RU2512134C2 - Automotive integral noise killing module - Google Patents
Automotive integral noise killing module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2512134C2 RU2512134C2 RU2012132157/11A RU2012132157A RU2512134C2 RU 2512134 C2 RU2512134 C2 RU 2512134C2 RU 2012132157/11 A RU2012132157/11 A RU 2012132157/11A RU 2012132157 A RU2012132157 A RU 2012132157A RU 2512134 C2 RU2512134 C2 RU 2512134C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sound
- acoustic resonators
- resonators
- engine compartment
- acoustic
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 143
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 51
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 48
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 45
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 29
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 23
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 23
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 19
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 7
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 5
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 50
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 9
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 35
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 31
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 17
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 12
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 11
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 230000008846 dynamic interplay Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 4
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 4
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 4
- 102100032282 26S proteasome non-ATPase regulatory subunit 14 Human genes 0.000 description 3
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 3
- 101100406366 Caenorhabditis elegans pad-2 gene Proteins 0.000 description 3
- 101000590281 Homo sapiens 26S proteasome non-ATPase regulatory subunit 14 Proteins 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 3
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 3
- 208000037146 Atypical Timothy syndrome Diseases 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012814 acoustic material Substances 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 208000037498 atypical type Timothy syndrome Diseases 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 241000218998 Salicaceae Species 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052816 inorganic phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical class [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000001743 silencing effect Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 230000036642 wellbeing Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и представляет собой техническое устройство, предназначенное для снижения шума, генерируемого шумоактивными узлами, агрегатами и системами, располагаемыми (скомпонованными) в полости подкапотного пространства моторного отсека автотранспортного средства (АТС), преимущественно легкового автомобиля, для которого актуальны проблемы уменьшения шумовых излучений.The invention relates to the field of mechanical engineering and is a technical device designed to reduce the noise generated by noise-active components, assemblies and systems located (arranged) in the cavity of the engine compartment of the engine compartment of a motor vehicle (ATS), mainly a car, for which problems of noise reduction are relevant radiation.
В представленном ниже описании реализации заявляемого технического решения, оно относится к подавлению (снижению) уровня той части звуковой (акустической) энергии, которая квалифицируется как шумовая, вызывающая вредное воздействие на здоровье и самочувствие человека, включая неблагоприятное воздействие на безопасность эксплуатации им технических объектов (АТС).In the following description of the implementation of the claimed technical solution, it relates to suppressing (lowering) the level of that part of sound (acoustic) energy that qualifies as noise, causing harmful effects on human health and well-being, including adverse effects on the safety of technical objects (ATS) )
Как известно, в АТС, оборудованном силовым агрегатом, включающим двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и трансмиссионные элементы типа сцепления и/или коробки передач, расположенных в полости подкапотного пространства моторного отсека, ограниченном кузовными панелями, вибрирующие стенки его деталей, таких как блок и головка цилиндров, масляный картер, клапанная крышка головки блока, кожух ограждения привода газораспределительного механизма и вспомогательных агрегатов, как и других вибрирующих тонкостенных структур, образующих внешние стенки ДВС и/или других корпусных деталей силового агрегата, (картер сцепления, картер коробки передач), а также виброшумоактивные тонкостенные корпусные детали системы газообмена ДВС (систем впуска и выпуска) типа стенок приемных труб и корпусов выпускного коллектора в сборе с нейтрализатором в виде интегрального модуля - катколлектора системы выпуска отработавших газов, и впускного коллектора ДВС, сосредоточенные в полости подкапотного пространства моторного отсека, являются типичными интенсивными источниками вибрационного структурного шума, как правило - основного (доминирующего) источника внешнего и внутреннего шума АТС. В полости подкапотного пространства моторного отсека сосредоточены также генерирующие источники интенсивных аэродинамических шумов, такие как свободный (открытый) срез воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС (шум впуска), крыльчатка вентилятора системы охлаждения ДВС и крыльчатка генератора (вентиляторные шумы), которые, в свою очередь, вносят ощутимый вклад в формирование диффузного звукового поля в ограниченной (замкнутой) полости подкапотного пространства моторного отсека АТС. Распределенная в моторном отсеке шумовая энергия излучается впоследствии из него в открытое пространство окружающей среды