RU2488176C2 - Acoustomechanical converter - Google Patents

Acoustomechanical converter Download PDF

Info

Publication number
RU2488176C2
RU2488176C2 RU2011136593/28A RU2011136593A RU2488176C2 RU 2488176 C2 RU2488176 C2 RU 2488176C2 RU 2011136593/28 A RU2011136593/28 A RU 2011136593/28A RU 2011136593 A RU2011136593 A RU 2011136593A RU 2488176 C2 RU2488176 C2 RU 2488176C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
pressure chamber
case
acoustomechanical
rod
Prior art date
Application number
RU2011136593/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011136593A (en
Inventor
Рудольф Натанович Старобинский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет"
Priority to RU2011136593/28A priority Critical patent/RU2488176C2/en
Publication of RU2011136593A publication Critical patent/RU2011136593A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2488176C2 publication Critical patent/RU2488176C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: acoustomechanical converter comprises hollow cylindrical case. Case ends are confined by inlet pipe and diffuser. Said case houses fixed airtight baffle to divide it into two chambers not communicated in terms of acoustics. Besides it accommodates structural and radiating diaphragms with their flexible edges secured to said case to make high-pressure inlet chamber, high-pressure balancing chamber and barometric pressure chamber. Also it incorporates a rod arranged coaxially with said case and rigidly secured to central part of aforesaid diaphragms fitted via seal in fixed airtight baffle to displace thereabout. Note here that high-pressure inlet chamber and high-pressure balancing chambers are communicated via calibrated port. Expansion-contraction springs are arranged between stiff parts of aforesaid diaphragms and fixed airtight baffle, aligned with case axis. Note here that said rod inside barometric pressure chamber represents a composite element. Note also that its components are coupled by mid spring to allow relative elastic displacement of rod components Stiffness of mid spring makes 0.15-0.25 of total stiffness of expansion-contraction springs. Said mid spring may be shaped to, at least, ring section or oval.
EFFECT: lower noise inside cabin of vehicle, particularly, that with turbosupercharger.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к транспортному машиностроению, преимущественно к автомобилям высокого класса, использующим акустические колебания для информирования водителя о режиме работы силового агрегата (далее СА). Заявляемым изобретением решаются возможные пути генерации такого звука за счет использования акустомеханического генератора спортивного информационного звука и системы передачи «моторного» информационного звука в кабину водителя (пассажирское помещение) автотранспортного средства (дате АТС), улучшающие возможности непрерывного акустического мониторинга водителем режима работы СА.The invention relates to mechanical engineering, in particular to transport engineering, mainly to high-class cars that use acoustic vibrations to inform the driver about the operating mode of the power unit (hereinafter CA). The claimed invention solves possible ways of generating such a sound through the use of an acoustomechanical generator of sports information sound and a system for transmitting “motor” information sound to the driver’s cab (passenger room) of a vehicle (ATS date), which improves the possibility of continuous acoustic monitoring by the driver of the CA operating mode.

Одной из тенденций современного автомобилестроения для АТС высокого класса является создание в кабине водителя (пассажирском помещении) АТС динамического звука, улучшающего адекватное восприятие водителем АТС в потоке движения и повышающего за счет этого безопасность вождения АТС. Покупатели, как правило, хотят видеть АТС, характер шума которых соответствует типу АТС и их персональному восприятию. Для многих клиентов «акустический имидж» и звуковой комфорт представляют принимаемый всерьез мотив покупки. Удовольствие от езды должно повышаться совершенствованием внутренней акустики АТС, созданием специфического, неповторимого характера звука, типичного для выбираемой марки АТС и удовлетворяющего личным ожиданиям клиентов.One of the trends in modern automotive industry for high-end automatic telephone exchanges is the creation of dynamic sound in the driver's cab (passenger room) of the automatic telephone exchange, which improves the adequate perception by the driver of the automatic telephone exchange in the traffic flow and thereby increases the safety of driving automatic telephone exchanges. Buyers, as a rule, want to see PBXs whose noise pattern matches the type of PBX and their personal perception. For many customers, the “acoustic image” and sound comfort represent a seriously accepted buying motive. Driving pleasure should be enhanced by improving the internal acoustics of the ATS, creating a specific, inimitable character of sound typical of the chosen brand of ATS and satisfying the personal expectations of customers.

Многочисленные попытки создать звуковую информацию о работе СА при помощи «искусственного звука», сила и спектр которого зависел бы от режима работы СА при помощи акустических динамиков, устанавливаемых в кабине водителя (пассажирском помещении) АТС и управляемых сложными вычислительными комплексами, были предприняты ведущими автомобильными фирмами Европы в 90-е годы. Они не увенчались успехом, т.к. и водитель и пассажиры воспринимали синтезированный звук как искусственный и психологически не воспринимали его как сигнал от СА, требующий мгновенной и незамедлительной реакции. Решение этой проблемы потребовало «доставки» естественных звуковых и вибрационных сигналов идущих непосредственно от СА и его систем. В качестве источника полезного сигнала используются обычно звуковые колебания в патрубках систем газообмена СА и его вибрация.Numerous attempts to create sound information about the operation of the SA using "artificial sound", the strength and spectrum of which would depend on the mode of operation of the SA using acoustic speakers installed in the driver's cab (passenger room) of the automatic telephone exchange and controlled by complex computer complexes, were made by leading automotive companies Europe in the 90s. They were unsuccessful, because both the driver and passengers perceived the synthesized sound as artificial and did not psychologically perceive it as a signal from the SA, requiring an instant and immediate reaction. The solution to this problem required the "delivery" of natural sound and vibration signals coming directly from the CA and its systems. As a source of a useful signal, usually used sound vibrations in the nozzles of gas exchange systems SA and its vibration.

