RU126135U1

RU126135U1 - DEVICE FOR EVALUATING THE HOUSING NOISE LEVEL RADIATED BY ELEMENTS OF THE EXHAUST GAS SYSTEM FOR WHEELED VEHICLE ENGINES

Info

Publication number: RU126135U1
Application number: RU2012146706/11U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Иванов; Игорь Викторович Дерябин; Юрий Иванович Люкшин
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2013-03-20

Abstract

Устройство для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств, смонтированное в акустической камере с жестким звукоотражающим полом и содержащее, в частности, звукоизолирующую перегородку, упруго смонтированную на подвеске, исследуемую выхлопную трассу, размещенные в непосредственной близости от выхлопной трассы измерительные микрофоны и установленные на жесткую поверхность пола полубезэховой камеры в зоне расположения подвески исследуемой выхлопной трассы, легкосъемные поглотители звука, отличающееся тем, что звукопоглощающая поверхность легкосъемных поглотителей звука образована неразъемно сопряженными между собой пирамидами с боковыми гранями, выполненными под углом, величина которого находится в диапазоне 75-90° и с вершинами, направленными в сторону исследуемого источника излучения звуковых волн.A device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of exhaust engines of wheeled vehicles mounted in an acoustic chamber with a hard sound-reflecting floor and containing, in particular, a soundproofing partition, resiliently mounted on the suspension, the studied exhaust route, located in the immediate vicinity of the exhaust measuring microphones and semi-anechoic chamber mounted on a rigid floor surface in the area of the suspension of the studied exhaust path, easily removable sound absorbers, characterized in that the sound-absorbing surface of the easily removable sound absorbers is formed by integrally interconnected pyramids with side faces made at an angle, the value of which is in the range of 75-90 ° and with vertices directed towards the studied sound radiation source waves.

Description

Полезная модель относится к технике исследований источников шума колесных транспортных средств, выполняемых в акустической полубезэховой камере и конкретно имеет отношение к конструкциям устройств, применяемых для экспериментальных стендовых исследований корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств.The utility model relates to techniques for researching noise sources of wheeled vehicles, performed in an acoustic semi-anechoic chamber, and specifically relates to the designs of devices used for experimental bench studies of body noise emitted by elements of the exhaust system of exhaust engines of wheeled vehicles.

Решение проблемы уменьшения акустического загрязнения окружающей среды и улучшения акустического комфорта наземных колесных транспортных средств - важная актуальная задача разработчиков и исследователей транспортной техники, требующая больших материальных, временных и интеллектуальных затрат. Наиболее мобильными и продуктивными процессами исследований и доводки, в частности, колесных транспортных средств по шуму и виброкомфорту являются экспериментальные исследования, проводимые в стендовых условиях, с привлечением многообразной техники имитации скоростных и нагрузочных режимов, идентичных дорожным - полевым условиям испытаний, например, динамических стендов с беговыми барабанами, стационарной измерительной и анализирующей аппаратуры. Постоянные, не зависящие от погоды и состояния дорожного покрытия условия испытаний, удобство фиксации и анализа измерительной информации способствуют все более широкому распространению стендовых исследований виброакустических процессов, протекающих в наземных колесных транспортных средствах. Ввиду того, что основным виброшумоактивным источником транспортного средства является его энергетическая установка - двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС) и, в особенности, его система газообмена, включающая систему впуска и систему выпуска отработавших газов, как наиболее интенсивных источников шума, то весьма важно проводить их исследования и доводку на динамическом стенде при имитации различных скоростных и нагрузочных режимов путем изменения оборотов ДВС, угла открытия дроссельной заслонки и т.п. в условиях аналогичных условиям свободного звукового поля в которых находится транспортное средство при его эксплуатации на автостраде или открытом пространстве.The solution to the problem of reducing acoustic pollution of the environment and improving the acoustic comfort of land wheeled vehicles is an important urgent task for developers and researchers of transport equipment, requiring large material, time and intellectual costs. The most mobile and productive research and development processes, in particular, wheeled vehicles in noise and vibration comfort, are experimental studies conducted in bench conditions, using a variety of techniques to simulate speed and load conditions that are identical to road and field test conditions, for example, dynamic stands with running drums, stationary measuring and analyzing equipment. Constant weather conditions and road conditions independent of the test conditions, the convenience of recording and analyzing measurement information contribute to the wider spread of bench studies of vibro-acoustic processes in land wheeled vehicles. Due to the fact that the main vibro-noise source of a vehicle is its power plant - an internal combustion engine (hereinafter ICE) and, in particular, its gas exchange system, including an intake system and an exhaust system, as the most intense noise sources, it is very important to carry them out research and refinement on a dynamic bench when simulating various speed and load conditions by changing the speed of the internal combustion engine, the opening angle of the throttle, etc. in conditions similar to the conditions of a free sound field in which a vehicle is located when it is operated on a freeway or open space.

Достаточно полную имитацию условий скоростных и нагрузочных режимов движения автомобиля в реальных дорожных условиях можно достичь на стендах с беговыми барабанами, практика использования которых нашла широкое распространение на предприятиях производящих автотранспортную технику и в научно-исследовательских институтах. С другой стороны - условия свободного звукового поля возможно реализовать поместив этот динамический стенд с беговыми барабанами в специальное строительное сооружение - полубезэховую или безэховую акустическую камеру.A fairly complete imitation of the conditions of high-speed and load modes of vehicle movement in real road conditions can be achieved on stands with running drums, the practice of which has been widely used in enterprises producing motor vehicles and in research institutes. On the other hand, it is possible to realize the conditions of a free sound field by placing this dynamic stand with running drums in a special building - a semi-anechoic or anechoic acoustic chamber.

