隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,汽車舒適性也越來越成為人們在購買汽車時考慮的一項重要指標,在現(xiàn)代汽車設(shè)計中這一性能也已經(jīng)成為了汽車五大重要性能中的一項.駕駛過程中噪音小,振動小,是舒適性的一大重要體現(xiàn),減振降噪性能也就是我們常說的汽車NVH 性能。引起汽車振動及噪音的來源有很多,也都有相應的措施及解決方案。發(fā)動機氣缸蓋罩密封減振系統(tǒng)主要是在滿足密封功能的基礎(chǔ)上減少發(fā)動機氣缸蓋罩的振動及噪音以提高舒適性。
發(fā)動機噪音是汽車噪聲的一個重要組成部分,從啟動、運行到怠速都會不同程度地產(chǎn)生噪音。它的噪聲會輻射到各個方向,然而對于汽車駕駛員或則乘客來說,產(chǎn)生直接影響的應該算是發(fā)動機的上表面,也就是噪音從發(fā)動機氣缸蓋罩傳遞到人的耳朵里。隨著發(fā)動機技術(shù)的快速發(fā)展,爆發(fā)壓力的不斷提高,特別是現(xiàn)在渦輪增壓器的廣泛應用,發(fā)動機運行過程中產(chǎn)生的振動及噪音也就會越來越大。振動及噪音通過發(fā)動機缸蓋傳遞到氣缸蓋罩,然而氣缸蓋罩是一個薄壁零件,振動輻射相對較強,從而對車輛駕駛員及乘客產(chǎn)生直接影響。為了降低振動和噪音,在滿足密封功能的基礎(chǔ)上曾加減振螺栓以達到這一效果。
發(fā)動機橡膠減振特別是密封減振系統(tǒng)的研究在國內(nèi)還不不成熟,目前主要通過臺架試驗來直接驗證密封減振效果,使得設(shè)計反復更改,且很難達到預期的效果,比如減振效果達不到,密封墊密封失效導致泄漏等情況。 主要原因是設(shè)計階段缺乏驗證,如沒有優(yōu)良的有限元分析能力,有效的減振分析軟件來模擬。本系統(tǒng)將在設(shè)計初期建立發(fā)動機模型,模擬發(fā)動機的振動頻率,可以比較直觀的看到整個系統(tǒng)的密封情況及氣缸蓋罩的減振效果。
傳統(tǒng)的密封條設(shè)計只要考慮密封墊片本身的壓縮量,滿足密封要求即可,缸蓋與缸蓋罩一般是剛性接觸的,這樣就會導致缸蓋的振動直接傳送到缸蓋罩,從而沒有減振的功能。與傳統(tǒng)的密封相比,密封減振系統(tǒng)增加了特殊的減振螺栓。密封墊片的截面也有所改變。目的是為了防止氣門室罩蓋與缸蓋大面積剛性接觸,以達到隔振的效果。但由于橡膠壓縮量的控制要求,需要有一個金屬部件用來限位,所以在螺栓總成上增加了金屬襯套以控制螺栓橡膠圈與密封墊片的壓縮量。
密封墊片結(jié)構(gòu)一般選用T型密封條或者金屬鑲嵌式結(jié)構(gòu)的密封墊。密封墊片結(jié)構(gòu)的選擇主要根據(jù)結(jié)合面的結(jié)構(gòu)而定.一般帶有槽的結(jié)合面,就選用T-型密封條技術(shù),而如果結(jié)合面是一個平面,則墊片的結(jié)構(gòu)需要采用金屬鑲嵌式密封墊技術(shù)。 墊片材料可以是硅橡膠,聚丙烯酸脂等.主要依據(jù)應用環(huán)境而定.該設(shè)計主要考慮兩大功能--密封和減振, 所以在設(shè)計時主要分兩大部分考慮,但是在設(shè)計過程中要結(jié)合起來,才能確保整個系統(tǒng)的功能滿足要求.設(shè)計主要分三大步驟.首先初步確立墊片與螺栓橡膠圈的截面,通過有限元分析得出兩截面的載荷變形曲線.有了載荷變形,也就得出了系統(tǒng)中兩彈性元件的剛性數(shù)據(jù)。通過剛性數(shù)據(jù)以及這個系統(tǒng)的重量,根據(jù)相關(guān)的公式可以求出系統(tǒng)的固有頻率。在設(shè)計時,有專門的NVH 分析工具,只要將載荷變形曲線以及相關(guān)的參數(shù)輸入NVH 分析工具. 除了可以得出密封減振系統(tǒng)的固有頻率以及墊片的壓縮量等數(shù)據(jù)。還可以比較清晰的看到所設(shè)計的這個系統(tǒng)對整個罩蓋減振效。
在有限元分析階段,要模擬發(fā)動機在螺栓擰緊狀態(tài)下各個部位的變形,要確保每個點的橡膠壓縮量滿足設(shè)計要求以滿足密封。
密封減振系統(tǒng)除了可以應用在發(fā)動機的缸蓋罩外,還可以用在發(fā)動機進氣歧管,油底殼等,特別是重型柴油機,對油底殼部位的減振要求比較苛刻.目前在柴油機市場得到了廣泛的應用,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,相信這套密封減振會得到越來越多的推廣和應用。