RU2149272C1 - Oil sump of internal combustion engine - Google Patents
Oil sump of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2149272C1 RU2149272C1 RU98111325/06A RU98111325A RU2149272C1 RU 2149272 C1 RU2149272 C1 RU 2149272C1 RU 98111325/06 A RU98111325/06 A RU 98111325/06A RU 98111325 A RU98111325 A RU 98111325A RU 2149272 C1 RU2149272 C1 RU 2149272C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- damping
- noise
- viscoelastic
- oil
- oil sump
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 47
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к корпусным деталям двигателя внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to engine building, in particular to body parts of an internal combustion engine (ICE).
Конструкция масляного поддона, являющегося сборником масла, должна удовлетворять как минимум двум основным требованиям: обладать хорошим теплоотводом наружной поверхности для охлаждения масла и малым уровнем шума, излучаемым стенками поддона в окружающую среду (низким корпусным звуком). The design of the oil pan, which is the oil collector, must satisfy at least two basic requirements: have a good heat sink on the outer surface for cooling the oil and a low noise level emitted by the walls of the pan to the environment (low cabinet sound).
С целью снижения шумоизлучения масляных поддонов существует целый ряд технических решений. Известны, в том числе, технические решения, направленные на ужесточение структуры стенок поддона. Так, в патенте СССР N 1083923, МКИ F 02 F 7/00, опубликован 30.03.84, заявитель ф. МАН (ФРГ), с целью повышения эффективности шумоглушения предлагается выполнять боковые стенки ступенчатой формы, которые снабжены гофрами и плоскими участками, равномерно чередующимися между собой. Кроме того, днище и боковые стенки снабжены ребрами жесткости. Очевидно, что такое ужесточение конструкции поддона существенно повысит его динамическую жесткость и снизит амплитуду вынужденных колебаний стенок в низкочастотной области. В тоже время данная конструкция обладает двумя существенными недостатками - ужесточая стенки поддона, собственные частоты повышаются, но не уходят полностью из звукового диапазона, а переходят в высокочастотную область, где звукоизлучение также сильно и даже субъективно воспринимается человеческим ухом как более неприятное, а другим недостатком является то, что ужесточение конструкции не позволяет добиться эффекта диссипации вибрационной энергии, т.е. преобразования вибрационной энергии в тепловую, что сохраняет высокие амплитуды колебаний и, соответственно, высокие уровни излучаемой звуковой энергии на собственных (более высоких) частотах колебаний ужесточенной конструкции. In order to reduce the noise emission of oil pallets, there are a number of technical solutions. Known, including technical solutions aimed at tightening the structure of the walls of the pallet. So, in USSR patent N 1083923, MKI F 02 F 7/00, published March 30, 84, the applicant f. MAN (Federal Republic of Germany), in order to increase the efficiency of sound attenuation, it is proposed to carry out side walls of a stepped form, which are equipped with corrugations and flat sections that are evenly alternating between themselves. In addition, the bottom and side walls are provided with stiffeners. Obviously, such a tightening of the design of the pallet will significantly increase its dynamic stiffness and reduce the amplitude of the forced oscillations of the walls in the low-frequency region. At the same time, this design has two significant drawbacks - by tightening the walls of the pallet, the natural frequencies increase, but do not completely leave the sound range, but move to the high-frequency region, where sound is also strongly and even subjectively perceived by the human ear as more unpleasant, and the other drawback is the fact that the tightening of the structure does not allow to achieve the effect of dissipation of vibrational energy, i.e. conversion of vibrational energy into heat, which maintains high oscillation amplitudes and, accordingly, high levels of radiated sound energy at natural (higher) vibration frequencies of a tightened structure.