В связи с этим, современные технологии исследования акустических процессов, реализующихся на транспортных средствах - автомобилях, тракторах, мотоциклах и прочих видах колесных транспортных средств, предусматривают, в частности, применение специальных низкошумных беговых барабанов, позволяющих имитировать различные скоростные и нагрузочные режимы работы энергетических и трансмиссионных агрегатов транспортных средств в условиях размещения их в специальных безэховых или полубезэховых акустических камерах, способствующих формированию свободного звукового поля в зонах измерений.In this regard, modern research technologies of acoustic processes that are implemented on vehicles - cars, tractors, motorcycles and other types of wheeled vehicles, include, in particular, the use of special low-noise running drums, which allow simulating various speed and load modes of energy and transmission aggregates of vehicles in the conditions of their placement in special anechoic or semi-anechoic acoustic chambers conducive to the formation of iju free sound field in the measurement zones.

Безэховая - полностью заглушенная или полубезэховая - заглушенная, с отражающим полом, испытательные камеры представляют собой помещение, установленное на отдельном, виброизолированном от основного здания фундаменте. В такой камере, виброизолированно от основного здания и корпуса камеры, размещается динамический стенд с беговыми барабанами или моторный тормозной стенд. Привод и тормозная установка размещаются в подвальном, или находящимся на одном уровне с камерой, специальном машинном помещении. Для приближения акустических свойств камеры к свободному звуковому полю выполняется направленное согласование акустических импедансов - сопротивлений воздушной среды в свободном пространстве камеры и в пористой структуре звукопоглощающего материала, облицовывающего - футерующего звукоотражающие поверхности стен, потолка, пола. Именно, поэтому конструкция звукопоглощающей облицовки стен, пола, потолка камеры выполняется пористой и имеет структурную плотность - пористость, плавно изменяющуюся по глубине покрытия в направлении распространения звуковых волн к жесткой звукоотражающей поверхности стен, пола, потолка. Причем, наибольшая плотность пористой звукопоглощающей облицовки реализуется непосредственно у стенок камеры, а наименьшая - на внешнем - приемном поверхностном слое звукопоглощающей футеровки стен и потолка помещения испытательной камеры. Необходимые условия такого волнового согласования сред распространения и поглощения звука в зонах стен и потолка достигаются, в частности, применением различных объемных поглотителей звука клинообразной - пирамидальной формы. Основными материалами, из которых изготавливаются звукопоглощающие поглотители, являются открытоячеистый пенополиуретан, стекловолокно, супертонкое базальтовое волокно, винипор с огнестойкой пропиткой.Anechoic - completely muffled or semi-anechoic - muffled, with a reflective floor, the test chambers are a room installed on a separate foundation, vibration-insulated from the main building. In such a chamber, vibration-isolated from the main building and the camera body, a dynamic stand with running drums or a motor brake stand is placed. The drive and brake installation are located in the basement, or located on the same level with the camera, in a special machine room. To approximate the acoustic properties of the chamber to a free sound field, directional matching of acoustic impedances is performed - the air resistance in the free space of the chamber and in the porous structure of the sound-absorbing material, lining - lining the sound-reflecting surfaces of the walls, ceiling, floor. That is why the design of the sound-absorbing cladding of the walls, floor, ceiling of the chamber is made porous and has a structural density - porosity, smoothly changing along the depth of the coating in the direction of propagation of sound waves to the rigid sound-reflecting surface of the walls, floor, ceiling. Moreover, the highest density of the porous sound-absorbing cladding is realized directly at the walls of the chamber, and the lowest - on the outer - receiving surface layer of the sound-absorbing lining of the walls and ceiling of the test chamber. The necessary conditions for such a wave matching of sound propagation and absorption media in the zones of walls and ceilings are achieved, in particular, by using various volumetric sound absorbers of a wedge-shaped - pyramidal shape. The main materials from which sound absorbers are made are open-cell polyurethane foam, fiberglass, superthin basalt fiber, vinipore with flame retardant impregnation.

