一种缸盖罩、发动机及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，尤其是一种缸盖罩、发动机及车辆。


背景技术：

2.发动机上的结构件如缸盖罩、前端盖罩等薄壁类结构所产生的辐射噪声是发动机噪声的重要组成部分，多是通过缸盖罩隔振技术来控制辐射噪声。
3.发明人发现，目前的缸盖罩隔振技术一般采用的隔振材料为橡胶密封条，由于橡胶密封条密封性与减振性难以兼容，且橡胶材料本身对机油、温度的耐受性差，导致橡胶密封条可靠性差；同时，由于部分缸盖罩在实际使用时需要踩踏，橡胶结构易受切向力的影响产生剪切变形损坏，进而导致其隔振失效；
4.目前的缸盖罩隔振还通过更换缸盖罩材料实现，如塑料缸盖罩，增大缸盖罩结构本身阻尼特性以实现降低本体振动来控制辐射噪声，但由于塑料结构本身抗踩踏性和耐温性差，工程机械上难以应用。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种缸盖罩、发动机及车辆，在缸盖罩本体的内外两侧相对设置了若干阻尼材料件和声学黑洞结构，使得两相邻阻尼材料件、声学黑洞结构同轴设置，通过声学黑洞结构将振动弹性波聚集并输送到阻尼材料件上，利用阻尼材料件将振动能量吸收，解决了现有缸盖罩隔振效果易失效的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
7.第一方面，本实用新型的实施例提供了一种缸盖罩，包括缸盖罩本体以及相对设置在缸盖罩本体内外两侧的若干阻尼材料件和声学黑洞结构，所述阻尼材料件和声学黑洞结构数量相同且一一对应，两相邻阻尼材料件、声学黑洞结构同轴设置，所述声学黑洞结构为变截面凹槽结构，声学黑洞结构的底部邻近于阻尼材料件。
8.作为进一步的实现方式，所述缸盖罩本体的表面上设有若干安装槽，安装槽的数量与阻尼材料件相同，所述阻尼材料件固定设置在安装槽内。
9.作为进一步的实现方式，所述阻尼材料件的厚度大于安装槽的深度。
10.作为进一步的实现方式，所述安装槽与其对侧的声学黑洞结构不连通。
11.作为进一步的实现方式，所述声学黑洞结构为底部水平、横截面呈圆形的凹槽结构。
12.作为进一步的实现方式，所述声学黑洞结构的底部面积不小于位于其对侧的阻尼材料件的面积。
13.作为进一步的实现方式，所述声学黑洞结构的底部距离缸盖罩本体外表面的最小距离不低于缸盖罩本体基础壁厚的1/3。
14.作为进一步的实现方式，两同轴设置的所述阻尼材料件、声学黑洞结构构成黑洞单元，黑洞单元在缸盖罩本体上均匀布置或周期性排列。
15.第二方面，本实用新型的另一实施例提供了一种发动机，包括第一方面所述的缸盖罩。
16.第三方面，本实用新型的另一实施例提供了一种车辆，包括第二方面所述的发动机。
17.上述本实用新型的有益效果如下：
18.1)本实用新型在缸盖罩本体的内外两侧相对设置了若干阻尼材料件和声学黑洞结构，使得两相邻阻尼材料件、声学黑洞结构同轴设置，通过声学黑洞结构将振动弹性波聚集并输送到阻尼材料件上，利用阻尼材料件将振动能量吸收，大大提高了缸盖罩的隔振能力，避免了橡胶密封条损坏导致隔振失效问题的发生。
19.2)本实用新型阻尼材料件的厚度大于安装槽的深度，从而当阻尼材料件安装到位后，阻尼材料件的一侧会从安装槽内向外伸出以高于缸盖罩本体的表面，以增加对黑洞单元底部振动能力的吸收。
20.3)本实用新型声学黑洞结构的底部面积不小于位于其对侧的阻尼材料件的面积，可有效的将振动弹性波聚集并将其输送到阻尼材料件上，利用阻尼材料件将振动能量吸收。
21.4)本实用新型黑洞单元在缸盖罩本体的内外两侧分别开设了孔洞且不连通，对缸盖罩本体具有降重作用的同时，有效保证了缸盖罩本体的自身强度，保证了缸盖罩自身的抗踩踏性。
附图说明
22.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
23.图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种缸盖罩第一视角轴测结构示意图；
24.图2是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种缸盖罩第二视角轴测结构示意图；
25.图3是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种缸盖罩的俯视结构示意图；
26.图4是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种缸盖罩的仰视结构示意图；
27.图5是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种缸盖罩的侧视结构示意图；
28.图6是图3所示结构的a-a剖面结构示意图；
29.图7是图6所示结构黑洞单元的局部放大结构示意图；
30.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
31.其中，1、缸盖罩本体；2、阻尼材料件；3、声学黑洞结构；4、黑洞单元。
32.名词解释
33.声学黑洞(acoustic blackhole，abh)：通过对材料拓扑结构的设计，在不改变材料组分的前提下产生渐变阻抗的结构，使得波在结构中传播的速度逐渐减小从而达到零反射聚集，实现波“有进无出”的吸收效果。
具体实施方式
34.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