Другая группа известных технических решений направлена на снижение передачи вибрационной энергии от колеблющегося блок-картера на масляный поддон, например, заявка Франции N 2398887, МКИ F 02 F 11/00, публ. 13.03.79, где поддон крепится к блок-картеру через специальные промежуточные эластичные виброизолирующие элементы, частично ослабляющие динамическое возбуждение стенок и, соответственно, ослабляющее звукоизлучение поддона. Недостатком такого решения являются сложности в получении приемлемого виброизолирующего эффекта в такой специфической зоне, как соединение поддона и блок-картера, где из-за высокотемпературного воздействия и необходимости противостоять такой химически агрессивной среде, как масло, очень сложно применить эластичные элементы с приемлемыми виброизолирующими качествами. Another group of well-known technical solutions is aimed at reducing the transmission of vibrational energy from an oscillating crankcase to an oil sump, for example, French application N 2398887, MKI F 02 F 11/00, publ. 03/13/79, where the pallet is attached to the block crankcase through special intermediate elastic vibration-isolating elements that partially weaken the dynamic excitation of the walls and, accordingly, weaken the sound emission of the pallet. The disadvantage of this solution is the difficulty in obtaining an acceptable vibration-isolating effect in such a specific area as the connection of the sump and the block crankcase, where due to the high-temperature effect and the need to resist such a chemically aggressive environment as oil, it is very difficult to use elastic elements with acceptable vibration-isolating qualities.
Третье известное направление в снижении звукоизлучения масляных поддонов можно определить как демпфирование колебаний непосредственно стенок поддонов. Известен масляный поддон (патент Великобритании N 2276205, МКИ F 01 M 11/00, опубликован 21.09.94), где внутри масляной ванны выполнены выступы, которые образуют дополнительные масляные ванны, позволяющие покрывать маслом большую часть поверхности поддона, включая его верхнюю часть, и обеспечивать таким образом частичное демпфирование стенок маслом. Это исключает накопление масла только в нижней части поддона, а также приводит к повышенному звукоизлучению тех стенок поддона, которые не закрыты маслом. Ванны соединены между собой отверстиями, которые позволяют маслу перетекать из одной ванны в другую, выполняя таким образом важную функцию поддона - охлаждение масла. Очевидным недостатком такого решения является слабая эффективность и сложность изготовления конструкции поддона для условий массового конвейерного производства. The third known direction in reducing the sound emission of oil pallets can be defined as damping vibrations directly on the walls of the pallets. An oil pan is known (UK patent N 2276205, MKI F 01
В качестве одного из аналогов заявляемого технического решения выбран патент США N 5465692 МКИ F 02 F 7/00, опубликован 14.11.95, заявитель ф. "Ниссан Мотор" (Япония). Масляный поддон для ДВС включает в себя наружный поддон, присоединяемый к нижней стороне блока двигателя, и внутренний поддон, расположенный в пределах наружного поддона так, чтобы свободно плавать в жидкости (масле системы смазки), содержащейся в наружном поддоне. Данная конструкция, являясь средством снижения вибраций наружного поддона за счет частичной диссипации вибрационной энергии в промежуточном масляном слое между стенками наружного и внутреннего поддона (внутреннее трение при этом невысокое), в это же время обладает существенным недостатком: более низким теплоотводом с поверхности наружного поддона, т.к. конструкция структуры "металл-масло-металл" обладает более высоким теплоизолирующим эффектом. Также конструкция является материалоемкой. As one of the analogues of the claimed technical solution, US patent N 5465692 MKI F 02 F 7/00 was selected, published on November 14, 1995, the applicant f. Nissan Motor (Japan). The engine oil sump includes an outer sump attached to the underside of the engine block and an inner sump located within the outer sump so as to float freely in the fluid (oil of the lubrication system) contained in the outer sump. This design, as a means of reducing the vibrations of the outer pan due to the partial dissipation of vibrational energy in the intermediate oil layer between the walls of the outer and inner pan (internal friction is not high), at the same time has a significant drawback: lower heat dissipation from the surface of the outer pan, t .to. the structure of the metal-oil-metal structure has a higher heat-insulating effect. Also, the design is material intensive.
Известно также Авторское свидетельство СССР N 1562598 МКИ5 F 02 В 77/60, в котором для демпфирования колебаний и уменьшения шума от стенок поддона ДВС используется герметичная полость, заполненная жидкостью, которая и обеспечивает демпфирование. Указанное устройство отличается сложностью, неприемлемой для условий массового производства.The USSR Author's Certificate N 1562598 MKI 5 F 02 B 77/60 is also known, in which a sealed cavity filled with liquid is used to damp vibrations and reduce noise from the walls of the ICE pan, which provides damping. The specified device is complex, unacceptable for conditions of mass production.
