Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК БО 1346832 А д) 4 Г 02 В 77 3; Г 02 Г 7 00, Г О 1 1 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ екций на КК 6 главной о екции объема, заключенног кость, перпендикулярную ос КК 6. Момент инерции об но главной оси максимал ное отверстие 8 м.б. раз сечении проекций на КК инерции проекции объема. тиляционного отверстия 8 в скоростей колебаний лицев и соответственно вблизи з ний низших собственных го объема предотвращает и чание лицевой панели К вание звука из объема п ствие расположения вентил тия 8 в узлах низших воздушного объема, где з но. 4 з.п. ф-лы, 20 ил. извод- ттинспо про Толь. Серснизить шум Одно из вен чатого кожч сечении про ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Волжское объединениеству легковых автомобилей икий политехнический институт(54) МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕ НИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГО РАНИЯ(57) Изобретение позволяетмеханизма газораспределения.тиляционных отверстий 8 коробха (КК) 6 размещено на пере си инерции проо в КК 6, на плосям шкивов 1 и 2 с ъема относительен. Вентиляционмещено на пере 6 главных осей Выполнение венблизи зон виброой панели КК 6 он узлов давлеформ воздушнонтенсивное зву- К 6 и высвечиод КК 6 вследяционного отверсформ давлений вука не слыш- эИзобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроснию, а именно к механизмам газораспределения двигателей внутреннего сгорания.Целью изобретения является снижение шума механизма газораспределения.На фиг. 1 представлен механизм газораспределения по осям валов, разрез; на фиг. 2 то же, со стороны лицевой панели; на фиг. 3 - кожух механизма (упрощенный вариант в виде прямоугольного параллелепипеда); на фиг, 4 - эпюра распределения полей давлений воздушного обьема, заключенного в кожухе, на низшей собственной резонансной продольной форме колебаний; на фиг. 5 - то же, на поперечной форме колебаний; на фиг. 6 - то же, для второй формы продольных колебании; на фиг. 7 - то же, для второй формы поперечных колебаний; на фиг. 8 упрощенная схема лицевой панели кожуха (форма панели прямоугольная); на фиг. 9 эпюра распределения звуковьх давлений попродольной стороне панели на низшей (перьой) собственной резонанснои вибрационной форме; на фиг. 1 О - то же, по поперечной стороне панели; на фиг. 11 то же, по продольной стороне панели на второй низшей вибрационной форме; на фиг. 12- - тоже, по поперечной стороне панели; на фиг. 13и 14 . - эпюры распределения виброскоростей лицевой панели на низшей собственной резонансной форме колебаний; на фиг. 15и 16 - характер виброперемещений лицевой панели при ее колебаниях на низшей собственной резонансной форме; нафиг. 17 - перфорированная лицевая панель в статике; на фиг. 18то же, в динамике (при перетекании воздушной средысверху -- из зоны повышенного (+) давления, вниз -- в зону пониженного ( - .) давления; на фиг. 19 - то же (при перетскании воздушной среды снизу - из зоны швышенного (+) давления, вверх -- в зону пониженного (-) давления; на фиг. 20 схема оптимизации месторасположения вентиляционных отверстий.Механизм газораспределения двигателявнутреннего сгорания содержит ведущий 1и ведомый 2 шкивы, бесконечный приводной элемент 3, в частности зубчатый ремень, ведущий 4 и ведомый 5 валы (соответственно коленчатый и кулачковый распределительный), коробчатый кожух 6, установленный на корпусе двигателя 7, снабженный вентиляционными отверстиями 8, инатяжной ролик 9, установленный на оси 10.В качестве примера выполнения конструкции первоначально целесообразно рассмотреть вариан г кожуха 6, имекщего форму правильного параллелепипеда (идеальный случай), представленный на фиг. 3.