Измерение шума выпуска отработавших газов ДВС колесного транспортного средства, в частности, легкового автомобиля для оценок достигнутых значений уровней излучаемого газодинамического шума выпуска, последующих сравнительных оценок эффективности шумозаглушающих характеристик глушителей шума системы выпуска, а также корпусного шума, излучаемого динамически возбуждаемыми стенками корпусов глушителей, трубопроводов и тонкостенных термоизолирующих экранов элементов системы выхлопа отработавших газов производится с использованием измерительных микрофонов, располагаемых вблизи от свободного - открытого, на заданном конкретном расстоянии, среза выхлопной трубы или от вибрирующей шумоизлучающей стенки корпусного элемента системы выпуска ДВС автомобиля, установленного в акустической полубезэховой камере на динамическом стенде с беговыми барабанами. Во время стендовых акустических исследований системы выпуска отработавших газов ДВС колесного транспортного средства, установленного на беговых барабанах динамического стенда, как правило, очень трудно добиться необходимой точности результатов измерений уровней звука при оценках эффективности шумозаглушающих характеристик различных конструкций глушителей, а также при исследовании корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов. Причина сложности получения объективных результатов заключается в наличии высокого уровня "паразитного" маскирующего шумового фона в точке измерений - в зоне установки измерительного микрофона вблизи среза выхлопной трубы или вблизи корпусного элемента системы выпуска. Высокий "паразитный шумовой фон", воспринимаемый в данном случае как "помехи", передается в эту измерительную зону в первую очередь из пространства моторного отсека исследуемого транспортного средства в виде шумового излучения работающего ДВС - излучения звука от вибрирующих поверхностей корпусных деталей ДВС, аэрогазодинамического шума систем впуска и охлаждения ДВС, кроме того, от вращающихся на барабанах стенда шин, контактирующих с рабочей поверхностью беговых барабанов стенда и излучающих шум вследствие этого взаимодействия, а также шума, излучаемого трансмиссионными агрегатами транспортного средства. Проблему ослабления уровня "паразитного" маскирующего шумового фона специалисты в области акустических исследований решают, например, применением дополнительных шумоизолирующих устройств в виде специальных акустических экранов, капсул, звукоизолирующих перегородок, выводом выхлопной трассы в отдельную автономную звукозаглушенную камеру. При оценке корпусного шума, излучаемого динамически возбуждаемыми стенками корпусов, трубопроводов и тонкостенных термоизолирующих экранов элементов системы выхлопа отработавших газов ДВС транспортного средства, как правило, применяется вывод выхлопной трассы за пределы пространства кузова колесного транспортного средства для максимального удаления от источников «паразитного шумового фона» и последующего звукоизолирования этих источников, в том числе - корпусного шума системы выпуска ДВС, от излучающих шум агрегатов трансмиссии, вращающихся на беговых барабанах шин колесного транспортного средства и тому подобных источников. В этом случае, возникают проблемы качественного, с точки зрения виброакустики, монтажа исследуемой выхлопной трассы в пространстве испытательной камеры. Зачастую стендовые устройства, используемые при исследовании корпусного шума элементов системы выпуска являются стационарными и нерегулируемыми устройствами транспортного средства или испытательного стенда, что усложняет и/или увеличивает длительность подготовки и проведения исследований выхлопных систем различной конфигурации выхлопных трасс и различным расположением по высоте отдельных устройств заглушения шума - глушителей.Measurement of exhaust gas exhaust noise of an internal combustion engine of a wheeled vehicle, in particular of a passenger car, for evaluating the achieved values of the emitted gas-dynamic exhaust noise, subsequent comparative evaluations of the effectiveness of the noise-damping characteristics of exhaust silencers, as well as body noise emitted by dynamically excited walls of silencers, pipelines and thin-walled heat-insulating screens of the elements of the exhaust system is made using KSR Control microphones disposable near the free - open at a specific predetermined distance cutoff of the exhaust pipe or by vibrating the body member wall noise-vehicle internal combustion engine exhaust system, installed in an acoustic anechoic chamber on a dynamic roller dynamometer. During bench acoustic studies of the exhaust system of the internal combustion engine of a wheeled vehicle mounted on the running drums of a dynamic bench, it is usually very difficult to achieve the necessary accuracy of the results of measuring sound levels when evaluating the effectiveness of sound-damping characteristics of various designs of mufflers, as well as when studying body noise emitted elements of the exhaust system. The reason for the difficulty in obtaining objective results is the presence of a high level of "spurious" masking noise background at the measurement point - in the installation area of the measuring microphone near the exhaust pipe cut-off or near the body element of the exhaust system. The high "spurious noise background", understood in this case as "interference", is transmitted to this measuring zone primarily from the space of the engine compartment of the vehicle under investigation in the form of noise radiation from an internal combustion engine — sound radiation from the vibrating surfaces of the ICE body parts, aerodynamic noise systems the intake and cooling of the internal combustion engine, in addition, from tires rotating on the drums of the bench, in contact with the working surface of the running drums of the stand and emitting noise due to this interaction, and that the noise emitted with transmission units of the vehicle. Experts in the field of acoustic research solve the problem of attenuating the level of “parasitic” masking noise background, for example, by using additional soundproofing devices in the form of special acoustic screens, capsules, soundproofing partitions, and outputting the exhaust route into a separate, self-contained soundproofed chamber. When evaluating the body noise emitted by the dynamically excited walls of the housings, pipelines and thin-walled heat-insulating screens of the elements of the exhaust system of the internal combustion engine of a vehicle, as a rule, the exhaust route is applied outside the body space of the wheeled vehicle for maximum removal from sources of “spurious noise background” and subsequent sound insulation of these sources, including - body noise of the engine exhaust system, from transmission-generating units emitting noise, tires of a wheeled vehicle rotating on running drums and the like. In this case, there are problems of high-quality, from the point of view of vibroacoustics, installation of the studied exhaust route in the space of the test chamber. Often, bench devices used in the study of body noise of exhaust system elements are stationary and unregulated devices of a vehicle or test bench, which complicates and / or increases the duration of preparation and research of exhaust systems of various configurations of exhaust routes and the different arrangement of the height of individual noise suppression devices - silencers.

