RU2351785C2 - Vehicle - Google Patents
Vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351785C2 RU2351785C2 RU2007109746/06A RU2007109746A RU2351785C2 RU 2351785 C2 RU2351785 C2 RU 2351785C2 RU 2007109746/06 A RU2007109746/06 A RU 2007109746/06A RU 2007109746 A RU2007109746 A RU 2007109746A RU 2351785 C2 RU2351785 C2 RU 2351785C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fan
- sound
- noise
- lining
- absorbing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и представляет собой конструкцию колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля, содержащего устройства снижения шума, генерируемого его агрегатами и системами, в пространстве моторного отсека.The invention relates to the field of transport engineering and is a construction of a wheeled vehicle, in particular a passenger car, containing a device for reducing noise generated by its units and systems in the space of the engine compartment.
Известны устройства колесных транспортных средств, содержащие в качестве энергетической установки двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с системами впуска, выпуска отработавших газов, жидкостного охлаждения, являющиеся интенсивными источниками его шумового излучения, передаваемого как в пассажирский салон (кабину), так и в окружающую среду. В частности, одним из потенциальных интенсивных источников шума колесных транспортных средств является вентилятор системы жидкостного охлаждения ДВС (далее вентилятор), смонтированный на радиаторе системы жидкостного охлаждения ДВС (далее радиатор), содержащий три основных элемента - крыльчатку, приводной двигатель и направляющий кожух. Подобные конструкции вентиляторов имеют большинство известных технических решений, отличающихся лишь компоновкой, конструктивными особенностями крыльчатки, направляющего кожуха и типом приводного двигателя. Они описаны, к примеру, в следующих патентах:Known devices of wheeled vehicles containing, as a power plant, an internal combustion engine (ICE) with intake, exhaust, and liquid cooling systems, which are intense sources of its noise radiation transmitted both to the passenger compartment (cabin) and to the environment. In particular, one of the potential intense noise sources of wheeled vehicles is an internal combustion engine fan (hereinafter referred to as a fan) mounted on a radiator of an internal combustion engine liquid cooling system (hereinafter referred to as a radiator), which contains three main elements - an impeller, a drive motor and a guiding casing. Such fan designs have most of the known technical solutions that differ only in layout, design features of the impeller, guide casing and type of drive motor. They are described, for example, in the following patents:
- в патенте Франции на изобретение №2816360, опубликованном 10.05.2002;- in the patent of France for the invention No. 2816360, published on 05/10/2002;
- в патенте России на полезную модель №19401, опубликованном 27.08.2001;- in the patent of Russia for utility model No. 1901, published on August 27, 2001;
- в Европейском патенте на изобретение №0233362, опубликованном 26.08.1987;- in the European patent for invention No. 0233362, published 26.08.1987;
- в патенте Франции на изобретение №2816361, опубликованном 10.05.2002;- in the patent of France for the invention No. 2816361, published on 05/10/2002;
- в патенте Франции на изобретение №2815676, опубликованном 26.04.2002;- in the patent of France for the invention No. 2815676, published on 04/26/2002;
- в патенте РФ на изобретение №2168069, опубликованном 27.05.2001;- in the patent of the Russian Federation for the invention No. 2168069, published on 05.27.2001;
- в патенте США на изобретение №2729389, опубликованном 03.01.1956;- in US patent for the invention No. 2729389, published 03.01.1956;
- в патенте Германии на изобретение №3831081, опубликованном 06.04.1989;- in the German patent for the invention No. 3831081, published 06.04.1989;
- в патенте Франции на изобретение №2816013, опубликованном 03.05.2002.- in the patent of France for the invention No. 2816013, published 03.05.2002.
Общим недостатком приведенных выше известных технических устройств, является отсутствие в них интегрированных конструктивных шумопонижающих элементов, направленных на подавление интенсивного звукового излучения, генерируемого как непосредственно крыльчаткой вентилятора, так и расположенными в пространстве моторного отсека другими шумоактивными элементами колесного транспортного средства - вибрирующими стенками корпусных деталей ДВС, системой впуска, вибрирующими стенками выхлопного коллектора системы выпуска отработавших газов (в особенности тонкостенной конструкцией катколлектора). Это, в конечном итоге, приводит к беспрепятственной (или с недостаточной степенью ослабления) передаче генерируемых звуковых волн из пространства моторного отсека в пассажирский салон (кабину) транспортного средства и в окружающую среду, вызывая, в целом, отрицательное воздействие на водителя, пассажиров и окружающую среду.A common drawback of the above known technical devices is the lack of integrated structural noise-reducing elements in them, aimed at suppressing intense sound radiation generated both directly by the fan impeller and other noise-active elements of a wheeled vehicle located in the engine compartment - the vibrating walls of the engine components of the engine, intake system, vibrating walls of the exhaust manifold of the exhaust system to (especially thin-walled design katkollektora). This ultimately leads to the unhindered (or insufficient degree of attenuation) transmission of the generated sound waves from the engine compartment to the passenger compartment (cabin) of the vehicle and to the environment, causing, in general, a negative impact on the driver, passengers and the environment Wednesday
Известны технические решения, в которых в определенной мере решается проблема снижения транспортного шума, генерируемого непосредственно вентилятором системы охлаждения ДВС.Known technical solutions in which to some extent the problem of reducing transport noise generated directly by the fan of the engine cooling system is solved.
