RU2172853C1

RU2172853C1 - Vehicle internal combustion engine casing

Info

Publication number: RU2172853C1
Application number: RU2000106965/06A
Authority: RU
Inventors: М.И. Фесина; Е.В. Филин
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: transport engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed casing has carrying decorative panel made of tight polymer material and provided with supports for detachable threaded parts (studs, bolts, etc. ) for fastening casing to engine frame parts (cylinder head, receiver etc.), and porous noise-absorbing member made of layer of fibrous or foamed material placed inside panel. Casing has at least one gasket made of tight viscoelastic noise-and-vibration damping adhesively mounted on inner surface of carrying decorative panel by means of glue inside projection of polygon ABCD on horizontal plane. Polygon id formed by intersection of vertical planes X-X and Y-Y, V- V and W-W passing through axes of adjacent supports for detachable threaded fasteners. Gasket is installed in zone of maximum amplitudes of vibration excursions of panel zone. Area of gasket is not less than 1-% of area of panel limited part. Ratio of thickness h and hI, respectively, of porous noise-absorbing layer and gasket is ≥ 5 and loss factor of damping gasket material is μ≥0,1. At least one of cantilever parts of panel adjoining corresponding vertical plane, X-X and Y-Y, respectively, can be provided with similar damping gasket at least partially overlapping central zone of corresponding cantilever part or panel. Outer surface of porous noise-absorbing layer can be lined with thin protective film permeable to noise protecting noiseabsorbing member from dust, oil, gasoline fumes, crankcase gases, etc. which might get into its pores (fibers). EFFECT: reduced noise level. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности автомобилестроению, и представляет собой конструкцию шумодемпфирующего декоративного кожуха верхней части двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) транспортного средства (далее ТС). The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular the automotive industry, and is a design of a noise-damping decorative casing of the upper part of an internal combustion engine (hereinafter ICE) of a vehicle (hereinafter referred to as a vehicle).

Для повышения эстетических характеристик подкапотного пространства транспортного средства, т.е. улучшения внешнего вида за счет оригинального дизайна, а так же для целенаправленного изменения термоизоляции отдельных зон подкапотного пространства и обеспечения повышенного звукопоглощения в локальных зонах двигателя с целью обеспечения выполнения стандартов на внешний и внутренний шум транспортного средства и улучшения его потребительских качеств за счет повышения акустического комфорта в кабине (салоне) транспортного средства, широко используются конструкции специальных кожухов, охватывающих верхнюю часть двигателя, выполненных в виде внешней жесткой оболочки (панели) из полимерного материала (полиамид, полипропилен и т.п.) и футерованных изнутри соответствующим пористым (волокнистым, пенистым) звукопоглощающим материалом. Крепление такого кожуха осуществляется к поверхностям соответствующих деталей корпуса двигателя и навесных вспомогательных агрегатов и систем двигателя, которые, как известно, подвержены интенсивным вибрациям в процессе осуществления рабочих процессов, протекающих непосредственно в ДВС. Соответственно, будучи закрепленными к различным зонам корпуса двигателя и/или различным агрегатам двигателя (например, к клапанной крышке, ресиверу, головке цилиндров и пр.), совершающих интенсивные колебательные движения относительно друг друга, отличные по спектральному составу, амплитудному и фазовому соотношению, кожух (несущая оболочка) нагружается соответствующим силовым и кинематическим возбуждением, его стенки совершают интенсивные свободные и вынужденные колебания, изгибные деформации, превращая его (кожух) в колеблющуюся звукоизлучающую диафрагму (оболочку). Особенно опасными являются вибрации оболочки кожуха на резонансных частотах колебаний, когда частоты динамических возбуждений, подводимых к оболочке, совпадают с одной из частот (или кратны одной или нескольким частотам) собственных изгибных колебаний оболочки кожуха, т.к. это ведет к усиленному процессу излучения звука, а в отдельных случаях и к динамическому разрушению конструкции кожуха. To enhance the aesthetic characteristics of the engine compartment of the vehicle, i.e. improving the appearance due to the original design, as well as for purposefully changing the thermal insulation of individual areas of the engine compartment and providing increased sound absorption in the local areas of the engine in order to ensure compliance with the standards for external and internal noise of the vehicle and improve its consumer qualities by increasing acoustic comfort in the cabin (cabin) of the vehicle, the design of special covers covering the upper part of the engine is widely used They are in the form of an external rigid shell (panel) made of a polymeric material (polyamide, polypropylene, etc.) and lined from the inside with appropriate porous (fibrous, foamy) sound-absorbing material. The fastening of such a casing is carried out to the surfaces of the corresponding parts of the engine casing and mounted auxiliary units and engine systems, which are known to be subject to intense vibrations during the implementation of work processes occurring directly in the internal combustion engine. Accordingly, being fixed to different zones of the engine housing and / or various engine assemblies (for example, to the valve cover, receiver, cylinder head, etc.), which make intense oscillatory movements relative to each other, different in spectral composition, amplitude and phase ratio, casing (carrier shell) is loaded with the corresponding force and kinematic excitation, its walls perform intense free and forced vibrations, bending deformations, turning it (casing) into an oscillating ukoizluchayuschuyu aperture (shell). Especially dangerous are the vibrations of the shell of the casing at resonant frequencies of oscillations, when the frequencies of dynamic excitations supplied to the shell coincide with one of the frequencies (or multiples of one or more frequencies) of the natural bending vibrations of the shell of the casing, because this leads to an enhanced process of sound emission, and in some cases to dynamic destruction of the casing structure.

