RU2304063C2 - Транспортное средство - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения, в частности транспортного машиностроения, и представляет собой конструкцию колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля, силовые элементы кузова которого выполнены в виде коробчатых пустотелых сечений - порогов, усилителей, стоек, которые оборудованы локальными герметизирующими звукоизолирующими элементами, перекрывающими воздушные звукопередающие проходные сечения пустотелых силовых элементов в заданных зонах. Транспортное средство, в частности легковой автомобиль, содержит силовые коробчатые элементы кузова, внутри полостей которых локально размещены герметизирующие звукоизолирующие элементы в виде акустических заглушек, перекрывающих проходные сечения полостей с образованием ограниченных длин пустотелых силовых элементов. В стенках отдельных ограниченных длин участков пустотелых элементов, отделяемых/образуемых торцами акустических заглушек, в частности в полостях порогов пола кузова, граничащих с пространством пассажирского салона и внешней, окружающей кузов транспортного средства средой, выполнены сквозные дренажные отверстия с одновременной установкой в полости центральной стойки кузова поглотителя звука в виде вставного элемента из пористого звукопоглощающего, воздухопроницаемого материала. Изобретение обеспечивает высокую звукоизоляцию пространства салона кузова за счет существенного ослабления процесса передачи звука дренажными отверстиями через пустотелые коробчатые силовые элементы кузова в пространство пассажирского салона (кабины) как со стороны моторного отсека и багажного отделения за счет применения акустических заглушек, так и со стороны зашумленного пространства под полом кузова за счет применения воздухопроницаемого поглотителя звука в полости центральной стойки кузова. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности транспортного машиностроения, и представляет собой конструкцию колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля, силовые элементы кузова которого выполнены в виде коробчатых пустотелых сечений (порогов, усилителей, стоек), которые оборудованы локальными герметизирующими звукоизолирующими элементами, перекрывающими воздушные звукопередающие проходные сечения пустотелых силовых элементов в заданных зонах.

Каркас кузова легкового автомобиля представляет собой пространственную полую силовую структуру с сообщающимися между собой воздушными звукопередающими каналами, образуемыми полыми силовыми элементами и в связи с этим сообщающими зашумленные пространства моторного отсека и багажного отделения с обитаемым водителем и пассажирами пространством пассажирского салона, в котором требуется обеспечить высокий акустический комфорт водителю и пассажирам. Известным техническим решением, используемым в автомобилестроении, частично решающим проблему повышения звукоизоляции пространства пассажирского салона путем его герметизации за счет воздействия на конструктивные элементы, в частности полости полых силовых элементов кузова, является применение так называемых акустических заглушек (пробок), запечатывающих проходные сечения указанных воздушных каналов, образуемых пустотелыми силовыми элементами каркаса кузова легкового автомобиля (порогами, стойками, усилителями). Акустические заглушки, как правило, представляют собой вспенивающийся полимер, устанавливаемый в заданную локальную зону полости силового элемента, активизирующийся при высокой температуре. В качестве основы вспенивающегося полимера может быть использована запрограммированная пена, эластичный закрытоячеистый пенополиуретан, термопластичный полимер закрытоячеистой структуры. Отдельные варианты конструкций заглушек содержат в своей структуре мелкоразмерные сквозные каналы, обеспечивающие частичное удаление жидкости (влаги), без эффективной и полной эвакуации указанной жидкости из образованной замкнутой полости вследствие большого гидравлического сопротивления таких каналов, а только способствующие ее частичному испарению за счет слабого продувания сквозного коробчатого канала набегающим воздушным потоком через мелкоразмерный, с большим гидросопротивлением, канал в заглушке в процессе движения автомобиля. Для неподвижной установки заглушки в заданном локальном месте полого сечения пустотелого канала силового каркаса кузова известно использование крепежных скобок, приварных штырей, механических застежек или липкой ленты. В частности, согласно известной информации [1] - Jack Yamaguchi, Three Operating Modes of Mitsubishi′s GDI V8, Automotive Engineering International, March 2000, p.28 - отмечено использование в полостях силовых элементов кузова уретановых заглушек для снижения уровней шума в салоне автомобиля Mitsubishi GDIV8. Согласно публикации [2] - R.J.Chang, Bart Biche and Achilles Chiotis, Design and Acoustic Performance of Baffles Based on Programmed Heat-activated Foams, SAE TECHNICAL PAPER SERIES 1999-01-1673, reprinted from proceedings of the 1999 Noise and Vibration Conference - представлены базовые особенности применения новой запрограммированной пены, активизированной высокой температурой и используемой в качестве акустической заглушки, полностью запечатывающей сечение сквозного коробчатого канала. В нерасширенном состоянии (до активизации) закладной элемент из вспенивающегося полимерного материала представляет собой в сечении квадрат приблизительно в два дюйма. При активизации в процессе высокотемпературного нагрева (например, процессе сушки автомобильного кузова при t=140...200°C, после технологического процесса его окраски) пена направляет свое расширение согласно геометрии сечения "зашивки" в соответствии с конкретными геометрическими параметрами сечения полого элемента кузова. Для обеспечения повышенной величины звукоизоляции, обеспечиваемой вспенивающейся герметизирующей заглушкой, конструкция заглушки выполняется двухстеночной (двойной), см. фиг.2 [2]. В этом случае реализуется дополнительный звукоизоляционный эффект, обеспечиваемый двойным процессом отражения звука при двойном скачкообразном изменении волнового сопротивления прохождению энергии звуковых волн через двойную перегородку с воздушной прослойкой, вызванным скачкообразным изменением жесткости и плотности структуры заглушки и упругой воздушной среды, в которой распространяются звуковые волны в пустотелом коробчатом канале (волноводе) распространения звука. Обеспечение высокой герметизации и звукоизоляции пустотелых сечений коробчатых каналов связано, однако, с ухудшением коррозионной стойкости и долговечности кузова автомобиля в процессе его эксплуатации.