Наиболее близкими аналогами заявляемого устройства являются:
- заявка Франции N 2155847, кл. В 32 В 15/00; B 21 D 22/00; В 32 B 31/00; G 10 K 11/00;
- заявка Японии N 63-18019, кл. F 02 F 7/00, F 01 M 11/00, F 16 M 1/02;
- заявка Японии N 3-48338, кл. F 02 B 77/00;
- заявка Японии N 4-13548, кл. F 02 F 7/00, F 02 B 77/00.The closest analogues of the claimed device are:
- application of France N 2155847, cl. 32 V 15/00; B 21 D 22/00; B 32 B 31/00; G 10
- Japanese application N 63-18019, cl. F 02
- Japan application N 3-48338, cl. F 02 B 77/00;
- Japanese application N 4-13548, cl. F 02
В противопоставленных устройствах отмечено применение промежуточных полимерных материалов (термостойкая резина, пластик с температурой текучести менее 150oC, интегрированный с углеродными нитями, бутилкаучук), располагаемых между внутренней металлической оболочкой поддона и внешней металлической оболочкой поддона. Таким образом, конструкция представляет собой 3-х слойный "сендвич" с внутренним полимерным пластиковым слоем и, соответственно, существенным снижением эффективности теплосъема с внешней оболочки поддона (вследствие теплоизолирующих воздействий пластикового слоя), или же устройство представляет собой локально демпфируемые участки поддона сложной конструкции и слабой технологичности.In opposed devices, the use of intermediate polymer materials (heat-resistant rubber, plastic with a pour point of less than 150 o C, integrated with carbon filaments, butyl rubber), located between the inner metal shell of the pallet and the outer metal shell of the pallet, is noted. Thus, the design is a 3-layer “sandwich” with an internal polymer plastic layer and, accordingly, a significant decrease in the efficiency of heat removal from the outer shell of the pallet (due to the heat-insulating effects of the plastic layer), or the device is a locally damped section of the pallet of complex design and poor manufacturability.
Наиболее близким по существу и в связи с этим принятым в качестве прототипа может быть устройство по патенту США N 5452693, кл. F 02 F 7/00. Согласно прототипу для демпфирования и подавления излучения шума стенок масляного поддона последний заключается в металлическую оболочку, футерованную изнутри шумовибродемпфирующим полимерным материалом. Внешняя звукоизолирующая оболочка виброизолированно монтируется к структуре непосредственно масляного поддона специальными зажимами. Таким образом, за счет динамических деформаций внутренней полимерной футеровки осуществляется поглощение излучаемого поддоном звука. В качестве недостатков прототипа следует отметить ухудшение теплосъема со стенок поддона вследствие термоизолирующих характеристик съемного кожуха поддона, трудоемкость его монтажа в условиях конвейерного массового производства, относительно высокую стоимость крепежных элементов кожуха. The closest in essence and in connection with this adopted as a prototype may be the device according to US patent N 5452693, class. F 02 F 7/00. According to the prototype, for damping and suppressing the noise emission of the walls of the oil sump, the latter consists of a metal shell lined from the inside with a vibration-damping polymer material. The external soundproofing shell is vibration-mounted to the structure of the oil pan directly with special clamps. Thus, due to the dynamic deformations of the inner polymer lining, the sound emitted by the pallet is absorbed. As the disadvantages of the prototype should be noted the deterioration of heat removal from the walls of the pallet due to the insulating characteristics of the removable casing of the pallet, the complexity of its installation in the conditions of mass production conveyor, the relatively high cost of fastening elements of the casing.