преимущественно через открытые вентиляционные проемы нижней части моторного отсека (нижний выходной вентиляционный проем) и зону передка кузова (передний входной вентиляционный проем), ограниченную рамкой, решеткой и облицовкой радиатора системы охлаждения ДВС. Звуковые волны, при этом, многократно отражаясь как от поверхностей стенок, формирующих полость подкапотного пространства моторного отсека - панелей щитка передка кузова, рамки, решетки, облицовки и кожуха вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, панелей брызговиков колес кузова (колесных арок кузова), капота кузова, нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС), так и непосредственно от внешних поверхностей стенок корпусов деталей агрегатов и систем АТС, расположенных в частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека, излучаются через указанные вентиляционные проемы в окружающую среду. Некоторая (существенно меньшая) часть шумовой энергии из частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека передается (проникает) через волноводные (воздушные и твердые) структуры панелей щитка передка и панелей переднего пола кузова в замкнутое обитаемое водителем и пассажирами пространство пассажирского помещения (кабину водителя) АТС. Это обусловлено ограниченной звукоизолирующей способностью ограждающих моторный отсек стенок кабины водителя и/или пассажирского помещения (панелей кузова в сборе с пакетом шумоизоляции и деталями интерьера) и наличия в такого типа слоистых структурах многочисленных негерметичных воздушных коммуникационных путей передачи шумового излучения. Определенная часть шумовой энергии в частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека может поглощаться дополнительно смонтированными в моторном отсеке различного типа шумопоглощающими облицовками (пористыми звукопоглощающими панелями), установленными, например, на внутренней поверхности капота и/или щитка передка кузова и/или нижнего экрана моторного отсека (брызговика ДВС), если такого типа шумопоглощающими облицовками конкретная модель АТС оборудована, как это, в частности, представлено на фиг.1.As you know, in a PBX equipped with a power unit including an internal combustion engine (ICE) and transmission elements such as a clutch and / or gearbox located in the cavity of the engine compartment engine compartment limited by body panels, vibrating walls of its parts, such as a block and head cylinders, oil sump, valve cover of the head of the block, the guard cover of the drive of the gas distribution mechanism and auxiliary units, as well as other vibrating thin-walled structures forming external the walls of the internal combustion engine and / or other body parts of the power unit (clutch housing, transmission case), as well as the vibro-noise thin-walled body parts of the internal combustion engine gas exchange system (intake and exhaust systems) such as the walls of the intake pipes and exhaust manifold bodies assembled with a neutralizer in the form of an integral of the module - the collector of the exhaust system, and the intake manifold of the internal combustion engine, concentrated in the cavity of the engine compartment under the hood, are typical intense sources of vibration structure polar noise usually - primary (predominant) source of external and internal noise PBX. Generating sources of intense aerodynamic noise are also concentrated in the engine compartment cavity of the engine compartment, such as a free (open) cut of the air intake pipe of the ICE intake system air intake (intake noise), the ICE cooling fan fan impeller, and the generator impeller (fan noise), which, in turn, , make a significant contribution to the formation of a diffuse sound field in a limited (closed) cavity of the engine compartment of the engine compartment of the ATS. The noise energy distributed in the engine compartment is subsequently emitted from it into the open environment mainly through the open ventilation openings of the lower part of the engine compartment (lower exit ventilation opening) and the body front area (front intake ventilation opening), limited by the frame, grille and radiator lining of the cooling system ICE. At the same time, sound waves are reflected many times from the surfaces of the walls that form the cavity of the engine compartment engine compartment - panels of the front end panel, frames, grilles, cladding and fan cover of the radiator of the engine cooling system, mudguard panels of body wheels (body wheel arches), body hood , the lower screen of the engine compartment of the body (ICE mudguard), and directly from the outer surfaces of the walls of the housings of the parts of the units and automatic telephone systems located in a partially closed cavity of the engine compartment VA engine compartment, emitted through these ventilation openings into the environment. Some (substantially smaller) part of the noise energy from the partially enclosed cavity of the engine compartment engine compartment is transmitted (penetrates) through the waveguide (air and solid) structures of the front panel panels and the front floor panels to the closed space of the passenger compartment (driver's cab) occupied by the driver and passengers . This is due to the limited sound-insulating ability of the walls of the driver's cab and / or passenger compartment enclosing the engine compartment (body panels assembled with the soundproofing package and interior details) and the presence of numerous leaky air communication noise transmission paths in such layered structures. A certain part of the noise energy in a partially enclosed cavity of the engine compartment engine compartment can be absorbed by noise absorbing claddings (porous sound-absorbing panels) additionally mounted in the engine compartment, installed, for example, on the inside surface of the hood and / or shield of the front end of the body and / or lower screen of the engine compartment (ICE mudguard), if this type of noise-absorbing claddings, a specific model of ATS is equipped, as is, in particular, shown in Fig. 1.
