RU2270767C2

RU2270767C2 - Integral noise-isolating structure of cab and/or passenger compartment of vehicle

Info

Publication number: RU2270767C2
Application number: RU2004109961/11A
Authority: RU
Inventors: Леонид Анатольевич Паньков (RU); Леонид Анатольевич Паньков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Тэкникал консалтинг"
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2006-02-27
Also published as: RU2004109961A

Abstract

FIELD: automotive industry.

SUBSTANCE: invention relates to multilayer noise-isolating structures designed for improving acoustic and climatic conditions and riding comfort in passenger compartment (cab) of vehicle, for instance, automobile. Proposed integral noise-isolating structure of cab and/or passenger compartment of vehicle has solid-formed skeleton made of tight weight-carrying layer of gastight material, at least part of mounting surface of which is mated with layer of porous foamed material permeable to gas, and face surface of weight layer is mated with layer of decorative carpet coating. Structure of porous layer is of homogeneous chemical composition with different value of rigidity within the limits of mounting surface mated with panel of body. Separate more rigid sections of structure of porous layer are formed by isolated groups of close-meshed formations within the limits of thickness of porous layer at place of formation and separate more soft sections of structure are formed by isolated groups of wide-meshed formations within the limits of entire thickness of porous layer in place of said formations, moreover said isolated groups of close - and wide-meshed formations are arranged on surface of structure in alternating manner, according to proposed version.

EFFECT: reduced weight of vehicle and simplified mounting of structure in confined space of cab and/or vehicle passenger compartment, preservation of high acoustic properties of integral noise-isolating structure in process of storing, transporting and long operation on vehicle.

7 cl, 20 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к многослойным шумоизоляционным структурам, предназначенным для улучшения акустических и климатических качеств, повышения ездового комфорта в пассажирском салоне (кабине) транспортного средства, например автомобиля, в соответствии с родовым понятием, содержащимся в п.1 формулы изобретения.The present invention relates to multilayer noise insulation structures designed to improve acoustic and climatic qualities, increase ride comfort in the passenger compartment (cabin) of a vehicle, such as a car, in accordance with the generic term contained in claim 1.

В частности, в колесных транспортных средствах для шумоизоляции пола и щитка передка (разделяющего пассажирское отделение от моторного отсека) кузова автомобиля, с целью снижения шума в кабине или пассажирском салоне широко используется сочетание слоистых материалов, причем один из слоев такого "сэндвича" обладает большой массой (далее, весовой слой), а материал второго слоя является легким, пористым, вспененным, газопроницаемым (далее, пористый слой).In particular, in wheeled vehicles for the soundproofing of the floor and the front panel (separating the passenger compartment from the engine compartment) of the car body, in order to reduce noise in the cabin or passenger compartment, a combination of laminated materials is widely used, and one of the layers of such a “sandwich” has a large mass (hereinafter, the weight layer), and the material of the second layer is light, porous, foamed, gas permeable (hereinafter, the porous layer).

В качестве материала весового слоя, в частности, может быть использован тройной этиленпропиленовый каучук, сополимер этилена и винилацетата, поливинилхлорид или битум с добавлением сульфата бария, выпускаемые в виде листов толщиной 2-4 мм весом 4-8 кг/м².As the material of the weight layer, in particular, triple ethylene-propylene rubber, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, polyvinyl chloride or bitumen with the addition of barium sulfate, produced in the form of sheets 2-4 mm thick weighing 4-8 kg / m ² , can be used.

В качестве материала пористого слоя, в частности, может быть использован вспененный пенополиуретан (ППУ), монтажная поверхность которого контактирует с полом автомобиля или панелью щитка передка.As the material of the porous layer, in particular, foamed polyurethane foam (PUF) can be used, the mounting surface of which contacts the vehicle floor or the front panel panel.

Лицевая поверхность описанной структуры имеет декоративное покрытие, например коврик из формованного листового термопласта.The front surface of the described structure has a decorative coating, for example a mat made of molded thermoplastic sheet.

Предлагаемое техническое решение предусматривает в значительной степени улучшить акустический комфорт в салоне (кабине) транспортного средства (например, автомобиля). Проблема заключается в том, что кузовные детали автомобиля, в частности панели щитка передка, пола и крыши, панели дверей и багажного отделения, имея значительную площадь поверхности и малую толщину металлических стенок, являются легко вибровозбудимыми при воздействии на них через элементы твердых связей силовых факторов от реализующихся рабочих процессов, протекающих в цилиндрах силового агрегата, системах двигателя, трансмиссионных агрегатах, приводящих в итоге к динамическим деформациям и вибрациям указанных панелей кузова и вызывающих соответствующее интенсивное генерирование названными панелями структурного звука (шума).The proposed technical solution provides to significantly improve acoustic comfort in the cabin (cabin) of a vehicle (for example, a car). The problem is that the car body parts, in particular the dashboard panels, floor and roof panels, door panels and the luggage compartment, having a significant surface area and a small thickness of metal walls, are easily vibrational when exposed to them through the elements of solid connections of force factors from ongoing work processes occurring in the cylinders of the power unit, engine systems, transmission units, resulting in dynamic deformations and vibrations of these body panels and cause corresponding corresponding intensive generation by the named panels of structural sound (noise).

Известный традиционный метод устранения описанного явления подавления шума панелей кузова заключается в облицовке поверхностей панелей разного рода многослойными шумоизоляционными структурами, например, как это предложено в патенте России №2166573, МПК⁷ D 04 H 1/00, 2001, содержащими слой изолирующего материала (весовой слой) и слой звукопоглощающего материала (пористый слой). Шумодемпфирующий эффект такой слоистой структуры основан на известном в акустике принципе демпфирования колебаний, когда два названных взаимосвязанных слоя структуры работают в виде колебательной системы "масса-пружина", где "массой" является весовой слой, а "пружиной" - пористый слой, в результате чего одновременно реализуются процессы как демпфирования вибрационной энергии панели, так и поглощения воздушного звука, излучаемого панелью в пористом слое шумоизоляционной структуры путем его рассеивания и преобразования в тепловую энергию.A well-known traditional method of eliminating the described phenomenon of suppressing noise of body panels is to clad surfaces of panels of various kinds with multilayer noise insulation structures, for example, as proposed in Russian patent No. 2166573, IPC ⁷ D 04 H 1/00, 2001, containing a layer of insulating material (weight layer ) and a layer of sound-absorbing material (porous layer). The noise-damping effect of such a layered structure is based on the principle of vibration damping, known in acoustics, when the two interconnected layers of the structure work in the form of a mass-spring oscillatory system, where the mass is the weight layer and the spring is the porous layer, resulting in at the same time, both damping the vibrational energy of the panel and absorption of airborne sound emitted by the panel in the porous layer of the noise-insulating structure by scattering and converting it into thermal energy are realized th.

Недостаток традиционного метода заключается в том, что он основан на применении тяжелых шумоизоляционных материалов на основе плотного весового (тяжелого) слоя, существенно увеличивающего вес транспортного средства в целом, что неблагоприятно с точки зрения его динамических свойств, расхода топлива и т.п. Следует отметить и то, что сами по себе такие материалы отличаются, как правило, достаточно высокой стоимостью, сложной и часто не безвредной технологией изготовления, сложностью вторичной переработки и пр.The disadvantage of the traditional method is that it is based on the use of heavy noise insulation materials based on a dense weight (heavy) layer, which significantly increases the weight of the vehicle as a whole, which is unfavorable in terms of its dynamic properties, fuel consumption, etc. It should be noted that such materials themselves differ, as a rule, by a rather high cost, complex and often not harmless manufacturing technology, complexity of secondary processing, etc.