Из патентных источников информации, например, заявки DE 102007007946 (А1), МПК F01N 1/06, F01N 13/04, опубликованной 04.09.2008; заявки US 2007029133 (А1), МПК F01N 13/04, F01N 1/02, F01N 1/06, опубликованной 08.02.2009 известны устройства для оформления шума АТС регулирующие звук, излучаемый системой выпуска отработавших газов в окружающее пространство, таким образом, чтобы выделить (усилить) шум отдельных основных гармоник и субгармоник для создания спортивного имиджа АТС (спортивного звука). Звук, передающийся в салон АТС, одновременно доносит водителю и подсознательную информацию о режиме работы СА и его оборотах, что согласно работе (Bemd Fuchmann, Patrik Garcia, „Grundsatzuntersuchungen zum Sportsound durch Abgaskrümmer- und Vorrohranpassung", MTZ Motortechnische Teitschrift 62 (2001), 5, pp 356-366) благоприятно сказывается и на безопасности АТС на дороге.From patent information sources, for example, application DE 102007007946 (A1), IPC F01N 1/06, F01N 13/04, published 04.09.2008; application US 2007029133 (A1), IPC F01N 13/04, F01N 1/02, F01N 1/06, published 02/08/2009 known devices for registration of automatic telephone exchange noise regulating the sound emitted by the exhaust system into the surrounding space, so as to highlight (enhance) the noise of individual fundamental harmonics and subharmonics to create a sports image of the vehicle (sports sound). The sound transmitted to the ATS cabin simultaneously provides the driver with subconscious information about the operating mode of the SA and its speed, which according to the work (Bemd Fuchmann, Patrik Garcia, “Grundsatzuntersuchungen zum Sportsound durch Abgaskrümmer- und Vorrohranpassung", MTZ Motortechnische Teitschrift 62 (2001, 5, pp 356-366) has a positive effect on the safety of telephone exchanges on the road.

С точки зрения решения проблемы информирования водителя, недостатком рассмотренных выше устройств (и им аналогичным) являются высокие уровни шума, излучаемого системой выпуска отработавших газов в окружающую среду, что приводит к увеличению общего шума АТС. Особенно это актуально для АТС высокого класса, с увеличенной звукоизоляцией салона.From the point of view of solving the problem of informing the driver, the disadvantage of the above devices (and similar) is the high noise levels emitted by the exhaust system into the environment, which leads to an increase in the total noise of the vehicle. This is especially true for high-end exchanges, with increased soundproofing of the cabin.

Названные выше недостатки рассмотренных аналогов в значительной степени устраняются при использовании передачи в салон АТС механических колебаний от упругих опор подвески СА, Конструкции таких устройств известны, например, из следующих источников патентной информации: заявка на патент DE 102005025577, МПК F16F 13/10, F16F 13/18, опубликована 07.12.2006; заявка на патент DE 102006003882, МПК F16F 13/10, В60К 5/12, опубликована 02.08.2007; заявка на патент DE 102006058110, МПК F16F 13/18, F16F 13/10, опубликована 12.06.2008. Все три названные аналога конструктивно представляют собой устройства гидравлических опор подвески СА и состоят из следующих основных составляющих элементов: узлов крепления, соединяющих опору с элементом корпуса АТС (кузова, подрамника) и с СА, соответственно; упругого элемента и различным образом взаимодействующих между собой гидравлических полостей, разделенных перегородкой, и наборов гидромеханических элементов для регулирования динамических усилий, передаваемых на корпус АТС, которые далее по «механическим мостикам» передаются в кабину водителя (пассажирское помещение) и создают там звуковое поле. Опоры включают также конические дросселирующие элементы, регулирующие проходные сечения внутренних каналов и динамические характеристики опоры в зависимости от статической деформации опор.The above-mentioned drawbacks of the considered analogues are largely eliminated by using mechanical vibrations from the elastic supports of the CA suspension to transmit to the vehicle. The designs of such devices are known, for example, from the following patent information sources: patent application DE 102005025577, IPC F16F 13/10, F16F 13 / 18, published on December 7, 2006; patent application DE 102006003882, IPC F16F 13/10, B60K 5/12, published 02.08.2007; patent application DE 102006058110, IPC F16F 13/18, F16F 13/10, published 12.06.2008. All three of these analogues are structurally devices of hydraulic supports for the CA suspension and consist of the following main components: fasteners connecting the support with an element of the PBX body (body, subframe) and with CA, respectively; an elastic element and variously interacting hydraulic cavities separated by a partition, and sets of hydromechanical elements for regulating the dynamic forces transmitted to the vehicle body, which are then transmitted through the "mechanical bridges" to the driver's cab (passenger room) and create a sound field there. Supports also include conical throttling elements that control the passage sections of the internal channels and the dynamic characteristics of the support depending on the static deformation of the supports.