Отражаемые от жестких (в вариантах конструктивных исполнений АТС без смонтированных пористых шумопоглощающих облицовок) поверхностей стенок, формирующих полость подкапотного пространства моторного отсека - панелей щитка передка кузова, рамки и кожуха вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, панелей брызговиков колес кузова (колесных арок кузова), капота кузова, нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС) и других жестких (плотных, непористых) поверхностей стенок корпусов элементов (агрегатов, систем) АТС, расположенных в частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека, звуковые волны практически не поглощаются (поглощаются несущественно) ввиду их слабой звукопоглощающей способности или ввиду того, что общая площадь поверхности примененных шумопоглощающих облицовок (панелей, обивок), смонтированных на отдельных элементах моторного отсека является незначительной. В то же время имеющаяся площадь открытых вентиляционных проемов моторного отсека (переднего входного и нижнего выходного) является существенной, что, в конечном итоге, позволяет этим звуковым волнам свободно излучаться наружу в открытое пространство окружающей среды через указанные вентиляционные проемы моторного отсека. Именно поэтому, на такого типа жестких звукоотражающих поверхностях панелей моторного отсека АТС в большинстве случаев устанавливают шумопоглощающие облицовки (панели, прокладки, обивки), которые позволяют в той или иной степени поглощать шумовую энергию (преобразовывать ее в тепловую энергию с последующим рассеиванием). Это происходит, в первую очередь, за счет расширения активной (воспринимающей падающие звуковые волны) пористой поверхности звукопоглощения, находящейся в указанной частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека. На фиг.1 показана принципиальная типичная схема расположения такого типа шумопоглощающих облицовок в полости подкапотного пространства моторного отсека, согласно известным техническим решениям (см. поз.37).Reflected from the hard (in the versions of the design of the automatic telephone exchange without mounted porous noise-attenuating facings) the surface of the walls that form the cavity of the engine compartment hood compartment - the panels of the bodywork front panel, the frame and the fan cover of the radiator of the engine cooling system, the mudguard panels of the body wheels (wheel body arches), the hood the body, the lower screen of the engine compartment of the body (ICE mudguard) and other hard (dense, non-porous) surfaces of the walls of the elements (assemblies, systems) of the automatic telephone exchange in the partially closed cavity hood space of the engine compartment, the sound waves substantially are not absorbed (absorbed immaterial) because of their low transmission loss or due to the fact that the total surface area of the applied sound-absorbing linings (panels, upholstery) mounted to separate the engine compartment elements is negligible. At the same time, the available area of the open ventilation openings of the engine compartment (front input and lower output) is significant, which ultimately allows these sound waves to freely radiate out into the open environment through the indicated ventilation openings of the engine compartment. That is why, in most cases, noise-absorbing claddings (panels, gaskets, upholstery) are installed on this type of hard sound-reflecting surfaces of the panels of the ATC engine compartment, which can absorb noise energy to one degree or another (convert it into thermal energy with subsequent dissipation). This occurs, first of all, due to the expansion of the active (perceiving incident sound waves) porous surface of sound absorption located in the specified partially enclosed cavity of the engine compartment engine compartment. Figure 1 shows a schematic diagram of a typical arrangement of this type of noise-absorbing cladding in the engine compartment cavity of the engine compartment, according to well-known technical solutions (see pos. 37).