Б результате оассмотрения эпкр давлений (фиг. 4 - -7) выявляется необходимость вылилнсния одного из отверстий 8 перфорации кожуха 6 напротив геометрическо 30). хс)З 5 Последний же (фактически статический момент площади) равен нулю только тогда.когда нулевая линия проходит через центртяжести площади проекции.Аналогичные заключения справедливы 40 для форм, описывающих распределение вибронапряжений в кожухе 6, а их узлы совпадают как раз с пучностями виброскоростей.Зона совпадения узловых линий давления низших продольных и поперечных форм 45 колебаний с зоной максимума виброскоростей панели реализуется как раз вблизицентра тяжести проекции панели (дляиспользуемых в настоящее время кожухов 6постоянной толщины).Первые собственные частоты внутренних 50 обьемов для используемых в настоящее время форм кожухов 6 достаточно хрошо коррелируются с плоШадью проекции панели илежат в пределахГ = (0,51,0) с/2;/Г, 55 где Г - площадь проекции, с - скорость звука.С учетом сказанного, для определенияоптимального (с акустической точки зрения)месторасположения вентиляционных отверс 5 10 15 20 25 го центра (или центра тяжести объема) параллелепипеда, так как именно в этом месте размещены узловые (нулевые) значения звукового давления на наиболее низших собственных формах воздушного объема, заключенного в полости кожуха 6. При этом (фиг, 18 - -19) также наиболее эффективно компенсируются поля давлений по обеим сторонам лицевой панели кожуха 6 на первой вибрационной моде.Аналогичным образом осуществляется оптимизация месторасположения отверстий 8 в узлах второй собственной формы давлений воздушного объема и одновременно в пучностях виброскоростей для второй вибрационной формы.В результате остальные четыре отверстия 8 расположены напротив центров тяжести условных квадрантов, образованных пересечением продольных и поперечных плоскостей, пересекающихся в геометрическом центре кожуха 6.На практике, как правило, кожух 6 имеет более сложную геометрическую форму. Оптимизация месторасположения отверстий 8 в этом случае осуществляется исходя из того, что зона виброскоростей и зона узлов давлений тяготеют к центру тяжести проекции панели, так как распределение давлений в собственных формах удовлетворяет соотношению ортогональности)г Рд 1 = О.Для первой формы распределение давлений вдоль оси координат близко к линейному, тогда интервал (1) пропорционален интегралу10 15 20 25 форлу,га ггзобретени г 30 35 40 50 55 тий 8 производятся следующие операции (фиг. 20). Проектируется объем кожуха 6 на торец двигателя, на котором закреплен кожух 6 (эта плоскость перпендикулярна осям шкивов). Определяются главные оси инерции проекции объема, а также центр тяжести проекции объема. Найденные проекции проектируются в обратную сторону на поверхность кожуха 6. На пересечении проекций на кожух 6 главных осей инерции проекций объема необходимо разместить вентиляционное отверстие 8.Это общий случай определения месторасположения отверстия 8. Расположение остальных отверстий определяется аналогичным образом. Только в этом случае проектируется не весь объем кожуха 6, а объемы каждой из геометрических фигур, образованной продольными и поперечными плоскостями, пересекающимися в центре тяжести объема кожуха 6 и ограниченной частью внешнего контура кожуха 6.На практике не всегда удается оптимизировать по акустике размещение всех вентиляционных отверстий 8. В этом случае неоптимальным образом расположенные отверстия 8 могут быть снабжены звукопоглощающим воздухопроницаемым материалом, например пористым сетчатым материалом. Окончательное определение уточненных положений зон максимумов виброскоростей и узлов давления и далее мест их наиболее эффективного пересечения может быть определено при помощи виброшупов и акустических зондов экспериментальным способом.Механизм газораспределения работает следующим образом.