КОЖУХ КАРТЕРА СЦЕПЛЕНИЯ СИЛОВОГО АГРЕГАТА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2000 года по МПК F02B77/13 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к корпусным деталям машин и механизмов, а конкретно - к кожухам силовых агрегатов транспортных средств, в частности автомобилей.

Устройство и работа силового агрегата, в частности автомобиля ВАЗ-2108, описаны в книге В.А. Вершигора и др. Автомобиль ВАЗ-2108, М., издательство ДОСААФ СССР, 1986, стр. 105-106, рис. 51.

Как это видно из рис. 51, картер сцепления жестко смонтирован с помощью болтовых соединений к задней торцевой части блок-картера двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) через металлические штампованные пластинчатые детали, включающие верхнюю и нижнюю крышки, которые выполняют функцию защитного кожуха.

Картер сцепления является динамически нагруженной корпусной деталью силового агрегата транспортного средства, жестко соединенной с блок-картером двигателя - силовой установкой, генерирующей как полезную механическую энергию, так и паразитную виброакустическую энергию, которая беспрепятственно передается как жестким структурным путем через крепежные элементы в зону взаимного стыка блок-картера двигателя на картер сцепления, так и воздушным путем, излучаемым зоной примыкания блок-картера цилиндров "покрытой" структурой картера сцепления. Вследствие всего этого картер сцепления динамически (виброакустически) возбуждается и в свою очередь излучает акустическую (шумовую) энергию своими стенками как во внешнюю среду, так и в замкнутое пространство самого картера сцепления. В этом замкнутом пространстве генерируется также и акустическая энергия, излучаемая колеблющимся маховиком ДВС (в основном это изгибные и осевые виброперемещения маховика) и вращающимися элементами непосредственно механизма сцепления (аэродинамический шум пропеллерного типа). Таким образом, в указанном замкнутом пространстве, охваченным стенками картера сцепления, аккумулируется акустическая энергия высокой интенсивности. При этом наиболее слабым звеном этой механической колебательной и шумоизлучательной системы является наиболее виброактивный тонкостенный корпус кожуха картера сцепления, возбуждаемый как жестким структурным путем от зоны соединения с блок-картером двигателя, так и воздушным путем со стороны замкнутого картерного пространства. По сути дела кожух корпуса картера сцепления представляет собой пластинчатый излучатель звука типа диафрагмы громкоговорителя акустической системы.

В качестве прототипа принят патент США N 3942502, кл F 02 F 7/00, НКИ 123-195, 1976, из которого известен кожух картера сцепления силового агрегата транспортного средства, в частности автомобиля, содержащий по крайней мере одну тонколистовую деталь, закрепленную в стыке соединения блок-картера двигателя с картером сцепления.

Развитая по поверхности, жестко закрепленная тонколистовая деталь в данном случае является интенсивным излучателем звука, эквивалентным тонкостенной изгибноколеблющейся диафрагме. Причем жесткие литые корпуса блок-картера двигателя и сцепления являются усилителями излучаемого звука этой своеобразной диафрагмой, выполняя функцию, аналогичную функции герметичного корпуса акустической системы с громкоговорителями, исключая, таким образом, процесс короткого акустического замыкания колеблющейся диафрагмы через свободные периферические края диафрагмы между лицевой (внешней) и тыльной (внутренней) поверхностями диафрагмы. Таким образом, увеличивается КПД такой звукоизлучательной системы с соответствующим усилением излучаемого звука.

Наличие сквозных вентиляционных отверстий в колеблющейся тонкостенной диафрагме благоприятно сказывается на уменьшении излучения звука только низкочастотных поршневых акустических мод. Высокочастотные изгибные моды не могут эффективно подавляться в силу ограниченного числа отверстий и их незначительной площади, поскольку основное их назначение - частичная вентиляция внутреннего пространства кожуха, в котором размещены механизмы сцепления. В противном случае при сильноперфорированной конструкции тонкостенного кожуха (выполнение больших вентиляционных отверстий) теряется ее прямое функциональное назначение - защита от прямого попадания твердых абразивных и аморфных частиц, воды, смазки и т.д. Также нежелательно попадание продуктов фрикционного износа накладок сцепления (в состав которых входит концерогенный асбест) в окружающую среду из полости картера сцепления через сильноперфорированный кожух.

Конструкция описанного кожуха не обеспечивает эффективный теплоотвод от термонагруженной конструкции корпуса картера сцепления (от горячего блока цилиндров и горячих элементов механизма сцепления в процессе фрикционного трения накладок) и эффективного рассеивания выделяемого при этом тепла.

Прототип также не обеспечивает эффективного поглощения звука от источников внутри и вне корпуса картера сцепления ввиду того, что в нем используется жесткая металлическая звукоотражающая структура. Т.е. звук, излучаемый маховиком двигателя, стартером, накладками сцепления, стенками картера сцепления, блока цилиндров и масляного поддона в связи с этим практически не поглощается.