С целью ослабления такого неблагоприятного воздействия на возбуждение структуры кожуха через твердые пути передачи (связи), крепление кожуха к двигателю в большинстве случаев осуществляется с использованием промежуточных упругих виброизолирующих элементов (резинометаллических втулок), которые ослабляют передачу вибрационной энергии, передаваемой с корпуса двигателя (вспомогательных и навесных агрегатов двигателя) на структуру оболочки кожуха, см., например, патент США N 4027644, МПК F 02 B 77/00, 1977 г. In order to mitigate such an adverse effect on the excitation of the casing structure through solid transmission (communication) paths, the casing is attached to the engine in most cases using intermediate elastic vibration-isolating elements (rubber-metal bushings), which weaken the transmission of vibrational energy transmitted from the engine casing (auxiliary and mounted engine assemblies) on the structure of the shell of the casing, see, for example, US patent N 4027644, IPC F 02 B 77/00, 1977

Однако такое конструктивное решение не всегда является достаточно эффективным и обладает рядом существенных недостатков. However, such a constructive solution is not always effective enough and has a number of significant drawbacks.

Во-первых, применение упругого виброизолированного крепления кожуха ведет наряду с ослаблением передачи на средних и высоких частотах вибрационного возбуждения к непременному низкочастотному резонансу колебательной системы, как твердого тела с упругой связью (массы кожуха, установленной на пружине) с соответствующим усилением излучения низкочастотного звука (шума). Firstly, the use of elastic vibration-insulated casing fastening leads, along with the weakening of transmission at medium and high frequencies of vibrational excitation, to the indispensable low-frequency resonance of the oscillating system, as a solid body with elastic coupling (casing mass mounted on a spring) with a corresponding amplification of low-frequency sound radiation (noise )

Во-вторых, применение резиновых виброизолирующих втулок кожуха в "горячих" зонах двигателя требует, с одной стороны,применения дорогостоящих термостойких резиновых смесей, а с другой - непременно связано с потерей упругих вибродемпфирующих характеристик резиновых элементов вследствие продолжительного воздействия на них высоких температур в процессе длительной эксплуатации. Secondly, the use of rubber vibration-insulating bushings of the casing in the "hot" areas of the engine requires, on the one hand, the use of expensive heat-resistant rubber compounds, and on the other hand, it is certainly associated with the loss of elastic vibration-damping characteristics of rubber elements due to prolonged exposure to high temperatures during long operation.

Так же имеются аналогичные технические проблемы в условиях эксплуатации транспортного средства при очень низкой температуре окружающей среды. В этом случае упругие и демпфирующие характеристики резиновых элементов так же в существенной мере ухудшаются. Еще в большей степени на долговечность резиновых виброизолирующих втулок оказывают влияние знакопеременные температурные нагрузки, связанные с их периодическим нагревом и охлаждением в процессе эксплуатации. There are also similar technical problems in the conditions of operation of a vehicle at a very low ambient temperature. In this case, the elastic and damping characteristics of the rubber elements also deteriorate significantly. An even greater degree on the durability of rubber vibration insulating sleeves is influenced by alternating temperature loads associated with their periodic heating and cooling during operation.

