用于汽车油底壳的复合阻尼钢板的制作方法

本发明涉及一种复合阻尼钢板，特别涉及一种用于汽车油底壳的复合阻尼钢板。

背景技术：

从二十世纪五、六十年代开始，国外一些研究单位和高校就进行发动机噪声的研究工作。各大汽车生产厂家也都深刻认识到nvh是企业汽车产品竞争的一大关键因素，美国通用公司和日本丰田公司等都有各自的nvh研究中心，已经成功的使各种汽车噪声降低了10db~20db不等。

我国早在上世纪80年代就已经对车辆和噪声问题有了深刻的认识，早在1983年国家科委就已经把内燃机噪声研究列为国家38项重点研究课题之一。从1985年开始进行噪声控制研究，但目前和发达国家在噪声研究和控制领域还存在较大的差距：上世纪七十年代末，国产发动机噪声与先进工业国家同类型产品比较普遍高出3db~5db，到1989年对国家标准gb295—86“中小功率柴油机噪声限值”进行修订时，仅仅收缩了限值1db~2db，而根据日本环境保护厅的资料，从1970年到1990年间其小客车下降了约6db(a)，大型车的车外加速噪声级降低了约10db(a)。现在，我国发动机噪声水平与发达国家产品之间的差距在进一步拉大，已经普遍高出3db~9db。

机械噪声是发动机中另一种非常重要的噪声源，一般在汽油机中机械噪声要高于燃烧噪声，即使在柴油机中在高转速的情况下机械噪声也有可能超过燃烧噪声。它是发动机运转过程中，各运动零部件受气体压力和运动惯性力的周期变化所引起的振动或相互冲击而产生的。油底壳是噪声辐射声功率较大的部件，也是容易改造的部件，所以对油底壳的成功改造，可以明显的降低发动机的噪声。

现有技术中对于油底壳的改造主要是使用复合阻尼钢板，但是现有技术中的复合阻尼钢板并不能有效降低油底壳产生的噪声；同时，现有技术中已经存在的复合阻尼钢板都不同程度的存在脱层的缺陷，众所周知的是，复合钢板一旦脱层则必然极大的影响降噪效果，在这种情况下，如果不更换钢板，则汽车噪音过大，如果更换钢板，则必须拆解发动机，但是这种更换过程费时费力。现有技术中为了解决脱层的问题，一般采用改进制备工艺的方法，例如：改进复合钢板制备过程的热压工艺，选用更加昂贵的高强度耐热胶黏剂等。但是这种改进所带来的有益效果有限，其次，这种改进的成本非常高。有鉴于此，本发明提出了一种能够有效降低油底壳产生的噪声并能够低成本地提高层间结合力的复合阻尼钢板。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于汽车油底壳的复合阻尼钢板，从而克服现有技术中复合阻尼钢板降噪效果差、层间结合力差的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于汽车油底壳的复合阻尼钢板，该复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成，第一阻尼层厚度是5-10mm，第二阻尼层厚度是10-15mm，第三阻尼层厚度是10-15mm，第四阻尼层厚度是5-10mm，第一阻尼层厚度与所述第四阻尼层厚度相同，第二阻尼层厚度与第三阻尼层厚度相同，第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与第一区域及第三区域的粗糙度不同。

优选地，上述技术方案中，第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中第五区域的粗糙度与第四区域及第六区域的粗糙度不同。

优选地，上述技术方案中，第一区域具有粗糙度14<ra<16，第二区域具有粗糙度20<ra<29以及所述第三区域具有粗糙度14<ra<16。

优选地，上述技术方案中，第四区域具有粗糙度22<ra<27，第五区域具有粗糙度8<ra<12以及第六区域具有粗糙度22<ra<27。

优选地，上述技术方案中，第一区域与第三区域的粗糙度相同。

优选地，上述技术方案中，第四区域与第六区域的粗糙度相同。

优选地，上述技术方案中，第一阻尼层厚度是第二阻尼层厚度的二倍。

优选地，上述技术方案中，第一阻尼层及第四阻尼层选自丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚硫橡胶、丁腈橡胶或硅橡胶。