Заявляемое техническое решение подразумевает повысить эффективность демпфирования колебаний стенок масляного поддона, являющегося непосредственным излучателем звука, преимущественно в средне- и высокочастотной области (выше 400 - 500 Гц), за счет эффективной реализации механизма преобразования средне- и высокочастотной колебательной энергии в тепловую и сохранить при этом эффективный теплосъем со стенок масляного поддона при конструктивной и технологической простоте реализации устройства в производстве. The claimed technical solution implies increasing the efficiency of the damping of the walls of the oil sump, which is the direct emitter of sound, mainly in the medium and high frequency region (above 400 - 500 Hz), due to the effective implementation of the mechanism for converting medium and high frequency vibrational energy into thermal energy and at the same time save effective heat removal from the walls of the oil pan with constructive and technological ease of implementation of the device in production.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном масляном поддоне двигателя внутреннего сгорания со смонтированным на его внешней поверхности шумовибродемпфирующим узлом в виде прокладки из вязкоупругого демпфирующего материала и ограничивающей армирующей пластины названные прокладка и армирующая пластина выполнены в виде ограниченных локальных конструкций, при этом соотношение модуля упругости E, плотности ρ и толщины h материала вязкоупругой демпфирующей прокладки в рабочем температурном диапазоне + 80 ... 120oC определяется выражением
Шумовибродемпфирующий узел преимущественно размещается на верхней внешней поверхности стенок поддона в виде отдельных автономных дискретных элементов, которые в свою очередь могут быть разной толщины и могут быть изготовленными из различных материалов с отличающимися параметрами E и ρ . The noise-damping unit is mainly located on the upper outer surface of the walls of the pallet in the form of separate autonomous discrete elements, which in turn can be of different thicknesses and can be made of various materials with different parameters E and ρ.
Сущность изобретения поясняется на рисунках (чертежах);
- на фиг. 1 показана конструкция поддона с шумовибродемпфирующей накладкой;
- на фиг. 2 показан поперечный разрез структуры кузова в зоне установки промежуточной прокладки;
- на фиг. 3 показан характерный спектр шума, излучаемого масляным поддоном;
- на фиг. 4 показано сечение шумовибродемпфирующей накладки на стенку масляного поддона;
- на фиг. 5 показана частотная зависимость коэффициента потерь в заявляемой конструкции;
- на фиг. 6 показаны варианты конструктивного исполнения заявляемого узла, которые охарактеризованы соответственно п.4 и п.3 формулы изобретения.The invention is illustrated in the drawings (drawings);
- in FIG. 1 shows the design of a pallet with a noise damping pad;
- in FIG. 2 shows a cross-sectional view of a body structure in an intermediate gasket installation area;
- in FIG. 3 shows a characteristic spectrum of noise emitted by an oil pan;
- in FIG. 4 shows a cross section of a noise damping lining on the wall of the oil pan;
- in FIG. 5 shows the frequency dependence of the loss coefficient in the claimed design;
- in FIG. 6 shows options for the design of the claimed site, which are characterized respectively in
Масляный поддон, фиг. 1, закреплен на блок-картере 1 ДВС и содержит картер 2, вязкоупругую прокладку 3 и армирующую и ограничивающую пластину 4. The oil pan, FIG. 1, is mounted on the ICE block crankcase 1 and comprises a
На фиг. 2 показан вид сверху на данную конструкцию, из которого видно, что площадь верхней части масляного поддона, на которой установлено шумовибродемпфирующее устройство, не превышает 30% общей площади поверхности масляного поддона, что, таким образом, сохраняет необходимый высокотемпературный теплосъем с поверхности поддона и обеспечивает нормальную работу системы смазки двигателя (охлаждение масла). In FIG. Figure 2 shows a top view of this structure, from which it can be seen that the area of the upper part of the oil sump on which the noise-damping device is installed does not exceed 30% of the total surface area of the oil sump, which, thus, maintains the necessary high-temperature heat removal from the surface of the sump and ensures normal engine lubrication system (oil cooling).
С точки зрения обеспечения требуемой степени демпфирования структурных колебаний стенок картера данная конструкция предназначена для снижения структурного шума двигателя, передающегося на масляный поддон как через зоны крепления его к блок-картеру двигателя, так и воздушным путем, в замкнутом пространстве блок-картера и масляного поддона от звукоизлучающих элементов шатунно-поршневой группы. На фиг. 3 показан характерный спектр шума, излучаемого масляным поддоном двигателя легкового автомобиля. Из рисунка видно, что основная доля звуковой энергии сосредоточена в средне- и высокочастотной области звукового спектра. From the point of view of ensuring the required degree of damping of structural vibrations of the crankcase walls, this design is designed to reduce structural noise of the engine transmitted to the oil pan both through the zones of its attachment to the engine block crankcase and by air in an enclosed space of the crankcase and oil pan from sound-emitting elements of the connecting rod and piston group. In FIG. Figure 3 shows the characteristic spectrum of noise emitted by the oil pan of a car engine. The figure shows that the bulk of the sound energy is concentrated in the mid- and high-frequency region of the sound spectrum.