К недостаткам этих аналогов можно отнести ограниченность путей и элементов воздействия на частотные характеристики передачи, так как регулирующие элементы воздействуют одновременно и на низкочастотные (основные) характеристики опоры и на ее динамические характеристики в области частот информативного звука. Другой недостаток - сложность контроля и регулирования передачи колебаний по корпусу АТС.The disadvantages of these analogues include the limited paths and elements of the impact on the frequency characteristics of the transmission, since the regulatory elements act simultaneously on the low-frequency (main) characteristics of the support and its dynamic characteristics in the frequency range of informative sound. Another disadvantage is the complexity of controlling and regulating the transmission of oscillations along the body of the telephone exchange.

Из заявки на патент США №2008135330, F01N 1/16, опубликованной 12.06.2008, известен одномембранный акустомеханический преобразователь («импрессор»). В представленном аналоге колебания давления во впускной трубе СА возбуждают звуковые колебания во входной камере «импрессора», которые, в свою очередь, вызывают колебания мембраны и, соответственно, излучение звука в пространство моторного отсека и оттуда в кабину водителя (пространство пассажирского отсека).From application for US patent No. 2008135330, F01N 1/16, published 12.06.2008, known single-membrane acoustomechanical transducer ("impressor"). In the presented analogue, pressure fluctuations in the intake pipe CA excite sound vibrations in the inlet chamber of the “impressor”, which, in turn, cause vibrations of the membrane and, accordingly, radiation of sound into the space of the engine compartment and from there into the driver’s cabin (space of the passenger compartment).

Недостатком рассмотренной конструкции, особенно для СА с турбонаддувом, является переменные статические давления в системе впуска, зависящие от режима работы СА, переменные статические силы, действующие на мембраны, изменяющие их жесткостные характеристики и нарушающие стабильность характеристик передачи звука в кабину водителя (пассажирское помещение) (стабильность передаточных функций системы). Другим существенным недостатком устройства является возможность попадания в зону чистого воздуха посторонних предметов при разгерметизации устройства или его поломке.The disadvantage of the considered design, especially for turbo-charged SAs, is variable static pressures in the intake system, depending on the mode of operation of the SA, variable static forces acting on the membranes, changing their stiffness characteristics and violating the stability of the characteristics of sound transmission to the driver’s cabin (passenger room) ( stability of the transfer functions of the system). Another significant drawback of the device is the possibility of foreign objects entering the clean air zone when the device is depressurized or broken.

В качестве прототипа принято устройство механоакустического преобразователя («импрессора»), представленное в патенте Германии №10149169, МПК G10K 9/02, опубликованном 12.12.2002. Рассмотренный акустомеханический преобразователь содержит полый цилиндрический корпус, торцы которого ограничены впускным патрубком и диффузором, внутри которого смонтированы неподвижная воздухонепродуваемая перегородка, разделяющая полость корпуса на два акустически не сообщающихся объема, силовую и излучающую мембраны, гибкая периферийная часть которых закреплена на корпусе и которые образуют внутри корпуса, соответственно, входную камеру высокого давления, компенсирующую камеру высокого давления и камеру атмосферного давления, а также шток, установленный соосно корпусу и неподвижно закрепленный на жесткой центральной части силовой и излучающей мембран и подвижно смонтированный через уплотнительный элемент в неподвижной воздухонепродуваемой перегородке, при этом входная камера высокого давления и компенсирующая камера высокого давления сообщаются посредством калиброванного канала, а между жесткими центральными частями силовой и излучающей мембран и неподвижной воздухонепродуваемой перегородкой, аксиально оси корпуса, установлены пружины растяжения-сжатия.As a prototype, a device of a mechanoacoustic transducer (“impressor”) was adopted, presented in German patent No. 10149169, IPC G10K 9/02, published on 12.12.2002. The acoustomechanical transducer considered includes a hollow cylindrical body, the ends of which are bounded by an inlet pipe and a diffuser, inside of which a fixed air-blown baffle is mounted, dividing the body cavity into two acoustically non-communicating volumes, power and radiating membranes, the flexible peripheral part of which is fixed on the body and which form inside the body , respectively, the input high-pressure chamber, compensating the high-pressure chamber and the atmospheric pressure chamber I, as well as a rod mounted coaxially to the body and fixedly mounted on the rigid central part of the power and radiating membranes and movably mounted through a sealing element in a stationary air-blown partition, while the input high-pressure chamber and the compensating high-pressure chamber communicate through a calibrated channel, and between the rigid the central parts of the power and radiating membranes and the stationary air-blown baffle, axially to the axis of the housing, tension springs are installed - zhatiya.