优选地，上述技术方案中，第二阻尼层及第三阻尼层选自聚氨酯、聚氯乙烯或环氧树脂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、经过大量有限元计算和实验，从而确定使用四层阻尼能够显著提高降噪效果；

2、经过大量有限元计算和实验，设计了一种各个阻尼层具有独特厚度的结构，这种厚度的设计能够显著提高降噪效果；

3、进一步改进各个阻尼层之间的厚度关系，还能进一步提高降噪效果；

4、通过优选阻尼层的材料组分，利用各种阻尼材料之间的配合关系，能够进一步提高降噪效果；

5、通过合理设计各个阻尼层的粗糙度关系，极大的提高了复合钢板的层间结合力，由于只需对聚合物中间层进行简单加工，可以降低生产成本。

附图说明

图1是根据本发明的复合阻尼钢板的示意图。

图2是根据本发明的第一阻尼层的示意图。

图3是根据本发明的第二阻尼层的示意图。

主要附图标记说明：

1-第一钢板层，2-阻尼层，3-第二钢板层，4-第一区域，5-第二区域，6-第三区域，7-第四区域，8-第五区域，9-第六区域。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，是根据本发明具体实施方式的复合阻尼钢板的示意图。其中由上之下依次为第一钢板层1，阻尼层2，第二钢板层3。其中，本发明中所述的“上”指代的是进行公知的安装之后，油底壳朝上的方向，本发明中所述的“下”指代的是进行公知的安装之后，油底壳朝下的方向。

如图2所示，是根据本发明具体实施方式的第一阻尼层的示意图，第一阻尼层包括第一区域4，第二区域5，第三区域6，其中第一区域4、第三区域6位于阻尼层外侧，第二区域5位于阻尼层中间位置。阻尼层的双面都进行相同的粗糙度配置。第一阻尼层的粗糙度设计可以与第四阻尼层的粗糙度设计相同。

如图3所示，是根据本发明具体实施方式的第二阻尼层的示意图，第一阻尼层包括第四区域7，第五区域8，第六区域9，其中第四区域7、第六区域9位于阻尼层外侧，第五区域8位于阻尼层中间位置。阻尼层的双面都进行相同的粗糙度配置。第二阻尼层的粗糙度设计可以与第三阻尼层的粗糙度设计相同。

对于本发明而言，任何本领域公知的用于汽车油底壳的钢板都可以实现本发明的目的，并且任何市面上能够购得的阻尼材料，都可以实现本发明的目的，当然对于本发明而言优选的阻尼材料是市面上能够购得的丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚硫橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂。本发明对于阻尼钢板的生产工艺并无特别要求，任意本领域公知的工艺均能实现本发明的目的，例如：热压法、粘结法等。对于本发明而言，任何本领域公知的使得聚合物阻尼层表面具有所要求的粗糙度的技术均可适用，例如：使用压辊对聚合物表面压花，通过设计挤出口的粗糙度以调整挤出的聚合物片材的表面粗糙度等。

实施例1：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为5mm、11mm、12mm、6mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用丁腈橡胶。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度14，所述第二区域具有粗糙度20以及所述第三区域具有粗糙度14。第四区域具有粗糙度22，所述第五区域具有粗糙度8以及所述第六区域具有粗糙度22。

实施例2：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为5mm、10mm、10mm、5mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用丁腈橡胶。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度16，所述第二区域具有粗糙度29以及所述第三区域具有粗糙度16。第四区域具有粗糙度27，所述第五区域具有粗糙度12以及所述第六区域具有粗糙度27。

实施例3：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为5mm、10mm、10mm、5mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用环氧树脂。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度16，所述第二区域具有粗糙度29以及所述第三区域具有粗糙度16。第四区域具有粗糙度27，所述第五区域具有粗糙度12以及所述第六区域具有粗糙度27。