Известна конструкция акустической заглушки в виде термопластичного полимера закрытоячеистой структуры, представленная в международном патенте на изобретение WO 01/92063 А1 - [3], фирмы Rieter Automotive International AG. Указанная акустическая заглушка устанавливается в замкнутых пустотелых сечениях силовых элементов каркаса кузова и эффективно заграждает передачу звуковых волн, распространяемых в каналах пустотелых силовых элементов кузова, в обитаемое пространство пассажирского салона автомобиля, что, в конечном итоге, повышает акустический комфорт в салоне. Однако применение данной конструкции связано с естественным ухудшением коррозионной стойкости кузова в зонах пустотелых коробчатых элементов, ограниченных акустическими заглушками, вследствие возможного накопления в них конденсата.

Известен конструктивный элемент из пенопласта для звукоизоляции полостей, описание которого приведено в патенте Российской Федерации на изобретение 2155689 - [4]. Данный пористый легкодеформируемый пенопластовый элемент для звукоизоляции полостей в сжатом состоянии ваккуумирован и установлен герметично в замкнутой оболочке из воздухонепроницаемой пленки для обеспечения его малых габаритов и последующего свободного ввода в полость пустотелого элемента, выполнен с возможностью дальнейшего расширения его объемных габаритов с получением формы, ограниченной, по меньшей мере, двумя стенками полости, после ввода в нее, путем открывания (разрыва, прокалывания) пленки при доступе воздуха. В результате своих упругих пружинящих свойств, в частности используемого полиуретанового мягкого пенопласта и, по меньшей мере, одного тяжелого слоя, состоящего из полиуретанового хлопьевидного комбинированного пенопласта, данный элемент перекрывает проходное сечение пустотелого канала передачи звука, обеспечивая определенный звукоизолирующий эффект. Недостатком данного технического решения, как и других вышеуказанных известных конструкций транспортных средств, пассажирский салон (кабина) которых обладает улучшенной звукоизоляцией, у которых проблема повышения звукоизоляции полостей полых силовых элементов кузова решается применением герметичных изолирующих заглушек, конструкции которых представлены в [1]-[4], является малоэффективный или совсем неэффективный отвод конденсата (влаги), накапливающегося в образованных замкнутых локальных полостях, в частности участков порогов пола кузова, ограниченных зонами установки данных заглушек, что, в конечном итоге, может уменьшать коррозионную стойкость и долговечность транспортного средства в процессе его эксплуатации. При этом при наличии сквозных, незакрытых технологическими пробками, отверстий в стенках порогов кузова, на участках, ограниченных заглушками, выполняющих непосредственную функцию слива краски в технологическом процессе окраски (после окунания кузова в окрасочной камере) и последующей сушки кузова, существенно усиливается передача шумовой энергии через указанные технологические отверстия в пустотелые коробчатые элементы кузова из зашумленной зоны пространства под полом кузова (шумовая энергия, передающаяся из моторного отсека, шум, генерируемый шинами, шум трансмиссионных агрегатов, шум системы выпуска отработавших газов) и далее непосредственно в пространство салона автомобиля через указанные отверстия (незакрытые отверстия в стенках порогов кузова выполняют роль шумопередающих каналов из пространства под полом кузова в пространство пассажирского салона).