В прототипе противоречие между требованиями к статической и динамической жесткостям устраняется механическим разделением зон избыточного и атмосферного давления. Статические давления в камерах с избыточным давлением выравниваются через узкий калиброванный дросселирующий канал. Колебания актуальных частот через названный канал практически не передаются.In the prototype, the contradiction between the requirements for static and dynamic stiffness is eliminated by mechanical separation of zones of excess and atmospheric pressure. Static pressures in overpressure chambers are balanced through a narrow calibrated throttling channel. Oscillations of actual frequencies through the named channel are practically not transmitted.

Наиболее интенсивная передача полезных колебаний из впускной системы через камеры высокого и камеру атмосферного давления и излучающую мембрану происходит на собственной частоте механической системы, включающей массу мембран и штока и упругость, определяемую суммарной жесткостью пружин растяжения-сжатия. Эти пружины растяжения-сжатия и массы подбираются таким образом чтобы резонансная частота механической системы совпадала с частотами колебаний основной гармоники шума впуска наиболее актуальных для передачи информационного сигнала.The most intense transmission of useful vibrations from the intake system through the high-pressure chambers and the atmospheric pressure chamber and the radiating membrane occurs at the natural frequency of the mechanical system, including the mass of the membranes and the stem and elasticity, determined by the total stiffness of the tension-compression springs. These tension-compression springs and masses are selected in such a way that the resonant frequency of the mechanical system coincides with the oscillation frequencies of the fundamental harmonic of the intake noise that are most relevant for transmitting the information signal.

Существенным недостатком прототипа является узкая полоса частот усиления колебаний, определяемая узостью ширины полосы усиления передачи стандартного упруго-массового резонансного контура, который составляет менее 1/3 октавы. При изменении частоты вращения коленчатого вала СА основная гармоника изменяется в диапазоне актуальны оборотов в 1.5-1.8 раза и ширина полосы усиления устройства становится недостаточной для обеспечения полноценной передачи информационного сигнала водителю во всем диапазоне актуальных оборотов и соответственно для полного обеспечения повышении качества оформления комфортного шума в кабине водителя (пассажирском помещении) АТС.A significant disadvantage of the prototype is the narrow frequency band of the oscillation amplification, determined by the narrowness of the transmission gain bandwidth of the standard elastic-mass resonant circuit, which is less than 1/3 octave. When the rotational speed of the CA crankshaft changes, the main harmonic changes in the range of actual revolutions by 1.5-1.8 times and the device gain bandwidth becomes insufficient to ensure a complete information signal to the driver in the entire range of actual revolutions and, accordingly, to fully ensure an increase in the quality of registration of comfortable noise in the cab driver (passenger room) ATS.

Технический результат достигаемый предлагаемым изобретением заключается в повышении качества оформления комфортного шума в кабине водителя (пассажирском помещении) АТС.The technical result achieved by the present invention is to improve the quality of comfortable noise in the driver's cab (passenger room) of the vehicle.

Сущность технического решения заключается в реализации совокупности существенных признаков, представленных в независимом пункте формулы изобретения, и достигается тем, что в известном устройстве акустомеханического преобразователя, содержащем полый цилиндрический корпус, торцы которого ограничены впускным патрубком и диффузором, внутри которого смонтированы неподвижная воздухонепродуваемая перегородка, разделяющая полость корпуса на два акустически не сообщающихся объема, силовую и излучающую мембраны, гибкая периферийная часть которых закреплена на корпусе и которые образуют внутри корпуса, соответственно, входную камеру высокого давления, компенсирующую камеру высокого давления и камеру атмосферного давления, а так же шток, установленный соосно корпусу и неподвижно закрепленный на жесткой центральной части силовой и излучающей мембран и подвижно смонтированный через уплотнительный элемент в неподвижной воздухонепродуваемой перегородке, при этом входная камера высокого давления и компенсирующая камера высокого давления сообщаются посредством калиброванного канала, а между жесткими центральными частями силовой и излучающей мембран и неподвижной воздухонепродуваемой перегородкой, аксиально оси корпуса, установлены пружины растяжения-сжатия, шток в пределах камеры атмосферного давления выполнен составным, при этом его составные части сопрягаются между собой посредством промежуточного пружинного элемента, допускающего относительное упругое осевое смещение частей штока друг относительно друга. Жесткость промежуточного пружинного элемента выбирается из диапазона 0,15…0,25 от суммарной жесткости пружин растяжения-сжатия. Промежуточный пружинный элемент может иметь форму, по крайней мере, части кольца, или овала.The essence of the technical solution lies in the implementation of the set of essential features presented in the independent claim, and is achieved by the fact that in the known device of an acoustomechanical transducer containing a hollow cylindrical body, the ends of which are limited by an inlet pipe and a diffuser, inside of which a fixed air-tight partition separating the cavity is mounted enclosures for two acoustically non-communicating volumes, a power and radiating membrane, a flexible peripheral part which are mounted on the casing and which form, inside the casing, respectively, an inlet high-pressure chamber that compensates for the high-pressure chamber and atmospheric pressure chamber, as well as a rod mounted coaxially to the casing and fixedly mounted on the rigid central part of the power and radiating membranes and movably mounted through the sealing an element in a stationary airless partition, while the high-pressure inlet chamber and the high-pressure compensating chamber communicate via calibers of the channel, and between the rigid central parts of the power and radiating membranes and the fixed airless septum, axially to the axis of the housing, tension-compression springs are installed, the rod within the atmospheric pressure chamber is made integral, while its components are interconnected by means of an intermediate spring element that allows relative elastic axial displacement of the rod parts relative to each other. The stiffness of the intermediate spring element is selected from the range of 0.15 ... 0.25 of the total stiffness of the tension-compression springs. The intermediate spring element may be in the form of at least part of a ring, or oval.

