RU2185534C2

RU2185534C2 - Internal combustion engine vibration isolator

Info

Publication number: RU2185534C2
Application number: RU94006402/28A
Authority: RU
Inventors: н М.А. Минас; М.А. Минасян
Original assignee: Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: invention relates to vibration isolators of internal combustion engines and other machines, mainly road vehicles, and is designed for suppressing noise and vibrations. Proposed vibration isolator has flexible member made in form of spiral of steel wire rope whose coils are passed through holes of support strips, additional flexible member made at least from one length of wire rope interwoven at least one time in horizontal plane of insulator square to vertical semicoils of main flexible member. Additional flexible member can be placed at least in two rows and interwoven with main flexible member or with rounding of semicoils of main flexible member, or with figure eight-like enveloping of semicoils of main flexible member wire rope. EFFECT: reduced noise and vibration. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а более конкретно - к усовершенствованию виброизолирующих опор двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для снижения шума и вибрации дизелей и других механизмов судовых и стационарных электрических установок. The invention relates to mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and more specifically to the improvement of vibration-isolating supports of internal combustion engines (ICE) and can be used to reduce noise and vibration of diesels and other mechanisms of ship and stationary electrical installations.

Виброизолирующие опоры ДВС известны. The vibration-isolating supports of the internal combustion engine are known.

Известна виброизолирующая опора ДВС, которая содержит упругий элемент, выполненный из стального троса и имеет форму спирали, две пары металлических пластин с поперечными канавками на внутренних поверхностях для обхвата и фиксирования витков спирали с двух диаметрально противоположных сторон. При этом верхняя пара пластин служит опорой двигателя, нижняя неподвижная - опорой фундаментной рамы /1/. Known vibration-isolating support of the internal combustion engine, which contains an elastic element made of a steel cable and has the shape of a spiral, two pairs of metal plates with transverse grooves on the inner surfaces for gripping and fixing the turns of the spiral from two diametrically opposite sides. In this case, the upper pair of plates serves as a support for the engine, the lower stationary - as the support of the base frame / 1 /.

Недостатком такой опоры является то, что при нормальной жесткости в вертикальном направлении она обладает недостаточной сдвиговой жесткостью, то есть жесткостью в горизонтальном направлении, что приводит к превышению допустимых пределов сдвига, особенно в судовых условиях во время качки и недостаточной энергоемкостью. The disadvantage of this support is that, with normal stiffness in the vertical direction, it has insufficient shear stiffness, that is, rigidity in the horizontal direction, which leads to exceeding the permissible shear limits, especially in ship conditions during rolling and insufficient energy consumption.

Известны также виброизолирующая опора и способ изготовления тросового амортизатора. Vibration isolating support and a method of manufacturing a cable shock absorber are also known.

Особенностью такого амортизатора (опоры) является то, что упругий элемент из стального троса выполнен в виде замкнутой спирали, имеющей форму тора, а опорные планки выполнены с отверстиями, через которые пропущены витки спирали /2/. A feature of such a shock absorber (support) is that the elastic element of the steel cable is made in the form of a closed spiral having the shape of a torus, and the support strips are made with holes through which the coils of the spiral are passed / 2 /.

Недостатком указанной опоры является недостаточная энергоемкость из-за небольшой плотности расположения упругого элемента в пространстве и значительной просадки под номинальной нагрузкой. The disadvantage of this support is the lack of energy consumption due to the low density of the elastic element in space and significant drawdown under the nominal load.

Изобретение направлено на усовершенствование виброизолирующих опор ДВС. Это достигается тем, что опора снабжена дополнительным упругим элементом, выполненным, по крайней мере, из одного отрезка троса, переплетенного, по крайней мере, один раз в горизонтальной плоскости опоры перпендикулярно вертикальным полувиткам основного упругого элемента. The invention is aimed at improving the vibration-isolating supports of the internal combustion engine. This is achieved by the fact that the support is equipped with an additional elastic element made of at least one piece of cable interlaced at least once in the horizontal plane of the support perpendicular to the vertical half-turns of the main elastic element.

