Привод механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: машиностроение, зубчатоременные приводы вспомогательных агрегатов двигателей внутреннего сгорания . Сущность изобретения: привод содержит ведущий и ведомый шкивы, охватывающий их зубчатый ремень и кожух ограждения привода. Выполненный из жесткого звукоотражающего материала экран устанавливают напротив соответствующего шкива эквидистантно наружной поверхности ремня на расстоянии меньшем или равном 0,03 диаметра шкива. Площадь экрана больше или равна 0,6 площади зоны излучения , образуемой участком зубчатого зацеп ления ремня и шкива, ограниченным центральным углом 10° с биссектрисой, проходящей через начальную точку дуги обхвата . 5 з.п. ф-лы, 6 ил. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕД )МСТВО СССР (ГОС 1АТЕНТ СССР) (51)ю F 16 Н 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ () (56) П

198

198

7/О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 888285/28 (22) 6.12;90

{46) 5,02.93. Бюл. N. 6 (71) волжское объединение по производству легковых автомобилей

72; M.È;Ôåñèíà, Р.H.ÑTàðîáèíñêèé и околов атент Ф РГ N. 3327085, кл. F 16 Н 7/02, атент ФРГ № 3305504, кл. F 16 H 7/02, атент Франции ¹ 2585431, кл. F 16 Н

1987. ершигора В.А, Автомобиль ВА3-2108, СААФ, 1986, с. 26 и 50.

РИВОД МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

АНИЯ зобретение относится к машиностроению предназначено для передачи вращения бесконечным гибким элементом и, в част юсти, может найти применение в зубчато ременных приводах вспомогательных агрегатов двигателей внутреннего сгорания, 11эвестны зубчато ременные передачи, содержащие установленные на вращающих я валах ведущий и как минимум один ведомый шкивы, кинематически связанные бесконечным зубчатым ремнем, где для уменьшения звуковой энергии, излучаемой поверхностью ремня при работе передачи, в ре ине и/или шкиве выполнены специальные компенсационные отверстия, уменьшающ е насосный эффект, возникающий в реэф1ьтате захвата порции воздуха зубьями

„„Я „„1795199 А1 (57) Использование: машиностроение, зубчатоременные приводы вспомогательных агрегатов двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: привод содержит ведущий и ведомый шкивы, охватывающий их зубчатый ремень и кожух ограждения привода. Выполненный из жесткого звукоотражающего материала экран устанавливают напротив соответствующего шкива эквидистантно наружной поверхности ремня на расстоянии меньшем или равном 0,03 диаметра шкива. Площадь экрана больше или равна 0,6 площади зоны излучения, образуемой участком зубчатого зацепления ремня и шкива, ограниченным центральным углом 10 с биссектрисой, проходящей через начальную точку дуги обхвата. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

° юг ремня при набегании его на зубья шкива. р

Такой технический прием является доста- у точно эффективным с точки зрения улучшеЮВВВЙ ния акустических качеств передачи, Однако практически реализация таких 0 устройств затруднена, ввиду сложной тех- О нологии изготовления, что вызвано жесткими требованиями к геометрическим и жесткостным характеристикам зубчатого зацепления, Кроме того, из-за уменьшения площади поперечного сечения и наличия концентраторов напряжения (отверстий), снижается несущая способность передачи.

Известен привод механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания автомобиля, содержащий ведущий и ведомый шкивы, на которых смонтирован зубчатый ремень и кожух ограждения привода.

1795199

Недостаток известного привода — повышенный уровень шума механизма газораспределения, что обусловлено следующими факторами. Во-первых, при набегании ремня на шкив, вследствие дискретности зубьев последнего, возникают интенсивные возвратно-поступательные колебания ремня. Анализ с использованием лазерного виброметра показывает, что небольшая часть ремня при этом совершает движение подобно колеблющемуся поршню, т.е, имеет место излучение дипольного типа. Вовторых, в результате эжекции воздуха, а также от удара или трения между зубьями шкива и ремня может возникнуть возбуждение воздушных полостей, образующихся между набегающими зубьями ремня и шкива.

Кроме того, генерация звука возникает от "ударного зацепления" при изменении режима работы двигателя.

Цель изобретения — снижение уровня шума.