Предлагаемое техническое решение позволяет устранить указанные выше недостатки.

Согласно заявляемому техническому решению на отдельных участках нижних (донных) стенок коробчатых пустотелых сечений порогов пола кузова, ограниченных по длине установленными в них акустическими заглушками, выполняющими дополнительные звукоизолирующие функции для замкнутого воздушного пространства салона легкового автомобиля за счет введения ими разделяющего изолирующего воздействия в сечениях воздушных звукопроводящих элементов, соединяющих обитаемое воздушное пространство салона с зашумленными полостями моторного отсека и багажного отделения, в стенках пустотелых сечений порогов кузова выполняются дренажные отверстия с одновременной герметичной установкой в полости центральной стойки кузова поглотителя звука в виде вставного элемента из пористого звукопоглощающего, воздухопроницаемого материала, обеспечивающего, с одной стороны, хорошее поглощение звука, передаваемого из зашумленной зоны пространства под полом кузова через дренажные отверстия (шумовая энергия, передающаяся из моторного отсека, шум, генерируемый шинами, шум трансмиссионных агрегатов, шум системы выпуска отработавших газов) в обитаемое водителем и пассажирами пространство салона (кабину) автомобиля, а с другой стороны, эффективное просасывание воздуха, обеспечивающее принудительный вывод (эжектирующий отсос) образующейся в процессе эксплуатации автомобиля влаги из замкнутых (заглушками) участков полостей коробчатых сечений порогов и вентиляцию замкнутого пространства указанных участков за счет возникающего перепада давлений воздушной среды в зонах между внутренним воздушным пространством салона (включая воздушные полости порогов) и внешней поверхности зоны стенки кузова, под порогами (т.е. образуемого перепада давлений, обусловленного избыточным давлением воздуха в пространстве салона кузова и образующимся разрежением, формируемым с внешней стороны нижней стенки порога пола кузова движущегося транспортного средства).

Сущность изобретения поясняется на чертежах.

На фиг.1 представлен общий вид заявляемого в качестве изобретения транспортного средства, в частности легкового автомобиля, содержащего силовой каркас кузова, в коробчатых элементах которого применены акустические заглушки и в стенках которых (коробчатых элементов, ограниченных акустическими заглушками) выполнены дренажные отверстия, а в полости центральной стойки кузова установлен поглотитель звука в виде вставного элемента из пористого звукопоглощающего, воздухопроницаемого материала.

На фиг.2 представлена схема продольного сечения фрагмента центральной стойки кузова с установленным в ее полости поглотителем звука и полого участка пустотелого силового элемента кузова (в частности, участка порога пола кузова), герметично ограниченного на концах двумя торцевыми акустическими заглушками, содержащего в стенке с внешней стороны порога пола (со стороны дорожного покрытия) сквозное эжектирующее дренажное отверстие, выполненное в виде локальной отогнутой щелевой просечки стенки порога кузова.

На фиг.3 представлен поглотитель звука с выполненным в нем дополнительным сквозным тонким спиралеобразным компенсационным каналом для улучшения процесса более производительного просасывания воздуха через структуру поглотителя звука (при необходимости).