Прототип изобретения описан в сборнике докладов 31-го Международного симпозиума ISATA, 98 по технологии и автоматизации автомобилестроения, состоявшегося в Германии, Дюссельдорфе, 2...5 июня 1998 г., см. Dr.-Ph. Thome, Rieter Futomotive France SA "Top Engine Cover: A Part of a comprehensive Noise Reduction Sistem", 98 SAP 068, с. 287...297 (прилагается). The prototype of the invention is described in the collection of reports of the 31st ISATA International Symposium 98 on Automation Technology and Automation, held in Germany, Dusseldorf, June 2 ... 5, 1998, see Dr.-Ph. Thome, Rieter Futomotive France SA "Top Engine Cover: A Part of a comprehensive Noise Reduction Sistem", 98 SAP 068, p. 287 ... 297 (attached).

В прототипе описан декоративный кожух ДВС, выполняющий функцию глушителя шума верхней части корпуса двигателя, см. фиг. 6...9 и 11. Кожух содержит несущую декоративную панель из жесткого плотного полимерного материала, которая крепится к корпусным деталям ДВС (клапанной крышке и ресиверу) съемными резьбовыми деталями (метизами), и внутренний пористый звукопоглощающий слой из волокнистого или пенистого материала, соединенный с сопрягаемой поверхностью жесткой панели термоадгезивным или липким клеевым соединением (не исключаются и механические держатели пористого звукопоглощающего слоя). The prototype describes a decorative engine cover that functions as a noise muffler in the upper part of the engine housing, see FIG. 6 ... 9 and 11. The casing contains a supporting decorative panel of hard, dense polymeric material, which is attached to the body parts of the internal combustion engine (valve cover and receiver) with removable threaded parts (hardware), and an internal porous sound-absorbing layer of fibrous or foam material connected with the mating surface of the rigid panel by a thermo-adhesive or sticky adhesive joint (mechanical holders of the porous sound-absorbing layer are not excluded).

В выбранном прототипе имеют место те же самые проблемы, которые уже были отмечены выше. В частности, звукопоглощающий слой кожуха, не обладая высоким коэффициентом потерь по вибрационному демпфированию структур, практически никак не препятствует возможности возникновения низкочастотных изгибных резонансов упруго смонтированной жесткой структуры оболочки кожуха, с соответствующим генерированием этой структурой низкочастотного звука. In the selected prototype there are the same problems that have already been noted above. In particular, the sound-absorbing layer of the casing, without having a high coefficient of losses due to vibrational damping of the structures, practically does not hinder the possibility of low-frequency bending resonances of the elastically mounted rigid structure of the casing of the casing, with the corresponding generation of low-frequency sound by this structure.

Техническая задача в предлагаемом устройстве решается путем замены виброизолирующих упругих опорных связей кожуха на локально смонтированные на его внутренней поверхности вибродемпфирующие панели, геометрические параметры и физико-механические характеристики которых подобраны определенным образом. The technical problem in the proposed device is solved by replacing the vibration-isolating elastic support connections of the casing with vibration-damping panels locally mounted on its inner surface, the geometric parameters and physical and mechanical characteristics of which are selected in a certain way.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном кожухе двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащем несущую декоративную панель из жесткого плотного полимерного материала, которая снабжена опорами под съемные резьбовые элементы крепления кожуха к корпусным деталям двигателя, и размещенный внутри панели пористый звукопоглощающий слой из волокнистого или пенистого материала, названный кожух снабжен по крайней мере одной прокладкой из плотного вязкоупругого вибродемпфирующего материала, адгезионно (с применением липкого клеящего вещества) смонтированной на внутренней поверхности несущей декоративной панели, внутри проекции на горизонтальную плоскость многоугольника, образованного пересечением вертикальных плоскостей, проходящих через оси смежных опор под съемные резьбовые элементы, при этом прокладка смонтирована в зоне максимальных амплитуд виброперемещений этой зоны панели, а площадь демпфирующей прокладки составляет не менее 10% от площади этой части панели. Соотношение толщин пористого звукопоглощающего слоя и прокладки ≥ 5 (т.е. она является достаточно тонкой и соответственно компактной), а коэффициент потерь материала прокладки μ ≥ 0,1, что указывает на достаточно высокое демпфирование материала прокладки. По крайней мере одна из консольных частей панели, отсекаемой вышеуказанными вертикальными плоскостями и примыкающей к соответствующей вертикальной плоскости, снабжена аналогичной прокладкой, по крайней мере частично перекрывающей центральную зону соответствующей консольной части панели. The essence of the invention lies in the fact that in the well-known casing of an internal combustion engine of a vehicle, comprising a supporting decorative panel of rigid dense polymeric material, which is provided with supports for removable threaded elements for attaching the casing to engine parts of the engine, and a porous sound-absorbing layer made of fibrous or foamy material, said casing is provided with at least one gasket of a dense viscoelastic vibration damping material, adhesive (with by changing the sticky adhesive) mounted on the inner surface of the supporting decorative panel, inside the projection on the horizontal plane of the polygon formed by the intersection of vertical planes passing through the axis of adjacent supports under removable threaded elements, while the gasket is mounted in the zone of maximum amplitudes of vibration displacement of this panel area, and the area the damping pad is at least 10% of the area of this part of the panel. The ratio of the thicknesses of the porous sound-absorbing layer and the gasket is ≥ 5 (i.e., it is quite thin and accordingly compact), and the loss coefficient of the gasket material is μ ≥ 0.1, which indicates a sufficiently high damping of the gasket material. At least one of the cantilever parts of the panel, cut off by the above vertical planes and adjacent to the corresponding vertical plane, is provided with a similar gasket, at least partially overlapping the central zone of the corresponding cantilever part of the panel.