Описываемое ниже решение технической проблемы основано на том, что при сохранении высоких шумоизоляционных качеств структуры или их повышении предлагается массу весового слоя шумоизоляционной структуры уменьшить, а потерю общего шумоизоляционного эффекта не только компенсировать, но и заметно повысить сообщением пористому слою повышенных свойств звукопоглощения, связанных с направленно сформированной анизотропией скелета пористого слоя.The solution to the technical problem described below is based on the fact that, while maintaining high noise insulation qualities of the structure or increasing them, it is proposed to reduce the weight of the weight layer of the noise insulation structure, and not only to compensate for the loss of the overall noise insulation effect, but also to noticeably increase the porous layer by increasing the sound absorption properties associated with directional formed by the anisotropy of the skeleton of the porous layer.

Пористые открытоячеистые пены, например пенополиуретановые, в виде составных пористых слоев известных многослойных шумоизоляционных структур могут являться эффективными материалами для поглощения звуковой энергии. Их эффективность зависит в основном от интенсивности процесса рассеивания звуковой энергии, связанной с перемещением воздуха через узкие системы несимметричных и разветвленных каналов пористой структуры. Внутреннее деформирование структуры пористого скелета из-за воздействия падающих звуковых волн и реализуемой при этом работы (энергии) также способствует дополнительному рассеиванию звуковой энергии. Вспененные пористые звукопоглощающие материалы могут являться изотропическими по составу структурами благодаря особенностям технологий текучих процессов во время вспенивания и затвердевания хаотично распределенных по объему структуры пор различного геометрического соотношения. Такую пористую вспененную структуру можно представить как двухкомпонентную сплошную среду, состоящую из каркаса пены и воздуха. Воздух как упругая среда перемещается относительно упругого каркаса и каркас деформируется. Оба указанных компонента (воздух и скелет) взаимосвязаны фрикционными усилиями, в результате чего происходит преобразование механической работы (деформаций, трения) в теплоту.Porous open-cell foams, for example polyurethane foams, in the form of composite porous layers of known multilayer noise-insulating structures can be effective materials for absorbing sound energy. Their effectiveness mainly depends on the intensity of the process of dispersion of sound energy associated with the movement of air through narrow systems of asymmetric and branched channels of a porous structure. The internal deformation of the structure of the porous skeleton due to the influence of incident sound waves and the work (energy) realized in this process also contributes to the additional dissipation of sound energy. Foamed porous sound-absorbing materials can be structures isotropic in composition due to the peculiarities of the technology of fluid processes during foaming and solidification of randomly distributed pore volumes of various geometric ratios. Such a porous foam structure can be represented as a two-component continuous medium consisting of a foam skeleton and air. Air as an elastic medium moves relative to the elastic frame and the frame is deformed. Both of these components (air and skeleton) are interconnected by frictional forces, resulting in the conversion of mechanical work (deformation, friction) into heat.

Известны также способы и устройства получения высокоэффективных пористых вспененных материалов на основе полимеров за счет придания пористой структуре материалов анизотропных свойств. Свойство анизотропности структуры вспененных материалов может обеспечиваться как непосредственно за счет формирования (сообщения) самой структуре материала различных, существенно отличающихся, физических характеристик в различных координатных направлениях, таких как модуль упругости (модуль Юнга), модуль сдвига, число Пуассона, коэффициент потерь, так и введением в скелет пористой структуры различных инородных конструктивных элементов, формирующих анизотропные свойства в заданных направлениях и/или приданию, например, структуре шумопоглощающей панели заданной геометрической формы.Also known are methods and devices for producing highly effective porous polymer-based foam materials by imparting anisotropic properties to the porous structure of materials. The anisotropy property of the structure of foamed materials can be ensured both directly due to the formation (communication) of the material structure of various substantially different physical characteristics in various coordinate directions, such as elastic modulus (Young's modulus), shear modulus, Poisson's number, loss coefficient, and the introduction into the skeleton of the porous structure of various foreign structural elements that form anisotropic properties in specified directions and / or impart, for example, the structure of opogloschayuschey panel predetermined geometric shape.

Такие способы и устройства известны, в частности, из публикаций:Such methods and devices are known, in particular, from publications:

/1/. Т.Alts, Unikeller "The significanse of anisotrony for the acoustical effectiveness of visco - elastic foams", Unikeller Conference - 89, Zurich, 1989, p.8/1...8/23;/one/. T. Alts, Unikeller "The significantanse of anisotrony for the acoustical effectiveness of visco - elastic foams", Unikeller Conference - 89, Zurich, 1989, p.8 / 1 ... 8/23;

/2/. DE №4113628 А1, МПК G 10 К 11/16,публ. 1992;/ 2 /. DE No. 4113628 A1, IPC G 10 K 11/16, publ. 1992;

/3/. DE №4332856 A1, МПК G 10 K 11/16, публ. 1995;/ 3 /. DE No. 4332856 A1, IPC G 10 K 11/16, publ. 1995;

/4/. DE №3219339 C1, МПК G 10 K 11/16, публ. 1983;/four/. DE No. 3219339 C1, IPC G 10 K 11/16, publ. 1983;

/5/. ЕР №0509603 А1, МПК G 10 K 11/16, публ. 1992;/5/. EP No. 0 509 603 A1, IPC G 10 K 11/16, publ. 1992;

/6/. RU №2106021 C1, МПК G 10 K 11/16, публ. 1998;/ 6 /. RU No. 2106021 C1, IPC G 10 K 11/16, publ. 1998;

/7/. US №5554830, МПК Е 04 В 1/81, публ. 1996;/ 7 /. US No. 5554830, IPC E 04 In 1/81, publ. 1996;

/8/. PCT/WO №91/09728, МПК В 32 В 11/04, публ. 1991;/8/. PCT / WO No. 91/09728, IPC 32 V 11/04, publ. 1991;

/9/. PCT/WO №00/27671, МПК B 60 R 13/02, публ. 2000;/9/. PCT / WO No. 00/27671, IPC B 60 R 13/02, publ. 2000;

В частности, в /1/ рассматриваются проблемы производства высокоэффективных многослойных шумоизоляционных материалов, содержащих пористый волокнистый и/или вспененный звукопоглощающие слои в комбинациях с плотным весовым звукоизолирующим слоем. За счет подбора жесткостных характеристик компонентов слоистой шумоизоляционной системы, придания анизотропии вспененному слою хаотичным распределением пор различного габаритного состава, в сочетании с плотным, отражающим звуковые волны, весовым шумоизоляционным слоем - иллюстрируются возможности изменения величины параметра "звукоизоляция" слоистых звукоизолирующих конструкционных пакетов в заданных частотных диапазонах.In particular, in / 1 / the problems of the production of high-performance multilayer noise-insulating materials containing porous fibrous and / or foamed sound-absorbing layers in combination with a dense, sound-absorbing layer are considered. By selecting the stiffness characteristics of the components of the layered noise insulation system, imparting anisotropy to the foamed layer by a random distribution of pores of various overall dimensions, combined with a dense, sound-reflecting, sound-absorbing weighted layer, we illustrate the possibilities of changing the value of the “sound insulation” parameter of layered sound-insulating structural packages in given frequency ranges .