Известно применение разнообразных пористых поглотителей звуковой энергии, выполненных преимущественно в виде монолитных или составных плосколистовых шумопоглощающих облицовок (панелей, обивок, прокладок), монтируемых в моторном отсеке (на щитке передка, капоте, нижнем экране и верхнем декоративном кожухе ДВС, кожухе привода газораспределительного механизма ДВС, на стенках различных корпусных элементов шумоактивных и нешумоактивных узлов и др.), - см. следующие патентные источники:It is known to use a variety of porous absorbers of sound energy, made mainly in the form of monolithic or composite plane-sheet noise-absorbing facings (panels, upholstery, gaskets) mounted in the engine compartment (on the front panel, hood, lower screen and upper decorative engine cover, engine cover of the engine gas distribution mechanism , on the walls of various housing elements of noise-active and non-noise-active units, etc.), - see the following patent sources:
- заявка на патент Японии №2010052660, опубликована 11.03.2010;- Japanese Patent Application No. 201052660, published March 11, 2010;
- заявка на патент Японии №2007302135, опубликована 22.11.2007;- Japanese patent application No. 2007302135, published November 22, 2007;
- патент Франции №2839909, опубликован 27.06.2003;- French patent No. 2839909, published on June 27, 2003;
- патент на полезную модель РФ №52809, опубликован 24.04.2006;- patent for utility model of the Russian Federation No. 52809, published on 04.24.2006;
- патент на полезную модель РФ №5970, опубликован 16.02.1998;- patent for utility model of the Russian Federation No. 5970, published on 02.16.1998;
- патент на полезную модель РФ №72453, опубликован 20.04.2008;- patent for utility model of the Russian Federation No. 72453, published April 20, 2008;
- патент на полезную модель РФ №78759, опубликован 10.12.2008;- patent for utility model of the Russian Federation No. 78759, published December 10, 2008;
- патент РФ №2413855, опубликован 10.03.2010;- RF patent No. 2413855, published on 03/10/2010;
- патент на полезную модель РФ №6375, опубликован 16.04.1998;- patent for utility model of the Russian Federation No. 6375, published on 04.16.1998;
- патент РФ №2351785, опубликован 27.04.2009;- RF patent No. 2351785, published April 27, 2009;
- патент РФ №2149114, опубликован 20.05.2000;- RF patent No. 2149114, published on 05/20/2000;
- патент Германии №29819817, опубликован 12.05.1999;- German patent No. 29819817, published 05/12/1999;
- патент на полезную модель РФ №7391, опубликован 16.08.1998;- patent for utility model of the Russian Federation No. 7391, published on 08.16.1998;
- Европейский патент №1029742, опубликован 23.08.2000;- European patent No. 1029742, published on 23.08.2000;
- патент Франции №2927590, опубликован 21.08.2009;- French patent No. 2927590, published August 21, 2009;
- заявка на международный патент №2004090307, опубликована 21.10.2004;- application for international patent No. 200490307, published on October 21, 2004;
- заявка на патент Германии №10121683, опубликована 07.11.2002;- German patent application No. 10121683, published 07.11.2002;
- патент Германии №3322061, опубликован 29.01.1987.- German patent No. 33202061, published 01/29/1987.
Известны также разнообразные конструкции экранных элементов, перекрывающих (заширмляющих) нижний выходной вентиляционный проем, с эффектом увеличения звукоизоляции моторного отсека из следующих патентных источников:A variety of designs of screen elements are also known that cover (overlap) the lower output ventilation opening, with the effect of increasing the sound insulation of the engine compartment from the following patent sources:
- патент Германии №19534972, опубликован 20.03.1997;- German patent No. 19534972, published on March 20, 1997;
- патент Великобритании №2300607, опубликован 13.11.1996;- UK patent No. 2300607, published 13.11.1996;
- патент Германии №3346421, опубликован 11.07.1985;- German patent No. 3346421, published 07/11/1985;
- патент Германии №19961169, опубликован 21.06.2001;- German patent No. 19961169, published on June 21, 2001;
- патент Германии №3242604, опубликован 24.05.1984;- German patent No. 3242604, published on 05.24.1984;
- патент Япония №60124578, опубликован 03.07.1985;- Japan patent No. 60124578, published 03.07.1985;
- патент на полезную модель РФ №36800, опубликован 27.03.2004;- patent for utility model of the Russian Federation No. 36800, published March 27, 2004;
- патент на полезную модель РФ №67055, опубликован 10.10.2007;- patent for utility model of the Russian Federation No. 67055, published 10.10.2007;
- патент РФ №2140371, опубликован 27.10.1999.- RF patent No. 2140371, published on 10.27.1999.