Наружная поверхность пористого звукопоглощающего слоя, обращенная к корпусу двигателя, может быть облицована тонкой звукопрозрачной защитной пленкой (например, тонкой звукопрозрачной алюминизированной фольгой), предохраняющей звукопоглощающий элемент (имеющий невысокую механическую прочность) от попадания в его поры (волокна) пыли, масла, паров бензина, картерных газов и пр. The outer surface of the porous sound-absorbing layer facing the engine body may be lined with a thin sound-transparent protective film (for example, thin sound-transparent aluminized foil), which protects the sound-absorbing element (having low mechanical strength) from dust, oil, gasoline vapor entering its pores (fibers). , crankcase gases, etc.

При таком конструктивном исполнении достигается эффективное воздействие на наиболее динамически податливые и поэтому наиболее легко возбудимые и переизлучающие структурный шум локальные зоны стенок декоративной панели. С другой стороны, применение демпфирующей прокладки внутри ограниченного пространства замкнутого многоугольника, ограниченного вертикальными плоскостями, проходящими через оси смежных опор под съемные резьбовые соединения, относится к воздействию на наиболее активную зону излучателя, как наиболее удаленную от свободных краев (периферии) кожуха, которые излучают звук при прочих равных условиях относительно более слабо. Через эти свободные периферические края происходит в процессе колебаний быстрое перетекание среды (воздуха) и поля звуковых давлений по обеим сторонам (лицевой и тыльной) вибрирующей оболочки формируются относительно слабо. Т.е. в этой периферической зоне имеется в наличии процесс короткого акустического замыкания, характеризующийся слабым излучением в окружающую среду. В это же время, чем дальше вибрирующая зона оболочки удалена от периферии к центру, тем слабее проявляется эффект короткого акустического замыкания, тем больше звуковой энергии она будет излучать (при прочих равных условиях - равных амплитуд колебаний, форм колебаний поршневого типа и т.п.). В связи с этим эта зона нуждается (дополнительно к уже описанному явлению максимальных амплитуд вибраций этой зоны) в демпфировании колебаний - как наиболее шумоактивная. В конечном счете удается получить недорогой, облегченный, надежный и долговечный кожух, обладающий высокой акустической эффективностью (высокой звукоизоляцией). With this design, an effective effect is achieved on the most dynamically malleable and therefore most easily excitable and re-emitting structural noise local zones of the walls of the decorative panel. On the other hand, the use of a damping pad within the confined space of a closed polygon, bounded by vertical planes passing through the axis of adjacent supports under removable threaded connections, refers to the effect on the most active area of the emitter, as the most remote from the free edges (periphery) of the casing that emit sound ceteris paribus is relatively weaker. During these oscillations, a quick flow of medium (air) through these free peripheral edges occurs and sound pressure fields on both sides (front and back) of the vibrating shell are formed relatively weakly. Those. in this peripheral zone there is a short-circuit acoustic process, characterized by weak radiation into the environment. At the same time, the farther away the vibrating zone of the shell is from the periphery to the center, the weaker the effect of a short acoustic circuit is, the more sound energy it will emit (ceteris paribus - equal oscillation amplitudes, piston-type vibration modes, etc. ) In this regard, this zone needs (in addition to the already described phenomenon of maximum vibration amplitudes of this zone) vibration damping - as the most noise-active. Ultimately, it is possible to obtain an inexpensive, lightweight, reliable and durable casing with high acoustic efficiency (high sound insulation).