В частности, известно устройство вентилятора, смонтированного на радиаторе, описанное в патенте РФ на изобретение №2282731, опубликованном 10.04.2005, содержащего два приводных электродвигателя, две крыльчатки и направляющий кожух. При этом лопатки крыльчаток в процессах вращения перекрывают друг друга на подобранную определенным образом величину. За счет исполнения такого конструктивного приема обеспечивается повышение производительности работы вентилятора при снижении производимого им уровне шума. Недостатком приведенного технического решения является усложнение и существенное удорожание конструкции такого вентилятора.In particular, it is known a radiator-mounted fan device described in the RF patent for invention No. 2282731, published on 04/10/2005, containing two drive electric motors, two impellers and a guide casing. In this case, the impeller blades in the processes of rotation overlap each other by a certain amount selected in a certain way. Due to the implementation of such a constructive technique, it is possible to increase the performance of the fan while reducing its noise level. The disadvantage of the technical solution is the complication and a significant increase in the cost of the design of such a fan.
В источнике [1] ([1] - «Weifere Untersuchungen an gerauseharmen Kuhsystemen fur Fachrzeugmotoren», Hofe Rudiger, Thien Gerhard. Automobiletechn. Z., 1987, 89, №4, 175-181) в качестве рекомендуемого приема снижения уровней шума, генерируемого лопатками крыльчатки вентилятора, предлагается вибродемпфировать поверхностную структуру крыльчатки или изготавливать ее из материалов, обладающих высокой изгибной жесткостью. Недостатком данного технического решения является существенное увеличение массы крыльчатки, в особенности при варианте ее демпфирования вязкоэластичными материалами, увеличение энергозатрат при эксплуатации, усложнение операции балансировки, удорожание конструкции.In the source [1] ([1] - "Weifere Untersuchungen an gerauseharmen Kuhsystemen fur Fachrzeugmotoren", Hofe Rudiger, Thien Gerhard. Automobiletechn. Z., 1987, 89, No. 4, 175-181) as a recommended technique for reducing noise levels, generated by the fan impeller blades, it is proposed to vibro-damp the surface structure of the impeller or to make it from materials having high bending stiffness. The disadvantage of this technical solution is a significant increase in the mass of the impeller, especially when it is damped with viscoelastic materials, an increase in energy consumption during operation, complication of the balancing operation, and higher cost of the structure.
Известно устройство колесного транспортного средства, описанное в патенте России на изобретение №2140553, опубликованном 27.10.1999, включающее ДВС, установленный в моторном отсеке, вентилятор, смонтированный на радиаторе и содержащий крыльчатку, приводной электродвигатель, направляющий кожух, изготовленный из металлического виброшумодемпфирующего пористого газопроницаемого материала. Недостатком данного технического решения является удорожание конструкции колесного транспортного средства вследствие применения дорогостоящего пористого металлического материала, также возможны дополнительные потери напорных характеристик воздушного потока, обдувающего ДВС, потеря звукопоглощающих свойств открытой пористой структуры вследствие длительной эксплуатации (в условиях высокого содержания пыли).A device of a wheeled vehicle is known, described in Russian patent for invention No. 2140553, published on 10.27.1999, including an internal combustion engine installed in the engine compartment, a fan mounted on a radiator and containing an impeller, a drive motor, a guiding casing made of metal vibration-damping porous gas-permeable material . The disadvantage of this technical solution is the increase in the cost of the construction of a wheeled vehicle due to the use of expensive porous metal material, additional losses in pressure characteristics of the air flow blowing ICE are possible, loss of sound-absorbing properties of the open porous structure due to long-term operation (in conditions of high dust content).
Известны также различные технические решения, в которых для снижения уровней шума вентилятора применяют дополнительные шумопонижающие элементы.Various technical solutions are also known in which additional noise reduction elements are used to reduce fan noise levels.
Известно, в частности, устройство глушителя шума вентилятора, описанное в патенте России на изобретение №1334840, опубликованном 27.01.2006, представляющий собой корпус, устанавливаемый со стороны забора воздуха вентилятора, содержащего боковые кольца, наружную перфорированную обечайку, радиальные ребра и направляющие элементы.It is known, in particular, the device of a fan silencer described in the patent of Russia for invention No. 1334840, published January 27, 2006, which is a body mounted on the side of the fan air intake, containing side rings, an outer perforated shell, radial ribs and guide elements.
Известно устройство колесного транспортного средства типа дорожно-строительной машины, описанное в патенте США на изобретение №4260037, опубликованном 07.04.1981, содержащее ДВС, установленный в моторном отсеке, вентилятор, смонтированный на радиаторе и содержащий приводной механический двигатель, крыльчатку, шумопоглощающий воздупроницаемый элемент (кожух), смонтированный в передней части машины.A device of a wheeled vehicle of the type of a road-building machine is described, described in U.S. Patent No. 4,260,037, published April 7, 1981, containing an internal combustion engine installed in the engine compartment, a fan mounted on a radiator and containing a mechanical drive motor, an impeller, and a sound-absorbing, air-tight element ( casing) mounted on the front of the machine.
Известно устройство глушителя шума вентилятора, описанное в патенте РФ на полезную модель №37781, опубликованном 10.05.2004, содержащее корпус с отверстием всасывания и нагнетания, имеющий боковые стенки, перпендикулярные плоскостям торцов, на которых смонтирована плосколистовая звукопоглощающая футеровка, а также расположенные внутри корпуса фильтрующие элементы.A device for a fan noise muffler is described in the RF patent for utility model No. 37781 published on May 10, 2004, comprising a housing with a suction and discharge hole, having side walls perpendicular to the end planes on which a flat-sheet sound-absorbing lining is mounted, as well as filtering housings located inside the housing elements.