Таким образом, технический результат достигнут за счет введения в известную конструкцию акустомеханического преобразователя составного штока и дополнительного элемента - промежуточного пружинного элемента, допускающего относительное упругое осевое смещение частей штока друг относительно друга.Thus, the technical result is achieved by introducing into the known design of the acoustomechanical transducer a composite rod and an additional element - an intermediate spring element that allows relative elastic axial displacement of the rod parts relative to each other.

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 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.The analysis of known technical solutions in the art showed that the claimed device has features that are not available in the known technical solutions, and their use 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 the existing level technicians.

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 и следующего детального описания заявляемого устройства, где:Other features and advantages of the claimed invention will become apparent from the drawings and the following detailed description of the claimed device, where:

На фиг.1 изображена схема заявляемого акустомеханического преобразователя;Figure 1 shows a diagram of the inventive acoustomechanical transducer;

На фиг.2 показано положение акустомеханического преобразователя в нейтральном положении. Здесь вертикальная ось O-O располагается в плоскости, совпадающей с плоскостью, проходящей через центр неподвижной воздухонепродуваемой перегородки, вертикальная ось Х-Х располагается в плоскости, совпадающей с плоскостью, проходящей через центр силовой мембраны, вертикальная ось Y-Y располагается в плоскости, совпадающей с плоскостью, проходящей через центр излучающей мембраны;Figure 2 shows the position of the acoustomechanical transducer in the neutral position. Here, the vertical axis OO is located in a plane coinciding with the plane passing through the center of the stationary air-tight partition, the vertical axis X-X is located in the plane coinciding with the plane passing through the center of the power membrane, the vertical axis YY is located in the plane coinciding with the plane passing through the center of the radiating membrane;

На фиг.3 показаны колебания первой формы, когда промежуточный пружинный элемент не деформируется. Показано отклонение плоскости силовой мембраны от оси X-X, и плоскости излучающей мембраны от оси Y-Y;Figure 3 shows the oscillations of the first form when the intermediate spring element is not deformed. The deviation of the plane of the power membrane from the X-X axis, and the plane of the radiating membrane from the Y-Y axis are shown;

На фиг.4 показаны колебания второй формы, когда мембраны раздвигаются в противоположные стороны, - силовая мембрана от оси Х-Х, излучающая мембрана - от оси Y-Y.Figure 4 shows the oscillations of the second form, when the membranes are moved apart in opposite directions, the power membrane from the axis X-X, the emitting membrane from the axis Y-Y.

Позициями на чертежах показаны:The positions in the drawings show:

1. Полый цилиндрический корпус,1. Hollow cylindrical body,

2. Впускной патрубок,2. Inlet pipe

3. Диффузор,3. Diffuser

4. Неподвижная воздухонепродуваемая перегородка,4. Fixed non-blown baffle plate,

5. Силовая мембрана,5. Power membrane

6. Излучающая мембрана,6. The radiating membrane

7. Гибкая периферийная часть силовой мембраны,7. Flexible peripheral part of the power membrane,

8. Гибкая периферийная часть излучающей мембраны,8. Flexible peripheral part of the radiating membrane,

9. Входная камера высокого давления,9. High pressure inlet chamber

10. Компенсирующая камеры высокого давления,10. Compensating pressure chamber,

11. Камера атмосферного давления,11. Atmospheric pressure chamber,

12. Шток,12. Stock

13. Жесткая центральная часть силовой мембраны,13. The rigid central part of the power membrane,

14. Жесткая центральная часть излучающей мембраны,14. The rigid central part of the radiating membrane,

15. Уплотнительный элемент,15. The sealing element

16. Калиброванный канал,16. The calibrated channel

17. Пружина растяжения сжатия в компенсирующей камере высокого давления,17. The compression tension spring in the pressure compensating chamber,

18. Пружина растяжения сжатия в камере атмосферного давления,18. The compression tension spring in the atmospheric pressure chamber,

19. Промежуточный пружинный элемент,19. The intermediate spring element

20. Полость диффузора.20. The cavity of the diffuser.