На фиг. 1 показан кожух, вид со стороны верхней части двигателя (пористый звукопоглощающий слой условно не показан). In FIG. 1 shows a casing, a view from the upper part of the engine (a porous sound-absorbing layer is conventionally not shown).

На фиг. 2 показано сечение A-A по фиг. 1. In FIG. 2 shows section A-A of FIG. 1.

На фиг. 3 показано сечение E-E по фиг. 1. In FIG. 3 shows a cross-section E-E of FIG. 1.

На фиг. 4 показана характеристика общих уровней шума, замеренных над верхним кожухом двигателя, установленном в моторном испытательном стенде. Режим работы двигателя - полная нагрузка, n = 1000...6000 об/мин. Двигатель ВАЗ, 4- цилиндровый, 16-клапанный, с распределенным впрыском топлива. In FIG. Figure 4 shows a characteristic of the total noise levels measured above the upper engine cover mounted in a motor test bench. Engine operating mode - full load, n = 1000 ... 6000 rpm. VAZ engine, 4-cylinder, 16-valve, with distributed fuel injection.

На фиг. 5 показан 1/3 октавный спектр уровней звука, замеренных над верхним кожухом двигателя ВАЗ, рабочим объемом 1,5 л, 4-цилиндрового, 16-клапанного, с распределенным впрыском топлива. Режим работы двигателя - полная нагрузка, n = 3500 об/мин. In FIG. Figure 5 shows a 1/3 octave spectrum of sound levels measured over the upper casing of a VAZ engine, with a displacement of 1.5 liters, a 4-cylinder, 16-valve, with distributed fuel injection. Engine operating mode - full load, n = 3500 rpm.

На фиг. 6 показан 1/3 октавный спектр уровней внешнего шума легкового автомобиля ВАЗ на режиме интенсивного разгона на 2-й передаче со скорости 50 км/ч по методике ГОСТ 27436-87, измерительный микрофон в 7,5 м слева от продольной оси автомобиля. In FIG. Figure 6 shows the 1/3 octave spectrum of the external noise levels of a VAZ passenger car in intensive acceleration in 2nd gear at a speed of 50 km / h according to the method of GOST 27436-87, a measuring microphone 7.5 m to the left of the longitudinal axis of the car.

Кожух, показанный на фиг. 1, содержит несущую декоративную панель 1 из жесткого плотного полимерного материала, которая снабжена опорами 2 под съемные резьбовые элементы (шпильки, болты и пр. - не показаны) крепления кожуха к корпусным деталям двигателя (головке цилиндров, ресиверу и пр. - не показаны) и размещенный внутри панели 1 пористый звукопоглощающий элемент - слой 3 из волокнистого или пенистого материала. Кожух снабжен по крайней мере одной прокладкой 4 из плотного вязкоупругого шумовибродемпфирующего материала, адгезионно (например, с применением липкого клеящего вещества) смонтированной на внутренней поверхности несущей декоративной панели 1, внутри проекции на горизонтальную плоскость многоугольника АБСД, образованного пересечением вертикальных плоскостей X-X и Y-Y, V-V и W-W, проходящих через оси смежных опор 2 под съемные резьбовые элементы, при этом прокладка 4 смонтирована в зоне максимальных амплитуд виброперемещений этой зоны панели, а площадь прокладки 4 составляет не менее 10% от площади этой ограниченной части панели. Соотношение толщин h и h1 соответственно пористого звукопоглощающего слоя и прокладки ≥ 5, а коэффициент потерь материала демпфирующей прокладки μ ≥ 0,1. По крайней мере одна из консольных частей 5 или 6 панели 1, примыкающей к соответствующей вертикальной плоскости, соответственно X-X или Y-Y, может быть снабжена аналогичной демпфирующей прокладкой, соответственно 7 и 8, по крайней мере частично перекрывающей центральную зону соответствующей консольной части 5 или 6 панели 1. The casing shown in FIG. 1, contains a supporting decorative panel 1 of rigid dense polymeric material, which is equipped with supports 2 for removable threaded elements (studs, bolts, etc. - not shown) mounting the casing to the engine body parts (cylinder head, receiver, etc. - not shown) and a porous sound-absorbing element located inside the panel 1 — a layer 3 of fibrous or foamy material. The casing is provided with at least one gasket 4 made of a dense viscoelastic noise-damping material, adhesive (for example, using sticky adhesive) mounted on the inner surface of the supporting decorative panel 1, inside the projection onto the horizontal plane of the ABSD polygon formed by the intersection of the vertical planes XX and YY, VV and WW passing through the axis of adjacent supports 2 under removable threaded elements, while gasket 4 is mounted in the zone of maximum amplitudes of vibration displacements of this panel area , and the area of the gasket 4 is at least 10% of the area of this limited part of the panel. The ratio of the thicknesses h and h1, respectively, of the porous sound-absorbing layer and the pad is ≥ 5, and the material loss coefficient of the damping pad is μ ≥ 0.1. At least one of the cantilever parts 5 or 6 of the panel 1 adjacent to the corresponding vertical plane, respectively XX or YY, may be provided with a similar damping gasket, respectively 7 and 8, at least partially overlapping the central zone of the corresponding cantilever part 5 or 6 of the panel 1.