Цель достигается тем, что известный привод механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий ведущий и ведомый шкивы, охватывающий их зубчатый ремень и кожух ограждения привода, снабжен, по крайней мере, одним экраном, выполненным из жесткого звукоотражающего материала и установленным напротив соответствующего шкива с диаметром 0 эквидистантно наружной поверхности ремня на расстоянии меньшем или равном 0,03 0ь при этом экран перекрывает не менее 0,6 площади зоны излучения, образуемой участком зубчатого зацепления шкива и ремня, ограниченного биссектрисой с углом равным 10, проходящей через начальную точку дуги обхвата.

При таком конструктивном исполнении звуковое поле, формируемое реальным источником звука (зубчатым ремнем), будет взаимодействовать с полем мнимого источника, расположенного по другую сторону от экрана, являющегося акустическим зеркалом, на таком же расстоянии от него, что и ремень, и результирующее звуковое поле, обусловленное излучением обеих пар излучателей, будет равно сумме полей, создаваемых - двумя противоположно направленными парами (реального и мнимого) излучателей. 8 этом заключавтся существенное отличие предлагаемого .привода в сравнении с ранее известными.

Привод может быть снабжен, по крайней мере, одним дополнительным экраном из жесткого звукоотражающего материала, жестко связанным с основным и установленным эквидистантно наружной поверхности ремня по дуге обхвата на расстоянии меньшем или равном 0,03 0ь

Основной, или основной и дополнительный экраны могут быть жестко связаны с

5 кожухом ограждения привода.

Основной, или основной и дополнительный экраны могут быть закреплены на кожухе ограждения привода с возможностью перемещения относительно поверхности

10 ремня.

Основной, или основной и дополнительный экраны могут быть выполнены с расположенными по их длине на торцах ребордами, охватывающими зубчатый ве15 нец соответствующего шкива. При этом реборды выполнены из звукопоглощающего материала, например катодной меди, вспененного алюминия, пористых сетчатых материалов и др.

20 На фиг. 1 показан заявляемый привод; на фиг. 2 — привод. в котором экраны выполнены за одно целое с кожухом ограждения ремня; на фиг. 3 — привод, в котором экран выполнен по всей длине охвата шкива ре25 мнем; на фиг. 4 — один иэ вариантов конструктивного исполнения экрана; на фиг, 5— вариант подвижной установки экрана на кожухе; на фиг, 6 — привод, в котором реализованы варианты конструктивного

30 исполнения, показанные на фиг. 4 и 5.

Привод механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит ведущий 1 и ведомые 2 шкивы, на которых смонтирован зубчатый ремень 3 и кожух or35 раждения 4 привода, Привод снабжен по крайней мере одним экраном 5. который установлен на расстоянии не более 0,03 Di от наружной поверхности ремня 3 и имеет угловую длину не менее 10 по обе стороны

40 от линии, проходящей через центр "0" шкива 1 (или 2) и начальную точку "Х" дуги охвата, при этом поверхность экрана 5 эквидистантна ответной поверхности ремня

3 и составляет не менее 0,6 F, где F — пло45 щадь поверхности ремня, заданная углом не менее 10О; Di — диаметр соответствующего шкива.

Дополнительно на фиг. 1 показан натяжной ролик 6; на фиг. 2 —,ведущий 7 и

50 ведомый 8 валы, датчик обрыва ремня 9 и стрелка, показывающая направление вращения привода; на фиг. 4 показан дополнительный экран 10 из жесткого звукоотражающего материала, жестко свя55 занный с основным экраном 5 и установленный эквидистантно наружной поверхности ремня по дуге обхвата на расстоянии не менее 0,03 D, на фиг. 5 показаны реборды

11, выполненные из звукопоглощающего

1795199

15 тате меж

ro уд сжат ных

25

35 материала, а также приваренный к экрану 5 винт l2 и гайка 13.

В зоне зацепления зубьев при работе ( мехайизма газораспределения существуют след ющие динамические процессы, генериру щие звук, как нежелательный эффект, На ч стоте зацепления зубьев (частоте пересо(ряжения зубьев) указанная зона ремня совершает колебания "вверх-вниз" типа колебаний поршня (диполя). В резуль; возбуждения воздушных полостей у зубьями ремня и шкива, вызываеморами между зубьями шкива и ремня и я и истечения воздуха из образованоздушных полостей в зоне зацепления.