Акустомеханический преобразователь, изображенный на фиг.1, содержит полый цилиндрический корпус 1, торцы которого ограничены впускным патрубком 2 и диффузором 3. Внутри корпуса 1 смонтированы неподвижная воздухонепродуваемая перегородка 4, разделяющая полость корпуса на два акустически не сообщающихся объема, силовую 5 и излучающую 6 мембраны, гибкая периферийная часть 7 и 8, соответственно, которых закреплена на корпусе 1 и которые образуют внутри корпуса 1, соответственно, входную камеру высокого давления 9, компенсирующую камеру высокого давления 10 и камеру атмосферного давления 11. Шток 12 установлен соосно корпусу 1 и неподвижно закреплен на жесткой центральной части 13 и 14, соответственно, силовой 5 и излучающей 6 мембран и подвижно смонтирован через уплотнительный элемент 15 в неподвижной воздухонепродуваемой перегородке 4. Входная камера высокого давления 9 и компенсирующая камера высокого давления 10 сообщаются посредством калиброванного канала 16, а между жесткими центральными частями 13 и 14 силовой 5 и излучающей 6 мембран и неподвижной воздухонепродуваемой перегородкой 4, аксиально оси А-А корпуса 1, установлены пружины растяжения-сжатия 17 и 18. Шток 12 в пределах камеры атмосферного давления 11 выполнен составным, при этом его составные части сопрягаются между собой посредством промежуточного пружинного элемента 19, допускающего относительное упругое осевое смещение частей штока друг относительно друга. Жесткость промежуточного пружинного элемента 19 выбирается из диапазона 0,15…0,25 от суммарной жесткости пружин растяжения-сжатия 17 и 18. Промежуточный пружинный элемент 19, может иметь форму, по крайней мере, части кольца, или овала. В частности, на представленных фигурах промежуточный пружинный элемент имеет форму замкнутого кольца (овала).The acoustic-mechanical transducer shown in figure 1, contains a hollow cylindrical body 1, the ends of which are limited by the inlet pipe 2 and the diffuser 3. Inside the body 1 is mounted a fixed air-tight partition 4, dividing the body cavity into two non-communicating volumes, power 5 and emitting 6 membranes , a flexible peripheral part 7 and 8, respectively, which are mounted on the housing 1 and which form inside the housing 1, respectively, the input high-pressure chamber 9, compensating the high pressure 10 and the atmospheric pressure chamber 11. The rod 12 is mounted coaxially to the housing 1 and is fixedly mounted on the rigid central part 13 and 14, respectively, of the power 5 and emitting 6 membranes and is movably mounted through the sealing element 15 in the stationary air-tight partition 4. Inlet high-pressure chamber 9 and the compensating high-pressure chamber 10 communicate through a calibrated channel 16, and between the rigid central parts 13 and 14 of the power 5 and the emitting 6 membranes and the stationary airless partition 4 axially to the axis AA of the housing 1, tension-compression springs 17 and 18 are installed. The rod 12 within the atmospheric pressure chamber 11 is made integral, while its components are mated to each other by means of an intermediate spring element 19 that allows relative elastic axial displacement of the stem parts relative to each other. The stiffness of the intermediate spring element 19 is selected from the range of 0.15 ... 0.25 of the total stiffness of the tension-compression springs 17 and 18. The intermediate spring element 19 may be in the form of at least part of a ring or oval. In particular, in the figures shown, the intermediate spring element has the shape of a closed ring (oval).

Работает акустомеханический преобразователь следующим образом.The acoustomechanical transducer operates as follows.

Колебания давления во впускном патрубке 2 возбуждают звуковые колебания во входной камере высокого давления 9, которые, в свою очередь, вызывают колебания силовой мембраны 5. Колебания давления из впускного патрубка 2 передаются в входную камеру высокого давления 9, вызывают продольные колебания силовой мембраны 5 и через составляющие части штока 12, сопряженные между собой посредством промежуточного пружинного элемента 19, передаются далее на излучающую мембрану 6, излучающую звук в моторный отсек или в окружающее пространство через полость диффузора 20, как объемный излучатель. Сторона излучающей мембраны 6, расположенная в камере атмосферного давления 11, создает колебания давления в камере атмосферного давления 11, которые в окружающую среду не передаются. Калиброванный канал 16 выравнивает статические давления в входной камере высокого давления 9 и компенсирующей камере высокого давления 10 и предохраняет легкоподвижные элементы образованного подвижного механического блока от повреждений силами давления (как это имеет место и в прототипе). В неподвижной воздухонепродуваемой перегородке 4 смонтирован уплотнительный элемент 15, предотвращающий проникновение газовой среды (воздуха) из компенсирующей камеры высокого давления 10 в камеру атмосферного давления 11.The pressure fluctuations in the inlet pipe 2 cause sound vibrations in the inlet chamber of the high pressure 9, which, in turn, cause vibrations of the power membrane 5. The pressure fluctuations from the inlet pipe 2 are transmitted to the inlet chamber of the high pressure 9, cause longitudinal vibrations of the power membrane 5 and through the constituent parts of the rod 12, interconnected by means of an intermediate spring element 19, are then transferred to a radiating membrane 6 that radiates sound to the engine compartment or to the surrounding space through the cavity l diffuser 20 as a surround emitter. The side of the radiating membrane 6, located in the chamber of atmospheric pressure 11, creates pressure fluctuations in the chamber of atmospheric pressure 11, which are not transmitted to the environment. The calibrated channel 16 equalizes the static pressures in the inlet high-pressure chamber 9 and the compensating high-pressure chamber 10 and protects the easily moving elements of the formed movable mechanical unit from damage by pressure forces (as is the case in the prototype). A sealing element 15 is mounted in the stationary air-tight partition 4 to prevent the penetration of the gaseous medium (air) from the compensating high-pressure chamber 10 into the atmospheric pressure chamber 11.