Наружная поверхность пористого звукопоглощающего слоя может быть облицована тонкой звукопрозрачной защитной пленкой 9 (например, алюминизированной звукопрозрачной фольгой), предохраняющей звукопоглощающий элемент 3 (имеющий невысокую механическую прочность) от попадания в его поры (волокна) пыли, масла, паров бензина, картерных газов и пр. The outer surface of the porous sound-absorbing layer can be lined with a thin sound-transparent protective film 9 (for example, aluminized sound-transparent foil), which protects the sound-absorbing element 3 (having low mechanical strength) from dust, oil, gasoline vapors, crankcase gases, etc. .

Дополнительно на фиг. 1 позицией 10 показано технологическое отверстие в кожухе под маслозаливную горловину системы смазки ДВС. Additionally, in FIG. 1, position 10 shows the technological hole in the casing for the oil filler neck of the engine lubrication system.

Динамика процессов, происходящих в заявляемом устройстве, осуществляется следующим образом. The dynamics of the processes occurring in the inventive device is as follows.

Как уже было отмечено выше, крепление декоративного кожуха осуществляется к поверхностям соответствующих деталей корпуса двигателя и навесных вспомогательных агрегатов и систем двигателя, которые, как известно, подвержены интенсивным вибрациям в процессе осуществления рабочих процессов, протекающих непосредственно в ДВС. Соответственно, будучи закрепленными к различным зонам корпуса двигателя и/или различным агрегатам двигателя (например, к клапанной крышке, ресиверу, головке цилиндров и пр.), совершающих интенсивные колебательные движения относительно друг друга, отличные по спектральному составу, амплитудному и фазовому соотношению, кожух (несущая оболочка) нагружается соответствующим силовым и кинематическим возбуждением, его стенки совершают интенсивные свободные и вынужденные колебания, изгибные деформации, превращая его (кожух) в колеблющуюся звукоизлучающую диафрагму (оболочку). Особенно опасными являются вибрации оболочки кожуха на резонансных частотах колебаний, когда частоты динамических возбуждений, подводимых к оболочке, совпадают с одной из частот (или кратны одной или нескольким частотам) собственных изгибных колебаний оболочки кожуха, т.к. это ведет к усиленному процессу излучения звука в окружающую среду, а в отдельных случаях и к динамическому разрушению конструкции кожуха. Зоны пучностей низших собственных мод колебаний на резонансных режимах, определяющих максимальные вклады в излучение звука локальными поверхностями гибкой диафрагмы (панели кожуха), располагаются внутри проекции на горизонтальную плоскость многоугольника АБСД, образованного пересечением вертикальных плоскостей X-X, Y-Y, Y-Y, W-W, проходящих через оси смежных опор 2 под съемные резьбовые элементы. Поэтому и предлагается одну из прокладок 4, выполненную из плотного вязкоупругого шумовибродемпфирующего материала, адгезионно смонтировать на внутренней поверхности панели 1, в зоне максимальных амплитуд виброперемещений этой зоны панели, причем площадь прокладки 4 должна составлять не менее 10% от площади этой части панели, ограниченной многоугольником АБСД. As already noted above, the mounting of the decorative casing is carried out to the surfaces of the corresponding parts of the engine casing and mounted auxiliary units and engine systems, which are known to be subject to intense vibrations during the implementation of work processes occurring directly in the internal combustion engine. Accordingly, being fixed to different zones of the engine housing and / or various engine assemblies (for example, to the valve cover, receiver, cylinder head, etc.), which make intense oscillatory movements relative to each other, different in spectral composition, amplitude and phase ratio, casing (carrier shell) is loaded with the corresponding force and kinematic excitation, its walls perform intense free and forced vibrations, bending deformations, turning it (casing) into an oscillating ukoizluchayuschuyu aperture (shell). Especially dangerous are the vibrations of the shell of the casing at resonant frequencies of oscillations, when the frequencies of dynamic excitations supplied to the shell coincide with one of the frequencies (or multiples of one or more frequencies) of the natural bending vibrations of the shell of the casing, because this leads to an enhanced process of radiation of sound into the environment, and in some cases to the dynamic destruction of the casing structure. The antinode zones of the lowest eigenmodes of oscillations in resonance regimes, which determine the maximum contributions to the sound emission by the local surfaces of the flexible diaphragm (casing panel), are located inside the projection onto the horizontal plane of the ABSD polygon formed by the intersection of the vertical planes XX, YY, YY, WW passing through the axes of adjacent supports 2 for removable threaded elements. Therefore, it is proposed that one of the gaskets 4, made of a dense viscoelastic noise-damping material, be mounted adhesively on the inner surface of the panel 1, in the zone of maximum amplitudes of vibration displacements of this zone of the panel, and the area of the gasket 4 should be at least 10% of the area of this part of the panel bounded by a polygon ABSD.