Суть предлагаемого технического решения состоит в реализации шумопонижающей конструкции, обеспечивающей демпфирование колебаний в указанной средне- и высокочастотной области (выше 400-500 Гц) за счет создания эффективного механизма необратимого преобразования колебательной энергии стенок поддона в тепловую, рассеиваемую в структуре вязкоупругого демпфирующего слоя прокладки. По основным составным деталям предлагаемая шумопонижающая конструкция (фиг. 4) не отличается от штатной классической конструкции, например, состоящей из вибродемпфирующего вязкоупругого материала с армирующей пластиной, и имеет присоединительную поверхность стенки 2 поддона, колебания которой должны быть задемпфированы 2 (в данном случае - стенки верхней части масляного поддона). Существенным отличием данной шумодемпфирующей конструкции является использование определенного вязкоупругого демпфирующего материала ограниченной прокладки 3, имеющего модуль упругости, преднамеренно заданный для конкретной конструкции, таким образом, чтобы обеспечивать наиболее эффективное шумовибродемпфирование в характерном среднее и высокочастотном диапазоне шума, излучаемого масляным поддоном. The essence of the proposed technical solution is to implement a noise-reducing design that provides damping of vibrations in the specified medium and high frequency region (above 400-500 Hz) by creating an effective mechanism for the irreversible conversion of the vibrational energy of the walls of the pallet into the heat dissipated in the structure of the viscoelastic damping layer of the gasket. In terms of the main components, the proposed noise reduction structure (Fig. 4) does not differ from the standard classical structure, for example, consisting of a vibration-damping viscoelastic material with a reinforcing plate, and has a connecting surface of the
Механизм эффективного демпфирования средне- и высокочастотных колебаний в данной конструкции следующий. Если в механической колебательной структуре, показанной на фиг. 4, содержащей металлический лист, вязкоупругий демпфирующий слой и ужесточающий армирующий элемент в виде локальной пластины, в низкочастотной области реализуется преимущественно механизм демпфирования трехслойной конструкции типа сэндвича: "пластина - вязкоупругий материал - жесткий усилитель", причем необратимое преобразование энергии колебаний в тепловую энергию происходит за счет интенсивных сдвиговых деформаций вязкоупругого слоя, то предлагаемая шумодемпфирующая конструкция реализует другой механизм демпфирования, основанный на реализации преимущественно средне- и высокочастотных деформаций "растяжение-сжатие" вязкоупругого слоя. Изгибно-колеблющаяся ограниченная пластина (стенка поддона) возбуждает при этом колебания и соответствующие деформации демпфирующего слоя материала, по структуре которого в направлении его толщины распространяются упругие поперечные волны. За счет внутренних (молекулярных) потерь в структуре вязкоупругого демпфирующего материала после многократных отражений волн от жестких структур листа (стенка поддона) и ужесточающего армирующего элемента происходит необратимое преобразование механической колебательной энергии элементов такого механического узла в тепловую энергию, необратимо рассеиваемую в структуре вязкоупругого демпфирующего слоя. Величина таких необратимых потерь зависит от скорости (cр) распространения поперечной волны в вязкоупругом демпфирующем материале, которая определяется по формуле (1).The mechanism of effective damping of medium and high frequency vibrations in this design is as follows. If in the mechanical vibrational structure shown in FIG. 4, containing a metal sheet, a viscoelastic damping layer and a reinforcing reinforcing element in the form of a local plate, in the low-frequency region, a damping mechanism of a three-layer sandwich type construction is mainly implemented: "plate - viscoelastic material - rigid amplifier", and irreversible conversion of vibrational energy into thermal energy occurs Due to intense shear deformations of the viscoelastic layer, the proposed noise-damping design implements another damping mechanism based on th on the implementation of mostly medium and high deformations "stress-strain" viscoelastic layer. In this case, a bending-oscillating limited plate (the wall of the pallet) excites vibrations and corresponding deformations of the damping layer of the material, along the structure of which elastic transverse waves propagate in the direction of its thickness. Due to internal (molecular) losses in the structure of the viscoelastic damping material after repeated wave reflections from the rigid sheet structures (pallet wall) and the toughening reinforcing element, the mechanical vibrational energy of the elements of such a mechanical assembly is irreversibly converted into thermal energy irreversibly dissipated in the structure of the viscoelastic damping layer. The magnitude of such irreversible losses depends on the velocity (c p ) of the shear wave propagation in the viscoelastic damping material, which is determined by the formula (1).