При возбуждении силовой мембраны 5 силами переменного давления в механической системе акустомеханического преобразователя возбуждаются собственные формы колебаний, представленные на фиг.3 и 4. В первой форме силовая мембрана 5 и излучающая мембрана 6 перемещаются как единое целое на пружинах 17 и 18 и система не «чувствует» промежуточного пружинного элемента 19, фиг.3. Во второй форме массы двигаются навстречу друг другу и промежуточный пружинный элемент 19 активно вовлечен в колебательный процесс, фиг.4. Частота собственных колебаний второй формы выше частоты собственных колебаний первой формы. Вблизи собственных частот наблюдается наиболее интенсивное излучение колебаний в окружающую среду.When the power membrane 5 is excited by the forces of alternating pressure in the mechanical system of the acoustomechanical transducer, the natural modes of oscillation shown in Figs. 3 and 4 are excited. In the first form, the power membrane 5 and the radiating membrane 6 move as a unit on the springs 17 and 18 and the system does not “feel "The intermediate spring element 19, Fig.3. In the second form, the masses move towards each other and the intermediate spring element 19 is actively involved in the oscillatory process, Fig.4. The natural frequency of the second form is higher than the natural frequency of the first form. Near the natural frequencies, the most intense emission of vibrations into the environment is observed.

Для достижения эффекта широкополосности частоты должны быть близки друг к другу, чтобы обеспечить передачу и в промежуточной области частот. Для этого жесткость промежуточного пружинного элемента 19 должна быть достаточно маленькой по сравнению с суммарной жесткостью пружин растяжения-сжатия. Однако, при наличии трения в уплотнительном элементе 15 и механических потерь в названных пружинах 17 и 18, слабый промежуточный пружинный элемент 19 не обеспечивает передачу необходимых усилий с силовой мембраны 5 на излучающую мембрану 6. В этой связи, оптимальным является случай, когда жесткость промежуточного пружинного элемента 19 выбирается из диапазона 0,15…0,25 от суммарной жесткости пружин растяжения-сжатия 17 и 18.To achieve the effect of broadband frequencies must be close to each other to ensure transmission in the intermediate frequency range. For this, the stiffness of the intermediate spring element 19 should be quite small compared to the total stiffness of the tension-compression springs. However, in the presence of friction in the sealing element 15 and mechanical losses in the said springs 17 and 18, the weak intermediate spring element 19 does not provide the necessary forces from the power membrane 5 to the radiating membrane 6. In this regard, it is optimal when the stiffness of the intermediate spring element 19 is selected from the range of 0.15 ... 0.25 of the total stiffness of the tension-compression springs 17 and 18.

Разумеется, заявляемое изобретение не ограничивается приведенными конкретными конструктивными примерами его осуществления, описанными в тексте и показанными на прилагаемых фигурах. 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 the specific structural examples of its implementation described in the text and shown in the accompanying figures. 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)