Например, известно устройство оценки шума системы выхлопа ДВС, представленное в публикации Klaus Peter Mayer und Bernd Nowotny "Ein Berechnungsverfahren fur Abgasschalldampfer von Viertaktmotoren", MTZ Motortechnische Zertschrift 42 (1981) №10, стр.391-396., которое представляет собой расположенные рядом две спаренные испытательные камеры, в одной из которых смонтирован моторный стенд с присоединенной исследуемой системой выпуска, причем, свободный срез хвостовой части выхлопной трубы исследуемой системы выпуска выводится через соединительное окно в межкамерной перегородке во вторую, звукозаглушенную камеру, с установленным в ее пространстве измерительным микрофоном. Данное устройство оценки шума системы выхлопа ДВС является сложным и дорогостоящим, требует строительства дополнительных дорогостоящих камер и применения дополнительного стендового оборудования, а использовать его возможно только узконаправленно, в частности, оно позволяет исследовать только газодинамический шум, излучаемый свободным срезом хвостовой трубы глушителя. В это же время, оценка корпусного шума, излучаемого динамически возбуждаемыми стенками корпусов глушителей, корпусов нейтрализаторов, трубопроводов и тонкостенных термоизолирующих экранов элементов системы выхлопа отработавших газов, затруднена ввиду размещения части выхлопной трассы в зашумленном пространстве камеры моторного бокса, соединительном окне и звукопоглощающей облицовке измерительной акустической камеры. Представленный комплекс измерительных камер для исследования шума систем выхлопа отличается сложностью компоновки выхлопной трассы через соединительное окно межкамерной перегородки в процессе монтажа реальных объектов испытаний (конкретной модели ДВС и конкретного типа выхлопной системы) и обеспечения при этом высокой звукоизолирующей способности межкамерной перегородки. В особенности, это относится к применению выхлопных автомобильных систем - трасс, в которых корпуса глушителей и нейтрализаторов располагаются несоосно, с сдвоенными автономными выхлопными трассами, например, в широко применяемых V-образных 8-цилиндровых ДВС легковых автомобилей.For example, there is a known device for estimating the noise of an engine exhaust system presented in the publication Klaus Peter Mayer und Bernd Nowotny "Ein Berechnungsverfahren fur Abgasschalldampfer von Viertaktmotoren", MTZ Motortechnische Zertschrift 42 (1981) No. 10, which is located nearby, p. 391-396. two paired test chambers, in one of which a motor stand is mounted with an investigated exhaust system attached, and a free cut of the tail of the exhaust pipe of the exhaust system under investigation is discharged through a connecting window in the interchamber partition into a second, sound-damped Yeru, with the established in its space measuring microphone. This device for estimating the noise of an internal combustion engine exhaust system is complex and expensive, requires the construction of additional expensive cameras and the use of additional bench equipment, and it can only be used in a narrow manner, in particular, it allows you to study only the gas-dynamic noise emitted by a free cut of the tail pipe of the muffler. At the same time, the assessment of the body noise emitted by the dynamically excited walls of silencer housings, neutralizer housings, pipelines and thin-walled heat-insulating screens of exhaust system exhaust elements is difficult due to the location of a part of the exhaust route in the noisy space of the camera box, the connecting window and the sound-absorbing lining of the measuring acoustic cameras. The presented set of measuring chambers for studying the noise of exhaust systems is distinguished by the complexity of arranging the exhaust route through the connecting window of the interchamber partition during the installation of real test objects (a specific ICE model and a specific type of exhaust system) while ensuring a high soundproof ability of the interchamber partition. In particular, this applies to the use of automobile exhaust systems - routes in which the silencer and neutralizer bodies are misaligned with dual autonomous exhaust routes, for example, in the widely used V-shaped 8-cylinder internal combustion engines of passenger cars.

Из патента ФРГ DE 4019581, МПК 5 G01M 15/00, публ. 02.01.1992 г., известна конструкция устройства для оценки корпусного и газодинамического шума систем выхлопа ДВС в виде комплекса двух камер, с выводом выхлопной трассы в отдельное безэховое помещение. Существенным недостатком данной конструкции является ее узкая специализация, сложность и дороговизна строительного сооружения, сложность компоновки выхлопной трассы, невозможность многоцелевого использования данной испытательной камеры. Излучение звука корпусными элементами исследуемой системы выпуска производится в заглушенную камеру относительно небольшого объема, что неблагоприятно с точки зрения получения объективных результатов измерений вследствие формирования интенсивного вклада отраженного акустического поля, по сравнению с излучением звука в пространство крупногабаритных камер.From the German patent DE 4019581, IPC 5 G01M 15/00, publ. 02/02/1992, the known design of the device for assessing the body and gas-dynamic noise of ICE exhaust systems in the form of a complex of two chambers, with the exhaust route to a separate anechoic room. A significant drawback of this design is its narrow specialization, the complexity and high cost of the building structure, the complexity of the layout of the exhaust route, the inability to multipurpose use of this test chamber. Sound radiation from the housing elements of the studied exhaust system is produced in a relatively small volume of the muffled chamber, which is unfavorable from the point of view of obtaining objective measurement results due to the formation of the intense contribution of the reflected acoustic field, compared with the sound radiation in the space of large-sized cameras.