В ряде случаев такого типа экранные элементы конструктивно агрегатированы в единый многофункциональный модуль, совмещенный с другими штатными функциональными или декоративными деталями (связями) агрегатов или систем АТС. При этом, смонтированные на поверхностях их стенок шумопоглощающие элементы типа пористых шумопоглощающих облицовок (панелей, обивок, прокладок) характеризуются соизмеримыми своими габаритными соотношениями по длине и ширине при незначительной (существенно более низкой) толщине (т.е. являются листовыми). Это позволяет в незначительной степени ослабить возможность образования резонирующих стоячих звуковых волн, формирующихся на низших собственных акустических модах воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека. Однако они могут существенно усиливаться по амплитудам звуковых колебаний в результате динамического возбуждения собственных частот колебаний упругой массы воздушного объема частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека заданных геометрических размеров, ограниченной по высоте Н, ширине В и длине L, заключенной, в частности, между поверхностями ограждающих стенок капота, панели щитка передка кузова, брызговиков колес (колесных арок кузова), нижнего экрана моторного отсека (брызговика ДВС), деталей модуля системы охлаждения ДВС. В результате, может усилиться резонансное шумовое излучение, производимое как из входного переднего, так и выходного нижнего вентиляционных проемов частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека в открытое пространство окружающей среды и в пассажирское помещение (кабину водителя) АТС. Как правило, оно преимущественно представлено в виде выраженного резонансного звукового излучения низко- и среднечастотного диапазона, когда полудлины звуковых волн (λ/2) соизмеримы и/или кратны габаритным размерам (L, В, Н) указанной частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека.In some cases of this type, screen elements are structurally aggregated into a single multifunctional module, combined with other standard functional or decorative parts (links) of units or automatic telephone exchange systems. At the same time, sound-absorbing elements mounted on the surfaces of their walls, such as porous sound-absorbing claddings (panels, upholstery, gaskets), are characterized by their commensurate overall dimensions in length and width with a slight (significantly lower) thickness (i.e. they are sheet). This makes it possible to slightly reduce the possibility of the formation of resonant standing sound waves that form on the lower intrinsic acoustic modes of the air cavity of the engine compartment engine compartment. However, they can be significantly amplified by the amplitudes of sound vibrations as a result of dynamic excitation of natural frequencies of oscillations of the elastic mass of the air volume of the partially enclosed cavity of the engine compartment under the hood of a given geometric size, limited in height H, width B and length L, in particular between the enclosing surfaces the walls of the hood, the dashboard panel of the front end of the body, the mudguards of the wheels (wheel arches of the body), the lower screen of the engine compartment (the mudguard of the ICE), the details of the system module ICE cooling. As a result, the resonant noise radiation produced from both the front entrance and the exit lower ventilation openings of the partially enclosed engine compartment under the hood compartment engine compartment into the open environment and into the passenger room (driver's cab) of the vehicle can be amplified. As a rule, it is predominantly presented in the form of pronounced resonant sound radiation of the low- and mid-frequency range, when the half-lengths of sound waves (λ / 2) are commensurate and / or a multiple of the overall dimensions (L, B, H) of this partially closed cavity of the engine compartment engine compartment.