Кроме того, дополнительный упругий элемент уложен, по крайней мере, в виде ряда и переплетен с основным упругим элементом, или с одинаковым огибанием полувитков троса основного упругого элемента и прилеганием последних друг к другу, или восьмеркообразным огибанием полувитков троса основного упругого элемента. In addition, the additional elastic element is laid, at least in the form of a row, and intertwined with the main elastic element, or with the same bending of the half-turns of the cable of the main elastic element and the fit of the latter to each other, or the eight-shaped bending of the half-turns of the cable of the main elastic element.

Для расширения возможности изменения жесткостных и демпфирующих характеристик виброизолирующей опоры без изменения его габаритов плетение может быть выполнено различным образом, например, с односторонним и двухсторонним без или с пропуском (или обходом) полувитков (или дуг) основного упругого элемента, причем кусок(ки) троса(сов) может(гут) быть переплетен(ием) со сплошным волнообразным или с противоположно-восьмеркообразным расположением одного (или нескольких) ряда(рядов) относительно другого. To expand the possibility of changing the stiffness and damping characteristics of the vibration-isolating support without changing its dimensions, weaving can be performed in various ways, for example, with one-sided and two-sided without or with a pass (or bypass) half-turns (or arcs) of the main elastic element, and a piece (s) of cable (ow) can (gut) be interlaced (em) with a continuous wave-like or with an oppositely-eight-like arrangement of one (or several) rows (s) relative to another.

В зависимости от значения величины тугости, т.е. силы или плотности прилегания тросов основного и дополнительного упругих элементов друг к другу, а также величины "площади" плетения, происходит изменение собственной частоты колебания виброизолятора, номинальной нагрузки и демпфирующих свойств виброизолирующей опоры. Depending on the value of the stiffness value, i.e. force or density of contact of the cables of the main and additional elastic elements to each other, as well as the value of the "area" of weaving, there is a change in the natural frequency of vibration of the vibration isolator, the rated load and damping properties of the vibration isolating support.

Указанные особенности легко обеспечить как перед установкой виброизолирующей опоры под несущую (подмоторную раму) объекта, так и непосредственно, т. е. когда виброизолирующая опора установлена между объектом и его фундаментом. These features can be easily ensured both before installing the vibration isolating support under the carrier (under-frame frame) of the object, and directly, i.e. when the vibration isolating support is installed between the object and its foundation.

Благодаря такой возможности регулировки характеристики виброизолирующей опоры для конкретного объекта появляется возможность достижения высокой эффективности виброизоляции. Due to this possibility of adjusting the characteristics of the vibration isolating support for a particular object, it becomes possible to achieve high efficiency of vibration isolation.

Виброизолирующая опора ДВС с основным и дополнительным упругими элементами представлена на фиг.1-8. The vibration-isolating support of the internal combustion engine with the main and additional elastic elements is shown in figures 1-8.

Виброизолирующая опора состоит из основного упругого элемента 1 в виде спирали из стального троса, витки 2 которого пропущены через отверстия опорных планок (фланцев, колец) 3, 4. The vibration-isolating support consists of the main elastic element 1 in the form of a spiral of a steel cable, the turns 2 of which are passed through the holes of the support strips (flanges, rings) 3, 4.

Средствами укладки, фиксации, стяжки и крепления при этом могут служить, например, крепежные болты, винты, заклепки, крепежные устройства в виде П-образных пластин (скобок), отверстия в опорных планках (фланцах, кольцах), в которых (или через которые пропускают) трос упругого элемента и зажимаются (защемляются, фиксируются) опрессованием. Here, for example, fixing bolts, screws, rivets, fasteners in the form of U-shaped plates (brackets), holes in the support strips (flanges, rings) in which (or through which pass) the cable of the elastic element and clamped (pinched, fixed) by crimping.