где E - модуль упругости вязкоупругого, демпфирующего материала, ρ - плотность вязкоупругого, демпфирующего материала. Частотная зависимость коэффициента потерь (η) для конструкции, использующей данный принцип демпфирования колебаний, представлена на фиг. 5. Резонансная частота fr, на которой коэффициент потерь имеет максимальное значение, определяется из условия равенства толщины материала (h) 1/4 длины распространяемой в ней поперечной волны λ :
и, следовательно,
Для эффективного демпфирования колебаний тонкостенных панелей типа стенок масляного поддона в частотной области выше 400 Гц в такой конструкции узла предлагается выдерживать соотношение значений модуля упругости, плотности и толщины вибродемпфирующего материла (параметров E, ρ и h) таким образом, чтобы резонансная частота такой колебательной системы, определяемая по формуле (2), лежала в пределах 700 - 800 Гц. Далее, преобразовывая формулу (2) с учетом fr = 700 ... 800 с-1, имеем:
При этом, учитывая зависимость физических параметров вязкоупругого демпфирующего слоя от рабочей температуры, приведенные величины и их соотношения выбираются для основного температурного эксплуатационного режима масляного поддона +80 ... +120oC.
where E is the elastic modulus of a viscoelastic damping material, ρ is the density of a viscoelastic damping material. The frequency dependence of the loss coefficient (η) for a structure using this principle of vibration damping is shown in FIG. 5. The resonant frequency f r , at which the loss coefficient has a maximum value, is determined from the condition that the material thickness (h) is equal to 1/4 of the length of the transverse wave λ propagated in it:
and therefore
To effectively damp the vibrations of thin-walled panels such as the walls of the oil sump in the frequency domain above 400 Hz, it is proposed to maintain the ratio of the elastic modulus, density and thickness of the vibration damping material (parameters E, ρ and h) in such a design of the assembly so that the resonance frequency of such an oscillation system determined by the formula (2), lay in the range of 700 - 800 Hz. Further, transforming the formula (2) taking into account f r = 700 ... 800 s -1 , we have:
Moreover, taking into account the dependence of the physical parameters of the viscoelastic damping layer on the operating temperature, the given values and their ratios are selected for the main temperature operating mode of the oil sump +80 ... +120 o C.
В случае выполнения соотношения (3) реальные значения добротностей резонансных колебаний такой колебательной системы перекроют требуемый частотный диапазон шумоподавления, начиная с 400 Гц, и обеспечат наиболее эффективное демпфирование средне- и высокочастотного звукового излучения масляного поддона, решая таким образом актуальную проблему улучшения виброакустических качеств автотранспортных средств. С другой стороны, в сравнении с нерезонансным демпфированием максимальное рассеивание механической колебательной энергии на частотах, соответствующих максимальным амплитудам деформаций вязкоупругого слоя, обусловлено реализацией большей механической работы, необратимо преобразуемой в теплоту. В то же время, демпфирование колебаний конструкции (стенок масляного поддона) в высокочастотной области позволяет увеличить потери в колебательной системе (по сравнению с низкочастотной областью) также за счет большей механической работы, совершаемой в системе (благодаря большому числу колебаний за единицу времени). If relation (3) is fulfilled, the real values of the quality factors of resonant vibrations of such an oscillatory system will cover the required noise reduction frequency range starting from 400 Hz and provide the most effective damping of the medium and high frequency sound radiation of the oil sump, thereby solving the urgent problem of improving the vibroacoustic qualities of vehicles . On the other hand, in comparison with nonresonant damping, the maximum dispersion of mechanical vibrational energy at frequencies corresponding to the maximum strain amplitudes of the viscoelastic layer is due to the implementation of more mechanical work that is irreversibly converted into heat. At the same time, damping of structural vibrations (walls of the oil pan) in the high-frequency region allows one to increase losses in the oscillatory system (compared with the low-frequency region) also due to the greater mechanical work performed in the system (due to the large number of vibrations per unit time).
