RU2292537C2 - Method to determine noise radiated by mufflers of automobile engines - Google Patents
Method to determine noise radiated by mufflers of automobile engines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292537C2 RU2292537C2 RU2005107833/11A RU2005107833A RU2292537C2 RU 2292537 C2 RU2292537 C2 RU 2292537C2 RU 2005107833/11 A RU2005107833/11 A RU 2005107833/11A RU 2005107833 A RU2005107833 A RU 2005107833A RU 2292537 C2 RU2292537 C2 RU 2292537C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- noise
- muffler
- exhaust system
- spectrum
- car
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области акустики транспортных средств и может быть использовано для идентификации источников внешнего шума автомобиля с целью выбора рациональных путей снижения внешнего шума автомобиля и уменьшения затрат при его акустической доводке.The present invention relates to the field of vehicle acoustics and can be used to identify sources of external car noise in order to select rational ways to reduce the external noise of the car and reduce costs during its acoustic refinement.
Прежде чем перейти к описанию известных аналогов и прототипа, необходимо отметить следующее. Внешний шум автомобиля является суммой отдельных составляющих его источников, к которым относится двигатель, системы газообмена двигателя (система выпуска отработавших газов и система впуска воздуха для процесса сгорания топлива), агрегаты трансмиссии (коробка передач, мосты), вентилятор системы охлаждения двигателя, шины и некоторые другие. Основным источником внешнего шума, как правило, является двигатель. Следующим по значимости источником (в особенности, для грузовых автомобилей с мощными дизельными двигателями) является система выпуска отработавших газов, оснащаемая глушителем. При недостаточно высокой эффективности уровень шума, излучаемого глушителем системы выпуска (газодинамическая составляющая выпуска), может превалировать над шумом двигателя. Вклад остальных из перечисленных источников во внешний шум автомобиля незначителен и начинает сказываться только после существенного снижения шума двигателя и глушителя. Таким образом, двигатель и глушитель системы выпуска отработавших газов являются основными источниками шума, определяющими внешний шум автомобиля, и успешное решение задачи по его снижению существенным образом зависит от определения вклада этих источников во внешний шум, поскольку необходимо правильно выбрать одно из направлений работ: либо снижать шум двигателя, либо повышать эффективность глушителя.Before proceeding to the description of known analogues and prototype, the following should be noted. The car’s external noise is the sum of its individual components, which include the engine, engine gas exchange systems (exhaust system and air intake system for the fuel combustion process), transmission units (gearbox, axles), an engine cooling fan, tires, and some others. The main source of external noise, as a rule, is the engine. The next most important source (especially for trucks with powerful diesel engines) is an exhaust system equipped with a silencer. If the efficiency is not high enough, the noise level emitted by the silencer of the exhaust system (gas-dynamic component of the exhaust) may prevail over engine noise. The contribution of the remaining sources to the external noise of the car is insignificant and begins to affect only after a significant reduction in engine and muffler noise. Thus, the engine and the muffler of the exhaust system are the main sources of noise that determine the external noise of the car, and the successful solution of the problem of reducing it substantially depends on determining the contribution of these sources to external noise, since it is necessary to choose one of the directions of work: either reduce engine noise, or increase the efficiency of the muffler.
Известен аналог предлагаемого изобретения, описанный в патенте РФ №2096561, МПК 7 E 02 F 5/14, G 01 M 15/00 «Способ измерения внешнего шума, излучаемого дорожно-строительными и землеройными машинами», заключающийся в измерении внешнего шума датчиками шума, расположенными в измерительных точках, лежащих на воображаемой измерительной поверхности, которая окружает всю рабочую траекторию циклического движения машины. Способ-аналог позволяет определять интегральный уровень шума машины, из которого идентифицировать отдельные источники шума не представляется возможным, что и является его недостатком.A known analogue of the invention described in RF patent No. 2096561, IPC 7 E 02 F 5/14, G 01 M 15/00 "Method for measuring external noise emitted by road-building and earth-moving machinery", consisting in measuring external noise with noise sensors, located at measuring points lying on an imaginary measuring surface that surrounds the entire working trajectory of the cyclic movement of the machine. The analogue method allows to determine the integral noise level of the machine, from which it is not possible to identify individual noise sources, which is its drawback.