Известно устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства, в частности, грузового автомобиля, представленное в публикации Mineichi INAGAWA, Koo NAKAMURA "Reducing Exhaust System Noise of Heavy Trucks", JSAE Review, 1980, №2, p.41-52. В соответствии с материалами данной публикации, при исследовании корпусного шума элементов системы выпуска, выхлопная трасса выводится вбок за пространство колесного транспортного средства, при этом вблизи транспортного средства со стороны вывода выхлопной трассы и вблизи свободного среза выхлопной трубы установлены звукоизолирующие панели. Кроме звукоизолирующей функции, панели выполняют роль опорных стоек трубопроводов исследуемой системы выпуска. Недостатком данного устройства для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства является жесткая и интенсивная передача вибровозбуждения на пол испытательного помещения через звукоизолирующие панели от трубопроводов исследуемой системы выпуска отработавших газов, что вызывает дополнительное динамическое возбуждение пола испытательной камеры, и, соответственно, излучение им дополнительного структурного шума, искажающего реальные характеристики акустического излучения корпусов элементов системы выпуска. Кроме этого, интенсивно вибрирующие элементы системы выпуска отработавших газов могут передавать вибровозбуждение на присоединительные элементы звукоизолирующих панелей с последующим излучением ими паразитного шума. Такая компоновочная схема установки выхлопной трассы отличается ограниченностью применения при исследовании колесных транспортных средств с различной высотой расположения выхлопной трассы, а также сложностью и отсутствием мобильности при монтаже-демонтаже данного устройства.A device for studying the body and gas-dynamic noise of the engine exhaust system of a wheeled vehicle, in particular a truck, is presented in Mineichi INAGAWA, Koo NAKAMURA "Reducing Exhaust System Noise of Heavy Trucks", JSAE Review, 1980, No. 2, p.41 -52. In accordance with the materials of this publication, in the study of the body noise of the exhaust system elements, the exhaust route is displayed sideways beyond the space of the wheeled vehicle, while soundproof panels are installed near the vehicle on the exhaust route side and near the free cut of the exhaust pipe. In addition to the soundproofing function, the panels act as support pillars of the pipelines of the exhaust system under study. The disadvantage of this device for studying the body and gas-dynamic noise of the ICE exhaust system of a wheeled vehicle is the rigid and intense transmission of vibration excitation to the floor of the test room through soundproof panels from the pipelines of the exhaust system under study, which causes additional dynamic excitation of the floor of the test chamber, and, accordingly, radiation him additional structural noise, distorting the real characteristics of acoustic radiation to mouthpieces of exhaust system elements. In addition, intensely vibrating elements of the exhaust system can transmit vibration to the connecting elements of the soundproof panels, followed by their emission of spurious noise. This layout scheme for installing the exhaust route is characterized by limited use in the study of wheeled vehicles with different heights of the exhaust route, as well as by the complexity and lack of mobility during installation and dismantling of this device.

Известно устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства, представленное в публикации Frank Lehringer "Die Berechnung der akustischen Eigenschaften von Abgasanlagen mit Hilfe von Transfermatrizen", Automobil Industrie, 1988, №6, стр.3-15. Данное устройство также имеет в качестве опорных стоек исследуемой выхлопной трассы сплошные звукоизолирующие перегородки и обладает аналогичными конструктивными недостатками, описанными выше.A device for studying the body and gas-dynamic noise of an ICE system for a wheeled vehicle is presented in the publication Frank Lehringer "Die Berechnung der akustischen Eigenschaften von Abgasanlagen mit Hilfe von Transfermatrizen", Automobil Industrie, 1988, No. 6, pp. 3-15. This device also has continuous soundproofing partitions as supporting pillars of the studied exhaust route and has similar structural disadvantages described above.

Известно устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства, представленное в публикации Frank Lehringer und Dieter Kattge "Schallabstrahlung von Abgasanlagen", ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 87 (1985) 10, стр.559-563. При исследовании корпусного шума элементов системы выпуска выхлопная трасса выводится в отдельное пространство, ограниченное перегородками, измерительные микрофоны устанавливаются вблизи трубопроводов и корпусов глушителей исследуемой системы выпуска. Перегородки являются жесткими опорными связями трубопроводов выхлопной трассы, принимающими вибрационное воздействие от вибрирующих участков трубопроводов, что приводит к динамическому возбуждению структур перегородок и, соответственно, переизлучению в виде структурного шума вибрирующих стенок перегородок в пространство с установленными измерительными микрофонами. Кроме этого, большая площадь поверхности установленных перегородок вызывает возникновение звукоотражающих эффектов от падающих на перегородки звуковых волн, излучаемых элементами исследуемой системы выпуска с последующим искажением звукового поля в измерительных точках. Вышеперечисленные недостатки приводят к искажению реальных характеристик корпусного шума трубопроводов, корпусов глушителей, термоизоляционных щитков системы выпуска ДВС колесного транспортного средства. Известное устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства является достаточно громоздким, сложным и трудоемким при монтаже.A device for studying the body and gas-dynamic noise of an ICE exhaust system for a wheeled vehicle is presented in the publication Frank Lehringer und Dieter Kattge "Schallabstrahlung von Abgasanlagen", ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 87 (1985) 10, pp. 559-563. In the study of the body noise of the elements of the exhaust system, the exhaust route is displayed in a separate space bounded by partitions, measuring microphones are installed near the pipelines and silencers of the studied exhaust system. Partitions are rigid support couplings of the exhaust pipe pipelines, receiving vibration from vibrating sections of pipelines, which leads to dynamic excitation of the structure of the partitions and, accordingly, re-emission in the form of structural noise of the vibrating walls of the partitions into the space with installed measuring microphones. In addition, a large surface area of the installed partitions causes the occurrence of sound-reflecting effects from the sound waves incident on the partitions emitted by the elements of the studied exhaust system with subsequent distortion of the sound field at the measuring points. The above disadvantages lead to a distortion of the actual characteristics of the body noise of pipelines, silencer bodies, heat-insulating shields of the ICE exhaust system of a wheeled vehicle. A known device for studying the hull and gas-dynamic noise of an ICE exhaust system for a wheeled vehicle is rather cumbersome, complex and time-consuming to install.

