КОЖУХ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности транспортного машиностроения и представляет собой конструкцию верхнего декоративного шумоизолирующего кожуха двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) транспортного средства.
Для снижения шума ДВС и, в частности, корпусного шума, излучаемого его верхней зоной (газораспределительным механизмом, клапанной крышкой, головкой цилиндров, впускным и выхлопным коллектором) корпуса широко применяются кожухи, содержащие внешнюю жесткую несущую оболочку из полимерного материала, выполняющую попутную функцию декоративного дизайна подкапотного пространства, закрепленную к отдельным деталям ДВС, и внутреннюю звукопоглощающую панель (внутреннюю футеровку несущей оболочки), выполняющую непосредственную функцию элемента шумоглушения ДВС.
Известны технические решения по патентам РФ №2172853 (кл. F 02 В 77/13, F 02 F 7/00) и №2209326 (кл. F 02 В 77/13, F 02 F 7/00) «Кожух ДВС транспортного средства», представляющие собой верхние шумопонижающие кожухи ДВС в виде закрепленных к корпусным деталям ДВС жестких декоративных оболочек, выполненных из плотного полимерного материала, изнутри футерованных пористым звукопоглощающим материалом - полимерным вспененным, например, типа открытоячеистого пенополиуретана или волокнистым - типа цельноформованного порозо (волокнистого материала органического или искусственного происхождения,
например, типа хлопковых или синтетических) в смеси с армирующими и термопластичными волокнами. Известные технические решения предусматривают применение монолитных звукопоглощающих футеровок в виде плоских объемных или цельноформованных сложной пространственной геометрической формы панелей, изнутри монтируемых к несущим жестким декоративным оболочкам экрана механическими крепежными элементами, липким клеевым слоем и термоадгезивным соединением встречных сопрягаемых поверхностей жесткой оболочки экрана и пористого слоя футеровки (или комбинацией указанных выше сопряжении).
Недостатком известных технических решений, например, технического решения защищенного патентом на изобретение России №2209326, МПК7 F 02 B 77/13, выбранного в качестве прототипа, является недостаточно высокая звукопоглощающая способность кожуха ДВС, ввиду весьма ограниченных площадей поверхностей поглощения звуковой энергии и пористой футерующей звукопоглощающей панели относительно высокой динамической жесткости пористого скелета звукопоглощающей футеровки, обусловленной ужесточающим (скрепляющим) воздействием на пористый слой внешней защитной декоративной звукопрозрачной облицовки пористого слоя футеровки (лавсановой, полиуретаной пленки, волокнистого слоя типа малифлиз и т.п.).
Решение технической задачи предусматривает существенное увеличение эффекта звукопоглощения футерующим пористым звукопоглощающим слоем кожуха, при одновременном уменьшении веса облицовки, и как следствие - удешевление конструкции кожуха.
Решение технической задачи заключается в том, что предлагается конструкция кожуха описанного выше типа, отличающаяся однако тем, что пористая звукопоглощающая футеровка содержит не менее 3-х плосколистовых (плоских листовых) звукопоглощающих автономных панелей, смонтированных на внутренней поверхности несущей декоративной оболочки и располагаемых между собой с зазорами у противолежащих торцов, величина которых не менее 1,5 толщины пористого слоя футерующих панелей.
При этом имеется в виду, что плосколистовая панель - это панель, вырубленная (вырезанная) из плоского листа пористого звукопоглощающего материала, ширина которой превышает высоту (толщину) панели.
Благодаря этой конструктивной особенности кожуха, как показали экспериментальные исследования опытных образцов, достигается существенное увеличение звукопоглощающих свойств футеровки, без увеличения площади фронтальной поверхности панели.
Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна.
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом полезная модель может быть осуществлена в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.
Другие особенности и преимущества настоящей полезной модели станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительный вариант реализации, на которых;
Фиг.1 и 2 - изображают, соответственно, вид в плане и поперечное сечение кожуха;
Фиг.3 - изображает схему, иллюстрирующую компенсацию потерь фронтальной площади поверхности футеровки дополнительными увеличениями площади поверхности звукопоглощения пористыми звукопоглощающими торцами автономных панелей.
Фиг.4 - изображает эффект изменения реверберационного коэффициента звукопоглощения монолитной панели и дробленного варианта (100 панелей) той же фронтальной площади поверхности толщиной 12,5 мм, располагаемых между собой с воздушными зазорами между торцами равными 20мм. Звукопоглощающий материал - открытоячеистый пенополиуретан АА 12,5 SMT, производства НПО «Тэкникал консалтинг», г. Тольятти.
Позициями в графической части показаны:
1 - несущая декоративная оболочка из плотного полимерного материала,
2 - плоская листовая (или плосколистовая) звукопоглощающая автономная панель,
3 - тонкая звукопрозрачная защитная пленка.