1. Акустомеханический преобразователь, содержащий полый цилиндрический корпус, торцы которого ограничены впускным патрубком и диффузором, внутри которого смонтированы неподвижная воздухонепродуваемая перегородка, разделяющая полость корпуса на два акустически не сообщающихся объема, силовую и излучающую мембраны, гибкая периферийная часть которых закреплена на корпусе и которые образуют внутри корпуса соответственно входную камеру высокого давления, компенсирующую камеру высокого давления и камеру атмосферного давления, а также шток, установленный соосно корпусу и неподвижно закрепленный на жесткой центральной части силовой и излучающей мембран и подвижно смонтированный через уплотнительный элемент в неподвижной воздухонепродуваемой перегородке, при этом входная камера высокого давления и компенсирующая камера высокого давления сообщаются посредством калиброванного канала, а между жесткими центральными частями силовой и излучающей мембран и неподвижной воздухонепродуваемой перегородкой, аксиально оси корпуса, установлены пружины растяжения-сжатия, отличающийся тем, что шток в пределах камеры атмосферного давления выполнен составным, при этом его составные части сопрягаются между собой посредством промежуточного пружинного элемента, допускающего относительное упругое осевое смещение частей штока относительно друг друга.1. An acoustomechanical transducer comprising a hollow cylindrical body, the ends of which are bounded by an inlet pipe and a diffuser, inside of which a fixed air-blown baffle is mounted, dividing the body cavity into two acoustically non-communicating volumes, power and radiating membranes, the flexible peripheral part of which is fixed to the body and which form inside the housing, respectively, the input high-pressure chamber, compensating the high-pressure chamber and the atmospheric pressure chamber, as well as a current installed coaxially to the housing and fixedly mounted on the rigid central part of the power and radiating membranes and movably mounted through the sealing element in a fixed air-blown partition, the high-pressure inlet chamber and the high-pressure compensating chamber communicate through a calibrated channel, and between the rigid central parts of the power and radiating membranes and a stationary air-blown baffle, axially to the axis of the housing, tension-compression springs are installed, cast characterized in that the rod within the atmospheric pressure chamber is made integral, while its components are interconnected by means of an intermediate spring element that allows relative elastic axial displacement of the rod parts relative to each other. 2. Акустомеханический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что жесткость промежуточного пружинного элемента выбирается из диапазона 0,15…0,25 от суммарной жесткости пружин растяжения-сжатия.2. The acoustic-mechanical transducer according to claim 1, characterized in that the stiffness of the intermediate spring element is selected from the range of 0.15 ... 0.25 from the total stiffness of the tension-compression springs. 3. Акустомеханический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что промежуточный пружинный элемент имеет форму, по крайней мере, части кольца или овала. 3. The acoustomechanical transducer according to claim 1, characterized in that the intermediate spring element has the shape of at least part of a ring or oval.
RU2011136593/28A 2011-09-02 2011-09-02 Acoustomechanical converter RU2488176C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011136593/28A RU2488176C2 (en) 2011-09-02 2011-09-02 Acoustomechanical converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011136593/28A RU2488176C2 (en) 2011-09-02 2011-09-02 Acoustomechanical converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011136593A RU2011136593A (en) 2013-03-10
RU2488176C2 true RU2488176C2 (en) 2013-07-20

Family

ID=48791362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011136593/28A RU2488176C2 (en) 2011-09-02 2011-09-02 Acoustomechanical converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2488176C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10149169C1 (en) * 2001-10-04 2002-12-12 Woco Franz Josef Wolf & Co Gmbh Acoustic modulator head for fitting to a motor vehicle's internal combustion engine has an inlet opening for a feeder line, a membrane, an acoustic dispersing area and an airtight separator panel dividing a casing into two sections.
EA008188B1 (en) * 2005-01-24 2007-04-27 Игорь Николаевич Дайнеко Method for treating acoustic field and acoustic module therefor
US7487857B2 (en) * 2005-02-16 2009-02-10 Woco Industrietchnik Gmbh Sonic coupling between an intake tract or engine compartment and the interior of a motor vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10149169C1 (en) * 2001-10-04 2002-12-12 Woco Franz Josef Wolf & Co Gmbh Acoustic modulator head for fitting to a motor vehicle's internal combustion engine has an inlet opening for a feeder line, a membrane, an acoustic dispersing area and an airtight separator panel dividing a casing into two sections.
EA008188B1 (en) * 2005-01-24 2007-04-27 Игорь Николаевич Дайнеко Method for treating acoustic field and acoustic module therefor
US7487857B2 (en) * 2005-02-16 2009-02-10 Woco Industrietchnik Gmbh Sonic coupling between an intake tract or engine compartment and the interior of a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011136593A (en) 2013-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7188703B2 (en) Device for establishing noise in a motor vehicle
EP1736349B1 (en) Sound increase apparatus
US9728176B2 (en) Active design of exhaust sounds
US7845466B2 (en) Sound generator with structurally and acoustically coupled sound radiation panel and method for manufacturing the same
US20110127105A1 (en) Muffler for vehicle
DE102013112409A1 (en) ACTIVE GENERATION AND / OR INFLUENCE OF VEHICLE NOISE
JP4587773B2 (en) Device for noise transmission in an automobile equipped with an internal combustion engine
US10208639B2 (en) Structure of muffler
RU2488176C2 (en) Acoustomechanical converter
JP2007170228A (en) Tone quality transmission structure
CN104594977A (en) Silencer for mini-truck internal combustion engine
JP2005527863A (en) Device for correcting sounds in automobiles
US20080073820A1 (en) Device for actively influencing vibrations in a component
JP2006342695A (en) Power train sound introducing structure of vehicle
RU2490142C2 (en) Vehicle engine suspension assembly
JP2008115707A (en) Speaker device and vehicle exhaust sound reducing device
RU2490143C2 (en) Vehicle engine suspension hydraulic mount with acoustic function
RU2503843C2 (en) Ice intake system air cleaner
JP5801040B2 (en) Vibration isolator
JP2006200745A (en) Hydraulic bush
JP5998026B2 (en) Intake sound generator for internal combustion engine
RU115722U1 (en) MOTOR INLET COMBUSTION SYSTEM OF THE VEHICLE OF THE VEHICLE
KR101551964B1 (en) Structure of muffler for vehicle
US10284944B1 (en) Sound generating device as well as vehicle exhaust system
KR20210027754A (en) Hydraulic mount for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140903