В качестве наиболее близкого по технической сущности аналога предполагаемого изобретения рассматривается устройство для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств, известное из описания к патенту на полезную модель RU 48224, МПК 7 G01M 17/00, G01H 5/00, опубликованное в бюллетене №27 от 27.09.2005., которое смонтировано в акустической камере с жестким звукоотражающим полом и содержит, в частности, звукоизолирующую перегородку, исследуемую выхлопную трассу, упруго смонтированную на подвеске, размещенные в непосредственной близости от выхлопной трассы измерительные микрофоны, а также легкосъемные поглотители звука, установленные на жесткую поверхность пола полубезэховой камеры в зоне расположения подвески исследуемой выхлопной трассы, выполненные из пористого волокнистого или пенистого звукопоглощающего материала на основе базальтовых или стеклянных волокон, открытоячеистого пенополиуретана, с защитной звукопрозрачной оболочкой из тонкой стеклоткани, или алюминизированной пленки и т.п. Недостатком известного устройства для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств, является плоская прямоугольная форма легкосъемных поглотителей звука, что ухудшает акустические свойства данных поглотителей и отрицательно влияет на точность и объективность результатов качественных акустических стендовых исследований систем выпуска ДВС.As the closest in technical essence to the analogue of the alleged invention is considered a device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of exhaust engines of wheeled vehicles, known from the description of the patent for utility model RU 48224, IPC 7 G01M 17/00, G01H 5 / 00, published in the bulletin No. 27 of 09/27/2005, which is mounted in an acoustic chamber with a hard sound-reflecting floor and contains, in particular, a soundproofing partition, an exhaust path under study, elastically cm mounted on the suspension, measuring microphones located in the immediate vicinity of the exhaust route, as well as easily removable sound absorbers mounted on the rigid floor surface of the semi-anechoic chamber in the suspension area of the studied exhaust route, made of porous fibrous or foamy sound-absorbing material based on basalt or glass fibers, open-cell polyurethane foam, with a protective sound-transparent sheath made of thin fiberglass, or aluminized film, etc. A disadvantage of the known device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of exhaust engines of wheeled vehicles is the flat rectangular shape of easily removable sound absorbers, which impairs the acoustic properties of these absorbers and adversely affects the accuracy and objectivity of the results of high-quality acoustic bench studies of ICE exhaust systems.

Для улучшения акустических свойств поглотителей звука целесообразно обеспечить более качественное согласование акустических импедансов воздушной среды пространства камеры и пористой среды звукопоглощающего материала, ослабляющее процесс отражения звуковых волн в пространстве безэховой камеры. С этой целью, более предпочтительной является клинообразная - пирамидальная конструкция поглотителей звука, с направлением вершины звукопоглощающей пирамиды в сторону источника излучения звуковых волн - исследуемой выхлопной трассы.To improve the acoustic properties of sound absorbers, it is advisable to provide better coordination of the acoustic impedances of the air environment of the chamber space and the porous medium of sound-absorbing material, weakening the process of reflection of sound waves in the space of an anechoic chamber. For this purpose, the wedge-shaped - pyramidal design of sound absorbers, with the direction of the top of the sound-absorbing pyramid towards the source of radiation of sound waves - the studied exhaust route, is more preferable.

Технической задачей на решение которой направлена предлагаемая полезная модель является обеспечение необходимых акустических условий, направленное на повышение точности измерений при проведении акустических стендовых исследований систем выпуска ДВС за счет улучшения акустических свойств поглотителей звука применяемых в устройстве для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств.The technical problem to which the proposed utility model is aimed is to provide the necessary acoustic conditions aimed at improving the accuracy of measurements when conducting acoustic bench studies of ICE exhaust systems by improving the acoustic properties of sound absorbers used in the device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system wheeled vehicle engines.

Сущность полезной модели заключается в том, что в известном устройстве для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств, смонтированном в акустической камере с жестким звукоотражающим полом и содержащем, в частности, звукоизолирующую перегородку, упруго смонтированную на подвеске, исследуемую выхлопную трассу, размещенные в непосредственной близости от выхлопной трассы измерительные микрофоны и установленные на жесткую поверхность пола полубезэховой камеры в зоне расположения подвески исследуемой выхлопной трассы, легкосъемные поглотители звука, звукопоглощающая поверхность легкосъемных поглотителей звука образована неразъемно сопряженными между собой пирамидами с боковыми гранями, выполненными под углом, величина которого находится в диапазоне 75-90 градусов и с вершинами направленными в сторону исследуемого источника излучения звуковых волн.The essence of the utility model lies in the fact that in the known device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of exhaust engines of wheeled vehicles mounted in an acoustic chamber with a rigid sound-reflecting floor and containing, in particular, a soundproofing partition, elastically mounted on the suspension, the studied exhaust route, measuring microphones located in the immediate vicinity of the exhaust route and installed on a rigid floor surface a howling chamber in the suspension zone of the studied exhaust route, easily removable sound absorbers, the sound-absorbing surface of easily removable sound absorbers is formed by integrally interconnected pyramids with side faces made at an angle, the value of which is in the range of 75-90 degrees and with vertices directed towards the source under study radiation of sound waves.