В /2/ заявляется структура звукопоглощающего материала с анизотропными физическими свойствами, за счет придания более низкого значения модуля упругости "Е" в конкретном заданном пространственном направлении пористой структуры материала по отношению к остальным направлениям трехмерного объема пористой структуры материала, обеспечивающее лучшее согласование волновых сопротивлений воздушной среды вблизи зоны раздела поверхности структуры пористого материала с волновым сопротивлением внутри пористой структуры (т.е. в зоне падения звуковых волн на пористую структуру). При этом указано, что значение модуля "Е" в заданном пространственном направлении (каждом из 3-х) является неизменным.B / 2 / claims the structure of a sound-absorbing material with anisotropic physical properties, by imparting a lower value of the elastic modulus "E" in a specific spatial direction of the porous structure of the material with respect to other directions of the three-dimensional volume of the porous structure of the material, providing better coordination of wave resistance of the air near the interface between the surface of the structure of a porous material with wave resistance inside the porous structure (i.e., in the zone of incidence of sound ovyh waves on the porous structure). It is indicated that the value of the module "E" in a given spatial direction (each of 3) is unchanged.

В /3/ заявляется многослойный шумопоглощающий плоский элемент с несущей перфорированной пластиной (например, введение инородного конструктивного элемента), обеспечивающей анизотропию звукопоглощающих свойств пористого слоя по толщине элемента и формирующей заданное поглощение звука за счет выбора определенной перфорации несущей пластины. Внешняя защитная поверхность элемента выполнена из звукопроницаемого материала со слабым отражением падающих на элемент звуковых волн.B / 3 / claims a multilayer sound-absorbing flat element with a perforated support plate (for example, the introduction of a foreign structural element), which provides anisotropy of the sound-absorbing properties of the porous layer over the thickness of the element and forms a given sound absorption by choosing a specific perforation of the carrier plate. The outer protective surface of the element is made of a soundproof material with weak reflection of the sound waves incident on the element.

В /4/ заявляется плоская шумопоглощающая панель из вспененного изотропного материала, внешняя (приемная для падающих звуковых волн) поверхность которого выполнена бугристой для улучшения эффекта звукопоглощения, (пример конструктивной анизотропии панели в целом). При этом вершины указанных бугров неровного профиля пеноматериала закрыты тонкой защитной фольгой. Некоторое улучшение звукопоглощения, ввиду обеспечения лучшего согласования волновых сопротивлений окружающего воздуха и пористого слоя в зоне их раздела (вершин закрытых фольгой), созданной геометрией выпуклых бугров и вогнутых впадин поверхностного пористого слоя, негативно сочетается с недостаточно высокими прочностными и эксплуатационными свойствами такой панели (в первую очередь - легкость повреждений свободных, неопертых на вершины бугров участков тонкой фольги).B / 4 / claims a flat sound-absorbing panel made of foamed isotropic material, the external (receiving for incident sound waves) surface of which is made knobby to improve the sound absorption effect (an example of the structural anisotropy of the panel as a whole). At the same time, the peaks of these hillocks of uneven profile of the foam are covered with a thin protective foil. Some improvement in sound absorption, due to the better coordination of the wave impedances of the surrounding air and the porous layer in the area of their separation (vertices covered with foil), created by the geometry of convex tubercles and concave depressions of the surface porous layer, is negatively combined with insufficiently high strength and operational properties of such a panel (first the turn is the ease of damage to areas of thin foil that are not backed to the tops of the hillocks).

В /5/ заявляется многослойная структура звукопоглощающего материала, основу которого составляет пористая структура с модулем Юнга, не превышающим 10⁵ Н/м², для обеспечения высокого коэффициента звукопоглощения в области низких частот звукового спектра. Недостатком известной структуры является ограниченный частотный диапазон эффективного звукопоглощения, выраженная плоская геометрия звукопоглощающей панели с недостаточно высокими условиями согласования волновых сопротивлений воздушной среды и пористого слоя в зоне их раздела, невысокие прочностные и эксплуатационные характеристики вследствие заданного низкого модуля Юнга материала.B / 5 / claims a multilayer structure of sound-absorbing material, the basis of which is a porous structure with a Young's modulus not exceeding 10 ⁵ N / m ² to ensure a high sound absorption coefficient in the low-frequency region of the sound spectrum. A disadvantage of the known structure is the limited frequency range of effective sound absorption, the pronounced flat geometry of the sound-absorbing panel with insufficiently high conditions for matching the wave impedances of the air medium and the porous layer in the area of their separation, low strength and operational characteristics due to a given low Young's modulus of the material.

В /6, 7, 8 и 9/ заявляются многослойные шумоизоляционные материалы, содержащие комбинацию пористых звукопоглощающих, плотных весовых звукоизолирующих и видовых эстетических слоев, работающих по принципу колебательной системы "колеблющаяся масса - упругая пружина", обеспечивающей за счет комбинированного воздействия вибродемпфирующих и звукопоглощающих свойств многослойной структуры заданное увеличение ее звукоизолирующих свойств. В состав указанной комбинации могут включаться также перфорированные слои плотного весового материала или же формироваться замкнутые габаритные полости для направленного изменения локальных плотностей и жесткостей структуры, а в итоге - создания конструкции структуры с заданными жесткостными и звукоизолирующими характеристиками.B / 6, 7, 8 and 9 / declare multilayer soundproofing materials containing a combination of porous sound absorbing, dense weight soundproofing and specific aesthetic layers, operating on the principle of an oscillating system “oscillating mass - elastic spring”, which provides due to the combined effect of vibration damping and sound absorbing properties a multilayer structure is a given increase in its soundproofing properties. The composition of this combination can also include perforated layers of dense weight material or closed dimensional cavities can be formed for directional changes in local densities and stiffnesses of the structure, and, as a result, creation of a structure design with specified stiffness and soundproofing characteristics.

В качестве прототипа выбрано шумоизоляционное покрытие пола кузова автомобиля, описанное в заявке ФРГ №3824171, МКИ⁴ G 10 K 11/16; B 60 R 13/08, публ. 18.01.90, которое содержит тяжелый слой искусственного материала (весовой слой) и мягкий пористый слой в качестве пружины (пористый слой), накладываемый на звукоизлучающую поверхность панели, кузова. Лицевая поверхность звукоизоляционного покрытия оформлена видовым декоративным ковровым слоем.As a prototype, a noise insulation coating for the floor of the car body, described in the application of Germany No. 3824171, MKI ⁴ G 10 K 11/16; B 60 R 13/08, publ. 01/18/90, which contains a heavy layer of artificial material (weight layer) and a soft porous layer as a spring (porous layer), applied to the sound-emitting surface of the panel, body. The front surface of the soundproofing is decorated with a specific decorative carpet layer.