Для ослабления передачи шумовой энергии в открытое пространство окружающей среды из частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека АТС через его открытые вентиляционные проемы, используются разнообразные комбинированные конструктивные элементы шумозаглушения. Они представлены, в частности, дополнительно монтируемыми экранными элементами, изготовленными из плотных звукоотражающих материалов (металлических, полимерных), в той или иной степени заширмляющие (перекрывающие) открытые вентиляционные проемы моторного отсека, как излучатели акустической энергии, уменьшая, тем самым, площадь излучателей и увеличивая звукоизолирующий эффект моторного отсека. Полное заширмление открытых шумоизлучающих вентиляционных проемов моторного отсека превращает последний в закрытого типа акустическую капсулу. Для увеличения звукоизоляции ограждающих стенок, формирующих полость моторного отсека, их структуры могут выполняться многослойными, с включением вязкоэластичных виброшумодемпфирующих и пористых (волокнистых, вспененных открытоячеистых) звукопоглощающих слоев.To attenuate the transfer of noise energy into the open environment from a partially enclosed cavity of the engine compartment of the ATS engine compartment through its open ventilation openings, a variety of combined silencing design elements are used. They are represented, in particular, by additionally mounted screen elements made of dense sound-reflecting materials (metal, polymer), which to one degree or another cover (block) the open ventilation openings of the engine compartment as emitters of acoustic energy, thereby reducing the area of emitters and increasing the soundproofing effect of the engine compartment. The complete broadening of the open noise-emitting ventilation openings of the engine compartment turns the latter into a closed-type acoustic capsule. To increase the sound insulation of the enclosing walls forming the cavity of the engine compartment, their structures can be multilayer, with the inclusion of viscoelastic vibration-damping and porous (fibrous, foamed open-cell) sound-absorbing layers.
Также в качестве комбинированных конструктивных элементов шумозаглушения моторного отсека АТС широко используются поглотители звуковой энергии резонаторного типа (акустические резонаторы, объемные расширительные камеры), наделенные выраженным избирательным по частотному составу или широкополосными свойствами звукопоглощения.Also, the resonant-type sound energy absorbers (acoustic resonators, volumetric expansion chambers) endowed with pronounced frequency-selective or broadband sound absorption properties are widely used as combined structural elements of noise suppression of the ATS engine compartment.
Известны также устройства рациональной компоновки (рационального пространственного размещения) звукоизлучающих (звукопередающих) вентиляционных проемов, выполненных в ограждающих стенках частично замкнутой полости моторного отсека, а также за счет рационального пространственного размещения в частично замкнутой полости моторного отсека выраженных (доминирующих) источников ее возбуждения и излучения. Как правило, в этом случае подразумеваются малогабаритные (точечные) излучатели звука, характерные размеры которых существенно меньше длин излучаемых ими звуковых волн, типа открытого звукоизлучающего среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС, корпуса каталитического коллектора системы выпуска отработавших газов ДВС, приводного шкива вспомогательных агрегатов, смонтированного на носке коленчатого вала ДВС и т.п. Такого типа рационализированные компоновочные решения позволяют, в определенной степени, уменьшать излучение шумовой энергии из подкапотного пространства моторного отсека, в особенности резонансного звукового излучения, вызываемого возбуждением низших собственных акустических мод воздушной полости моторного отсека АТС. Указанные технические приемы уменьшения передачи шумовой энергии из частично замкнутой полости моторного отсека в открытое пространство окружающей среды используются обычно в виде нескольких приведенных комбинаций, конструктивных элементов шумозаглушения, базирующихся на увеличении эффектов звукоизоляции и звукопоглощения, которые более подробно будут рассмотрены и проанализированы ниже.Also known are devices of rational arrangement (rational spatial distribution) of sound-emitting (sound-transmitting) ventilation openings made in the enclosing walls of a partially enclosed cavity of the engine compartment, as well as due to rational spatial arrangement of expressed (dominant) sources of its excitation and radiation in the partially enclosed cavity of the engine compartment. As a rule, in this case, small-sized (point) sound emitters are meant, the characteristic dimensions of which are significantly less than the length of the sound waves emitted by them, such as an open sound-emitting cut of the air intake pipe of the air intake system of the ICE intake system, the housing of the catalytic manifold of the ICE exhaust system, the drive pulley of auxiliary units, ICE mounted on the toe of the crankshaft, etc. Such rationalized layout solutions allow, to a certain extent, to reduce the emission of noise energy from the engine compartment of the engine compartment, in particular resonant sound radiation caused by the excitation of the lower eigenmodes of the air cavity of the ATC engine compartment. The indicated technical methods for reducing the transfer of noise energy from a partially enclosed cavity of the engine compartment to the open environment are usually used in the form of several combinations, structural elements of noise suppression, based on the increase in the effects of sound insulation and sound absorption, which will be discussed and analyzed in more detail below.