Устройство по полезной модели поясняется следующими чертежами.The device according to the utility model is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 представлена полубезэховая акустическая камера с установленным в ней, заявляемым в качестве полезной модели, устройством для оценки корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств.Figure 1 presents a semi-anechoic acoustic chamber installed in it, claimed as a utility model, a device for assessing body noise emitted by elements of the exhaust system of exhaust engines of wheeled vehicles.

Позициями на фиг.1 обозначены:The positions in figure 1 are indicated:

1 - полубезэховая камера;1 - semi-anechoic chamber;

2 - звукопоглощающая облицовка кулисного типа;2 - sound-absorbing cladding type cladding;

3 - пружины;3 - springs;

4 - фундамент динамического барабанного стенда;4 - the foundation of a dynamic drum stand;

5 - беговые барабаны;5 - running drums;

6 - колесное транспортное средство;6 - wheeled vehicle;

7 - звукоизолирующая перегородка;7 - soundproofing partition;

8 - измерительные микрофоны;8 - measuring microphones;

9 - исследуемая выхлопная трасса;9 - investigated exhaust route;

10 - подвеска выхлопной трассы;10 - suspension of the exhaust route;

11 - раструб устройства для дистанционного отвода выхлопных газов.11 - socket device for remote exhaust gases.

12 - пол испытательной полубезэзовой камеры12 - floor test semi-baseless chamber

13 - легкосъемные поглотители звука.13 - easily removable sound absorbers.

На фиг.2 представлена конструкция подвески выхлопной трассы, заявляемого в качестве полезной модели устройства для оценки корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств.Figure 2 presents the design of the suspension of the exhaust route, claimed as a useful model of a device for evaluating body noise emitted by elements of the exhaust system of the engines of wheeled vehicles.

На фиг.3 показан вид "А", сбоку на несущую П-образную стойку.Figure 3 shows a view of "A", side view of the supporting U-shaped rack.

На фиг.4 показано сечение по А-А несущей П-образной стойки.Figure 4 shows a section along aa of the carrier U-shaped rack.

На фиг.5 показана звукопоглощающая поверхность поглотителей звука, с горизонтальной проекцией на ней исследуемой выхлопной трассы.Figure 5 shows the sound-absorbing surface of sound absorbers, with a horizontal projection on it of the studied exhaust route.

На фиг.6 показана конструкция поглотителя звука.Figure 6 shows the design of the sound absorber.

На фиг.7 схематично представлен вид исследуемой выхлопной трассы со стороны выхлопного патрубка.7 schematically shows a view of the investigated exhaust route from the side of the exhaust pipe.

Подвеска выхлопной трассы представляет собой набор несущих П-образных стоек 14 (см. фиг.2 и 3), выполненных из металлического замкнутого, с пустотелым сечением, трубчатого профиля 15, что позволяет впоследствии заполнить внутреннее пространство этого профиля сыпучим, пенистым или другим вибродемпфирующим веществом 16 (см. фиг.4), например: кварцевым песком, интегральной полимерной пеной, свинцовой, чугунной дробью, или сочетанием в смеси этих веществ в заданных пропорциях, для обеспечения требуемого высокого шумовибродемпфирующего эффекта в структуре стоек. Для снижения передачи вибрационного воздействия от несущей стойки на поп испытательной камеры, и от пола на несущую стойку, основание 17 несущей стойки футеровано упругой виброизолирующей подложкой 18, например, резиновой. В верхней части П-образной стойки жестко смонтированы, например, сварочным швом, две втулки 19 с внутренней резьбой в полости втулок. Во втулках 19 ввинчены регулировочные штифты 20 с вмонтированными на нижних торцах штифтов подвесными крюками 21. На подвесных крюках 21 подвешены упругие эластичные элементы 22, например, штатные элементы подушек подвески системы выпуска ДВС исследуемого колесного транспортного средства, к которым непосредственно, с использованием штатных крепежных кронштейнов, монтируется исследуемая выхлопная трасса. Регулировочные штифты 20 за счет соединения типа "винт-гайка" имеют возможность перемещаться в вертикальном направлении на заданную высоту, что позволяет выполнять регулировку подвески выхлопной трассы в зависимости от высоты расположения трубопроводов исследуемой системы выпуска ДВС колесного транспортного средства. Представленная конструкция подвески выхлопной трассы является малогабаритной, лепювесной, отличается простотой выполнения монтажных операций, легко переносится в заданное место установки или хранения.The suspension of the exhaust route is a set of load-bearing U-shaped struts 14 (see FIGS. 2 and 3) made of a metal closed, hollow section, tubular profile 15, which subsequently allows the interior of this profile to be filled with loose, foamy or other vibration-damping substance 16 (see figure 4), for example: quartz sand, integral polymer foam, lead, cast iron, or a combination of these substances in a mixture in predetermined proportions, to provide the required high noise vibration damping effect in the structure of the racks. To reduce the transmission of vibration from the support stand to the pop of the test chamber, and from the floor to the support stand, the support stand base 17 is lined with an elastic vibration-insulating substrate 18, for example, rubber. In the upper part of the U-shaped rack are rigidly mounted, for example, with a welding seam, two bushings 19 with an internal thread in the cavity of the bushings. Adjusting pins 20 are screwed into the bushings 19 with hanging hooks mounted on the lower ends of the pins 21. Resilient elastic elements 22 are suspended on the hanging hooks 21, for example, standard elements of the suspension pillows of the ICE exhaust system of the investigated wheeled vehicle, to which directly, using standard mounting brackets , the investigated exhaust route is mounted. The adjusting pins 20 due to the screw-nut connection have the ability to move in the vertical direction to a predetermined height, which allows you to adjust the suspension of the exhaust route depending on the height of the piping of the ICE exhaust system of the wheeled vehicle. The presented design of the suspension of the exhaust route is small-sized, sculpted, characterized by the simplicity of installation operations, it is easily transferred to a specified installation or storage location.