35.正如背景技术所介绍的，目前的缸盖罩隔振技术一般采用的隔振材料为橡胶密封条，由于橡胶密封条密封性与减振性难以兼容，且橡胶材料本身对机油、温度的耐受性差，导致橡胶密封条可靠性差；同时，由于部分缸盖罩在实际使用时需要踩踏，橡胶结构易受切向力的影响产生剪切变形损坏，进而导致其隔振失效；或是通过更换缸盖罩材料实现，如塑料缸盖罩，增大缸盖罩结构本身阻尼特性以实现降低本体振动来控制辐射噪声，但由于塑料结构本身抗踩踏性和耐温性差，工程机械上难以应用的问题，为解决上述问题，本实用新型提供了一种缸盖罩、发动机及车辆。
36.实施例1
37.本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1-图7所示，提出了一种缸盖罩，包括，缸盖罩本体1以及设置在缸盖罩本体1上的若干阻尼材料件2和若干声学黑洞结构3，其中，阻尼材料件2与声学黑洞结构3一一对应以组成黑洞单元，用于提高缸盖罩的吸声能力。
38.可以理解的是，在其他实施例中阻尼材料件2也可使用吸声材料件进行替换，或是采用喷涂的沥青类阻尼材料对缸盖罩本体1进行喷涂，具体的可根据实际需求进行选择，只要能够实现对声波的吸收即可。
39.声学黑洞结构3设有若干个，若干个声学黑洞结构3按照拓扑设计的方式开设在缸盖罩本体1的一侧且不贯穿缸盖罩本体1；阻尼材料件2固定设置在缸盖罩本体1的另一侧，阻尼材料件2与声学黑洞结构3相对设置且一一对应，即阻尼材料件2与其邻近的声学黑洞结构3同轴设置。
40.本实施例中，阻尼材料件2为具备高阻尼特性的橡胶材料，用高强度柔性胶粘合在缸盖罩本体1上。
41.缸盖罩本体1设有阻尼材料件2的表面上设有若干安装槽，安装槽的数量与阻尼材料件2相同，阻尼材料件2放置在安装槽内并固定，安装槽的设置不仅方便了阻尼材料件2的安装，还降低了缸盖罩本体1的质量，提高缸盖罩本体1的轻量化程度。
42.其中，阻尼材料件2的厚度大于安装槽的深度，从而当阻尼材料件2安装到位后，阻尼材料件2的一侧会从安装槽内向外伸出以高于缸盖罩本体1的表面，这样可增加对黑洞单元底部振动能力的吸收。
43.可以理解的是，本实施例中阻尼材料件2、声学黑洞结构3的具体设置位置并不做过多的限制，例如，当阻尼材料件2设置在缸盖罩本体1的外表面上时，则声学黑洞结构3对应开设在缸盖罩本体1的内表面上；同理，当阻尼材料件2设置在缸盖罩本体1的内表面上时，则声学黑洞结构3对应开设在缸盖罩本体1的外表面上，具体的设置方式可根据实际设计要求进行确定。
44.声学黑洞结构3为变截面凹槽结构，具体结合图2以及图6可以看出，声学黑洞结构3为底部水平、横截面呈圆形的凹槽结构，声学黑洞结构3的底部邻近于阻尼材料件2，声学黑洞结构3的底部面积不小于位于其对侧的阻尼材料件2的面积，可有效的将振动弹性波聚集并将其输送到阻尼材料件2上，利用阻尼材料件2将振动能量吸收。
45.黑洞单元在缸盖罩本体1的内外两侧分别开设了孔洞，对缸盖罩本体1具有一定的降重作用，且黑洞单元通过拓扑设计的方式确定在缸盖罩本体1上的具体位置，大大降低了黑洞单元对缸盖罩本体1强度的影响，有效保证了缸盖罩本体1的自身强度。
46.需要注意的是，声学黑洞结构3与其对侧的安装槽不应将缸盖罩本体1贯穿，即声学黑洞结构3与其对侧的安装槽不连通，以避免影响缸盖罩本体1的强度。
47.黑洞单元的位置需要根据缸盖罩本体1的面积、边界以及缸盖罩本体1上的孔洞等进行确定，黑洞单元可以在上述限制条件下均匀设置，也可以按照设定的周期性排列方式进行设置。
48.例如，以图3所示结构进行描述，缸盖罩本体1上设有四行声学黑洞结构3，每行沿缸盖罩本体1的长度方向间隔设有若干个声学黑洞结构3，为了便于说明，以最上方的一行作为第一行，从上向下依次为第二行、第三行和第四行，其中，第一行与第二行的声学黑洞结构3错位设置，同理，第三行与第四行的声学黑洞结构3错位设置，第二行与第三行声学黑洞结构3相对设置，以实现周期性的排列。
49.由于均匀设置的方式并不具有特殊性，这里便不做过多的赘述。
50.黑洞单元的截面厚度按照幂函数变化，如下式：
51.y＝εxn+a0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
52.上式中：n为幂指数，应大于等于2；a0为声学黑洞结构3底部距离缸盖罩本体1外表面的最小距离，为保证结构的可靠性，a0不易过小且至少保证其不低于缸盖罩本体1基础壁厚的1/3。
53.黑洞单元的设置，能够实现振动波的能量聚集，并利用阻尼材料件2进一步的吸能、耗能，大大提高了缸盖罩的减振降噪效果，有效解决了现有缸盖罩橡胶密封条易损坏而导致隔振效果失效的问题，且黑洞单元对缸盖罩强度影响小，有效保证了缸盖罩自身的抗踩踏性。
54.本实施例中黑洞单元整体结构简单，加工方便，且产品使用继承性好，大大降低了使用成本。
55.实施例2
56.本实用新型的另一种典型的实施方式中，提出了一种发动机，包括了实施例1中所述的缸盖罩，其缸盖罩上按照均匀布置或是周期性排列的方式设置了若干黑洞单元，黑洞单元由两同轴设置的阻尼材料件2、声学黑洞结构3构成，阻尼材料件2和声学黑洞结构3相对设置在缸盖罩本体内外两侧。
57.实施例3
58.本实用新型的另一种典型的实施方式中，提出了一种车辆，包括了实施例2中所述的发动机，发动机的缸盖罩上设置了若干黑洞单元，以提高缸盖罩的隔振能力。
59.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。