Конструкция кожуха по прототипу не обеспечивает вибродемпфирования структуры стенок блок-картера ДВС и сцепления ввиду использования тонкого жесткого металлического листа с низким коэффициентом механических потерь (низким внутренним трением материала).

Задачей изобретения является снижение шума, генерируемого силовым агрегатом транспортного средства, и повышение эксплуатационных качеств механизма сцепления.

Для решения поставленной технической задачи предлагается кожух, выполненный в виде металлической тонколистовой детали, жестко закрепленной в стыке блок-картера двигателя с картером сцепления, изготовить из высокодемпфирующего металлического пористого или волокнистого прессованного газопроницаемого материала, например из пористого сетчатого материала.

Таким образом, поставленная техническая задача решается за счет применения в конструкции кожуха материала, обладающего высокоэффективным собственным виброшумодемпфированием и слабым звукоизлучением, а также обеспечивающим эффективное звукопоглощение аэродинамического шума. Очень важно то, что описанные качества такого кожуха не зависят от его температурного состояния. Отпадает необходимость во введении в конструкцию кожуха специальных вентиляционных окон, поскольку его структура вследствие пористости и газопроницаемости обеспечивает вентиляцию и отвод тепла из внутренней полости кожуха.

На фиг. 1 показано размещение конструкции заявляемого кожуха в кинематической схеме силового агрегата транспортного средства.

На фиг. 2 показано продольное осевое сечение кожуха классической компоновки.

На фиг. 3 показано продольное осевое сечение кожуха переднеприводных автомобилей ВАЗ.

Кожух 1 силового агрегата транспортного средства жестко закреплен, например, болтами, шпильками или другими аналогичными крепежными элементами в стыке торцевых стенок блок-картера ДВС 2 и картера сцепления 3.

Работает предлагаемый кожух обычным образом, при этом выполнение кожуха 1 из высокодемпфирующего пористого или волокнистого металлического прессованного газопроницаемого материала позволяет в значительной степени устранить недостатки, присущие прототипу и обозначенные выше. Обусловлено это теми обстоятельствами, что структура кожуха 1 обладает как высокоэффективным собственным виброшумодемпфированием и слабым звукоизлучением, так и звукопоглощением воздушного шума, генерируемого близкорасположенными источниками, расположенными в полости картера сцепления. Причем эффективность кожуха 1 не зависит от температурного состояния его структуры. Одновременно с этим кожух 1 эффективно демпфирует и саму структуру картера сцепления как подключенный к его торцевой части вязкоупругий демпфер, работающий на растяжение-сжатие и изгиб. Газопроницаемая структура кожуха 1 обеспечивает вентиляцию и соответствующий отвод тепла оболочкой кожуха 1 в окружающую среду от сопрягаемого картера твердым путем, т.е. необходимость выполнения в кожухе 1 специальных вентиляционных отверстий отпадает. Такой прием предотвращает попадание в окружающую среду продуктов фрикционного износа и паров масла, а из окружающей среды в полость картера сцепления абразивных и жидких внедрений (пыль, вода, снег и пр.), находящихся во встречном потоке воздуха, в процессе движения автомобиля (в особенности по несовершенным дорожным покрытиям).

Уместно добавить, что расположение звукопоглощающей структуры кожуха 1 картера сцепления в непосредственной близости от таких известных доминирующих источников шума ДВС, как масляный поддон и нижняя часть блок-картера 2 ДВС, позволяет кожуху 1 являться звукопоглощающим устройством и для указанного шумового излучения, что позволяет дополнительно снизить шум двигателя и транспортного средства в целом.

Остается отметить, что в части геометрии в сравнении с прототипом конструкция кожуха практически не изменилась, предлагаемая структура материала обладает высокими физико-механическими свойствами, а изготовление таких кожухов возможно по безотходной технологии, путем горячего или холодного прессования составных металлических компонентов.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к корпусным элементам машин и механизмов. Изобретение снижает шум и повышает эксплуатационные качества. Кожух содержит по крайней мере одну тонколистовую деталь, закрепленную в стыке соединения торцов блок-картера двигателя и картера сцепления, причем деталь выполнена из высокодемпфирующего пористого или волокнистого металлического газопроницаемого материала, например пористого сетчатого материала. Возможен вариант и сборной конструкции кожуха, когда он состоит из нескольких тонколистовых деталей. Область преимущественного применения - легковые автомобили. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Кожух картера сцепления силового агрегата транспортного средства, в частности автомобиля, содержащего по крайней мере одну тонколистовую деталь, закрепленную в стыке соединения блок-картера двигателя с картером сцепления, отличающийся тем, что тонколистовая деталь выполнена из высокодемпфирующего пористого или волокнистого металлического прессованного газопроницаемого материала. 2. Кожух по п.1, отличающийся тем, что тонколистовая деталь выполнена из пористого сетчатого материала.