На жестком полу 12 (см. фиг.1) испытательной полубезэховой камеры, в зоне смонтированной на подвеске исследуемой выхлопной трассы, установлены легкосъемные поглотители звука 13, выполненные из пористого звукопоглощающего материала 23 (см. фиг.6). Пористая структура звукопоглощающего материала 23 поглотителя 13 заключена в защитную звукопрозрачную оболочку 24, например, из тонкой стеклоткани, алюминизированной пленки, и т.п.. Сама пористая структура поглотителя 23 может представлять собой известный пористый волокнистый или пенистый звукопоглощающий материал, на основе базальтовых или стекляных волокон, из открытоячеистого пенополиуретана или другого аналогичного звукопоглощающего материала. Звукопоглощающая поверхность лепюсъемных поглотителей звука образована неразъемно сопряженными между собой пирамидами с боковыми гранями, выполненными под углом "а", величина которого, как установлено в результате практических экспериментальных исследований, должна находиться в диапазоне 75-90 градусов, а вершины соответственно должны быть направлены в сторону исследуемого источника излучения звуковых волн.Easily removable sound absorbers 13 made of porous sound-absorbing material 23 are installed on the hard floor 12 (see Fig. 1) of a semi-anechoic test chamber mounted in the area of the studied exhaust route mounted on the suspension. The porous structure of the sound-absorbing material 23 of the absorber 13 is enclosed in a soundproof sheath 24, for example, of thin fiberglass, aluminized film, and the like. The very porous structure of the absorber 23 may be a known porous fibrous or foamy sound-absorbing material based on basalt or glass fibers, from open-cell polyurethane foam or other similar sound-absorbing material. The sound-absorbing surface of the lepus-detachable sound absorbers is formed by inextricably paired pyramids with side faces made at an angle "a", the value of which, as a result of practical experimental studies, should be in the range of 75-90 degrees, and the vertices should be directed to the side, respectively the investigated source of radiation of sound waves.

Защитная звукопрозрачная оболочка 24 поглотителя 13 изготавливается преимущественно из моющегося, огнестойкого, влаго-масло-бензостойкого материала, не пропускающего указанные вещества внутрь структуры поглотителя, легко подвергающегося очистке пылесосом или влажной очистке. Размеры поверхности, образованной установленными поглотителями звука 13, определяются с учетом габаритов исследуемой выхлопной трассы 9. При регистрации уровней корпусного шума, излучаемого корпусами глушителей, нейтрализаторов, компенсаторов колебаний, трубопроводами, термоизоляционными щитками - измерительные микрофоны 8 (см. фиг.1) располагаются в непосредственной близости от поверхностей исследуемой выхлопной трассы, на расстоянии, задаваемым исследователем для решения конкретных технических задач и целей исследований, а излучение аэрогазодинамического звука открытым срезом выхлопного патрубка и выброс отработавших газов ДВС производится в открытый раструб 11 устройства для дистанционного отвода выхлопных газов.The protective sound-transparent shell 24 of the absorber 13 is made mainly of a washable, fire-resistant, moisture-oil-gas-resistant material that does not allow these substances to enter the structure of the absorber, easily subjected to vacuum cleaning or wet cleaning. The dimensions of the surface formed by the installed sound absorbers 13 are determined taking into account the dimensions of the studied exhaust route 9. When registering levels of body noise emitted by the bodies of silencers, neutralizers, vibration compensators, pipelines, heat-insulating shields - measuring microphones 8 (see Fig. 1) are located in immediate proximity to the surfaces of the investigated exhaust route, at a distance specified by the researcher to solve specific technical problems and research objectives, and radiation e aerogasdynamic sound with an open cut of the exhaust pipe and the exhaust of the internal combustion engine is carried out in the open bell 11 of the device for remote exhaust gas removal.

Практическая реализация устройства по предлагаемой полезной модели позволяет уменьшить эффект звукоотражения звуковых волн от внешней поверхности элементов поглотителей звука и повысить точность измерений при проведении акустических стендовых исследований систем выпуска ДВС.The practical implementation of the device according to the proposed utility model allows to reduce the effect of sound reflection of sound waves from the outer surface of the sound absorbing elements and to increase the measurement accuracy when conducting acoustic bench studies of ICE exhaust systems.

Claims

A device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of exhaust engines of wheeled vehicles mounted in an acoustic chamber with a hard sound-reflecting floor and containing, in particular, a soundproofing partition, resiliently mounted on the suspension, the studied exhaust route, located in the immediate vicinity of the exhaust measuring microphones and semi-anechoic chamber mounted on a rigid floor surface in the area of the suspension of the studied exhaust path, easily removable sound absorbers, characterized in that the sound-absorbing surface of the easily removable sound absorbers is formed by integrally interconnected pyramids with side faces made at an angle, the value of which is in the range of 75-90 ° and with vertices directed towards the studied sound radiation source waves.