Общим недостатком, выше приведенных трех известных технических решений, является существенное усложнение конструкций, потеря звукопоглощающих характеристик при длительном периоде эксплуатации, увеличение габаритных размеров вентилятора, что трудновыполнимо при их реализации в стесненной компоновке весьма ограниченного пространства моторного отсека современных колесных транспортных средств и, в особенности, в легковых автомобилях.A common drawback of the above three well-known technical solutions is a significant complication of designs, loss of sound-absorbing characteristics during a long period of operation, an increase in the overall dimensions of the fan, which is difficult to implement in the cramped layout of the very limited space of the engine compartment of modern wheeled vehicles and, in particular, in cars.
В качестве прототипа выбрано устройство колесного транспортного средства, описанное в патенте Германии на изобретение №4011181, опубликованном 10.10.1991, содержащее ДВС, установленный в моторном отсеке, вентилятор, смонтированный на радиаторе и содержащий крыльчатку, приводной электродвигатель и направляющий кожух, выполняющий также функцию звукоизолирующего устройства. Недостатком данного технического решения является недостаточно высокая звукоизолирующая способность направляющего кожуха ввиду необеспечения герметичности сопрягаемых элементов рабочей зоны вентилятора, наличия шумопередающих окон, образуемых между лопатками крыльчатки, наличия шумопередающих вентиляционных окон в структуре направляющего кожуха, что, в целом, не позволяет в должной степени снижать уровни шума, генерируемые непосредственно вентилятором. Одновременно с этим при работе ДВС транспортного средства происходит неизбежное паразитное резонансное излучение структурного шума направляющим кожухом, вызванное вибрационным возбуждением его жесткой монолитной пластинчатой структурой, передаваемым от ДВС, генерируемым крыльчаткой и приводным электродвигателем. Также известная конструкция вентилятора транспортного средства не позволяет попутно снижать шумовое излучение, образуемое в пространстве моторного отсека, генерируемых со стороны других шумоактивных узлов и систем, помимо вентилятора расположенных в пространстве моторного отсека транспортного средства. Следовательно, использование такой конструкции вентилятора транспортного средства не позволяет в должной степени улучшать акустический комфорт в его пассажирском салоне (кабине), что, в конечном итоге, ухудшает его потребительские и эксплуатационные свойства, а также не позволяет снизить уровни шума, излучаемого транспортным средством из пространства моторного отсека в окружающую среду.A wheeled vehicle device was selected as a prototype, described in German patent for invention No. 4011181, published on 10.10.1991, containing an internal combustion engine installed in the engine compartment, a fan mounted on a radiator and containing an impeller, a drive motor and a guiding casing, which also performs the function of soundproofing devices. The disadvantage of this technical solution is the insufficiently high sound-insulating ability of the guide casing due to the lack of tightness of the mating elements of the fan working area, the presence of noise-transmitting windows formed between the impeller blades, the presence of noise-transmitting ventilation windows in the structure of the guide casing, which, as a whole, does not allow to sufficiently reduce the levels noise generated directly by the fan. At the same time, during the operation of the internal combustion engine of the vehicle, the inevitable spurious resonant emission of structural noise by the guiding casing is caused by vibrational excitation of its rigid monolithic plate structure transmitted from the internal combustion engine generated by the impeller and the drive motor. Also, the known design of the vehicle fan does not simultaneously reduce the noise radiation generated in the space of the engine compartment generated by other noise-active components and systems, in addition to the fan located in the space of the vehicle engine compartment. Therefore, the use of such a vehicle fan design does not allow to adequately improve the acoustic comfort in its passenger compartment (cabin), which ultimately affects its consumer and operational properties, and also does not reduce the noise level emitted by the vehicle from space engine compartment into the environment.
Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в улучшении потребительских и эксплуатационных свойств транспортного средства в части улучшения акустического комфорта в пассажирском салоне (кабине) и улучшении его экологических характеристик путем снижения уровней шума, излучаемого транспортным средством в окружающую среду (уменьшения акустического загрязнения окружающей среды), путем реализации технического эффекта, обеспечивающего эффективное поглощение энергии звуковых волн, генерируемых как непосредственно шумоактивными элементами вентилятора (крыльчаткой, направляющим кожухом), так и энергии звуковых волн, излучаемых другими источниками шума, находящимися в пространстве моторного отсека, пористой звукопоглощающей футеровкой облицованной тонким защитным звукопрозрачным слоем, а также исключение паразитного резонансного излучения структурного шума, образуемого вибрирующей жесткой монолитной структурой направляющего кожуха, вследствие ее перфорирования, обеспечивающего процесс короткого акустического замыкания между лицевой и тыльной поверхностями такой пластинчатой структуры (стенок направляющего кожуха).The technical problem solved by the claimed invention is to improve the consumer and operational properties of the vehicle in terms of improving acoustic comfort in the passenger compartment (cabin) and improving its environmental performance by reducing the noise level emitted by the vehicle into the environment (reducing acoustic pollution) , by implementing a technical effect that provides effective absorption of energy of sound waves generated as directly noise-active elements of the fan (impeller, guide casing), as well as the energy of sound waves emitted by other noise sources located in the space of the engine compartment, a porous sound-absorbing lining lined with a thin protective sound-transparent layer, as well as the exclusion of spurious resonant radiation of structural noise generated by vibrating rigid monolithic guide casing, due to its perforation, providing a process of acoustic short circuit between the front and rear hydrochloric surfaces such plate structure (guide casing walls).