Для демпфирования структурных вибраций консольных частей 5 или 6 панели 1 кожуха предлагается на внутренней поверхности этих консольных частей 5 или 6 панели адгезионно смонтировать аналогичные прокладки, 7 и 8, которые по крайней мере частично перекрывают центральную зону соответствующей консольной части 5 или 6 панели 1. In order to damp the structural vibrations of the cantilever parts 5 or 6 of the panel 1 of the casing, it is proposed that similar gaskets 7 and 8, which at least partially cover the central zone of the corresponding cantilever part 5 or 6 of the panel 1, be adhesive mounted on the inner surface of these cantilever parts 5 or 6 of the panel.

Таким образом, энергия вибраций оболочки (панели 1) кожуха в значительной степени расходуется на микродеформацию плотного вязкоупругого шумовибродемпфирующего материала прокладок 4, 7 и 8, адгезионно связанного со структурой оболочки кожуха, преобразуясь при этом в тепловую энергию. Thus, the vibration energy of the casing (panel 1) of the casing is largely spent on micro-deformation of the dense viscoelastic noise-vibration-damping material of the gaskets 4, 7 and 8, which is adhesively bonded to the casing shell structure, being converted into thermal energy.

Высокая эффективность применения названных прокладок 4, 7 и 8 подтверждается проведенными экспериментами. The high efficiency of the use of these gaskets 4, 7 and 8 is confirmed by the experiments.

Эффективность использования верхнего кожуха для снижения шума рядного 4-цилиндрового 16-клапанного двигателя ВАЗ рабочим объемом 1,5 л с электронным распределенным впрыском топлива иллюстрируется результатами измерений уровня шума двигателя в ближнем акустическом поле (в 0,1 м от поверхности кожуха), представленными на фиг. 4 и 5. Как видно из представленных графических материалов, применение кожуха с дополнительным оптимизированным вибродемпфированием его структуры позволяет уменьшить общие уровни шума двигателя на режимах полной нагрузки в зоне над кожухом до 2,5 дБ, начиная с оборотов 2500 об/мин и выше, фиг. 4. The effectiveness of using the upper casing to reduce the noise of an in-line 4-cylinder 16-valve VAZ engine with a displacement of 1.5 liters with electronic distributed fuel injection is illustrated by the results of measurements of the engine noise level in the near acoustic field (0.1 m from the casing surface), presented on FIG. 4 and 5. As can be seen from the graphical materials presented, the use of a casing with an additional optimized vibration damping of its structure allows reducing the total engine noise levels at full load in the zone above the casing to 2.5 dB, starting from revolutions of 2500 rpm and higher, FIG. . 4.