На фиг. 1-8 представлен один из указанных выше вариантов укладки, фиксации и крепления основного упругого элемента, т.е. с помощью крепежных винтов 5. При этом опорные планки 3, 4 выполнены прижимными планками (кольцами) 6, 7. In FIG. 1-8 presents one of the above options for laying, fixing and fixing the main elastic element, i.e. using fixing screws 5. In this case, the support strips 3, 4 are made of clamping strips (rings) 6, 7.

На опорных фланцах предусмотрены резьбовые отверстия 8 для крепления с одной стороны к опоре объекта (например, лапе двигателя) и с другой стороны к основанию (например, судовому фундаменту). On the supporting flanges, threaded holes 8 are provided for fastening on one side to the support of the object (for example, the engine foot) and on the other hand to the base (for example, the ship's foundation).

Дополнительный упругий элемент 9 на представленных фиг.1-8 сплетен по горизонтальной плоскости опорных планок (фланцев) 3, 4 перпендикулярно дугообразным вертикальным полувиткам (дугам) 2 основного упругого элемента 1. An additional elastic element 9 in the figures 1-8 is woven along the horizontal plane of the support strips (flanges) 3, 4 perpendicular to the arcuate vertical half-turns (arcs) 2 of the main elastic element 1.

Как следует из рисунков (фиг. 1-8) плетение дополнительного упругого элемента 9 с основным упругим элементом 1 - полная. As follows from the figures (Fig. 1-8), the weaving of the additional elastic element 9 with the main elastic element 1 is complete.

На фиг. 1, 3, 5 трос дополнительного упругого элемента 9 переплетен с противоположно-восьмеркообразным расположением одного ряда относительно другого, а на фиг. 2, 6, 7, 8 - с одинаковым огибанием полувитков 2 троса основного упругого элемента 1. In FIG. 1, 3, 5, the cable of the additional elastic element 9 is interlaced with an oppositely-eight-shaped arrangement of one row relative to another, and in FIG. 2, 6, 7, 8 - with the same bending of half-turns 2 of the cable of the main elastic element 1.

Указанные примеры, а также их сочетание обеспечивают широкую возможность изменения основных характеристик опоры в широких пределах и поэтому особенности плетения имеют существенное значение. These examples, as well as their combination, provide a wide possibility of changing the main characteristics of the support over a wide range, and therefore, the characteristics of weaving are essential.

Следовательно, виброизолирующую опору можно применять для самых различных объектов и решения различных задач виброизоляции. Therefore, the vibration isolating support can be used for a wide variety of objects and solving various problems of vibration isolation.

Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. Vibration isolating support of the internal combustion engine operates as follows.

При работе двигателя, установленного, например, на судне или ином транспортном средстве, кроме внутренних сил и моментов, возникающих в двигателе и приводящих к вибрации фундамента, возникают также статические возмущающие силы от качки, крена, дифферента, которые приводят к недоступным перемещениям (сдвигам) двигателя. When the engine is installed, for example, on a ship or other vehicle, in addition to the internal forces and moments that arise in the engine and cause the foundation to vibrate, there are also static disturbing forces from pitching, roll, trim, which lead to inaccessible movements (shifts) engine.

Поэтому, кроме виброизолирующих опор, в таких двигателях предусматривают торцевые, боковые и вертикальные ограничители с упругими элементами, смягчающими и ограничивающими ударный характер этих перемещений (сдвигов). Therefore, in addition to vibration isolating supports, in such engines end, side and vertical limiters with elastic elements that soften and limit the shock nature of these movements (shifts) are provided.

Использование в дизельных (или других) установках транспортных средств виброизолирующих опор предлагаемых конструкций избавляет от использования указанных дополнительных ограничителей благодаря наличию дополнительного упругого элемента 9, плетение которого с основным упругим элементом 1 образует плетеную поверхность в виде пространственного тела. Предотвращение увеличения амплитуд смещения (любого - вращательного, продольного и поперечного направлений) выше допустимых норм (значений) происходит за счет тормозящего действия плетеных упругих элементов 1 и 9. The use of vibration isolating supports of the proposed structures in diesel (or other) vehicle installations eliminates the use of these additional stops due to the presence of an additional elastic element 9, the weaving of which with the main elastic element 1 forms a woven surface in the form of a spatial body. The prevention of an increase in the displacement amplitudes (of any rotational, longitudinal and transverse directions) above the permissible norms (values) occurs due to the inhibitory effect of the braided elastic elements 1 and 9.