Техническая задача в предлагаемой конструкции транспортного средства решается путем создания многослойной звукопоглощающей структуры направляющего кожуха вентилятора с определенным образом перфорированным его несущим каркасом, существенно усиливающей процесс поглощения звуковой энергии как генерируемой непосредственно вентилятором, так и образуемой другими шумоактивными узлами, расположенными в пространстве моторного отсека транспортного средства.The technical problem in the proposed vehicle design is solved by creating a multilayer sound-absorbing structure of the fan guide casing with a perforated support frame in a certain way, which significantly enhances the absorption of sound energy generated either directly by the fan or formed by other noise-active units located in the vehicle engine compartment.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в заявляемой конструкции колесного транспортного средства, содержащей, в частности, ДВС установленный в моторном отсеке, вентилятор, смонтированный на радиаторе и содержащий крыльчатку, направляющий кожух, приводной электродвигатель, направляющий кожух содержит закрепленную на нем одно- (по крайней мере) или двухстороннюю плосколистовую звукопоглощающую футеровку, при этом направляющий кожух выполнен в виде несущей перфорированной или сетчатой детали, а лицевая поверхность плосколистовой звукопоглощающей футеровки облицована звукопрозрачной газовлагонепроницаемой пленкой.The stated technical problem is solved due to the fact that in the inventive design of a wheeled vehicle containing, in particular, an internal combustion engine installed in the engine compartment, a fan mounted on a radiator and containing an impeller, a guiding casing, a drive motor, a guiding casing contains a single- (at least) or two-sided flat-sheet sound-absorbing lining, while the guide casing is made in the form of a perforated or mesh part, and the front surface oskolistovoy acoustic lining is lined with sound transmission gazovlagonepronitsaemoy film.
Плосколистовая звукопоглощающая футеровка может быть закреплена на поверхности направляющего кожуха с помощью клеевого или термоадгезивного слоя, или с помощью механических крепежных элементов.Sound absorbing flat lining can be fixed to the surface of the guide casing using an adhesive or thermo-adhesive layer, or using mechanical fasteners.
В качестве материала для плосколистовых звукопоглощающих футеровок может использоваться открытоячеистый пенополиуретан (ППУ), пористые волокнистые органические или синтетические материалы, например, на основе базальтовых, стеклянных или хлопковых волокон.Open-cell polyurethane foam (PUF), porous fibrous organic or synthetic materials, for example, based on basalt, glass or cotton fibers, can be used as material for plane-sheet sound-absorbing linings.
Для исключения отслаивания в процессе эксплуатации транспортного средства сопрягаемых пористых слоев двухсторонней плосколистовой звукопоглощающей футеровки от поверхности направляющего кожуха, выполненного в виде перфорированной или сетчатой детали, пористые слои двухсторонней плосколистовой звукопоглощающей футеровки могут взаимно скрепляться сопрягаемыми поверхностями в соприкасающихся промежутках отверстий перфорации или ячеек структуры направляющего кожуха посредством монтажных адгезионных слоев (липких клеевых, термоадгезивных).In order to prevent peeling during the operation of the vehicle, the mating porous layers of a two-sided flat sound-absorbing lining from the surface of a guide casing made in the form of a perforated or mesh part, the porous layers of a two-sided flat sound-absorbing lining can be mutually bonded by mating surfaces in contacting openings or holes of the skin with holes assembly adhesive layers (sticky adhesive, thermo dgezivnyh).
Отверстия перфорации в структуре направляющего кожуха, выполненного в виде несущей перфорированной детали, могут быть сквозными круглыми, либо могут быть выполнены в виде сквозных открытых просечек с отгибами, либо иметь иную геометрическую форму.The perforation holes in the structure of the guide casing, made in the form of a bearing perforated parts, can be through round, or can be made in the form of through open notches with bends, or have a different geometric shape.
Несущий каркас направляющего кожуха в виде сетчатой детали может быть выполнен из проволочной сетки, изготовленной из металлической проволоки с заданным размером ячеек, или может быть скомпонован («связан») из проволочных элементов, например, прямоугольного, круглого, либо любой другой геометрической формы поперечного сечения.The supporting frame of the guide casing in the form of a mesh part can be made of wire mesh made of metal wire with a given mesh size, or it can be arranged (“connected”) from wire elements, for example, rectangular, round, or any other geometric cross-sectional shape .
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в том, что за счет преднамеренного использования конструкции направляющего кожуха в виде многослойной «сэндвичевой» структуры, состоящей из жесткого несущего каркаса в виде перфорированной или сетчатой детали, футерованного с одной (по крайней мере) или двух сторон слоем эффективного пористого звукопоглощающего материала типа открытоячеистого пенополиуретана, облицованного в свою очередь, с внешней стороны защитным, гладким, звукопрозрачным, газовлагонепроницаемым слоем пленки или ткани, увеличивается эффективность поглощения звуковой энергии, генерируемой как элементами вентилятора, так и другими шумоактивными узлами, расположенными в пространстве моторного отсека транспортного средства, а также исключается паразитное резонансное излучение структурного шума, вызванное вибрационным возбуждением жесткой структуры стенок направляющего кожуха. Следовательно, в конечном итоге улучшается акустический комфорт в пассажирском салоне (кабине) и снижается внешний шум транспортного средства, распространяемый в окружающую среду, а соответственно повышаются его потребительские и эксплуатационные свойства и уменьшается акустическое загрязнение окружающей среды.The technical result achieved when using the claimed invention is that due to the deliberate use of the design of the guide casing in the form of a multilayer "sandwich" structure, consisting of a rigid supporting frame in the form of a perforated or mesh part, lined with one (at least) or of both sides with a layer of effective porous sound-absorbing material such as open-cell polyurethane foam, lined in turn with a protective, smooth, translucent outer side, azovlagonepronitsaemym layer of film or fabric increases the effectiveness of the absorption of sound energy generated as the fan elements, and other shumoaktivnymi nodes located in the space of a motor vehicle compartment, and is also excluded parasitic resonance radiation pattern noise caused by the vibrational excitation of the rigid structure of the guide casing walls. Therefore, in the end, the acoustic comfort in the passenger compartment (cabin) is improved and the external noise of the vehicle propagated into the environment is reduced, and therefore its consumer and operational properties are increased and the acoustic pollution of the environment is reduced.