实施例4：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为10mm、15mm、15mm、10mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用丁腈橡胶。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度16，所述第二区域具有粗糙度29以及所述第三区域具有粗糙度16。第四区域具有粗糙度27，所述第五区域具有粗糙度12以及所述第六区域具有粗糙度27。

实施例5：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为7mm、12mm、12mm、7mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用丁腈橡胶。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度16，所述第二区域具有粗糙度29以及所述第三区域具有粗糙度16。第四区域具有粗糙度27，所述第五区域具有粗糙度12以及所述第六区域具有粗糙度27。

实施例6：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为5mm、10mm、10mm、5mm。其中第一阻尼层、第四阻尼层均选用丁腈橡胶，第二、第三阻尼层选用环氧树脂。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度16，所述第二区域具有粗糙度29以及所述第三区域具有粗糙度16。第四区域具有粗糙度27，所述第五区域具有粗糙度12以及所述第六区域具有粗糙度27。

实施例7：

本发明只要求按照发明内容部分的记载分别在第一、四阻尼层使用某种材料，在第二、三阻尼层使用其它种类的材料。所以当第一、四阻尼层使用丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚硫橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶中的一种时，第二、三阻尼层使用聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂的一种时，都可以达到较好的效果，为了简洁的目的，本发明不再一一列举所有实验数据。

对比例1：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为3mm、17mm、17mm、3mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用丁腈橡胶。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度12，所述第二区域具有粗糙度29以及所述第三区域具有粗糙度16。第四区域具有粗糙度27，所述第五区域具有粗糙度12以及所述第六区域具有粗糙度27。

对比例2：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为2mm、16mm、17mm、3mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用丁腈橡胶。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度12，所述第二区域具有粗糙度10以及所述第三区域具有粗糙度12。第四区域具有粗糙度27，所述第五区域具有粗糙度12以及所述第六区域具有粗糙度27。

对比例3：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层厚度分别为2mm、16mm、17mm、3mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用聚乙烯。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度12，所述第二区域具有粗糙度10以及所述第三区域具有粗糙度12。第四区域具有粗糙度15，所述第五区域具有粗糙度19以及所述第六区域具有粗糙度15。

对比例4：

复合阻尼钢板由上自下依次由第一钢板层、第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第二钢板层组成。其中，第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层厚度分别为2mm、16mm、17mm。其中第一阻尼层、第二阻尼层、第三阻尼层、第四阻尼层均选用聚乙烯。第一、四阻尼层分别具有第一区域、第二区域以及第三区域，其中第二区域的粗糙度与所述第一区域及所述第三区域的粗糙度不同。第二、三阻尼层分别具有第四区域、第五区域以及第六区域，其中所述第五区域的粗糙度与所述第四区域及所述第六区域的粗糙度不同。第一区域具有粗糙度12，所述第二区域具有粗糙度10以及所述第三区域具有粗糙度12。第四区域具有粗糙度15，所述第五区域具有粗糙度19以及所述第六区域具有粗糙度15。

最后，为了进行实验验证，利用上述实施例1-6以及对比例1-4改造了北京1045卡车柴油机的油底壳，对比基准是未改造的1045卡车的柴油机噪声水平。其结果列于表1。此外，由于复合钢板的脱层一般都是疲劳强度下降造成的脱层，所以无法进行真实的实验验证，但是一般而言，本领域可以使用有限元计算代替实验验证，所以本发明使用有限元计算了这些复合钢板的疲劳强度，有限元计算模拟1045卡车在60km/h情况下的振动，模拟进行到发生脱层为止，记录脱层发生的时间。从表1中可以看出。相对于使用三层阻尼层，使用四层阻尼层的复合钢板的降噪性能大幅提高。并且进行成分设计、厚度设计、厚度之间关系设计之后，复合钢板的降噪性能均能大幅提高。此外，由于本申请首次使用了独特的阻尼层的粗糙度设计，使得复合钢板的抗脱层能力大幅提高。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。