Под используемым термином ״конструктивные элементы шумозаглушения״ подразумеваются пористые звукопоглощающие элементы панельного и объемного (кулисного) типов, тонкостенные звукопоглощающие элементы мембранного типа, шумоизолирующие кожухи, шумоизолирующие (акустические) капсулы, плотные (непористые) звукоотражающие экранные элементы, объемные пустотелые камерные (полостные) реактивные глушители шума резонаторного типа (одногорловые акустические резонаторы с присоединительным входным волноводным трубчатым каналом - четвертьволновые акустические резонаторы, двухгорловые акустические резонаторы - полуволновые акустические резонаторы, резонаторы Гельмгольца объемные расширительные камеры с присоединительными входным и выходным волноводными трубчатыми каналами), глушители шума комбинированного типа - акустические резонаторы и/или объемные резонансные расширительные камеры дополнительно частично или полностью заполненные пористым звукопоглощающим веществом и/или содержащие локальный диссипативный рассеиватель звуковой энергии типа пористых волокнистых или из вспененного открытоячеистого вещества заглушек (пробок), дросселирующих шайб, диффузорно-конфузорных элементов и т.п.The term ״ structural elements of sound attenuation используем is used to mean porous sound-absorbing elements of the panel and volume (rocker) types, thin-walled sound-absorbing elements of the membrane type, noise-insulating enclosures, noise-insulating (acoustic) capsules, dense (non-porous) sound-reflecting screen elements (volumetric hollow cavity) resonator-type silencers (single-necked acoustic resonators with a connecting input waveguide tube channel - quarter-wave new acoustic resonators, two-necked acoustic resonators - half-wave acoustic resonators, Helmholtz resonators volume expansion chambers with connecting input and output waveguide tubular channels), mufflers of a combined type - acoustic resonators and / or volume resonance expansion chambers additionally partially or completely filled with porous sound-absorbing substance / or containing a local dissipative diffuser of sound energy such as porous fibrous or from foamed open-cell material of plugs (plugs), throttling washers, diffuser-confuser elements, etc.
Под используемым термином «акустические резонаторы» подразумевается частотно-настроенные шумозаглушающие устройства (резонаторы Гельмгольца, четвертьволновые и полуволновые акустические резонаторы), основное функциональное назначение которых рассеивать (демпфировать) резонансное излучение звука в рассматриваемой волноводной газодинамической системе, к которой они подключены.The term “acoustic resonators” is used to mean frequency-tuned sound-attenuating devices (Helmholtz resonators, quarter-wave and half-wave acoustic resonators), the main functional purpose of which is to scatter (damp) the resonant radiation of sound in the waveguide gas-dynamic system to which they are connected.
Большинство известных технических решений, посвященных конструктивным усовершенствованиям акустических (шумозаглушающих) качеств моторных отсеков АТС, направлено на увеличение их звукоизолирующих характеристик путем частичного или полного экранирования (капсулирования, частичного заширмления) открытых зон. В частности, оно осуществляется путем перекрытия вентиляционных проемов и отверстий, вплоть до применения по сути герметичных (закрытого типа) акустических капсул, полностью охватывающих источник излучения в целом. Отмечается также дополнительное применение различных локальных шумопоглощающих устройств, преимущественно, в виде ограниченных габаритов шумопоглощающих панелей, обивок или прокладок, закрепленных на ограждающих моторный отсек панелях кузова, ограничивающих (формирующих) полость подкапотного пространства моторного отсека. Такого типа усовершенствованные с точки зрения акустики конструкции моторных отсеков АТС, выполненные в виде частичных или полных акустических капсул и/или содержащих локальные звукоизолирующие кожухи, обеспечивают определенный звукоизолирующий эффект, как правило, достаточно существенный, преимущественно в высокочастотном звуковом диапазонах. В области же низких и средних звуковых частот (до 500 Гц) ими не обеспечивается приемлемое заглушение акустической энергии. В ряде случаев,отмечается не ослабление, а даже резонансное повышение уровней звукового давления, регистрируемое