Сравнение и анализ научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Comparison and analysis of scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections of the MKI shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое устройство транспортного средства имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.Analysis of known technical solutions in the art showed that the claimed vehicle device has features that are not found in the known technical solutions, and using them in the claimed combination of features makes it possible to obtain a new technical result, therefore, the proposed technical solution has an inventive step compared to current level of technology.
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, meets the patentability condition “industrial applicability”.
Другие особенности и преимущества заявляемого изобретения станут понятны из чертежей, результатов испытаний и следующего детального описания заявляемого устройства, гдеOther features and advantages of the claimed invention will become apparent from the drawings, test results and the following detailed description of the claimed device, where
- На фиг.1 представлена схема моторного отсека легкового автомобиля с установленным в нем ДВС и вентилятором, смонтированным совместно с направляющим кожухом на радиаторе системы жидкостного охлаждения ДВС.- Figure 1 shows a diagram of the engine compartment of a car with an internal combustion engine installed in it and a fan mounted together with a guide casing on the radiator of the internal combustion engine liquid cooling system.
- На фиг.2 представлен общий вид вентилятора, направляющий кожух которого содержит несущий перфорированный каркас, футерованный плосколистовой звукопоглощающей панелью.- Figure 2 presents a General view of the fan, the guide casing of which contains a supporting perforated frame, lined with a plane sound-absorbing panel.
- На фиг.3 представлена схема в виде поперечного разреза варианта конструктивного исполнения направляющего кожуха вентилятора, плосколистовая звукопоглощающая футеровка которого смонтирована на внешней стороне несущего каркаса, выполненного в виде перфорированной детали.- Figure 3 presents a diagram in the form of a cross section of a variant of the design of the guide casing of the fan, the flat sound-absorbing lining of which is mounted on the outer side of the supporting frame made in the form of a perforated part.
- На фиг.4 представлена схема, в виде поперечного разреза варианта конструктивного исполнения направляющего кожуха вентилятора, двухсторонняя плосколистовая звукопоглощающая футеровка которого смонтирована на внешней и внутренней сторонах несущего каркаса, выполненного в виде перфорированной детали.- Figure 4 presents a diagram, in the form of a cross-section of a variant of the design of the guide casing of the fan, the double-sided flat-sheet sound-absorbing lining of which is mounted on the outer and inner sides of the supporting frame, made in the form of a perforated part.
- На фиг.5 представлен вариант исполнения структуры несущего каркаса направляющего кожуха вентилятора, в виде перфорированной пластинчатой детали, имеющей отверстия перфорации круглой геометрической формы.- Figure 5 presents an embodiment of the structure of the supporting frame of the guide casing of the fan, in the form of a perforated plate part having perforation holes of circular geometric shape.
- На фиг.6 представлен вариант исполнения структуры несущего каркаса направляющего кожуха вентилятора, в виде перфорированной пластинчатой детали, имеющего отверстия перфорации в виде просечек и отгибами.- Figure 6 presents an embodiment of the structure of the supporting frame of the guide casing of the fan, in the form of a perforated plate part having perforations in the form of perforations and bends.
- На фиг.7 представлен вариант исполнения структуры несущего перфорированного каркаса направляющего кожуха вентилятора, в виде сетчатой детали из проволоки прямоугольного сечения.- Fig.7 shows an embodiment of the structure of the supporting perforated frame of the guide casing of the fan, in the form of a mesh part from a wire of rectangular cross section.
- На фиг.8 представлены результаты стендовых акустических испытаний вентилятора системы жидкостного охлаждения ДВС легкового автомобиля класса В.- On Fig presents the results of bench acoustic tests of the fan of the liquid cooling system of the internal combustion engine of a class B passenger car.