В прототипе, как и в приведенных выше известных примерах, отражающих уровень техники, описаны как изотропные - с идентичными по размерам и физическим характеристикам пор материалы, так и анизотропные пористые вспененные звукопоглощающие структуры, изменение жесткостных и звукопоглощающих характеристик которых осуществляется, в первую очередь, за счет беспорядочного характера изменения геометрических размеров, хаотично распределяемых пор вспененного слоя материала по всему объему структуры, заданных размеров и числа пор, размеров открытых каналов, сообщающих полости соседних пор, распределяемых хаотично по всему объему структуры. Что касается весового слоя, то он имеет значительную толщину и вес, для придания структуре повышенных вибродемпфирующих и звукоотражающих свойств, достаточных для достижения заданного шумоизоляционного эффекта, обеспечиваемого многослойной структурой в целом. Кроме того, рассмотренные многослойные шумоизоляционные структуры с толстым и жестким весовым слоем придают многослойной структуре высокую изгибную жесткость, что затрудняет их монтаж на изогнутых, криволинейных и рельефных участках поверхностей панелей кузова. В силу этого, чаще всего их приходится изготавливать в виде отдельных расчлененных малогабаритных панелей и формовать с учетом геометрической формы сопрягаемой кузовной панели в виде цельноформованных изделий.In the prototype, as in the above known examples reflecting the prior art, both isotropic materials with identical pore size and physical characteristics are described, as well as anisotropic porous foam sound-absorbing structures, the change of the stiffness and sound-absorbing characteristics of which is carried out, first of all, for due to the random nature of changes in geometric dimensions, randomly distributed pores of the foam layer of the material throughout the volume of the structure, given sizes and number of pores, open sizes of the channels that communicate with the cavities of neighboring pores distributed randomly throughout the structure. As for the weight layer, it has a significant thickness and weight, to give the structure enhanced vibration damping and sound reflecting properties sufficient to achieve a given soundproofing effect provided by the multilayer structure as a whole. In addition, the considered multilayer soundproofing structures with a thick and rigid weight layer give the multilayer structure high bending stiffness, which makes it difficult to install them on curved, curved and embossed areas of the surfaces of body panels. Because of this, most often they have to be made in the form of separate dissected small-sized panels and molded taking into account the geometric shape of the mating body panel in the form of whole-molded products.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в известной интегральной шумоизоляционной структуре кабины и/или салона кузова транспортного средства, содержащей цельноформованный каркас, выполненный из плотного несущего газонепроницаемого материала (весовой слой), по крайней мере часть монтажной поверхности которого сопряжена со слоем легкого пористого вспененного газопроницаемого материала (пористый слой), а его внешняя лицевая поверхность сопряжена со слоем декоративного коврового покрытия, структура пористого слоя выполнена однородной по своему химическому составу и с различной величиной жесткости в пределах границ сопрягаемой с панелью кузова монтажной поверхности, при этом отдельные, более жесткие, участки структуры пористого слоя образованы обособленными группами мелкоячеистых формирований в пределах всей толщины пористого слоя, в месте образования данных формирований, а отдельные, более мягкие, участки структуры, образованы обособленными группами крупноячеистых формирований в пределах всей толщины пористого слоя, в месте образования данных формирований. Кроме того, названные обособленные группы жестких и мягких формирований располагаются в структуре пористого слоя в чередующемся определенным образом порядке. Структура пористого слоя, например, может состоять из открытоячеистого вспененного пенополиуретана (ППУ). Пористым слоем ППУ может быть покрыта вся или отдельная часть монтажной поверхности цельноформованного каркаса, включающего весовой и декоративные слои. Декоративный, пористый и весовой слои интегральной шумоизоляционной структуры составляют между собой неразъемное соединение. Между наиболее крупноячеистыми и самыми мелкоячеистыми обособленными группами формирований могут быть образованы промежуточные дополнительные формирования, с промежуточным размером ячеек скелета структуры, находящимся в пределах диапазона размеров крупных и мелких ячеек в соответственно мягких и жестких группах формирований, образованных в пористом слое. Лицевая поверхность каркаса (обращенная внутрь салона или кабины) может быть оформлена ковровым покрытием. Монтажная поверхность пористого слоя может быть облицована тонким гидроизолирующим покрытием, например гидроизолирующей пленкой ПВХ. В другом варианте конструктивного исполнения монтажная поверхность пористого слоя покрыта тонкой коркой ППУ, образованной в процессе формования интегральной структуры в технологической пресс-форме. Монтажная поверхность пористого слоя может быть выполнена в виде множества чередующихся выступов и впадин, при этом выступы сформированы группами мелкоячеистых формирований, а впадины - группами крупноячеистых формирований. В этом случае, при монтаже интегральной шумоизоляционной структуры на соответствующую поверхность кузовной панели, между поверхностями структуры и сопрягаемой кузовной панели образуется множество чередующихся воздушных полостей, усиливающих шумоизоляционный эффект многослойной интегральной шумоизоляционной структуры в целом.The essence of the invention lies in the fact that in the known integrated noise-insulating structure of the cab and / or vehicle body interior, comprising an integral molded frame made of a dense carrier gas-tight material (weight layer), at least part of the mounting surface of which is interfaced with a layer of lightweight porous foam gas-permeable material (porous layer), and its outer front surface is interfaced with a layer of decorative carpet, the structure of the porous layer in it is filled with a uniform chemical composition and with varying stiffness within the boundaries of the mounting surface mating with the body panel, while separate, more rigid, sections of the structure of the porous layer are formed by separate groups of fine-meshed formations within the entire thickness of the porous layer, at the place of formation of these formations, and separate, softer, sections of the structure are formed by separate groups of coarse-grained formations within the entire thickness of the porous layer, at the place of formation formations. In addition, these isolated groups of hard and soft formations are located in the structure of the porous layer in an alternating manner in a certain way. The structure of the porous layer, for example, may consist of open-cell foam polyurethane foam (PUF). The whole or a separate part of the mounting surface of the whole-molded frame, including weight and decorative layers, can be coated with a porous layer of polyurethane foam. Decorative, porous and weight layers of the integral noise insulation structure constitute an integral connection between themselves. Between the coarsest and smallest isolated groups of formations, intermediate additional formations can be formed, with an intermediate cell size of the skeleton of the structure, which is within the size range of large and small cells in the correspondingly soft and hard groups of formations formed in the porous layer. The front surface of the frame (facing the interior of the cabin or cabin) can be carpeted. The mounting surface of the porous layer may be lined with a thin waterproofing coating, for example a PVC waterproofing film. In another embodiment, the mounting surface of the porous layer is covered with a thin PPU crust formed during the formation of the integral structure in the technological mold. The mounting surface of the porous layer can be made in the form of many alternating protrusions and depressions, while the protrusions are formed by groups of fine-mesh formations, and depressions by groups of coarse-mesh formations. In this case, when the integrated noise insulation structure is mounted on the corresponding surface of the body panel, a lot of alternating air cavities are formed between the surfaces of the structure and the mating body panel, reinforcing the noise insulation effect of the multilayer integral noise insulation structure as a whole.