Для сохранения заданной шумовибродемпфирующей эффективности и обеспечения эффективного теплообмена между масляным поддоном и окружающим его воздухом шумовибропоглощающая конструкция может быть выполнена как в виде одной локальной конструкции, так и нескольких отдельных конструкций, распределенных по поверхности преимущественно верхней части масляного поддона как наиболее шумоактивной как это показано на фиг. 1. Для расширения частотной области эффективной работы шумовибродемпфирующей конструкции узла толщина накладки h может быть различной, как это показано на фиг. 6. В этом случае в зоне толщины h1 (наибольшей толщины) обеспечивается поглощение более низкочастотной виброакустической энергии, а в зонах, где вибродемпфирующая прокладка имеет меньшую толщину h2, обеспечивается поглощение более высокочастотной вибрационной энергии, как это определено соотношением (3).In order to maintain a given noise-vibration-damping efficiency and ensure effective heat transfer between the oil sump and the air surrounding it, the noise-absorbing structure can be made in the form of one local structure or several separate structures distributed over the surface of the predominantly upper part of the oil sump as the most noise-active as shown in FIG. . 1. To expand the frequency domain of the effective operation of the noise-damping design of the assembly, the thickness of the lining h can be different, as shown in FIG. 6. In this case, in the zone of thickness h 1 (the largest thickness), absorption of lower frequency vibroacoustic energy is provided, and in areas where the vibration damping pad has a smaller thickness h 2 , absorption of higher frequency vibrational energy is provided, as defined by relation (3).
С учетом того, что основная доля виброакустической энергии излучается преимущественно верхней, присоединенной к плоскости блок-картера частью масляного поддона, а нижняя часть поддона, как часть резервуара, заполненного маслом, излучает звук более слабо, а нуждается в охлаждении масла более сильно, локальные шумовибродемпфирующие пластины монтируются преимущественно по периферии верхней зоны масляного поддона, не оказывая таким образом заметного отрицательного влияния на теплосъем со стенок масляного поддона и не уменьшая при этом (что нежелательно) дорожный просвет (клиренс) транспортного средства, на котором смонтирован двигатель. Taking into account the fact that the main part of the vibro-acoustic energy is emitted mainly by the upper part of the oil pan attached to the block crankcase plane, and the lower part of the pan, as part of the oil-filled tank, emits less sound and needs to be cooled more strongly, local noise-damping the plates are mounted mainly on the periphery of the upper zone of the oil sump, thus not having a noticeable negative effect on the heat removal from the walls of the oil sump and without decreasing ( it is undesirable) ground clearance (clearance) of the vehicle on which the engine is mounted.
Для реализации максимального демпфирующего эффекта с учетом различного преимущественного частотного диапазона излучения звука отдельными локальными зонами масляного поддона материал каждой или отдельной вязкоупругой демпфирующей прокладки может быть различным с отличающимися, преднамеренно заданными параметрами E и ρ . To realize the maximum damping effect, taking into account the different predominant frequency range of sound emission by individual local zones of the oil sump, the material of each or a separate viscoelastic damping pad may be different with different, intentionally given parameters E and ρ.