Возбуждение конструкций кожуха 6 механизма газораспределения возникает из-за звукового излучения от вибрирующих агрегатов и поверхности двигателя, охваченного кожухом 6, пульсаций давлений воздушного объема, заключенного в кожухе 6, обусловленных вибрирующими и движущимися элементами, а также из-за вибрации стыковочных зон кожуха 6 с излучающими поверхностями. Причем, последняя причина возбуждения кожуха устраняется достаточно хорошо и эффективно путем применения вибропоглощающих прокладок в зонах стыка.Под воздействием названных причин кожух 6 совершает интенсивные колебания, в особенности сильные на собственных резонансных частотах. На резонансных режимах колебаний на лицевой поверхности кожуха 6 образуются зоны максимальных (пучности) и минимальных (узлы) давлений (фиг, 8 - 16). Зоны, в которых локализуются пучности, являются основными шумообразующими участками кожуха, так как они формируют поля давления вследствие максимальных вибраций этих зон и выталкивания и втягивания воздуха, прилегагоцгсго к этим зонам в )бе сто)цгцг о этих зон. В воздаяцом обьеме под кожухом 6 также формируются поля давлений ца собственных резонансных формах этого ооъемд, св 5 гзггццые с геометрцгоски ми пгграметрами (размсрамц) этого объема. Выполнение вентиляционных отверстий 8 (фиг. 3) вблизи зоц виброскоросгей колебаний лицевой панели кожуха 6 ц соответственно вблизи зон узлов давлений цизццх собственных форм воздушного объема пр- дотвращает интенсивное звучацие стенки (лицевой панели) кожуха 6 вследствие акустического короткого замыкания между лицевой и обратной сторонами вибрирующей лицевой стенки кожуха 6 через вентц.яционные отверстия 8 за счет оптимального с акустической точки зрения) расположения отверстий 8 ца кожухе 6, а также предотвращает высвечивацце звука из объема под кожухом 6, которое является наиболее интенсивным на резонансных частотах воздушного обьсма (на его ццзшцх резонансных формах) вследствие оптимального расположения отверстий 8в узлах цизших форм давлений воздушного объема, где звука це слышно. 1. Механизм газораспределения двцгате ля вцутреццего сгорания, содержащий всдуцгий и ведомый валы и установленные на пих соответственно ведущий и ведомый шкивы, связанные между собой прц помощи бссконечного приводного элемента и помещенные в коробчатый кожух, установленный на корпусе двигателя ц сцабжсццьй вентиляционными отверстиями, от.гггчанигггися тем, что, с целью снижения шума, одно из отверстий размещено ца пересечении проекции ца кожух главной осц инерции проекции объема, заключенного в кожухе, на плоскость, перпендикулярную осям шкивов с кожухом, причем момент инерции объема относительно главой осц максимален. 2. Механизм по и. 1, от.гичаюцш)- ся тем, что отверстие размещено на пересечении проекций ца кожух главных осей инерции проекции объема. 3 Чеханизм по пп 1 и 2 отличаю- и(ийся тем, что по меньшей мере одно из отверстий размещено на пересечении главной оси инерции проекции объема геометрической фигуры, образованной продольной и поперечной плоскостями, пересекающим- ся в центре тяжести объема кожуха, ограниченной частью внешнего контура кожуха, с последним, причем момент ггцерции фигуры относительно главной оси максимален.4. Механизм по пп.- -3, от,гичающийся тем, что по меньшей мере олно из отверстий снабжено звукоизолируюпим воздухопроницаемым элементом. 5. Механизм по пп. 1 - -4, от,гичаюиийс тем, что звукоизолирующий элемент выполнен из пористого сетчатого материала.Фиг.7 Фиг.18 Фиг 19 ПрОЕКция На НОНГнХ Праенцця ЕяООНОй ОСцпйоекциЯ центра тйкестц инерццц ооьег 1 аолеа/7 РоенццЯ яооноц оси инерции оде Ппоскосщь,лерпенВинуянрная осяю оато Риг.2 витедь В.Верес анни ковКорректор С. ЧерниПодписноеизобретений и открытийб., д. 45жгород, ча. Проектная, 4 Р по дспаь лушская н пятне, г. У СостлТекрсд И.Тираж 503енного когиитета ССМосква, Ж - 35, Риграфицескос пре;и сдактор А. Воровинаказ 465434НИИПИ Государств113035,1 роизводственно.по Проекция