Транспортное средство содержит установленный в моторном отсеке ДВС 1, вентилятор, смонтированный на радиаторе 2, содержащий крыльчатку 3, приводной электродвигатель 4, направляющий кожух 5. Направляющий кожух 5 содержит несущий каркас 6, представляющий собой перфорированную или сетчатую деталь с отверстиями перфорации или ячейками 7, одного крайней мере) или двухстороннюю плосколистовую звукопоглощающую футеровку 8 из пористого (открытоячеистого вспененного или волокнистого) слоя эффективного звукопоглощающего материала, облицованного с внешней стороны защитным, гладким, звукопрозрачным, газовлагонепроницаемым слоем пленки или ткани 9, а с внутренней монтажной стороны нанесенным монтажным адгезионным (липким клеевым, термоадгезивным) слоем 10 сопряженным с встречной поверхностью несущего каркаса 6.The vehicle contains an engine mounted in the engine compartment 1, a fan mounted on a radiator 2, containing an
При эксплуатации транспортного средства, вследствие реализации рабочих процессов, протекающих в ДВС 1, происходит интенсивное образование тепловой энергии. Для интенсификации теплосъема с ячеек радиатора применяется вентилятор. При работе вентилятора на валу приводного электродвигателя 4 вращается крыльчатка 3, обеспечивая всасывание воздушного потока из внешней воздушной (окружающей) среды в моторный отсек через ячейки решетки радиатора 2 и последующий обдув набегающим потоком воздуха ДВС 1. При работе вентилятора генерируются паразитные пульсации воздуха, являющиеся причиной возникновения широкополосного аэродинамического шума. Также происходит динамическое возбуждение структурных вибраций и резонансное излучение паразитного структурного шума (в виде дискретных составляющих) твердыми структурными элементами вентилятора, в том числе и динамически возбуждаемой структурой несущего каркаса направляющего кожуха 5. Вибрационное возбуждение структуре несущего каркаса направляющего кожуха 5 сообщается через твердые пути (от зон присоединения с радиатором, корпусом электродвигателя и элементами моторного отсека), а также и воздушным путем - от аэродинамического возбуждения крыльчатки, набегающего воздушного потока, в особенности при движении с высокими скоростями. Одновременно при эксплуатации транспортного средства вибрирующие стенки корпусных деталей ДВС 1 (блок и головка цилиндров, масляный поддон, клапанная крышка головки блока, кожух ограждения привода вспомогательных агрегатов), другие вибрирующие жесткие структуры ДВС 1 транспортного средства, сосредоточенные в пространстве моторного отсека, а также открытый воздухозаборный срез патрубка воздухоочистителя, крыльчатка генератора и прочие излучатели шума формируют в частично замкнутом пространстве моторного отсека диффузное звуковое поле высокой концентрации звуковой энергии. Часть звуковой энергии, генерируемой вентилятором и другими источниками, расположенными в пространстве моторного отсека, передается в пассажирский салон (кабину) транспортного средства, в виде распространяемых звуковых волн, проходящих через пористую звукопоглощающую футеровку, смонтированную на внутренней поверхности панелей щитка передка, металлическую структуру щитка передка, коммуникационные связи в его структуре (окно рециркуляции, проходящие жгуты проводов, тросы управления и т.д.). Другая часть звуковой энергии передается свободно в окружающую среду через проемы нижней зоны моторного отсека, открытые вентиляционные отверстия брызговика моторного отсека, звукопоглощающую обивку капота и структуры панелей капота, боковых панелей кузова моторного отсека. Звуковая энергия, проходящая в пространство пассажирского салона (кабины) распространяется в виде надоедливого утомляющего шума, вызывающего дискомфорт, чувство усталости водителя и пассажиров, и может быть причиной аварийных ситуаций. В то же время звуковая энергия, излучаемая во внешнюю окружающую среду, ухудшает экологическую обстановку в городе, вызывая акустическое загрязнение селитебной территории, при этом уровни внешнего шума колесных транспортных средств регламентируется международными и национальными (Российскими) стандартами и директивами. Звуковые волны в процессе излучения и распространения в пространстве моторного отсека, многократно отражаясь от поверхностей его стенок панелей кузова, стенок корпусных деталей ДВС и агрегатов ходовой части, падают на звукопоглощающие футеровки, смонтированные на внутренних поверхностях капота, брызговика моторного отсека, брызговика арок передних колес (если такие имеются в составе комплектации транспортного средства) и частично поглощаются в них. При использовании в конструкции транспортного средства вентилятора, описанного в прототипе, звуковая энергия, генерируемая элементами вентилятора, также распространяется в пространство моторного отсека, внося свой вклад в общее звуковое поле, проходя через вентиляционные окна направляющего кожуха, структуру несущего каркаса направляющего кожуха. С другой стороны, звуковые волны (прямые и многократно отраженные), падающие со стороны ограждающих стенок (панелей) моторного отсека на поверхность направляющего кожуха вентилятора, отражаются обратно в пространство моторного отсека, или в открытое пространство, или в направлении панелей кузова, ограждающих пассажирский салон (кабину).During the operation of the vehicle, due to the implementation of the working processes occurring in the internal combustion engine 1, the intensive generation of thermal energy occurs. To intensify heat removal from the radiator cells, a fan is used. When the fan is running, the
При использовании транспортного средства, вентилятор которого содержит направляющий кожух, состоящий из несущего каркаса в виде перфорированной или сетчатой детали и плосколистовой звукопоглощающей футеровки, прямые и многократно отраженные звуковые волны, падающие на поверхность звукопоглощающей футеровки направляющего кожуха, проходят через тонкий защитный, звукопрозрачный слой, проникая в структуру пористого слоя плосколистовой звукопоглощающей футеровки, и поглощаются в этом слое в результате демпфирования пульсаций нагнетаемого воздуха и звуковых волн за счет преобразования их в работу динамических деформаций пористого скелета и процесса трения распространяемых звуковых волн в сообщающихся каналах пористой структуры с необратимым преобразованием (рассеиванием) в тепловую энергию. Звуковые волны также частично проходят через сквозные отверстия перфорации (через промежутки, ограниченные семейством ячеек - при использовании несущего каркаса в виде сетчатой детали) в структуре направляющего кожуха и дополнительно теряют звуковую энергию при таком прохождении. При использовании двухсторонней плосколистовой звукопоглощающей