Снижение общих уровней шума двигателя обусловлено подавлением звукового излучения в широком частотном диапазоне (как следует, например, из фиг. 5 при работе двигателя с полной нагрузкой 3500 об/мин - практически во всем контролируемом частотном диапазоне). Особо следует выделить низкочастотный звуковой диапазон до 500 Гц, эффективность подавления шума в котором обусловлена демпфированием колебаний оболочки (панели) кожуха (как звукоизлучающей диафрагмы) и в котором (низкочастотном диапазоне) применение звукопоглощающих материалов неэффективно (пористые и волокнистые материалы толщиной слоя менее 30 мм обеспечивают заметное поглощение звуковой энергии в высокочастотной области звукового спектра, начиная с 500 Гц и выше). The decrease in overall engine noise levels is due to the suppression of sound radiation in a wide frequency range (as follows, for example, from Fig. 5 when the engine is operating at full load of 3500 rpm - in almost the entire controlled frequency range). Of particular note is the low-frequency sound range up to 500 Hz, the noise reduction efficiency in which is due to the damping of vibrations of the casing (panel) of the casing (as a sound-emitting diaphragm) and in which (low-frequency range) the use of sound-absorbing materials is inefficient (porous and fibrous materials with a layer thickness of less than 30 mm provide noticeable absorption of sound energy in the high-frequency region of the sound spectrum, starting from 500 Hz and above).

Графические материалы, представленные на фиг. 6, подтверждают эффективность применения кожуха ДВС с вибродемпфированной панелью 1, установленного на автомобиле ВАЗ-21103. Как следует из представленных результатов измерений, выполненных по методике ГОСТ 27436-87 (правила N 51-02 ЕЭК ООН и Директивы 96/20 ЕС) - режиме интенсивного разгона на 2-й и 3-й передачах со скорости 50 км/ч - в спектре внешнего шума автомобиля в 7,5 м от его продольной оси зарегистрировано уменьшение звукового излучения как в низкочастотном диапазоне (на частотах до 500 Гц), так и в высокочастотном диапазоне (свыше 500 Гц). The graphic materials shown in FIG. 6, confirm the effectiveness of the use of the engine cover with vibration-damped panel 1 installed on the VAZ-21103 car. As follows from the presented measurement results, performed according to the method of GOST 27436-87 (UNECE Regulation N 51-02 and EU Directive 96/20) - intensive acceleration in 2nd and 3rd gears at a speed of 50 km / h - in the car’s external noise spectrum at 7.5 m from its longitudinal axis recorded a decrease in sound radiation both in the low-frequency range (at frequencies up to 500 Hz) and in the high-frequency range (over 500 Hz).

Прокладки 4, 7 и 8 представляют собой легкое, компактное и высокоэффективное шумовибродемпфирующее изделие, поскольку их геометрические параметры и физико-механические свойства материала целенаправленно оптимизированы. Gaskets 4, 7 and 8 are a lightweight, compact and highly efficient noise-damping product, because their geometrical parameters and physicomechanical properties of the material are purposefully optimized.

Со стороны двигателя пакет прокладок 4, 7, 8 и пористого звукопоглощающего слоя 3 из волокнистого или пенистого материала, составляющих структуру кожуха, надежно защищен от неблагоприятного влияния внешней среды тонкой звукопрозрачной алюминизированной фольгой 9. On the engine side, a pack of gaskets 4, 7, 8 and a porous sound-absorbing layer 3 of fibrous or foam material constituting the structure of the casing is reliably protected from the adverse effects of the environment by a thin sound-transparent aluminized foil 9.

Claims

1. The casing of the internal combustion engine of a vehicle, comprising a supporting decorative panel made of rigid dense polymeric material, which is equipped with supports for removable threaded elements for attaching the casing to the engine body parts and a porous sound-absorbing layer made of fibrous or foam material located inside the panel, characterized in that the casing equipped with at least one gasket made of dense viscoelastic noise vibration damping material, adhesive mounted on the inner surface rains of the decorative panel and located inside the projection onto the horizontal plane of the polygon formed by the intersection of vertical planes passing through the axis of adjacent supports under removable threaded elements, while the gasket is mounted in the zone of maximum amplitudes of vibration displacements of this panel area, and the gasket area is at least 10% of the area this part of the panel.

2. The casing according to claim 1, characterized in that the ratio of the thicknesses of the porous sound-absorbing layer and the gasket ≥ 5, and the loss coefficient of the gasket material μ ≥ 0.1.

3. The casing according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that at least one of the console parts of the panel adjacent to one of the corresponding vertical planes is provided with a similar gasket, at least partially overlapping the central zone of the corresponding console part or panel.

4. The casing according to claims 1 to 3, characterized in that the outer surface of the porous sound-absorbing layer is lined with a thin sound-transparent protective film (for example, a thin sound-transparent aluminized foil).