Известен также способ измерения внешнего шума автомобиля, описанный в ГОСТ Р 41.51-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств, имеющих не менее четырех колес, в связи с производимым ими шумом. Издательство стандартов, Москва, 2000, с. 12, 13, который заключается в том, что на мерном участке измеряют уровень шума движущегося в режиме разгона автомобиля с левой и правой его сторон (понятия «левая» и «правая» стороны автомобиля определяются относительно направления его движения). Измерения проводят для различных передач. Микрофон устанавливают на расстоянии 7,5±0,2 м от контрольной линии СС1 (см. рис.1 на стр.15 упомянутого ГОСТа). За результат измерения внешнего шума автомобиля принимают максимальное значение уровня, реализовавшегося при измерениях. Недостатком данного аналога является то, что он не позволяет определить вклад отдельных источников во внешний шум автомобиля (в частности, глушителя), поскольку на расстоянии 7,5 м, как описано в ГОСТ Р 41.51-99, источники невозможно идентифицировать с достаточной точностью. Следствием этого может стать выбор неэффективного пути снижения внешнего шума автомобиля, который не даст положительных результатов, повлечет излишние материальные и финансовые затраты и т.д.There is also a method of measuring the external noise of a car, described in GOST R 41.51-99. Uniform provisions concerning the approval of vehicles with at least four wheels in connection with the noise they produce. Standards Publishing House, Moscow, 2000, p. 12, 13, which consists in the fact that the noise level of a car moving in acceleration mode from its left and right sides is measured on a measuring section (the concepts of “left” and “right” sides of a car are determined relative to its direction of movement). Measurements are carried out for various gears. The microphone is installed at a distance of 7.5 ± 0.2 m from the control line CC 1 (see Fig. 1 on page 15 of the mentioned GOST). The maximum value of the level realized during the measurements is taken as the result of measuring the external noise of the car. The disadvantage of this analogue is that it does not allow to determine the contribution of individual sources to the external noise of the car (in particular, the muffler), since at a distance of 7.5 m, as described in GOST R 41.51-99, the sources cannot be identified with sufficient accuracy. The consequence of this may be the choice of an ineffective way to reduce the external noise of the car, which will not give positive results, entail excessive material and financial costs, etc.
Известно устройство для испытаний глушителей шума выпуска автомобильных двигателей, выбранное в качестве прототипа и описанное в авт.св. СССР №1296884, 1984 г., МПК 7 G 01 M 7/00, G 10 K 7/00, включающее источник шума с подсоединенными к нему выпускным и впускным трубопроводами и источник сжатого газа, соединенный с впускным трубопроводом, причем источник шума выполнен в виде сирены. С помощью данного устройства может определяться акустическая эффективность глушителя в виде спектра снижения шума, например, 1/3-октавного (по результатам измерений шума с глушителем и без него), что позволяет выбрать из нескольких типов глушителей наиболее эффективный с точки зрения снижения шума, однако устройство-прототип не позволяет оценить вклад глушителя как источника во внешний шум автомобиля, поскольку для этого необходимо знать реальные характеристики шума внутри выпускной трубы системы выпуска автомобиля (перед глушителем), зависящие от температуры выпускных газов, их химического состава, статического давления, скорости звука в выпускных газах, чего устройство воспроизвести не может, что и является его недостатком.A device for testing silencers for the production of automobile engines, selected as a prototype and described in ed. USSR No. 1296884, 1984, IPC 7 G 01 M 7/00, G 10 K 7/00, including a noise source with exhaust and intake pipes connected thereto and a compressed gas source connected to the intake pipe, the noise source being made in the form of a siren. With this device, the acoustic efficiency of the silencer can be determined in the form of a noise reduction spectrum, for example, 1/3 octave (according to the results of noise measurements with and without a silencer), which allows you to choose from several types of silencers the most effective from the point of view of noise reduction, however the prototype device does not allow to evaluate the contribution of the muffler as a source to the external noise of the car, because for this it is necessary to know the real characteristics of the noise inside the exhaust pipe of the car exhaust system (in front of the muffler), avisyaschie temperature exhaust gases, their chemical composition, the static pressure, the velocity of sound in the exhaust gases, which device can not reproduce, which is its disadvantage.