Реализация заявляемого технического решения позволяет уменьшать массу тяжелого весового несущего каркасного слоя не только без ущерба щумоизоляционным качествам структуры в целом, но и при сообщении более высокой шумоизолирующей способности, за счет перераспределения функционального вклада составных слоев многослойной структуры таким образом, что существенно увеличиваются звукопоглощающие характеристики мягкого пористого слоя. Более жесткие мелкоячеистые формирования звукопоглощающего слоя выполняют, уже в том числе, функцию несущих упрочняющих элементов многослойной структуры. Одновременно с этим, структура становится более податливой на изгиб, поскольку многослойная структура выполнена с чередующимися "мягкими" зонами, "более мягкие" крупноячеистые формирования звукопоглощающего слоя не только существенно улучшают процесс поглощения звуковых волн, но и, в это же время, хорошо выполняют функцию изгибных компенсаторов многослойной структуры при ее монтаже на транспортное средство, при этом, так как толщина жесткого шумоизоляционного весового слоя уменьшилась, то податливость на изгиб этого слоя также увеличивается. Это безусловно, наряду с применением в пористой структуре чередующихся зон изменения жесткостей и "бугристо-впадинного" характера сопряжения структуры с сопрягаемой поверхностью пола (щитка передка), упрощает монтаж интегральной структуры на кузовной панели, в ограниченном стесненном пространстве кабины или салона транспортного средства, и в частности, на ее изогнутых криволинейных и рельефных участках.The implementation of the proposed technical solution allows to reduce the mass of the heavy weight bearing frame layer, not only without compromising the noise-insulating qualities of the structure as a whole, but also when communicating a higher sound-insulating ability, due to the redistribution of the functional contribution of the composite layers of the multilayer structure in such a way that the sound-absorbing characteristics of the soft porous material significantly increase layer. More rigid fine-meshed formations of the sound-absorbing layer carry out, among other things, the function of supporting reinforcing elements of the multilayer structure. At the same time, the structure becomes more flexible by bending, since the multilayer structure is made with alternating “soft” zones, “softer” coarse-cell formations of the sound-absorbing layer not only significantly improve the absorption of sound waves, but also, at the same time, perform well the function flexural compensators of the multilayer structure when it is mounted on a vehicle, while, since the thickness of the rigid noise-insulating weight layer has decreased, the flexural compliance of this layer will also increase It is. This, of course, along with the use in the porous structure of alternating zones of changes in stiffness and the "bumpy-hollow" nature of the conjugation of the structure with the mating floor surface (front panel), simplifies the installation of the integrated structure on the body panel, in the limited space of the cab or passenger compartment of the vehicle, and in particular, on its curved curved and relief sections.

Рассмотрим эффект придания пористому слою интегральной шумоизоляционной структуры улучшенных характеристик звукопоглощения более подробно. В отличие от известных принципов сообщения пористой структуре анизотропии для улучшения ее акустических характеристик - как процесса придания пористой звукопоглощающей структуре звукопоглощающих свойств, путем хаотичного распределения пор заданных размеров по всему объему структуры, предлагается технологический принцип задания управляемой упорядоченной анизотропии пористому слою (вспененному материалу) - реализацией направленного, строго ориентированного, путем определенного группирования в заданные формирования пор примерно одинаковых геометрических размеров (и жесткостных характеристик), направленных на усиление эффектов звукопоглощения, с повышением заданных прочностных и долговечностных характеристик пористой структуры путем сообщения пористому слою как функций дополнительного несущего скелета ("матрица" с локальными зонами более высокой жесткости), так и введения динамически податливых "мягких" зон "наполнителя", заполняющих межскелетные "жесткие" пространства и повышающих эффективность звукопоглощения пористого слоя в целом. При этом управление свойствами структуры в целом происходит как за счет выбора размеров групп пор, так и за счет их группирования в однородные формирования в заданных зонах пространства структуры. Увеличению шумоизоляционного эффекта способствует также приданию внешней поверхности пористого слоя чередующихся выступов и впадин, с образованием в этих зонах (при монтаже структуры на соответствующую кузовную панель) воздушных полостей, ослабляющих передачу вибрационного возбуждения, передаваемую скелетом пористого слоя весовому и декоративному (видовому) слоям, с соответствующим ослаблением переизлучения ими звука в пространство кабины (салона) транспортного средства.Let us consider the effect of imparting improved sound absorption characteristics to the porous layer of an integrated noise insulation structure in more detail. Unlike the well-known principles of communicating the porous structure of anisotropy to improve its acoustic characteristics - as a process of imparting sound-absorbing properties to a porous sound-absorbing structure by randomly distributing pores of a given size over the entire volume of the structure, we propose a technological principle for defining a controlled ordered anisotropy in a porous layer (foam material) - implementation directed, strictly oriented, by a certain grouping into predetermined pore formations about other geometric dimensions (and stiffness characteristics) aimed at enhancing the effects of sound absorption, with an increase in the specified strength and durability characteristics of the porous structure by communicating to the porous layer both the functions of an additional supporting skeleton (a “matrix” with local zones of higher stiffness) and the introduction of dynamically compliant “soft” zones of the “filler” filling the inter-skeletal “hard” spaces and increasing the sound absorption efficiency of the porous layer as a whole. Moreover, the properties of the structure as a whole are controlled both by choosing the sizes of pore groups and by grouping them into homogeneous formations in predetermined zones of the structure space. An increase in the noise insulation effect also contributes to giving the outer surface of the porous layer alternating protrusions and depressions, with the formation in these zones (when the structure is mounted on the corresponding body panel) of air cavities that weaken the transmission of vibrational excitation transmitted by the skeleton of the porous layer to the weight and decorative (species) layers, with the corresponding attenuation of the re-emission of sound by them into the space of the vehicle cabin (cabin).

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:The invention is illustrated in the drawings, where:

на фиг.1 показан один из вариантов предлагаемой интегральной шумоизоляционной структуры, внешняя (монтажная) поверхность пористого слоя которой выполнена в виде чередующихся выступов и впадин;figure 1 shows one of the options for the proposed integrated noise insulation structure, the outer (mounting) surface of the porous layer of which is made in the form of alternating protrusions and depressions;

на фиг.2 показан вариант предлагаемой интегральной шумоизоляционной структуры, внешняя (монтажная) поверхность пористого слоя которой выполнена плоской и облицована защитной пленкой, которая находится в контакте с кузовной металлической панелью;figure 2 shows a variant of the proposed integrated noise insulation structure, the outer (mounting) surface of the porous layer of which is made flat and lined with a protective film that is in contact with the body metal panel;

на фиг.3 представлена структура, изображенная на фиг.1, с ее монтажем на кузовной панели;figure 3 presents the structure depicted in figure 1, with its installation on the body panel;

на фиг.4 - аналогично фиг.3, только внешняя (монтажная) поверхность пористого слоя облицована защитной пленкой;figure 4 is similar to figure 3, only the outer (mounting) surface of the porous layer is lined with a protective film;

на фиг.5 показан еще один вариант исполнения предлагаемой интегральной шумоизоляционной структуры, установленной на кузовную панель, когда ее внешняя (монтажная) поверхность пористого слоя выполнена в виде чередующихся выступов и впадин;figure 5 shows another embodiment of the proposed integrated noise insulation structure mounted on the body panel when its external (mounting) surface of the porous layer is made in the form of alternating protrusions and depressions;

на фиг.6 показано сечение А-А (вид в плане) структур, представленных на фиг.1-5. Здесь видно расположение по сечению обособленных групп мелкоячеистых формирований и обособленных групп крупноячеистых формирований, на виде в плане расположенных в виде концентричных колец.in Fig.6 shows a section aa (plan view) of the structures shown in Fig.1-5. Here you can see the cross-sectional location of isolated groups of fine-meshed formations and isolated groups of coarse-formed formations, in plan view arranged in the form of concentric rings.

Интегральные шумоизоляционные структуры, представленные на фиг.7, 8 и 9, аналогичны уже представленным выше и отличаются только тем, что в сечении Б-Б, фиг.10, обособленные группы мелкоячеистых формирований и обособленные группы крупноячеистых формирований этих структур на виде в плане расположены в шахматном порядке.The integral noise insulation structures shown in Figs. 7, 8 and 9 are similar to those already presented above and differ only in that in section BB, Fig. 10, separate groups of small-mesh formations and separate groups of coarse-mesh formations of these structures are located in plan view in a checkerboard pattern.