При этом тормозящее действие происходит плавно, так как тросовое плетение также является упругим элементом, а совместное взаимодействие с основным упругим элементом носит упругий характер. In this case, the inhibitory effect occurs smoothly, since cable weaving is also an elastic element, and the joint interaction with the main elastic element is elastic.

Сочетание металлической структуры троса, представляющей плетение из проволоки и образующей основной упругий элемент пространственной формы, с плетением их тросом обеспечивает увеличение энергоемкости виброизолирующей опоры, без изменения габаритов опоры. The combination of the metal structure of the cable, representing weaving from a wire and forming the main elastic element of a spatial shape, with weaving them with a cable provides an increase in the energy intensity of the vibration-isolating support, without changing the dimensions of the support.

Причем энергоемкость с учетом выше отмеченных возможностей плетения может быть получена в широких пределах. Moreover, the energy intensity, taking into account the above mentioned weaving capabilities, can be obtained over a wide range.

Кроме того, сложное переплетение упругих элементов, имеющих различную конфигурацию, обеспечивает хорошее противостояние вибрационным и линейным нагрузкам, выдерживание многократных ударов высокой интенсивности. При этом поглощающая способность их близка к пружинным виброизоляторам, а рассеивающая превосходит сетчатые виброизоляторы или так называемые виброизоляторы "металлическая резина" (МР). In addition, the complex interweaving of elastic elements having a different configuration provides good resistance to vibration and linear loads, withstanding multiple impacts of high intensity. At the same time, their absorption capacity is close to spring vibration isolators, and the dispersing one surpasses mesh vibration isolators or the so-called metal rubber vibration isolators (MR).

Колебательная энергия от опоры объекта, например, судового дизель-генератора передается через крепежную верхнюю опорную планку (фланец) 3 на плетеные упругие элементы 1, 9. За счет трения между тросами основного 1 и дополнительного 9 упругих элементов, а также между стальными жилами тросов, происходят рассеивание (диссипация) колебательной энергии и значительное снижение передачи возмущающих усилий на фундамент. Oscillating energy from the support of the object, for example, a marine diesel generator is transmitted through the upper mounting support plate (flange) 3 to the braided elastic elements 1, 9. Due to friction between the cables of the main 1 and additional 9 elastic elements, as well as between the steel cores of the cables, scattering (dissipation) of vibrational energy and a significant reduction in the transmission of disturbing forces to the foundation occur.

Таким образом, виброизолирующая опора обеспечивает надежную виброизоляцию объекта от воздействия внешних сил, хорошее противостояние вибрационным и линейным нагрузкам, выдерживание многократных ударов высокой интенсивности, широкие возможности изменения характеристик без изменения габаритов и решения различных задач виброизоляции. Thus, the vibration isolating support provides reliable vibration isolation of the object from external forces, good resistance to vibration and linear loads, withstand repeated high-impact shocks, wide possibilities for changing characteristics without changing dimensions and solving various problems of vibration isolation.

Claims

1. Vibration isolating support of an internal combustion engine (ICE) containing an elastic element made in the form of a spiral from a steel cable, the turns of which are passed through the holes of the support strips, and fastening elements, characterized in that it is provided with an additional elastic element made at least , from one piece of cable interlaced at least once in the horizontal plane of the support perpendicular to the vertical half-turns of the main elastic element.

2. The vibration-isolating support of the internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the additional elastic element is stacked in at least two rows and interwoven with the main elastic element or with the same bend of the half-coils of the main elastic element, or with the eight-shaped bend of the half-coils of the main elastic item.