一种具有声子晶体的发动机防护板的制作方法

1.本发明属于发动机防护板技术领域，具体涉及一种具有声子晶体的发动机防护板。


背景技术：

2.发动机防护板是保护车辆发动机油底壳的重要部件，在车辆行驶过程中能够防止飞溅起的石子打击油底壳，并且具有一定的阻隔发动机噪声的功能。传统的发动机防护板直接采用金属或非金属隔板功能较为单一，无法达到更理想化的降噪隔振效果，且无法将发动机的振动机械能及热辐射能转化为可利用的能量。


技术实现要素：

3.基于上述缺陷本发明提供了一种具有声子晶体的发动机防护板。有效的解决了现有发动机防护板无能量回收功能及降噪效果不好的技术问题。
4.本发明是通过以下技术方案来实现：
5.一种具有声子晶体的发动机防护板，所述发动机防护板包括：连接支架和主板，所述连接支架固定连接在所述主板上，所述主板上设置有声子晶体，用于隔振和降噪。
6.进一步的，所述主板通过金属层和非金属层材料周期性交替叠加制成，从而构成第一组声子晶体。
7.优选的，所述非金属层为压电材料或热电材料。
8.优选的，所述金属层为合金。
9.优选的，所述金属层为钢或铜。
10.进一步的，所述主板内还设置有非金属圆柱阵列，并与主板形成第二组声子晶体，所述非金属圆柱材质不同于所述主板材质。
11.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
12.本发明通过将传统的发动机防护板改进为，在其上设置声子晶体的结构形式，以此来提高发动机防护板的隔振降噪效果；通过将发动机防护板的主板设计为金属层板和非金属层板的周期性交替叠加形式，使得发动机防护板主板本体形成第一组声子晶体；可以通过调整金属层和非金属层的厚度以及不同的材料的组合，从而达到调整截断频率的效果；通过在防护板的主板内设置非金属圆柱阵列，与金属主板形成第二组声子晶体，可以对噪声进行另一频段的截断阻隔，进一步达到更好的降噪效果；通过将主板的非金属层设置为压电材料，可以在实现声子晶体结构的同时进行将发动机的振动带来的机械能转化为电能，并可通过电能回收装置，进行电能回收，进一步提高能源利用率；通过将非金属层设置为热电材料，可以实现将发动机辐射的热能转化为电能，再通过电能回收装置回收该电能；进一步提高能源利用率。
附图说明：
13.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
14.图1为本发明防护板的立体结构示意图；
15.图2为本发明防护板主板主视结构示意图；
16.图3为图2中a处局部放大图；
17.图4为本发明第二组声子晶体在主板上的阵列排列方式图；
18.图5为本发明非金属圆柱结构示意图。
19.附图标记说明：
20.1-主板、101-金属层板、102-非金属层板、2-连接支架、3-非金属圆柱。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
26.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.本发明防护板的降噪原理为：当弹性波在声子晶体中传播时，受其内部结构的作
用，在一定频率范围(带隙)内被阻止传播，而在其他频率范围(通带)可以无损耗地传播。以此来达到降噪的效果。故带隙频率范围应适应噪声的频率范围，至于如何调节带隙的频率范围，则需要根据实际测出的噪声频率范围来对声子晶体中的材料及其厚度进行变换。
28.以下通过具体的实施方式及实施例来进行详细说明。
29.图1为本发明防护板的立体结构示意图；图2为本发明防护板主板主视结构示意图；图3为图2a处局部放大图；如图1-3所示，该发动机防护板包括：连接支架2和主板1，所述连接支架2有4个，分别通过螺栓固定连接在所述主板1的两侧，所述主板1通过金属层板101和非金属层板102周期性交替叠加制成，从而构成第一组声子晶体。在一实施例中，金属层板101 可优选为钢或铜，亦或是其他合金材料；非金属层板10可优选为尼龙、聚合物复合材料或橡胶。并通过金属层板101、非金属层板102、金属层板101、非金属层板102、金属层板101的排布顺序来实现一定截断频段的一组声子晶体。
30.通过将发动机防护板的主板设计为金属层板和非金属层板的周期性交替叠加形式，可以使得发动机防护板主板本体形成第一组声子晶体，并可通过调整金属层和非金属层的厚度以及不同的材料的组合，从而达到调整截断频率的效果。
31.在上述实施例中，还可以将非金属层板102设置为压电材料或热电材料。当设置为压电材料时，由于发动机带来的振动可使防护板具有一定的形变量，从而使得压电材料内部产生电压，这时可通过电能回收装置，或者用一充电驱动电路来连接铅蓄电池，可达到收集电能的目的；在此，该压电材料可使用聚偏氟乙烯(pvdf)；当设置为热电材料时，由于发动机的热辐射，会使周边的温度急剧升高，此时热电材料会将热能转化为电能，此时亦可通过电能回收装置，或者用一充电驱动电路来连接铅蓄电池，可达到收集电能的目的。
32.通过将主板的非金属层设置为压电材料，可以在实现声子晶体结构的同时进行将发动机的振动带来的机械能转化为电能，并可通过电能回收装置，进行电能回收，进一步提高能源利用率；通过将非金属层设置为热电材料，可以实现将发动机辐射的热能转化为电能，再通过电能回收装置回收该电能；进一步提高能源利用率。
33.图4为本发明第二组声子晶体在主板上的阵列排列方式图；图5为本发明非金属圆柱结构示意图。
34.作为进一步的实施例，如图4-5所示，所述主板1内还设置有第二组声子晶体，所述第二组声子晶体由非金属圆柱3等间距阵列排布及主板构成。在实施时，须将主板1上预先开设好通孔阵列，之后再将非金属圆柱3通过绝缘胶填充进通孔中，当然此时的非金属圆柱3的材质要不同于主板的材质。以此来保证第一组声子晶体与第二组声子晶体所截断的噪声范围不同。在此，非金属圆柱3的材质可优选为橡胶。
35.当然如需要进行对噪音的截断频率进行调节时，只需根据实际情况对声子晶体中的材料、弹性模量及其厚度进行适应性调整。针对第二组声子晶体对截断频率的调整可以对非金属圆柱3之间的距离、弹性模量和厚度进行调节，以达到调节截断频率的目的。
36.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。