При вращении ведущего (коленчатого) вала 7 двигателя, эа счет изгибных и продольных колебаний, ремень 3 излучает звук путей создания импульсов повышенных и понйженных давлений на своих вибрирующих роковых поверхностях. Излучаемый ремней 3 звук отражается от экрана 5(или 10), При том, в силу закона о мнимом источнике (зер альное отражение источника звука от отра ающего экрана), звуковое поле излучен я о ремня, как диполя, может быть пре ставлено, как излучение от четырех излуча елей(двух нар вертикальныхдилолей).

Зву овое излучение, формируемое реальным:источником (ремнем 3), будет вааимодей твовать с звуковым полем мнимого исто ника (расположенного по другую сторону от экрана на таком же расстоянии от него(, что и ремень 3) и результирующее эвуков е поле, обусловленное излучением обеих hap излучателей, будет равно сумме пол й, создаваемых двумя противоположно нап авленными парами излучателей. Для бли ко расположенных источников, их звуков х поля будут взаимодействовать, взаим о компенсируя друг друга, что сущ ственно уменьшает излучение шума, Для количественной оценки необходимого при лижения отражающего звук экрана 5 (или 10) к ремню 3, аппроксимируем последний, как излучатель звука диполем. Тогда, Формула изобретения

1. Привод механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержа ий ведущий и ведомый шкивы, охв тывающий их зубчатый ремень и кожух огр ждения привода, отл ичающийся тем(что, с целью снижения уровня шума, он сна жен по крайней мере, одним экраном, вы олненным из жесткого звукоотражающего материала и установленным напротив соо1(ветствующе о шкива с диаметром О) эквид стантно наружной поверхности ремня вместе с мнимым источником звука он будет образовывать систему излучателей иэ двух диполей, излучение которой будет изменяться по зависимости

W -1 где k = — — волновое число, м с

-1.

w — круговая частота, с; с — скорость звука, м/с;

d расстояние между реальным и мнимым источниками излучения, м, (. — длина излучаемой волны, м.

Если принять, что звуковая мощность одного (действительного) диполя равна N>, а суммарная звуковая мощность двух диполей (действительного и мнимого) равна N, то отношение N/N1 в зависимости от k d (а при одной частоте излучения — практически от d) будет характеризовать уровень шума в зависимости от расстояния d между мнимым и реальным источником (d/2 — расстояние между ремнем 3 и отражающим экранам 5). Суммарная звуковая мощность действительного и мнимого источников звука типа вертикального диполя, которым аппроксимируется ремень 3, расположенного у акустически жесткой отражающей стенки (экрана 5) при значениях k ° d < 0,5 незначительна по величине (меньше примерно в четыре раза звуковой мощности, излучаемой одним реальным излучателем).

Таким образом, помещение отражающих экранов 5 (или 10) на достаточно близким расстояниях к торцевой поверхности ремня 3 позволяет эффективно подавлять его звуковое излучение.

Наличие реборд 11 из звукопоглощающего материала позволяет обеспечивать дополнительное поглощение звуковой энергии в зонах ее максимальной концентрации, включая поглощение нескомпенсированного допольного звукового излучения. на расстоянии, меньшем или равном 0,03 Оь а площадь экрана больше или равна 0,6 площади зоны излучения, образуемой участком зубчатого зацепления ремня и шкива, ограО ниченным центральным углом, равным 10, с биссектрисой, проходящей через начальную точку дуги обхвата.

2. Приводпоп1,отличающийся тем, что он снабжен, по крайней мере одним дополнительным экраном из жесткого звукоотражающего материала, жестко связанным с основным и установленным

1795199

Фиг. f эквидистантно наружной поверхности ремня по дуге обхвата на расстоянии, меньшем или равном 0,03 Оь

3, Привод по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что или основной экран, или основной и дополнительные экраны жестко связаны с кожухом ограждения привода.

4. Привод гю пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что или основной экран, или основной и дополнительные экраны закреплены на кожуха ограждения привода с воэможностью перемещения относительно поверхности ремня, 5. Привод по пп, 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что или основной экран, или основной и дополнительные экраны выполнены с расположенными по их длине на торцах ребордами, охватывающими зубчатый венец соответствующего шкива.

6. Привод по п.5, отличающийся тем, что реборды выполнены из звукопоглощающего материала.

1795199

Фиг.2

1795199

0,033

1795199

I0

1795199

Составитель М,Вавилов

Техред М.Моргентал Корректор М, Самборская

Редактор

Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобрете

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4i 5 м инат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ll иэводственно-издательский комбинат ро