футеровки несущего каркаса направляющего кожуха звуковые волны вынужденно дополнительно поглощаются и в пористой структуре, расположенной на обратной (тыльной) стороне несущего каркаса (закладного несущего элемента) направляющего кожуха. Одновременно использование перфорированной структуры несущего каркаса направляющего кожуха позволяет также дополнительно увеличить степень звукопоглощения за счет реализации эффекта «короткого акустического замыкания», возникающего между лицевой и тыльной стороной колеблющейся структуры направляющего кожуха, излучающих звук как пластинчатые двухсторонние «поршневые» излучатели звука (типа акустического диполя). В результате многократных падений и отражений они, проходя через многослойную структуру направляющего кожуха, многократно теряют звуковую энергию вследствие процесса ее поглощения в пористом слое плосколистовой звукопоглощающей футеровки направляющего кожуха. Передаваемое вибрационное возбуждение, которому подвергается несущий каркас направляющего кожуха, вызывает соответствующие упругие деформации изгиба его структуры, сопровождаемые излучением паразитного структурного шума. При формировании деформаций изгиба несущего каркаса направляющего кожуха между противолежащими зонами лицевой и тыльной сторонами его стенки формируются соответствующие поля динамических давлений (повышенных и пониженных знакопеременных давлений). Благодаря наличию в структуре несущего каркаса перфорированных отверстий или ячеек сетки происходит их быстрое компенсационное выравнивание (быстрое «перетекание» воздушной среды через образованные сквозные отверстия из зон повышенного давления в зоны пониженного давления). Именно этим обусловлен дополнительный шумопонижающий эффект по ослаблению паразитного структурного шума, излучаемого непосредственно вибрирующей структурой несущего каркаса направляющего кожуха. Использование в структуре плосколистовой звукопоглощающей футеровки направляющего кожуха звукопрозрачной газовлагонепроницаемой пленки или аналогичной газовлагонепроницаемой ткани позволяет также исключить попадание и накапливание в пористой открытоячеистой структуре звукопоглощающего материала футеровки мелких частиц, жидкостей, насекомых, исключить разрушение пористой структуры звукопоглощающего материала футеровки вследствие возможного замерзания попавшей в поры влаги при низких (знакопеременных) температурах эксплуатации. Также наличие такой пленки позволяет снизить аэродинамическое сопротивление воздушного потока в процессе обтекания гладкой, а не «шероховатой» пористой поверхности плосколистовой звукопоглощающей футеровки, не содержащей такой пленки, при полном сохранении выполнения непосредственных регулирующих поток функций направляющего кожуха вследствие использования газовлагонепроницаемой структуры внешнего защитного слоя (пленки) футеровки.When using a vehicle, the fan of which contains a guide casing, consisting of a supporting frame in the form of a perforated or mesh part and a flat-sheet sound-absorbing lining, direct and repeatedly reflected sound waves incident on the surface of the sound-absorbing lining of the guide casing pass through a thin protective, sound-transparent layer, penetrating into the structure of the porous layer of a flat-sheet sound-absorbing lining, and are absorbed in this layer as a result of damping of pump pulsations direct air and sound waves by converting them into the work dynamic deformations porous skeleton and the friction process distributed sound waves in the communicating channels of the porous structure with the irreversible transform (dispersion) into thermal energy. Sound waves also partially pass through the through holes of the perforation (through gaps limited by the family of cells — when using the supporting frame in the form of a mesh part) in the structure of the guide casing and additionally lose sound energy during such passage. When using a two-sided flat-sheet sound-absorbing lining of the supporting frame of the guide casing, sound waves are forced to be additionally absorbed in the porous structure located on the back (back) side of the supporting frame (embedded bearing element) of the guide casing. At the same time, the use of the perforated structure of the supporting frame of the guide casing can also further increase the degree of sound absorption due to the implementation of the “short acoustic circuit” effect that arises between the front and back sides of the oscillating structure of the guide casing, emitting sound like double-sided “piston” sound emitters (such as an acoustic dipole) . As a result of repeated falls and reflections, they, passing through the multilayer structure of the guide casing, repeatedly lose sound energy due to the process of its absorption in the porous layer of the plane-sheet sound-absorbing lining of the guide casing. The transmitted vibrational excitation, to which the bearing frame of the guide casing is subjected, causes the corresponding elastic deformations of the bend of its structure, accompanied by the emission of spurious structural noise. When bending deformations of the supporting frame of the guide casing are formed between the opposite zones of the front and back sides of its wall, the corresponding fields of dynamic pressures (increased and decreased alternating pressures) are formed. Due to the presence of perforated holes or mesh cells in the structure of the supporting frame, they quickly compensate for alignment (quick "flow" of the air through the formed through holes from the high pressure zones to the low pressure zones). This is the reason for the additional noise-reducing effect by attenuating spurious structural noise emitted directly by the vibrating structure of the supporting frame of the guide casing. The use of a soundproof gas-impermeable film or similar gas-impermeable fabric in the structure of a flat sound-absorbing lining of the guide casing also makes it possible to exclude the lining of small particles, liquids, insects from entering and accumulating in the porous open-cell structure of the sound-absorbing material, and to eliminate the destruction of the porous structure of the sound-absorbing material of the lining due to possible frost penetration low (alternating) operating temperatures ii. Also, the presence of such a film makes it possible to reduce the aerodynamic resistance of the air flow during the flow around a smooth, rather than “rough” porous surface of a plane sound-absorbing lining that does not contain such a film, while fully maintaining the direct flow control functions of the guide casing due to the use of a gas-tight structure of the outer protective layer (film ) lining.
