板、弓型和雙s型的油底殼約束模態(tài)計算值的比較
階次 平板油底殼(Hz)弓型油底殼(Hz)雙S型油底殼(Hz)1216.67292.81298.71
2253.8312.58327.82
3289.51327.53339.25
4331.83426.34453.77
5433.17498. 71515.71
表3不同部位振動速度最大值比較(m/s)
測點1 234 568
原機27.11 24.0126.2323.91 21.9918.720.2724.03
弓形油底殼22.37 24.0218.0817.65 14.1612.5116.4117.26
雙S形油底殼19.21 12.2417.6116.45 16.7317.2318.3424.7
弓形減振效果17.48% -0.04%31.07%26.18% 35.61%33.10%19.04%28.17%
雙S形減振效果29.14% 49.020/032.86%31.20% 23.92%7.86%9.52%-2.79%
表4不同轉(zhuǎn)速下聲功率級比較(dBA)轉(zhuǎn)速3200 300028002600 2400220020001800
原機106.93 107.69109.04110.11 111.17112.16113.24113.99
弓形油底殼106.25 106.75107.65109.2 110.08111.18112.27113.25
雙S形油底殼105.96 106.79107.58109.15 110.01110.98112.18112.73
弓形降噪效果0.68 0.941.390.91 1.090.980.970.74
雙S形降噪效果0.97 0.901.460.96 1.161.181.061.2權(quán)利要求1.車用發(fā)動機減振降噪油底殼，包括油底殼主體、支撐平板、支撐彎板，其特征是在油底殼主體(1)兩外側(cè)左端焊接支撐平板(2)，在油底殼主體(1)兩外側(cè)右端焊接雙雙S形支撐彎板(3)；或焊接弓形支撐彎板(4)，油底殼主體設(shè)有內(nèi)凹形立式加強筋(5)和內(nèi)凹U形加強筋(6)。<!-- 1 -->
專利摘要本實用新型公開了一種具有明顯減振降噪作用的油箱底殼。車用發(fā)動機減振降噪油底殼，包括油底殼主體、支撐平板、支撐彎板等。根據(jù)內(nèi)燃機油底殼的側(cè)面振動情況來增加支撐平板和支撐彎板。在油底殼主體兩外側(cè)左端焊接支撐平板；在油底殼主體兩外側(cè)右端焊接雙S形支撐彎板；或焊接弓形支撐彎板。本實用新型的特點在于，對原有發(fā)動機油底殼稍加改動，就能夠具有顯著的降噪效果。其中弓形支撐彎板的油底殼在3200r/min時，其降噪量達到0.68dB，降噪效果突出，而且隨著轉(zhuǎn)速的下降，降噪量也變得比較大，最大的時候能達到近1.5dB的降噪量。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本不會增加，達到經(jīng)濟又實用的目的。
文檔編號F01M11/00GK201433803SQ200920096889
公開日2010年3月31日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者衛(wèi)海橋, 梁興雨, 姍 王, 王養(yǎng)軍, 舒歌群 申請人:天津大學(xué)