Интегральные шумоизоляционные структуры, представленные на фиг.11, 12 и 13, аналогичны уже представленным выше и отличаются только тем, что в сечении С-С, фиг.14, обособленные группы мелкоячеистых формирований и обособленные группы крупноячеистых формирований этих структур на виде в плане расположены в виде в основном прямолинейных поясов.The integrated noise insulation structures shown in FIGS. 11, 12 and 13 are similar to those already presented above and differ only in that in section CC, FIG. 14, separate groups of fine-mesh formations and separate groups of coarse-mesh formations of these structures are located in plan view in the form of mostly rectilinear belts.

На фиг.15 показан один из возможных примеров практического применения предлагаемой интегральной шумоизоляционной структуры, в частности для пола автомобиля.On Fig shows one of the possible examples of practical applications of the proposed integrated noise insulation structure, in particular for the floor of the car.

На фиг.16 показано практическое применение уже известной, например, из прототипа, структуры, применяемой для покрытия пола автомобиля. Сравнение фиг.15 и 16 наглядно иллюстрирует различия известной и предлагаемой интегральных шумоизоляционных структур.On Fig shows the practical application of the already known, for example, from the prototype, the structure used to cover the floor of the car. A comparison of FIGS. 15 and 16 clearly illustrates the differences between the known and proposed integrated noise insulation structures.

На фиг.17 и 18 показан возможный вариант предлагаемой интегральной шумоизоляционной структуры с повышенными свойствами звукопоглощения. Здесь группы мелкоячеистых формирований, см. сечение А-А, располагаются на виде в плане в виде продольных полос. В этом варианте конструктивного исполнения суммарная объемная доля крупноячеистых формирований в составе звукопоглощающего слоя превышает суммарную объемную долю мелкоячеистых групп в составе объема не менее чем в три раза.On Fig and 18 shows a possible variant of the proposed integrated noise insulation structure with enhanced sound absorption properties. Here, groups of small-cell formations, see section AA, are arranged in plan view in the form of longitudinal stripes. In this embodiment, the total volume fraction of coarse-grained formations in the composition of the sound-absorbing layer exceeds the total volume fraction of small-cell groups in the composition of the volume by at least three times.

На фиг.19 и 20 показан еще один возможный вариант предлагаемой интегральной шумоизоляционной структуры с повышенными свойствами звукопоглощения. Здесь группы мелкоячеистых формирований, см. сечение А-А, на виде в плане располагаются в виде взаимно пересекающихся полос. В этом варианте конструктивного исполнения суммарная объемная доля крупноячеистых формирований в составе звукопоглощающего слоя превышает суммарную объемную долю мелкоячеистых групп в составе объема не менее чем в три раза.On Fig and 20 shows another possible variant of the proposed integrated noise insulation structure with enhanced sound absorption properties. Here, groups of small-cell formations, see section AA, are arranged in the plan view in the form of mutually intersecting bands. In this embodiment, the total volume fraction of coarse-grained formations in the composition of the sound-absorbing layer exceeds the total volume fraction of small-cell groups in the composition of the volume by at least three times.

Очевидно, что реальные конструкционные структуры в конкретных транспортных средствах, построенные по данным заявляемым конструктивным и технологическим принципам, на практике могут содержать ряд непринципиальных отступлений от строго идеализированных (как это показано на приведенных выше графических иллюстрациях). В первую очередь, это касается как внешнего вида графически представленного на приведенных фигурах формообразования интегральной структуры с отступлениями от ее форм идеализированных сочетаний правильных геометрических фигур абсолютно идентичного размера, так и практический результат формирования структуры вспененного материала в заданной зоне из близких по размеру (а не абсолютно идентичных) пор и т.п.Obviously, real structural structures in specific vehicles built according to the claimed structural and technological principles, in practice, may contain a number of unprincipled deviations from strictly idealized ones (as shown in the graphic illustrations above). First of all, this concerns both the appearance of the integral structure forming graphically represented on the figures with deviations from its forms of idealized combinations of correct geometric figures of absolutely identical size, and the practical result of the formation of the structure of the foam material in a given zone from close in size (and not absolutely identical) then, etc.

Рассматриваемая интегральная шумоизоляционная структура содержит цельноформованный каркас с весовым слоем 1, выполненный из плотного весового несущего газонепроницаемого материала типа битума, резины, тройного этиленпропиленового каучука, сополимера этилена и винилацетата, поливинилхлорида, наполненного сульфатом бария, и т.п., по крайней мере часть монтажной поверхности которого сопряжена со слоем 2 легкого пористого вспененного газопроницаемого материала, например, на основе пенополиуретана, а лицевая (видовая) поверхность оформлена слоем декоративного покрытия 3. Структура пористого слоя 2 выполнена однородной по своему химическому составу и различной величины жесткости в пределах границ сопрягаемой с панелью кузова 4 монтажной поверхности. При этом отдельные, более жесткие, участки структуры пористого слоя образованы обособленными группами мелкоячеистых формирований 5 в пределах всей толщины пористого слоя, в месте образования данных формирований. Отдельные, более мягкие, участки структуры пористого слоя образованы обособленными группами крупноячеистых формирований 6 в пределах всей толщины пористого слоя, в месте образования данных формирований. Названные обособленные группы жестких 5 и мягких 6 формирований располагаются на поверхности структуры в чередующемся порядке, в конкретно заданном варианте исполнения, например, согласно фиг.6, 10, 14. Структура пористого слоя может состоять из открытоячеистого вспененного пенополиуретана (ППУ). Между наиболее крупноячеистыми и самыми мелкоячеистыми формированиями могут быть образованы дополнительные промежуточные формирования 7, с промежуточным размером ячеек скелета структуры, находящимся в пределах диапазона размеров крупных и мелких ячеек в соответственно мягких и жестких формированиях, образованных в пористом слое структуры. Лицевая поверхность каркаса с весовым слоем 1 может быть оформлена слоем ворсяного (коврового) покрытия 3. Монтажная поверхность пористого слоя 2 может быть облицована тонким гидроизолирующим покрытием 8, например гидроизолирующей пленкой ПВХ, либо в качестве такого может быть тонкая корка ППУ, образованная в процессе формования интегральной структуры в технологической пресс-форме.The integral noise insulation structure under consideration contains a whole-molded frame with a weight layer 1 made of a dense weight supporting gas-tight material such as bitumen, rubber, triple ethylene-propylene rubber, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, polyvinyl chloride filled with barium sulfate, etc., at least part of the mounting the surface of which is interfaced with a layer 2 of light porous foamed gas-permeable material, for example, based on polyurethane foam, and the front (view) surface has decorated layer on the decoration layer 3. The structure of the porous layer 2 is made uniform in chemical composition and of different stiffness values within the boundaries of the mating panel with the body 4 of the mounting surface. In this case, separate, more rigid, sections of the structure of the porous layer are formed by separate groups of fine-meshed formations 5 within the entire thickness of the porous layer, at the place of formation of these formations. Separate, softer, sections of the structure of the porous layer are formed by separate groups of coarse-grained formations 6 within the entire thickness of the porous layer, at the place of formation of these formations. The aforementioned separate groups of hard 5 and soft 6 formations are arranged on the surface of the structure in an alternating order, in a specifically specified embodiment, for example, according to FIGS. 6, 10, 14. The structure of the porous layer may consist of open-cell foamed polyurethane foam (PUF). Between the coarsest and smallest meshes, additional intermediate formations 7 can be formed, with an intermediate cell size of the skeleton of the structure, which is within the size range of large and small cells in soft and hard formations, respectively, formed in the porous layer of the structure. The front surface of the frame with the weight layer 1 can be decorated with a layer of a fluffy (carpet) coating 3. The mounting surface of the porous layer 2 can be lined with a thin waterproofing coating 8, for example, a PVC waterproofing film, or it can be a thin PPU peel formed during molding integral structure in the technological mold.