Позициями на фиг.1-3 обозначены:

1 - кузов транспортного средства (легковой автомобиль), содержащий коробчатые сечения силового каркаса;

2 - салон автомобиля;

3 - багажное отделение автомобиля;

4 - моторный отсек;

5 - сечение коробчатого пустотелого силового элемента порога кузова;

6 - центральная стойка кузова;

7 - нижняя (донная) стенка порога кузова (со стороны дорожного покрытия);

8 - акустическая заглушка;

9 - дренажное отверстие порога кузова (со стороны дорожного покрытия);

10 - поглотитель звука;

11 -сквозной спиралеобразный канал.

- избыточное давление воздуха в пространстве пассажирского салона (кабины) кузова легкового автомобиля;

- разрежение (пониженное давление), образуемое под поверхностью стенки пола кузова в зоне внешней стороны донной стенки пола (порога) кузова движущегося транспортного средства (легкового автомобиля).

На отдельных участках нижних (донных) стенок 7 коробчатых пустотелых сечений порогов пола кузова 5 ограниченной длины, содержащих на концах герметизирующие акустические заглушки 8, в нижней стенке порогов пола кузова выполняются сквозные эжектирующие дренажные отверстия 9. В полости центральной стойки 6 кузова устанавливается поглотитель звука 10 в виде вставного элемента, выполненного из пористого звукопоглощающего, воздухопроницаемого материала. Такое конструктивное исполнение транспортного средства, содержащего в коробчатых силовых элементах кузова (порога пола) дренажные эжектирующие отверстия с одновременной установкой в полости центральной стойки кузова поглотителя звука, обеспечивает эффективный вывод (отсос) образующейся влаги (конденсата) из замкнутых полостей коробчатых сечений порогов пола кузова, ограниченных на концах акустическими заглушками (вентиляцию образованного замкнутого пространства), за счет возникающего перепада давлений между воздушной средой в пространстве салона и внешней воздушной средой в зоне вне кузова, непосредственно у стенок 7, под порогами пола (т.е. вследствие образованного перепада давлений, обусловленного избыточным давлением в пространстве салона кузова - на фиг.2 обозначено знаком "+", и образуемым разрежением с внешней стороны стенки пола кузова 7, со стороны дорожного покрытия в зоне нижней стенки порога - на фиг.2 обозначено знаком "-") движущегося транспортного средства. При этом обеспечивается высокая звукоизоляция пространства салона кузова за счет существенного ослабления процесса передачи звука дренажными отверстиями 9 через пустотелые коробчатые силовые элементы кузова в пространство пассажирского салона (кабины) как со стороны моторного отсека и багажного отделения за счет применения акустических заглушек 8, так и со стороны зашумленного пространства под полом кузова за счет применения воздухопроницаемого поглотителя звука 10 в полости центральной стойки кузова 6. Для улучшения процесса более производительного просасывания воздуха через пористую структуру поглотителя звука 10, при необходимости, возможно выполнение в нем дополнительных тонких сквозных перепускных каналов 11 (см. фиг.3), не оказывающих существенного влияния на процесс потери поглощения звуковой энергии пористой структурой поглотителя 10.

Claims (3)

1. Транспортное средство, в частности легковой автомобиль, содержащее силовые коробчатые элементы кузова, внутри полостей которых локально размещены герметизирующие звукоизолирующие элементы в виде акустических заглушек, перекрывающих проходные сечения полостей с образованием ограниченных длин пустотелых силовых элементов, отличающееся тем, что в стенках отдельных ограниченных длин участков пустотелых элементов, отделяемых/образуемых торцами акустических заглушек, в частности, в полостях порогов пола кузова, граничащих с пространством пассажирского салона и внешней, окружающей кузов транспортного средства средой, выполнены сквозные дренажные отверстия с одновременной установкой в полости центральной стойки кузова поглотителя звука в виде вставного элемента из пористого звукопоглощающего, воздухопроницаемого материала.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что в поглотителе звука выполнен тонкий сквозной перепускной канал.

3. Транспортное средство по п.2, отличающееся тем, что сквозной перепускной канал имеет изогнутую форму.

Images