Как это видно из представленной графической части, предлагается конструктивное исполнение футерующей облицовки жесткой декоративной оболочки кожуха выполнением ее не в виде плосколистовой монолитной пористой звукопоглощающей футеровки заданной толщины, а в виде разнесенных с определенными зазорами между собой отдельных (автономных) локальных пористых звукопоглощающих панелей, выполненных из аналогичных плосколистовых пористых звукопоглощающих структур вспененного или волокнистого материала. В предложенных по заявке на полезную модель конструктивных вариантах исполнения футерующих облицовок кожуха реализуется эффект повышенного звукопоглощения обусловленного процессом более эффективного дифракционного звукопоглощениями свободными, более податливыми на динамическое воздействие звуковых волн краями отдельных нескольких (не менее 3-х) локальных панелей футеровки (суммарный периметр всех локальных панелей футеровки в этом случае в достаточной степени превосходит периметр монолитной панели футеровки той же фронтальной площади поверхности). Также существенно возрастает общая площадь звукопоглощения футеровки кожуха из-за появления дополнительной пористой поверхности звукопоглощения торцов отдельных локальных панелей футеровки (из-за большего суммарного периметра торцов). В этом случае, звуковые волны дополнительно поглощаются значительно возросшей площадью пористой звукопоглощающей поверхности торцов отдельных (многочисленных) локальных футерующих панелей футеровки. Как известно, свободные периферические зоны (свободные края) футерующей звукопоглощающей панели являются более динамически податливыми (менее динамически жесткими) в сравнении с более динамически жесткой центральной зоной панели, что обеспечивает краевым участкам более высокий звукопоглощающий эффект из-за возникающих в этих зонах больших динамических деформаций скелета пористой структуры звукопоглощающий облицовки под воздействием подающих на нее звуковых волн и связанных с этим необратимых потерь на преобразование механической энергии в тепловую, что в конечном итоге и обеспечивает увеличенный звукопоглощающий эффект кожуха.
Экспериментальные акустические исследования эффективности кожухов, монтируемых в верхней зоне корпуса ДВС, показали, что оптимальным с точки достижения высокого шумопонижающего эффекта ДВС и минимизации расхода звукопоглощающего материала, расходуемого на футерующую звукопоглощающую
облицовку кожуха ДВС, находится в следующем соотношении. Величина зазора Δ между торцами отдельных фрагментов футеровки (отдельных плосколистовых звукопоглощающих панелей, смонтированных на внутренней поверхности несущей декоративной оболочки экрана) должна быть не менее 1,5h, где h - толщина плосколистовой пористой звукопоглощающей футеровки панели, т.е. Δ>1,5h.В этом случае, частичная потеря фронтальной площади звукопоглощения за счет дробления монолитной звукопоглощающей панели на несколько (не менее 3) отдельных панелей, располагаемых между собой с зазором 1,5h с избытком компенсируется появлением дополнительных площадей поверхности противолежащих торцов рядом смонтированных панелей. Выбор меньшей величины зазора ослабляет эффект дифракционного ослабления шумового звукопоглощения периферическими зонами отдельных локальных панелей звукопоглощающей облицовки.
2
2
Таким образом, происходит, в том числе, и экономия расхода звукопоглощающего материала на величины выполненных зазоров между торцами отдельных панелей, а также уменьшается расход материала при раскрое малогабаритных деталей, включая возможность использования промышленных отходов в технологиях вырубки панелей пригодных для использования таковых в качестве малогабаритных локальных панелей. Также, как уже отмечалось выше, появление «дополнительных» свободных краев при применении большего числа локальных панелей той же фронтальной площади поверхности, что и монолитная (общий периметр нескольких мелких панелей превосходит периметр монолитной панели той же площади поверхности) влечет дополнительное увеличение эффекта звукопоглощения вследствие процесса дифракции звука на свободных краях панелей имеющих больший периметр. Именно по этой причине, узкая полоса звукопоглощающей панели, например, площадью 1 м (размерами 10 м × 0,1 м) обладает существенно большей звукопоглощающей способностью, чем квадратная панель той же площади 1 м (размерами 1 м × 1 м).
2
Как иллюстрирует фиг.4, дробление плосколистовой монолитной листовой панели из звукопоглощающего открытоячеистого вспененного материала толщиной листа 12,5 мм (материал типа АА 12,5 SMT, производства ЗАО НПП "Тэкникал консалтинг", г. Тольятти) фронтальной площадью 1 м на 100 отдельных панелей той
2
2
же фронтальной площади 1 м, с размещением каждой отдельной панели размером 50 × 200 мм между собой с зазорами между торцами 20 мм, позволяет существенно увеличить звукопоглощающие свойства панели (без какого либо увеличения площади фронтальной поверхности панели, равной 1 м). Реверберационный коэффициент звукопоглощения при таком дроблении указанной монолитной панели возрастает на 15...60%. Таким образом, подтверждается эффективность применения предложенной конструктивной концепции полезной модели в части улучшения шумопоглощающих качеств кожуха ДВС транспортного средства при выполнении дробленой зазорно монтируемой внутренней футеровки несущей оболочки кожуха в соответствии с объемом патентной защиты, представленным в независимом пункте формулы полезной модели.
Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным устройством ее реализации, показанным исключительно на прилагаемых фигурах. Остаются возможными изменения различных конструктивных элементов либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема притязаний настоящей полезной модели.