Монтажная (сопрягаемая со встречной поверхностью панели кузова) поверхность пористого слоя 2 может быть выполнена в виде заданного варианта множества чередующихся выступов 9 и впадин 10, при этом выступы сформированы группами 5 мелкоячеистых формирований, а впадины - группами 6 крупноячеистых формирований.The mounting (mating with the counter surface of the body panel) surface of the porous layer 2 can be made in the form of a predetermined version of a plurality of alternating protrusions 9 and depressions 10, while the protrusions are formed by groups 5 of small-mesh formations, and the depressions are formed by groups 6 of large-cell formations.

Группы пор 6 с максимальными габаритными размерами и максимальной податливостью сообщают в данной объемной зоне пористой структуре материала условия повышенного деформирования за счет реализованной в ней (зоне) более низкой жесткости стенок и больших воздушных объемов пор в этой объемной зоне и, соответственно, их большей податливости в результате динамического деформирования. В результате реализации этих динамических процессов, связанных с вибрациями кузовных панелей и излучаемых ими звуковыми волнами, обеспечивается более эффективное преобразование энергии падающих на пористую структуру звуковых волн в соответствующую увеличивающуюся механическую работу на направленное усиленное деформирование пористого скелета, а также динамическое изменение геометрических форм воздушных объемов в воздушных порах, вследствие процессов перетекания воздуха через сообщающиеся каналы ячеек (пор) и в итоге - с дальнейшим преобразованием ее в рассеиваемую тепловую энергию, что, таким образом, в конечном итоге, обеспечивает более эффективный процесс подавления звуковой энергии, т.е. уменьшение уровней шума, излучаемого вибрирующей панелью кузова при решении конкретной технической задачи - обеспечения высокого акустического комфорта в кабине (пассажирском салоне) транспортного средства.Pore groups 6 with maximum overall dimensions and maximum compliance report increased deformation conditions in the porous structure of the material in this volume zone due to the lower wall stiffness and large air volumes of the pores in this volume zone and, accordingly, their greater flexibility in result of dynamic deformation. As a result of the implementation of these dynamic processes associated with the vibrations of body panels and sound waves emitted by them, a more efficient conversion of the energy of sound waves incident on the porous structure into corresponding increased mechanical work is provided for directed enhanced deformation of the porous skeleton, as well as a dynamic change in the geometric shapes of air volumes in air pores, due to processes of air flow through communicating channels of cells (pores) and, as a result, with further converting it into dissipated thermal energy, which, therefore, ultimately provides a more effective process of suppressing sound energy, i.e. reduction of noise levels emitted by the vibrating body panel when solving a specific technical problem - ensuring high acoustic comfort in the cabin (passenger compartment) of the vehicle.

Группы пор 5 меньших размеров, обладая более высокими жесткостными характеристиками, образуя матрицу армирования с заданной пространственной ориентацией, не только сообщают вспененной открытоячеистой звукопоглощающей структуре материала требуемую, более высокую несущую способность и более высокие прочностные характеристики, требуемые по условиям эксплуатации технического объекта (транспортного средства), но и расширяет частотный диапазон эффективного поглощения звука в области более высоких частот звукового спектра. С другой стороны, чередование групп пор 5 и 6 различных габаритных размеров и жесткостей позволяет при необходимости формировать чередующиеся зоны переменных жесткостей в заданном координатном направлении объемной трехмерной пористой структуры в поперечной плоскости сечения интегральной шумоизоляционной структуры.Smaller pore groups 5, having higher stiffness characteristics, forming a reinforcement matrix with a given spatial orientation, not only provide the foamed open-cell sound-absorbing structure of the material with the required, higher load-bearing capacity and higher strength characteristics required by the operating conditions of the technical object (vehicle) , but also extends the frequency range of effective sound absorption in the region of higher frequencies of the sound spectrum. On the other hand, the alternation of pore groups 5 and 6 of different overall dimensions and stiffnesses makes it possible, if necessary, to form alternating zones of variable stiffnesses in a given coordinate direction of a three-dimensional porous three-dimensional structure in the transverse plane of the cross section of the integral noise insulation structure.

Для реализации повышенного эффекта поглощения звука "мягкими" обособленными группами крупноячеистых формирований слоя 2, при обеспечении необходимых жесткостных характеристик несущим скелетом мелкоячеистых пор слоя 2, суммарная объемная доля крупноячеистых формирований в составе слоя 2 может превышать суммарную объемную долю мелкоячеистых групп в составе объема слоя 2 не менее чем в три раза, фиг.17-20. При этом скелет мелкоячестых групп формирований может быть выполнен как в виде параллельных узких полос, фиг.17, 18, так и в виде взаимно пересекающихся узких полос, фиг.19 и 20. Для обеспечения воздушных зазоров (воздушных полостей) в зонах сопряжения пористого слоя 2 с металлической поверхностью кузовной панели 4 транспортного средства высота (толщина) слоя 2 в зонах расположения мелкоячестых формирований 5 должна превышать толщину слоя 2 в зоне расположения крупноячеистых формирований 6, фиг.19.To realize the increased effect of sound absorption by “soft” isolated groups of coarse-grained formations of layer 2, while ensuring the necessary stiffness characteristics of the supporting skeleton of the fine-meshed pores of layer 2, the total volume fraction of coarse-grained formations in the composition of layer 2 may exceed the total volume fraction of fine-meshed groups in the composition of the volume of layer 2 not less than three times, Fig.17-20. In this case, the skeleton of the fine-meshed groups of formations can be made both in the form of parallel narrow strips, Figs. 17, 18, and in the form of mutually intersecting narrow strips, Figs. 19 and 20. To provide air gaps (air cavities) in the mating zones of the porous layer 2 with the metal surface of the vehicle body panel 4, the height (thickness) of the layer 2 in the areas of the location of the small-meshed formations 5 should exceed the thickness of the layer 2 in the area of the location of the large-meshed formations 6, Fig. 19.