Задачами, решаемыми настоящим изобретением, являются:The tasks solved by the present invention are:
- идентификация источников внешнего шума автомобиля путем определения шума, излучаемого глушителем системы выпуска отработавших газов;- identification of sources of external vehicle noise by determining the noise emitted by the muffler of the exhaust system;
- уменьшение затрат на акустическую доводку автомобиля в части снижения внешнего шума.- reducing the cost of acoustic refinement of the car in terms of reducing external noise.
Достигается это тем, что:This is achieved by the fact that:
- дополнительно измеряют шум внутри системы выпуска автомобиля в районе ее стыка с глушителем при движении автомобиля по мерному участку в режиме, соответствующем максимальному уровню внешнего шума автомобиля;- additionally measure the noise inside the exhaust system of the car in the area of its junction with the silencer when the car moves along the measured area in the mode corresponding to the maximum level of external noise of the car;
- определяют спектр шума внутри системы выпуска;- determine the noise spectrum inside the exhaust system;
- из полученного спектра вычитают спектр снижения шума глушителем, полученный в лабораторных условиях и по полученной разности вычисляют интегральный уровень шума;- the spectrum of noise reduction by the silencer, obtained in laboratory conditions, is subtracted from the obtained spectrum and the integral noise level is calculated from the obtained difference;
- из интегрального уровня шума вычитают величину поправки, соответствующей затуханию шума на интересующем расстоянии.- the correction value corresponding to the attenuation of noise at a distance of interest is subtracted from the integral noise level.
Суть заявляемого способа поясняется на чертеже, где схематично представлен автомобиль, содержащий двигатель 1, трубу 2 системы выпуска, по которой отработавшие газы от двигателя 1 подаются к глушителю 3. Автомобиль имеет передний 4 и задний 5 мосты, на которые установлены колеса с шинами 6. Микрофон 7, предназначенный для измерения внешнего шума автомобиля, отстоит на расстоянии λ=7,5 м от продольной оси симметрии α автомобиля, либо на любом другом, интересующем исследователя расстоянии. Направление движения автомобиля показано стрелкой. Внутри трубы 2 системы выпуска в районе ее стыка с глушителем 3 установлен датчик 8, измеряющий шум внутри системы выпуска.The essence of the proposed method is illustrated in the drawing, which schematically shows a car containing an engine 1, a pipe 2 of the exhaust system, through which the exhaust gases from the engine 1 are supplied to the muffler 3. The car has a front 4 and rear 5 axles on which wheels with tires 6 are mounted. The microphone 7, designed to measure the external noise of the car, is located at a distance of λ = 7.5 m from the longitudinal axis of symmetry α of the car, or at any other distance of interest to the researcher. The direction of movement of the car is shown by an arrow. Inside the pipe 2 of the exhaust system in the area of its junction with the silencer 3, a sensor 8 is installed that measures the noise inside the exhaust system.