Стендовые акустические испытания вентилятора системы жидкостного охлаждения ДВС легкового автомобиля класса В, проведенные в условиях свободного акустического поля (в безэховой акустической камере), показали, что выполнение его в соответствии с заявляемьми конструктивными исполнениями позволяет значительно снизить уровни шума в широком частотном диапазоне, регистрируемом аппаратными средствами измерений. В частности, как следует из результатов испытаний, представленных на фиг.8, использование конструкции вентилятора, содержащего несущий каркас в виде перфорированной детали с односторонней плосколистовой звукопоглощающей футеровкой, в сравнении с результатами зарегистрированного шумового спектра этого же вентилятора при соблюдении аналогичных условий испытаний, но оборудованного направляющим кожухом, имеющим несущий каркас в виде монолитной (неперфорированной) детали - позволяет снизить уровни шума, излучаемые вентилятором на величину до 5,0 дБ в широком частотном диапазоне 315…20000 Гц. Приведенные результаты испытаний конструкции вентилятора соответствуют варианту, в котором направляющий кожух с перфорированным несущим каркасом имел следующую конфигурацию перфорирования - 200 круглых отверстий диаметром 10 мм, межцентровой шаг 20 мм, коэффициент перфорации kпер=0,2 (где 
Соответственно, использование двухсторонней футеровки несущего каркаса направляющего кожуха позволяет еще на большую величину снижать уровни шума вентилятора и уровни шума в моторном отсеке транспортного средства. Выбор одно- или двухстороннего варианта футеровки конкретного типа, толщины и пористости звукопоглощающего слоя футеровки, использование заданного типа и конкретного коэффициента перфорации «kпер» несущего каркаса зависит от величины необходимого (задаваемого конкретным техническим заданием на разработку) эффекта снижения уровней шума, и других технических требований, предъявляемых к элементам конструкции вентилятора транспортного средства, а также конструктивными, технологическими и стоимостными соображениями (возможностями).Accordingly, the use of double-sided lining of the supporting frame of the guide casing allows to reduce the noise levels of the fan and noise levels in the engine compartment of the vehicle by an even greater amount. The choice of a one- or two-sided variant of a lining of a particular type, thickness and porosity of the sound-absorbing layer of the lining, the use of a given type and a specific perforation coefficient “k per ” of the supporting frame depends on the amount of noise reduction (specified by the specific design specification) and other technical requirements for structural elements of the vehicle fan, as well as structural, technological and cost considerations (capabilities).
Разумеется, заявляемое изобретение не ограничивается конкретными конструктивными примерами его осуществления описанными в тексте и показанными на прилагаемых чертежах. Остаются возможными и некоторые несущественные изменения различных элементов или материалов, из которых эти элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящими за пределы объема притязаний, обозначенного формулой изобретения.Of course, the claimed invention is not limited to specific structural examples of its implementation described in the text and shown in the accompanying drawings. Some minor changes to the various elements or materials from which these elements are made, or to replace them with technically equivalent ones that do not go beyond the scope of the claims indicated by the claims, remain possible.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109746/06A RU2351785C2 (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109746/06A RU2351785C2 (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007109746A RU2007109746A (en) | 2008-09-27 |
| RU2351785C2 true RU2351785C2 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=39928458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007109746/06A RU2351785C2 (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2351785C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554372C1 (en) * | 2011-05-05 | 2015-06-27 | Сканиа Св Аб | Noise killer and vehicle with such device |
-
2007
- 2007-03-16 RU RU2007109746/06A patent/RU2351785C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554372C1 (en) * | 2011-05-05 | 2015-06-27 | Сканиа Св Аб | Noise killer and vehicle with such device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007109746A (en) | 2008-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101165328A (en) | Sound suppression device for internal combustion engine system | |
| RU2376167C1 (en) | Vehicle noise killer | |
| RU2512134C2 (en) | Automotive integral noise killing module | |
| RU2351785C2 (en) | Vehicle | |
| RU2328382C1 (en) | Light vehicle passenger saloon heating and ventilation system (options) | |
| RU2410556C2 (en) | Clutch housing jacket of power unit of wheeled vehicle | |
| JP2001003750A (en) | Noise reducing mechanism for fan device | |
| RU2442706C1 (en) | Volume absorber of acoustic energy for engine compartment of transportation vehicle | |
| RU71600U1 (en) | LOW-NOISE DEVICE FOR HEATING AND VENTILATION OF A PASSENGER CAR SALON | |
| RU2282544C2 (en) | Vehicle | |
| RU2117792C1 (en) | Vehicle engine compartment (design versions) | |
| Shah et al. | Air intake system optimization for acoustic advantage on automotive vehicles | |
| RU78759U1 (en) | VEHICLE MOTOR COMPARTMENT SPRAY | |
| JP3738579B2 (en) | Ventilating silencer | |
| RU2243111C2 (en) | Vehicle | |
| RU81925U1 (en) | VEHICLE ENGINE CASE OF THE VEHICLE | |
| RU2647781C2 (en) | Crankshaft pulley for driving auxiliary units of piston machine | |
| RU2149114C1 (en) | Automobile hood | |
| RU52809U1 (en) | NOISE-ABSORBING SPRAY MOTOR OF THE VEHICLE MOTOR COMPARTMENT | |
| RU2333376C2 (en) | Wheeled motor vehicle clutch casing | |
| RU2472641C2 (en) | Heating ventilating system of passenger cabin (driver cab) | |
| JPH10282965A (en) | Sound absorption device | |
| CN221503462U (en) | Silencing structure of automobile supercharger | |
| RU2149271C1 (en) | Vehicle engine unit clutch housing jacket | |
| RU2456173C2 (en) | Noise-absorbing coat for air ducts of vehicle passenger compartment (driver cabin) heat-and-vent system (hvs) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130317 |