专利名称：可调频率的船用发动机减振支座的制作方法
技术领域：
该发明可应用于高性能复合材料船艇领域，具体为一种可调频率的船用发动机减振支座。本发明所制造减振支座可以应用以下领域(1)军事和半军事用途船艇巡逻艇、 搜救艇、引航艇及各种快艇。(2)娱乐用途比赛快艇、游艇、钓鱼艇等。
背景技术：
在船艇技术发展史上，军事方面的需求是船艇技术发展的直接动力。针对不同层面需求，各种高性能船艇得以快速发展，如排水性船艇、半潜船、滑行船、气垫船、水翼船和地效船艇。而且，船艇的速度、舒适性、操控性也得到相应的提高，如英国的高速拦截艇XSR 速度，最高速度已经达到了 85Kn。与汽车领域相似，高品质船艇除了速度提高外，其他相关技术也得到了提高，振动和噪声控制已经成为高品质船艇标志。在船艇领域，速度方面已经得到了大幅提高，据统计近20年水运工具提高幅度为20-25%。对于一般船艇来讲，发动机、齿轮箱、轴系及桨叶构成了船艇的推进系统，是动力来源。船艇高速度势必要求高功率输出，如设计速度为30Κη，长度为20米船艇，需要1500马力功率输出才可以满足要求。同样，船艇发动机带来振动和噪声控制问题成为船艇性能指标之一，直接影响整个船艇的舒适性。长期以来，发动机振动和噪声一般由发动机厂商提供弹性支座和隔音材料所解决。然而，发动机振动和噪声控制是一个复杂问题，涉及到 船艇刚度和质量分配等问题，厂家提供控制手段无法取得较好效果。在船用减振器中，传统弹簧减振器具有一定减振效果。若扰动源频率中涵盖了减振器自振频率，很可能发生共振，这将发生灾难性事件。高聚物粘弹性行为与扰动源存在相位差，不会发生共振，作为减振器主要构件得到广泛推崇，如橡胶类型的减振器。根据高聚物动态力学性能频率谱表明，任何一种高聚物只能在某一个频段具有良好的阻尼性能，无法在广谱中发挥优异阻尼性能，具有一定的局限性。因此，很多时候发动机厂商提供弹性支座无法实现理想的减振降噪效果。根据已知高聚物在不同温度下不同频率下动态力学曲线，可以寻找高聚物在给定频率下具有最优阻尼效果对应温度，同理亦然。 基于以上出发点，我们发明一种可调频率降幅复合弹性支座。该支座可以根据发动机频率调整热塑性材料温度以提供该频率下最优阻尼性能，实现最优的减振效果。与发动机原厂提供弹性支座相比，我们发明支座可以根据发动机频率变化进行针对性减振，效果十分明
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发明内容
本发明为一种可调频率的船用发动机减振支座，其主要特征减振支座由外围基础结构形成阻尼缸、缸内填充的高聚物材料，高聚物材料中心的加热管，高聚物材料周围降温水路和温度传感器构成。根据高聚物不同温度下不同频率下动态力学曲线，寻找高聚物在发动机频率下具有最优阻尼性能所对应温度，减振支座中加热管、降温水路和温度传感器实现高聚物温度控制。可调频率的船用发动机减振支座可以根据发动机频率进行针对性减振，这是普通减振支座无法具备优点，且通过高聚物填充物温度调整为船艇不同类型发动机提供减振。该支座设计原理清楚，控制简单，可以在船艇中广泛应用。与现有的复合 弹性支座比较，本发明具有以下优点所述的可调频率的船用发动机减振支座与现有厂家提供弹性支座相比，通过改变高聚物温度以提供给定频率下最优阻尼性能，而不是厂家提供无法调整广谱减振支座；所述的可调频率的船用发动机减振支座与现有厂家提供弹性支座相比，该支座可通过自带温度控制系统实现支座针对性减振。
图1可调频率的船用发动机减振支座截面示意图附图1-基础结构、2-高聚物填充物、3-加热管、4-温度传感器、5-降温设备、 6-连接钢板、7-安装底板。具体实施方法本发明提供一种可调频率的船用发动机减振支座，目的是提高船艇减振降噪效果，实施方案如下(a)可调频率的船用发动机减振支座可调频率的船用发动机减振支座如图1所示，整体支座主要由基础结构1和空腔填充物2构成。基础结构可以由已经固化的热固性材料或者金属材料构成，主要是形成阻尼缸和起到约束高聚物填充物作用。阻尼空腔填充物为高聚物，可以为热塑性材料，如橡胶和塑料等高分子材料。减振支座根据频率通过温度调整高聚物的阻尼性能，温度部分控制主要由加热管3、降温设备5和温度传感器4构成。高聚物填充物2温度上升部分由电加热管3实现，温度下降部分由降温设备5实现，降温介质是水。发明减振支座的温度控制是发明支座核心部分，因此在填充物2中心部分的温度传感器必不可少，它可以为减振支座温度控制提供依据，在本发明中温度传感器为热电偶。