Таким образом, сформированные определенным образом анизотропные свойства жесткостных и демпфирующих характеристик пористого слоя 2 скелета структуры обеспечивают упорядоченным в группы (семейства) 5 и 6 расположением сфероидальных пустотелых ячеек различного размера (радиуса) открытоячеистого вспененного материала, например ППУ, податливым скелетом пористой структуры, динамическая жесткость и демпфирование которого изменяется соответственным образом с целенаправленно заданным группированием и расположением отдельных групп пор. Кроме того, наличие в пористом слое структуры участков "промежуточных" групп пор 7 позволяет при необходимости дополнительно варировать параметрами жесткости и демпфирования структуры в целом. При этом "более габаритные" размеры ячеек пустотелых пор локально обеспечивают более "мягкие" объемные зоны структуры скелета открытоячеистого ППУ, способствующие усиленному процессу звукопоглощения и, соответственно, "более мелкие" обеспечивают локально более "жесткие" несущие зоны структуры скелета ППУ, в отличие от обычного традиционного варианта, представленного, например, на фиг.16, применения открытоячеистого ППУ с равномерно одинаковыми, или хаотично распределенными различными размерами ячеек, сообщающими структуре примерно идентичные жесткостные характеристики по всем трем координатным направлениям.Thus, the anisotropic properties of the stiffness and damping characteristics of the porous layer 2 of the structure skeleton, which are formed in a certain way, provide the arrangement of spheroidal hollow cells of various sizes (radii) of open-celled foam material, for example, polyurethane foam, a flexible skeleton of the porous structure, arranged in groups (families) 5 and 6, dynamic stiffness and the damping of which changes accordingly with a purposefully defined grouping and arrangement of individual pore groups. In addition, the presence in the porous layer of the structure of the sections of the “intermediate” groups of pores 7 allows, if necessary, to additionally vary the stiffness and damping parameters of the structure as a whole. In this case, the “larger” cell sizes of the hollow pores locally provide softer volumetric zones of the skeleton structure of the open-cell foam, which contribute to the enhanced sound absorption process and, correspondingly, the “smaller” provide locally more “rigid” load-bearing zones of the structure of the foam skeleton, unlike of a conventional conventional embodiment, shown, for example, in FIG. 16, using open-cell polyurethane foam with uniformly identical, or randomly distributed, various cell sizes, giving the structure approximately cal stiffness characteristics in all three coordinate directions.

Сохранению заданных акустических свойств при транспортировке, хранении, в процессе эксплуатации под воздействием динамических нагрузок также способствует выполнение пористого слоя с включением в его структуру чередующихся группировок более жестких мелкозернистых пор, повышающих несущую способность пористого слоя и шумоизолирующей структуры в целом, увеличивая ее долговечность и поддерживая заданное акустическое качество в процессе более длительной эксплуатации. Стремление же обеспечить высокие акустические характеристики многослойной шумоизоляционной структуры за счет применения очень мягкого легкого пористого слоя (мягкая пружина эффективнее ослабляет вибровозбуждение, передаваемое внешнему весовому слою, и в силу этого он слабее переизлучает звук, генерируемый вибрирующей панелью), как это имеет место в известных решениях, входит в противоречие с обеспечением долговечности и сохранения высоких шумоизоляционных характеристик в процессе транспортировки, хранения, эксплуатации и пр.The preservation of the specified acoustic properties during transportation, storage, during operation under the influence of dynamic loads is also facilitated by the implementation of the porous layer with the inclusion of alternating groups of more rigid fine-grained pores in its structure, which increase the bearing capacity of the porous layer and the noise insulating structure as a whole, increasing its durability and maintaining the specified acoustic quality in the course of longer operation. The desire is to provide high acoustic characteristics of the multilayer noise-insulating structure due to the use of a very soft lightweight porous layer (a soft spring more effectively attenuates the vibration excitation transmitted to the external weight layer, and because of this, it emits weaker sound generated by the vibrating panel), as is the case in known solutions , is in conflict with ensuring durability and maintaining high noise insulation characteristics during transportation, storage, operation, etc.

Таким образом, заданными вариантами упорядоченного формирования структуры пористого слоя, применением более тонкого весового слоя, наличием "бугристости" монтажной поверхности пористого слоя с образованием множества воздушных полостей при установке структуры на кузовную панель, рациональными конструктивно-технологическими приемами объединяются противоречивые требования обеспечения высоких звукопоглощающих и звукоизоляционных свойств интегральной структуры, что позволяет уменьшить массу плотного (весового) материала каркаса за счет частичного перераспределения реализации долей (вкладов) эффектов звукопоглощения и звукоизоляции, формируемых составными слоями структуры пористого и весового слоев. Т.е., предложено более рациональное техническое решение, при котором необходимая степень улучшения шумоизоляции многослойной структуры в целом, обеспечивается минимизацией массы весового слоя и интегральной структуры в целом. Кроме того, повышаются технологические и эксплуатационные характеристики изделий из данной структуры, ввиду улучшения эластичности структуры, что облегчает, в частности, ее монтаж в стесненных пространствах кабин (пассажирских салонах) транспортных средств на рельефных и криволинейных поверхностях кузовных панелей.Thus, the specified options for the ordered formation of the structure of the porous layer, the use of a thinner weight layer, the presence of "tuberosity" of the mounting surface of the porous layer with the formation of many air cavities when the structure is installed on the body panel, rational design and technological methods combine conflicting requirements for ensuring high sound absorbing and sound insulation properties of the integrated structure, which allows to reduce the mass of dense (weight) frame material per due to the partial redistribution of the implementation of the shares (contributions) of the effects of sound absorption and sound insulation formed by composite layers of the structure of the porous and weight layers. That is, a more rational technical solution is proposed, in which the necessary degree of improvement of sound insulation of the multilayer structure as a whole is provided by minimizing the weight of the weight layer and the integral structure as a whole. In addition, the technological and operational characteristics of products from this structure are improved, due to the improved elasticity of the structure, which facilitates, in particular, its installation in the cramped spaces of cabs (passenger salons) of vehicles on embossed and curved surfaces of body panels.

Claims

1. An integrated noise-insulating structure of the cab and / or passenger compartment of the vehicle, comprising a solid-formed frame made of a dense weight bearing layer of gas-tight material, at least a portion of the mounting surface of which is interfaced with a porous layer of foamed gas-permeable material, and the front surface of the weight bearing layer is associated with a layer of decorative carpet, characterized in that the structure of the porous layer is made uniform in its chemical composition with different stiffness values within the boundaries of the mounting surface mating with the body panel, while some more rigid sections of the structure of the porous layer are formed by separate groups of fine-meshed formations within the entire thickness of the porous layer at the place of formation of these formations, and individual softer parts of the structure are formed by separate groups of coarse-mesh formations within the entire thickness of the porous layer at the place of formation of these formations, in addition, these isolated groups Fine-meshed and co-meshed formations are arranged on the surface of the structure in alternating order.

2. The integrated noise insulation structure according to claim 1, characterized in that between the separate groups of coarse-grained formations and the separate groups of fine-meshed formations, additional intermediate formations are formed with cell sizes of pores of the skeleton of the structure, which are within the size range of large and small cells in respectively coarse and fine-meshed formations formed in the porous layer of the structure.

3. The integrated noise insulation structure according to claim 1 or 2, characterized in that the mounting surface of the porous layer is made in the form of sets of alternating protrusions and depressions, while the protrusions are formed by groups of fine mesh formations, and depressions by groups of coarse mesh formations.

4. The integrated noise insulation structure according to claim 1 or 2, characterized in that the separate groups of fine-mesh formations and separate groups of coarse-mesh formations are staggered in plan view.

5. The integrated noise insulation structure according to claim 1 or 2, characterized in that the separate groups of fine-mesh formations and the separate groups of coarse-mesh formations are arranged in plan view in the form of concentric rings.

6. The integrated noise insulation structure according to claim 1 or 2, characterized in that the separate groups of fine-mesh formations and the separate groups of coarse-grained formations in the plan view are arranged in the form of generally rectilinear belts.

7. The integrated noise insulation structure according to claim 1 or 2, characterized in that the separate groups of fine-mesh formations in the plan view are arranged in the form of mainly longitudinal or mutually intersecting bands, with the total volume fraction of coarse-grained structures in the composition of the volume of the porous layer not less than three times the total volume fraction of groups of small-cell formations.