CN103133591A - 内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法及装置 - Google Patents

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赵海军
田丽萍
王国华
王海霞
常家东
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Abstract

本发明公开的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法及装置是在内燃机（9）罩壳类零件（1）上设置流变液腔室，依据内燃机转速的变化自动调节进入流变液腔室内的流变液的量，通过施加电流或磁场使流变液腔室内的流变液瞬时变成固体，改变内燃机罩壳类零件的模态频率和振型。本发明依据内燃机转速的变化自动调节进入流变液腔室内的流变液的量，利用电流变液瞬时变成固体的特性，改变内燃机罩壳类零件的模态频率和振型，通过内燃机罩壳类零件模态频率和振型的改变，实现低频动态消声，具有较好的低频消声效果，有效消除内燃机罩壳类零件辐射噪声。

Description

内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法及装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机罩壳类零件模态可变的调节技术领域，特别涉及一种内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法及装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对汽车的综合性能指标不断提出更高的要求，如人们对汽车行驶的舒适性，尤其对汽车的振动和噪声特性提出了更高的要求。汽车噪声已经成为一种重要的环境污染源，不仅污染车内乘员的乘坐环境，而且会对汽车行驶的周围环境造成严重的污染。内燃机噪声是汽车的最大噪声源，现有技术中，大多数零部件的减振降噪性能依赖于固定的结构参数，消声频率不能随内燃机工况的变化进行自动调节，始终处于被动状态，而内燃机噪声呈明显的低频特征，且随转速变化而变化。为解决以上问题，专利申请号为200410024616.9专利申请，公布一种汽车发动机用电流变液减振器，在减振器上下工作腔之间的矩形阻尼通道两侧装有一对电极，通过导线外接高压电源，通过调节高压电源的输出电压来改变电极之间的电场强度，从而改变电流变液体粘稠度，达到减振器的刚度和阻尼大小可调的目的。但是，该装置不能解决内燃机罩壳类零件噪声辐射的问题，更不能随内燃机工况的变化进行自动调节罩壳类零件的模态振型和频率。
因此，需要一种内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法和装置，能够随内燃机转速变化进行自动调节罩壳类零件的模态振型和频率，从而实现动态消声，有效降低内燃机辐射噪声。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法及装置，根据内燃机转速变化进行自动调节罩壳类零件的模态振型和频率，有效降低内燃机辐射噪声，实现低频动态消声。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法是在内燃机的罩壳类零件上设置流变液腔室，依据内燃机转速的变化自动调节进入流变液腔室内的流变液的量，通过施加电流或磁场使流变液腔室内的流变液瞬时变成固体，改变内燃机罩壳类零件的模态频率和振型。
本发明所述的流变液腔室是在罩壳类零件内设置膜结构形成的。
本发明所述流变液为电流变液或磁流变液。
本发明所述内燃机的转速由设置在内燃机上的转速传感器检测后发送到PLC控制器，由PLC控制器指令电/磁流变液双向流量控制阀调节进入流变液腔室内的流变液的量。
本发明实现上述内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法的装置是在内燃机的罩壳类零件上设置有流变液腔室、流/磁场控制机构，所述的流变液腔室与装有电/磁流变液的电/磁流变液容器连接，在流变液腔室与电/磁流变液容器之间连接有电/磁流变液双向流量控制阀，在内燃机上还设置有内燃机转速传感器所述的流变液双向流量控制阀、内燃机转速传感器和施加电流/磁场控制机构均与PLC控制器连接。
本发明所述的罩壳类零件为油底壳或排气歧管罩或排气二分管罩或进气消声器或排气消声器。
本发明所述的内燃机转速传感器是光电效应式，也可以是磁电感应式或霍尔效应式或磁阻效应式或介质电磁感应式。
本发明的有益效果如下：
本发明结构简单紧凑。通过在内燃机罩壳类零件上设置流变液腔室，依据内燃机转速的变化自动调节进入流变液腔室内的流变液的量，利用电流变液瞬时变成固体的特性，改变内燃机罩壳类零件的模态频率和振型，实现内燃机罩壳类零件模态频率和振型的改变。能够随内燃机转速变化进行自动调节，随着内燃机转速增大而使罩壳类零件模态频率增加，内燃机转速降低而使罩壳类零件模态频率降低的动态降低辐射噪声效果，从而实现低频动态消声，具有较好的低频消声效果，有效消除内燃机罩壳类零件辐射噪声。
附图说明
图1为本发明实施例一结构示意图。
图2为本发明实施例二结构示意图。
图中：1、罩壳类零件，2、隔离膜，3、电/磁流变液双向流量控制阀，4、电/磁流变液容器，5、PLC控制器，6、内燃机转速传感器，7、电场/磁场控制机构，8、流变液腔室，9、内燃机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1、图2所示，本发明所述的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法是：在罩壳类零件1上设置流变液腔室8，本实施例是在罩壳类零件1内通过设置隔离膜2形成。流变液腔室8与放置有电/磁流变液的电/磁流变液容器4相通，PLC控制器5依据内燃机转速的变化，通过电/磁流变液双向流量控制阀3自动调节进入流变液腔室内的流变液的量，通过电场/磁场控制机构7施加的电流或磁场，使流变液腔室内8的流变液瞬时变成固体，改变内燃机罩壳类零件的模态频率和振型，从而实现内燃机转速工况变化的动态降低辐射噪声，具有较好的消声效果。