Claims (3)
2. Поддон по п.1, отличающийся тем, что шумовибродемпфирующий узел размещен преимущественно на верхней внешней поверхности стенок поддона.1. An oil pan of an internal combustion engine comprising a noise-damping assembly mounted on its outer surface, including a gasket of a viscoelastic damping material and a bounding reinforcing plate, characterized in that the viscoelastic noise-damping damping gasket with a reinforcing plate is made in the form of limited local structures, while the ratio of elastic modulus E, density ρ and thickness h a viscoelastic damping material gaskets in the working temperature range of 80 ... 120 o C determined expression is Busy
2. The pallet according to claim 1, characterized in that the noise-damping unit is located mainly on the upper outer surface of the walls of the pallet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98111325/06A RU2149272C1 (en) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Oil sump of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98111325/06A RU2149272C1 (en) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Oil sump of internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98111325A RU98111325A (en) | 2000-03-20 |
| RU2149272C1 true RU2149272C1 (en) | 2000-05-20 |
Family
ID=20207235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98111325/06A RU2149272C1 (en) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Oil sump of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2149272C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2596067C2 (en) * | 2010-12-23 | 2016-08-27 | Рено С.А.С. | Oil crankcase of internal combustion engine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2074645A (en) * | 1980-04-02 | 1981-11-04 | Nissan Motor | Noiseless covers |
| EP0047023A1 (en) * | 1980-09-03 | 1982-03-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Noise reducing cover for internal combustion engine |
| DE3425074A1 (en) * | 1984-07-07 | 1986-01-16 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München | SOUND INSULATED OIL PAN FOR A TRUCK COMBUSTION ENGINE |
| SU1562498A1 (en) * | 1988-02-08 | 1990-05-07 | Н.П.Мартынюк, В.Д.Шкилев, С.Н.Мартынюк и Л.Ф.Мартынюк | Arrangement for damping the oscillation of crankcase wall of vehicle ic-engine |
| US5452693A (en) * | 1994-12-09 | 1995-09-26 | Cummins Engine Company, Inc. | Oil pan noise enclosure and attachment system for same |
| DE19500543C1 (en) * | 1995-01-11 | 1996-02-29 | Daimler Benz Ag | Powered vehicle with sound insulation for sump |
-
1998
- 1998-06-15 RU RU98111325/06A patent/RU2149272C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2074645A (en) * | 1980-04-02 | 1981-11-04 | Nissan Motor | Noiseless covers |
| EP0047023A1 (en) * | 1980-09-03 | 1982-03-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Noise reducing cover for internal combustion engine |
| DE3425074A1 (en) * | 1984-07-07 | 1986-01-16 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München | SOUND INSULATED OIL PAN FOR A TRUCK COMBUSTION ENGINE |
| SU1562498A1 (en) * | 1988-02-08 | 1990-05-07 | Н.П.Мартынюк, В.Д.Шкилев, С.Н.Мартынюк и Л.Ф.Мартынюк | Arrangement for damping the oscillation of crankcase wall of vehicle ic-engine |
| US5452693A (en) * | 1994-12-09 | 1995-09-26 | Cummins Engine Company, Inc. | Oil pan noise enclosure and attachment system for same |
| DE19500543C1 (en) * | 1995-01-11 | 1996-02-29 | Daimler Benz Ag | Powered vehicle with sound insulation for sump |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2596067C2 (en) * | 2010-12-23 | 2016-08-27 | Рено С.А.С. | Oil crankcase of internal combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5245141A (en) | Sound-insulating and sound-damping composite structure | |
| KR20110055669A (en) | Noise reduction device and noise reduction method | |
| EP1916398A1 (en) | Vibration damping member | |
| RU2149272C1 (en) | Oil sump of internal combustion engine | |
| JP5590752B2 (en) | Sound insulation structure and sound insulation cover | |
| RU2149788C1 (en) | Noise-and-vibration damping unit of vehicle body panel | |
| RU2688566C1 (en) | Local vibration absorber | |
| RU2144620C1 (en) | Internal combustion engine timing gear drive | |
| RU2646879C1 (en) | Soundproofing casing | |
| RU2115813C1 (en) | Oil sump of internal combustion engine | |
| JP2020109451A (en) | Soundproofing device | |
| RU187881U1 (en) | Oil sump of internal combustion engine | |
| RU9264U1 (en) | OIL PALLET FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| RU2663976C1 (en) | Sound absorbing element | |
| RU2626471C1 (en) | Kochetov's sound absorbing element | |
| RU2115006C1 (en) | Oil sump of internal combustion engine | |
| RU2115814C1 (en) | Oil sump of internal combustion engine | |
| RU2117175C1 (en) | Oil pan of internal combustion engine | |
| RU2713264C1 (en) | Vibration absorber | |
| JP2011256857A (en) | Sound insulation structure | |
| SU1404669A1 (en) | Unit for fastening cylinder head cover shroud of internal combustion engine | |
| RU2788651C1 (en) | Propeller screw | |
| RU2115005C1 (en) | Oil sump of internal combustion engine | |
| RU2118683C1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2572177C1 (en) | Vibration-absorbing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050616 |