Реализация заявляемого способа осуществляется следующим образом. Сначала в лабораторных условиях определяют акустическую эффективность глушителя с помощью устройства-прототипа, описанного в авт.св. СССР №1296884, либо аналогичного, в результате чего получают спектр снижения шума глушителем, например 1/3-октавный (обозначим его L0), который является разностью спектров на входе и выходе глушителя при подаче акустического шума на вход глушителя, например, от сирены, как это реализовано в устройстве-прототипе. После этого на автомобиле дополнительно измеряют с помощью датчика 8 (может быть использован пьезоэлектрический датчик, измеряющий знакопеременное давление в газовой среде) шум внутри трубы 2 системы выпуска в районе ее стыка с глушителем 3 при движении автомобиля по мерному участку в режиме, соответствующем максимальному уровню внешнего шума автомобиля (внешний шум автомобиля измеряется микрофоном 7). Режим движения автомобиля выбирают в соответствии с известным способом измерения внешнего шума автомобиля, приведенным в ГОСТ Р 41.51-99. После этого обрабатывают зарегистрированный датчиком 8 процесс и определяют, например, с помощью анализатора спектра, спектр шума внутри системы выпуска (обозначим его L1), например, 1/3-октавный по аналогии со спектром снижения шума глушителем L0. Затем получают разность спектров L2=L1-L0 и вычисляют интегральный уровень шума LΣ, соответствующий спектру L2. После этого из уровня шума LΣ вычитают величину поправки ΔL, определяемой расчетным или экспериментальным путем, соответствующей затуханию шума на интересующем расстоянии. В случае проведения измерений внешнего шума автомобиля по ГОСТ Р 41.51-99, это расстояние равно 7,5 м. Таким образом, полученная величина Lгл=LΣ-ΔL является уровнем шума, производимого глушителем на расстоянии 7,5 м (либо другом интересующем исследователя расстоянии) от автомобиля.The implementation of the proposed method is as follows. First, in laboratory conditions, the acoustic efficiency of the muffler is determined using the prototype device described in ed. USSR No. 1296884, or similar, resulting in a noise reduction spectrum of a silencer, for example 1/3-octave (denoted by L 0 ), which is the difference of the spectra at the inlet and outlet of the silencer when acoustic noise is applied to the silencer inlet, for example, from a siren as implemented in the prototype device. After that, the vehicle is additionally measured using a sensor 8 (a piezoelectric sensor can be used to measure the alternating pressure in the gas medium) noise inside the pipe 2 of the exhaust system in the area of its junction with the silencer 3 when the car moves along the measured area in the mode corresponding to the maximum level of the external car noise (external car noise is measured by microphone 7). The mode of movement of the car is selected in accordance with the known method of measuring the external noise of the car, given in GOST R 41.51-99. After that, the process registered by the sensor 8 is processed and, for example, using a spectrum analyzer, the noise spectrum inside the exhaust system (denoted by L 1 ) is determined, for example, 1/3-octave by analogy with the noise reduction spectrum of the muffler L 0 . Then, the spectral difference L 2 = L 1 -L 0 is obtained and the integral noise level L Σ corresponding to the spectrum L 2 is calculated. After that, from the noise level L Σ subtract the magnitude of the correction ΔL, determined by calculation or experimentally, corresponding to the attenuation of noise at a distance of interest. In the case of measurements of the external noise of the car according to GOST R 41.51-99, this distance is 7.5 m. Thus, the obtained value of L hl = L Σ -ΔL is the noise level produced by the muffler at a distance of 7.5 m (or other interesting explorer distance) from the car.
Величина Lгл является важной акустической характеристикой глушителя, поскольку позволяет судить о его эффективности с точки зрения снижения шума (для конкретного типа автомобильного двигателя) системы выпуска отработавших газов. Зная величину Lгл и уровень внешнего шума автомобиля, однозначно правильно решается вопрос о работах по снижению внешнего шума автомобиля - увеличивать эффективность глушителя, либо снижать шум двигателя автомобиля.The value of L hl is an important acoustic characteristic of the muffler, since it allows one to judge its effectiveness in terms of reducing noise (for a specific type of automobile engine) of the exhaust system. Knowing the value of L hl and the level of external noise of the car, the question of work to reduce the external noise of the car is clearly resolved correctly - to increase the efficiency of the muffler, or to reduce the noise of the car engine.
Заявляемый авторами способ апробирован в ОАО «Автомобильный завод «Урал» на автомобиле повышенной проходимости Урал-4320 с колесной формулой 6×6, с дизельным двигателем ЯМЗ 236 НЕ 2, с тремя типами глушителей со звукопоглощаемой набивкой, изготавливаемых различными фирмами. По результатам испытаний выбран глушитель, имеющий наибольшую эффективность снижения шума, то есть имеющий наименьший уровень шума, создаваемого глушителем на расстоянии 7,5 м. Погрешность способа составляет не более 1,5 дБ.The method claimed by the authors was tested at Ural Automobile Plant OJSC on a Ural-4320 all-terrain vehicle with a 6 × 6 wheel arrangement, with a YaMZ 236 NOT 2 diesel engine, with three types of silencers with sound-absorbing packing manufactured by various companies. According to the test results, a muffler was selected that has the highest noise reduction efficiency, that is, having the lowest noise level generated by the muffler at a distance of 7.5 m. The method error is not more than 1.5 dB.
