专利名称：车用发动机减振降噪油底壳的制作方法
技术领域：
本实用新型属于内燃机结构件，具体涉及一种具有减振降噪作用的油箱底壳。
背景技术：
发动机一般由缸盖、缸体一曲轴箱和几个主要的罩壳类零件(缸盖罩、齿轮室罩、油底壳)组成。其中发动机的罩壳类零件是产生表面辐射噪声的来源。图l表示了某发动机在未经声学优化时在3200r/min、全负荷时表面各部分辐射噪声的百分比。由图中可以看出，油底壳辐射的噪声约占整机噪声的35%，若再加上缸盖罩以及齿轮室罩等，这些盖罩表面辐射的噪声将超过整机噪声的二分之一。在发动机薄壁件中，油底壳是最为典型的结构，具有最大的辐射表面，所以国内外对油底壳的设计都十分重视。对发动机中的薄壁结构进行优化设计，特别是针对油底壳进行优化设计是降低发动机表面辐射噪声的一项关键内容。
目前针对油底壳进行优化设计的主要方法是将内燃机油底壳加上加强筋，其目的是通过增强其刚度来有效地降低噪声辐射。传统的方法是在油底壳加工过程中，在油底壳主体上直接冲压出内凹或外凸形的加强筋，还有在油底壳中间焊接一块平板以增加油底壳两侧的刚度实现减噪目的。但实验发现由于平板的存在，两侧面的振动确实有所减少，不过同时却又引入了平板的振动，使得噪声的降低程度有限。设计加强板的过程中，加强板的位置及尺寸是关键参数，直接影响到声辐射特性和油底壳的质量大小。所以油底壳加强板的设计需要考虑三方面 一是噪声辐射最小，二是增加的质量不能太大，三是结构上要便于其它构件的安装，其中结构可行性可作为约束条件使用。鉴于此，该类油底壳结构尚需有待进一步优化改造设计。
发明内容
本实用新型的目的是为使噪声和油底壳表面振动水平得到实质性的改善，提出一种新的车用发动机减振降噪结构的油底壳，能够理想达到减小振动和降低内燃机噪声的目的。
本实用新型的技术方案如图2至图3所示。传统的减振降噪油底壳的基本原理是一个单结构支撑系统，根据内燃机油底壳的侧面振动情况来增加支撑平板和支撑弯板。而对于本实用新型提出的减振降噪结构油底壳，考虑了两种减振结构的降噪系统，既考虑对油底壳侧面起到支撑作用，同时还要考虑不引入另一种振动结构，使原有油底壳振动和新增加的支撑结构都起到减振作用。因此，在对油底壳进行减振设计时，必须要将油底壳侧面振动和支撑结构振动两方面都考虑在涉及范围内，同样在设计不同的侧面支撑结构时，综合考虑了结构引入对侧面振动固有特性参数的影响。本实用新型提出的减振降噪结构主要引入了支撑弯板，即在油底壳主体两外侧分别焊接支撑平板和不同形状的支撑弯板。具体实施时需要结合发动机油底壳的具体参数和使用条件进行设计。
图1是某发动机未经声学优化设计的表面辐射噪声分布图。图2是双S形减振降噪结构油底壳剖面图。图3是弓形减振降噪结构油底壳剖面图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型的结构原理做进一步的说明。车用发动机减振降噪油底壳，包括油底壳主体、支撑平板、支撑弯板。在油底壳主体1两外侧左端焊接支撑平
板2，在油底壳主体1两外侧右端可以选择焊接双S形支撑弯板3;或弓形支撑弯板4。
同时油底壳主体设有内凹形立式加强筋5和内凹U形加强筋6。
在相同条件下针对双s形支撑弯板与原有平板油底壳(已有技术)进行模态分析，
通过分析可以得到固有频率在自由状态下和固定状态下的比较如表1和表2所示。对比模态分析结果可见，在前几阶的振型中，双S形油底壳改进后的固有频率都明显提高。为了研究减振降噪结构油底壳的作用机理和减振降噪效果，将双S形支撑弯板和弓形支撑弯板两种(图2 3)不同支撑弯板的减振降噪结构油底壳装在柴油机上进行振动和噪声测试。
选取油底壳上具有代表性的8个实验行振动测试，各点分布情况为1、2点分布在油底壳左侧面，3、 4点分布在油底壳右侧面，5、 6点分布在油底壳深裙部底面，7、 8点分布在浅底面。各点振动的最大速度值比较列于表3中，整机声功率级变化列于表4中。从表中可以发现，与未改进的平板形相比较双S形减振降噪油底壳的整体强度增强了，从而对相同激励所产生的振动变小了，整机噪声减小了。尤其在控制油底壳左右侧面振动上效果更好。
本实用新型的特点及有益效果在于，对原有发动机油底壳改动之后，能够起到显著的降噪效果，而且成本不会增加，达到经济又实用的目的。
4表l平板、弓型和双S型的油底壳自由模态计算值的比较
阶次平板油底壳(Hz)弓型油底壳(Hz)双S型油底壳(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、弓型和双s型的油底壳约束模态计算值的比较
阶次 平板油底壳(Hz)弓型油底壳(Hz)双S型油底壳(Hz)1216.67292.81298.71
2253.8312.58327.82
3289.51327.53339.25
4331.83426.34453.77
5433.17498. 71515.71
表3不同部位振动速度最大值比较(m/s)
测点1 234 568
原机27.11 24.0126.2323.91 21.9918.720.2724.03
弓形油底壳22.37 24.0218.0817.65 14.1612.5116.4117.26
双S形油底壳19.21 12.2417.6116.45 16.7317.2318.3424.7
弓形减振效果17.48% -0.04%31.07%26.18% 35.61%33.10%19.04%28.17%
双S形减振效果29.14% 49.020/032.86%31.20% 23.92%7.86%9.52%-2.79%
表4不同转速下声功率级比较(dBA)转速3200 300028002600 2400220020001800
原机106.93 107.69109.04110.11 111.17112.16113.24113.99
弓形油底壳106.25 106.75107.65109.2 110.08111.18112.27113.25
双S形油底壳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
双S形降噪效果0.97 0.901.460.96 1.161.181.061.2权利要求1.车用发动机减振降噪油底壳，包括油底壳主体、支撑平板、支撑弯板，其特征是在油底壳主体(1)两外侧左端焊接支撑平板(2)，在油底壳主体(1)两外侧右端焊接双双S形支撑弯板(3)；或焊接弓形支撑弯板(4)，油底壳主体设有内凹形立式加强筋(5)和内凹U形加强筋(6)。<!-- 1 -->
专利摘要本实用新型公开了一种具有明显减振降噪作用的油箱底壳。车用发动机减振降噪油底壳，包括油底壳主体、支撑平板、支撑弯板等。根据内燃机油底壳的侧面振动情况来增加支撑平板和支撑弯板。在油底壳主体两外侧左端焊接支撑平板；在油底壳主体两外侧右端焊接双S形支撑弯板；或焊接弓形支撑弯板。本实用新型的特点在于，对原有发动机油底壳稍加改动，就能够具有显著的降噪效果。其中弓形支撑弯板的油底壳在3200r/min时，其降噪量达到0.68dB，降噪效果突出，而且随着转速的下降，降噪量也变得比较大，最大的时候能达到近1.5dB的降噪量。本实用新型结构简单，成本不会增加，达到经济又实用的目的。
文档编号F01M11/00GK201433803SQ200920096889
公开日2010年3月31日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者卫海桥, 梁兴雨, 姗 王, 王养军, 舒歌群 申请人:天津大学