可调频率的船用发动机减振支座形状可以根据发动机底座要求设计，并不局限为圆型、矩形等规则形状。(b)可调频率的减振支座工作原理可调频率的减振支座由基础结构1和高聚物填充物2，加热管3，降温设备5和温度传感器4构成。基础结构1是减振支座基础部分，提供高聚物填充空间和必要约束。因此，基础结构1需要有一定刚度，否则无法提供高聚物填充物必要约束。高聚物填充物通过温度变化实现某个频率下最优的阻尼性能，因此高聚物可能因为温度变化而发生状态变化。若高聚物温度变化过大，很可能具有流态性。考虑到这个原因，高聚物状态变化控制主要为固态和橡胶态，所以任何一种高聚物都有一定温度控制范围。在变频降幅减振支座中， 最为核心部分是高聚物填充物2动态力学性能。因此，需要采用动态力学测试设备对高聚物填充物进行测试获得相应动态力学性能，如采用DMTA设备获取高聚物填充物动态力学性能。因船用发动机频率基本都属于高频，因此选择高聚物填充物时需考虑在高频范围内的阻尼性能材料。当已知高聚物在温度条件下不同频率谱动态力学性能谱，主要为高聚物力学内耗峰值(最大阻尼)变化。根据高聚物填充物2动态力学性能谱，可以很容易获得某个频率下最大阻尼对应某个温度。鉴于此，只需将高聚物填充物温度调整为这个温度，其阻尼性能就可以在某个频率下发挥最优，这也是减振支座设计原理。在发明专利中，温度控制成为支座主要控制手段，支座的温度控制主要由加热、降温和温度传感器三部分构成。在弹性支座中，高聚物填充物2温度上升是通过加热管3实现，温度下降是通过降温设备5实现的，温度调控依据通过温度传感器4实现。在实际应用过程中，多个变频降幅减振支座可以实现减振组合。该支座通过实船测试后，减振降噪将可兼顾整条船艇质量分布和刚度分布等因素，具备无法比拟的减振降噪效果。而且，该支座在船长为20米，速度为30Kn游艇上使用，船体振动改善明显，控制室内噪音降低达到7dB以上。因此，该支座具有很大的推广价值。(c)可调频率的减振支座优点 我们发明可调频率的减振支座与现有的减振支座比较，具有以下优点第一可根据发动机频率进行针对性减振，效果优越；第二可调频率的减振支座将减振问题转化为支座温度控制问题，可以很好控制船艇减振降噪效果；第三可调频率的减振支座可以组合布置对发动机进行减振，通过整个减振组合总体控制，实现提高减振降噪整体效果。
权利要求
1.本发明是一种可调频率的船用发动机减振支座，其主要特征在于该支座设计原理是根据高聚物不同温度下不同频率下动态力学曲线，调整高聚物温度使其在发动机频率下具有最优阻尼性能。
2.根据权利要求1所述的减振支座，其特征在于缸内高聚物填充物动态力学性能应已知，且高聚物填充物在高频范围应具有优异阻尼性能材料。
3.根据权利要求1所述的减振支座，其特征在于支座主要由外围基础结构形成阻尼缸、缸内填充的高聚物材料，高聚物材料中心的加热管，降温设备和温度传感器构成。
4.根据权利要求1所述的减振支座，其特征在于可调频率的船用发动机减振支座形状可以根据发动机底座要求设计，并不局限圆型、矩形等规则形状。
5.根据权利要求3所述的减振支座，其特征在于支座外围基础结构需要一定刚度，为高聚物提供填充空间和必要约束。
6.根据权利要求3所述的减振支座，其特征在于高聚物材料温度控制系统由加热管， 降温设备，温度传感器组成。
7.根据权利要求6所述的减振支座，其特征在于高聚物加热不局限电加热，降温设备不局限水路降温。
全文摘要
本发明为一种可调频率的船用发动机减振支座，主要应用高性能复合材料船艇领域。其主要特征支座主要由外围基础结构形成阻尼缸、缸内填充的高聚物材料，加热管，降温水路、温度传感器、连接钢板和安装底板构成；减振支座工作原理是根据高聚物不同温度下不同频率下动态力学曲线，调整高聚物温度使其在发动机频率下具有最优阻尼性能。减振支座的加热管、降温水路和温度传感器组成了高聚物温度控制系统。减振支座具有可调频率降幅功能，因此该支座可根据发动机频率进行针对性减振，这是普通减振支座无法具备优点。该支座设计原理清楚，控制简单，可应用于高性能复合材料船艇领域，如巡逻艇、搜救艇、引航艇、比赛快艇、游艇、钓鱼艇等各种用途船艇。
文档编号B63H21/30GK102180253SQ201110098620
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者彭端阳, 李跃先, 汪学斌 申请人:珠海太阳鸟游艇制造有限公司