Учитывая изложенное, авторы и заявитель считают, что заявляемый способ обладает новизной, существенными отличиями относительно известных технических решений и может быть защищен патентом на изобретение.Given the above, the authors and the applicant believe that the claimed method has novelty, significant differences with respect to known technical solutions and can be protected by a patent for an invention.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107833/11A RU2292537C2 (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Method to determine noise radiated by mufflers of automobile engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107833/11A RU2292537C2 (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Method to determine noise radiated by mufflers of automobile engines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005107833A RU2005107833A (en) | 2006-09-10 |
RU2292537C2 true RU2292537C2 (en) | 2007-01-27 |
Family
ID=37112186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005107833/11A RU2292537C2 (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Method to determine noise radiated by mufflers of automobile engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2292537C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2627167C1 (en) * | 2016-11-09 | 2017-08-03 | Публичное акционерное общество "АВТОВАЗ" (ПАО "АВТОВАЗ") | Method for estimating noise radiated by gas exhaust system, vehicle in motion |
-
2005
- 2005-03-21 RU RU2005107833/11A patent/RU2292537C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ Р 41.51-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств, имеющих не менее четырех колес, в связи с производимым ими шумом. Издательство стандартов, М., 2000, стр.12, 13. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2627167C1 (en) * | 2016-11-09 | 2017-08-03 | Публичное акционерное общество "АВТОВАЗ" (ПАО "АВТОВАЗ") | Method for estimating noise radiated by gas exhaust system, vehicle in motion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005107833A (en) | 2006-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2292537C2 (en) | Method to determine noise radiated by mufflers of automobile engines | |
Nadareishvili et al. | Improvement of acoustic characteristics of motor vehicle intake system based on calculation and experimental research | |
Tojibayev et al. | Noise generated in the exhaust system of the engine | |
Hanriot et al. | Effects of variable-volume Helmholtz resonator on air mass flow rate of intake manifold | |
Gupta et al. | Performance of transmission loss on hybrid muffler by using rock wool and glass fiber as a absorbing materials | |
AL-Ameen | Experimental test for noise attenuation in gasoline engine with different types of mufflers | |
Nakra et al. | Investigations on mufflers for internal combustion engines | |
US7527125B2 (en) | Muffler for an exhaust system | |
RU50301U1 (en) | DEVICE FOR ASSESSING EXHAUST NOISE OF EXHAUST GAS SYSTEMS FOR WHEELED VEHICLE ENGINES | |
RU2262085C1 (en) | Method of measuring automobile outside noise | |
JPH04234513A (en) | Exhaust gas emission device for multicylinder piston reciprocal engine | |
Abd El-Mohsen et al. | Experimental Study of Exhaust Muffler System for Direct-Injection Gasoline Engine | |
Mohammed et al. | Reduction of Noise Emission from Minidor Three Wheeler with Effective Novel Muffler | |
Karthik et al. | Design and fabrication of muffler using natural fiber | |
Jadhav et al. | A Comparative Study on performance parameters of a conventional silencer versus Helmholtz silencer implemented on a 100cc motorcycle | |
Bhattacharya et al. | Transmission loss and performance test of a two cylinder four stroke diesel engine | |
Biswas et al. | Analysis and Modification of Motorbike Silencer for Noise Reduction by Experimentation and Analytical Equations. | |
Lu et al. | Intake/exhaust noise reduction with rig test optimization-case studies | |
Suryawanshi et al. | Design and analysis of automotive mufflers for noise attenuation: A review | |
RU2361757C2 (en) | Method of decreasing vehicle exhaust system noise | |
Jadhav et al. | Noise Attenuation Of Diesel Engine With Different Types Mufflers | |
Kamat et al. | Semi Active Muffler | |
Paranjape et al. | Intake and Exhaust System Optimization of a Single Cylinder Engine Using 1D Simulation Approach | |
Parsons | Reduction of exhaust and air induction system noise by a predictive method | |
RU2627167C1 (en) | Method for estimating noise radiated by gas exhaust system, vehicle in motion |