本发明实现上述内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法的装置主要有以下两种实施方式：
实施例一
如图1所示: 一种内燃机罩壳类零件模态可变的调节装置，包括罩壳类零件1、隔离膜2、电/磁流变液双向流量控制阀3、电/磁流变液容器4、PLC控制器5、内燃机转速传感器6、电场/磁场控制机构7和流变液腔室内8。罩壳类零件1为内燃机9的壳体零件或部件，可以是油底壳、排气歧管罩、排气二分管罩、进气消声器、排气消声器。通过在罩壳类零件1内设置隔离膜2形成流变液腔室内8，隔离膜2和罩壳类零件1的部分壳体围成一个相对封闭的空间，空间内能通过电/磁流变液双向流量控制阀注入电/磁流变液，隔离膜2是具有一定弹性薄橡胶，周围和壳体壁固定密封，能形成容积大小不同的空间，可以使空间内充满不同量的电流变液，用于盛装电/磁流变液，隔离膜2要求耐至少100℃以上高温，并不会和流变液起化学反应。流变液腔室内8通过管路与电/磁流变液容器4连接，电/磁流变液容器4内装有电流变液。电流变液采用的是公知的产品，它是一种新型液压介质,是在普通的液压油中添加一些微小悬浮的固体颗粒—聚合物、二氧化硅、陶瓷或其它材料等，其特性是：当穿过流体流动方向施加电场时,流体能在0.001一0.0001秒内固化,而无外电场作用又能马上完全液化。在模腔8与电/磁流变液容器4的连接管路上连接有电/磁流变液双向流量控制阀3，所述的电/磁流变液双向流量控制阀3采用的是公知的电/磁流变液双向流量控制阀。在流变液腔室内8底部的罩壳类零件1上还设置有电场/磁场控制机构7，对流变液腔室内8中的电/磁流变液施加电场或磁场，电流/磁场控制装置7采用的是公知的外加电场或磁场的电流/磁场控制装置。在内燃机9上的转动件附近安装有转速传感器6，该内燃机转速传感器可以是光电效应式，也可以是磁电感应式、霍尔效应式、磁阻效应式、介质电磁感应式。所述的流变液双向流量控制阀3、转速传感器6和施加电流/磁场控制机构7均与PLC控制器5连接，PLC控制器5根据转速传感器6的检测信号对流变液双向流量控制阀3进行控制。一般情况，当转速增大或减小500r/min,进入或排出约800ml电/磁流变液。当内燃机转速增大到一定程度时，进入流变液腔室内8的电/磁流变液就增加，流变液进入流变液腔室内8后，PLC控制器5对电场/磁场控制机构7发出指令，当电/磁流变液受到电场或磁场的作用时，它的表观粘度急剧增大，屈服强度成倍增加，表现为类似固体的性质，从而增大罩壳类零件1模态频率和改变振型，反之，当内燃机转速降低，通过减少流变液腔室内8内电/磁流变液的量，从而降低罩壳类零件1模态频率和改变振型，使内燃机罩壳类零件的噪声辐射减少，实现内燃机转速工况变化的动态降低罩壳类零件1的辐射噪声。
实施例二
如图2所示：其是在实施例一的结构基础上，电/磁流变液双向流量控制阀3、电/磁流变液容器4和施加电场/磁场控制机构7采用的是磁流变液双向流量控制阀、磁流变液容器和磁场控制机构，磁流变液容器内装的是磁流变液。罩壳类零件1为油底壳，是内燃机易辐射噪声的罩壳类零件。其工作方式是：当流变液进入模腔8后，PLC控制器5对磁场控制机构7发出指令，通过施加磁场使模腔8内的流变液瞬时变成固体。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法，包括内燃机，其特征是：在所述内燃机的罩壳类零件上设置流变液腔室，依据内燃机转速的变化自动调节进入流变液腔室内的流变液的量，通过施加电流或磁场使流变液腔室内的流变液瞬时变成固体，改变内燃机罩壳类零件的模态频率和振型。
2.根据权利要求1所述的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法，其特征是：所述的流变液腔室是在罩壳类零件内设置膜结构形成的。
3.根据权利要求1所述的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法，其特征是：所述流变液为电流变液或磁流变液。
4.根据权利要求1所述的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法，其特征是：所述内燃机的转速由设置在内燃机上的转速传感器检测后发送到PLC控制器，由PLC控制器指令电/磁流变液双向流量控制阀调节进入流变液腔室内的流变液的量。
5.一种实现权利要求1所述的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法的装置，包括内燃机，其特征是：在所述内燃机的罩壳类零件上设置有流变液腔室、电流/磁场控制机构，所述的流变液腔室与装有电/磁流变液的电/磁流变液容器连接，在流变液腔室与电/磁流变液容器之间连接有电/磁流变液双向流量控制阀，在内燃机上还设置有内燃机转速传感器，所述的流变液双向流量控制阀、内燃机转速传感器和施加电流/磁场控制机构均与PLC控制器连接。
6.根据权利要求5所述的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法的装置，其特征是：所述的罩壳类零件为油底壳或排气歧管罩或排气二分管罩或进气消声器或排气消声器。
7.根据权利要求5所述的内燃机罩壳类零件模态可变的动态调节方法的装置，其特征是：所述的内燃机转速传感器是光电效应式，也可以是磁电感应式或霍尔效应式或磁阻效应式或介质电磁感应式。
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