на отдельных низкочастотных спектральных составляющих, что заметно ухудшает звукоизолирующие качества акустических капсул в целом. Более подробно об этом - см., например, следующие информационные источники:Most of the well-known technical solutions devoted to structural improvements in the acoustic (noise-damping) qualities of the ATC engine compartments are aimed at increasing their soundproofing characteristics by partially or fully shielding (encapsulation, partial broaching) of open areas. In particular, it is carried out by blocking the ventilation openings and openings, up to the use of essentially sealed (closed type) acoustic capsules, completely covering the radiation source as a whole. The additional use of various local sound-absorbing devices is also noted, mainly in the form of limited dimensions of sound-absorbing panels, upholstery or gaskets mounted on body panels enclosing the engine compartment, limiting (forming) the cavity of the engine compartment engine compartment. This type of improved from the point of view of acoustics designs of ATC engine compartments, made in the form of partial or full acoustic capsules and / or containing local soundproofing housings, provide a certain soundproofing effect, as a rule, quite substantial, mainly in the high-frequency sound ranges. In the region of low and medium sound frequencies (up to 500 Hz) they do not provide an acceptable damping of acoustic energy. In some cases, there is not a weakening, but even a resonant increase in sound pressure levels recorded on individual low-frequency spectral components, which noticeably worsens the soundproofing qualities of acoustic capsules in general. For more information about this, see, for example, the following information sources:
[1] Старобинский Р.Н., Фесина М.И. Исследование акустических характеристик системы «система впуска ДВС - моторный отсек легкового автомобиля», в книге «Снижение шума поршневых двигателей внутреннего сгорания», сборник научных трудов Московского автомобильно-дорожного института МАДИ, 1984, М., с.118-128;[1] Starobinsky R.N., Fesina M.I. The study of the acoustic characteristics of the system “engine ICE intake system - passenger compartment of a car”, in the book “Noise Reduction of Reciprocating Internal Combustion Engines”, collection of scientific papers of the Moscow Automobile and Road Institute MADI, 1984, M., pp. 118-128;
[2] R.Starobinsky, М.Fessina Radiation of low frequency noise from engine of car. Proceedings. Internal Congress on recent developments in air and structure - borne Sound and Vibration. March 6-8, 1990, Auburn University, USA, Edited by Malkolm J. Crocker, vol.1, p.87-90, Mechanical Engineering Department, Auburn University, AL, USA;[2] R. Starobinsky, M. Thessina Radiation of low frequency noise from engine of car. Proceedings. Internal Congress on recent developments in air and structure - borne Sound and Vibration. March 6-8, 1990, Auburn University, USA, Edited by Malkolm J. Crocker, vol. 1, p. 87-90, Mechanical Engineering Department, Auburn University, AL, USA;
[3] R.Starobinsky, M.Fessina External Noise car Decreasing of Smal Car. Proceedings. Inter-Noise-93, Leuven-Belgium, August 24-26, 1993, p.1521-1524;[3] R. Starobinsky, M. Thessina External Noise car Decreasing of Smal Car. Proceedings. Inter-Noise-93, Leuven-Belgium, August 24-26, 1993, p. 1521-1524;
[4] M.Fessina, R.Starobinsky Decreasing of car intake noise, radiated though the engine compartment. Proceedings. Euro-Noise-95, Lyon (France), 21-23 March, 1995, vol.3, p.735-740;[4] M.Fessina, R. Starobinsky Decreasing of car intake noise, radiated though the engine compartment. Proceedings. Euro-Noise-95, Lyon (France), March 21-23, 1995, vol. 3, p. 735-740;
[5] Стержанов В.П., Трошенков И.В., Муртаков Г.Н., Фесина М.И. Исследование причин высоких уровней шума в моторном отсеке автомобилей ВАЗ, в книге «Динамика транспортных средств» ВЗМИ, сборник научных трудов, 1982, M., с.186-193.[5] Sterzhanov V.P., Troshenkov I.V., Murtakov G.N., Fesina M.I. A study of the causes of high noise levels in the engine compartment of VAZ automobiles, in the book "Vehicle Dynamics" VZMI, collection of scientific papers, 1982, M., p.186-193.
Известные конструктивные разработки, относящиеся к повышению звукоизоляционных свойств моторных отсеков, предусматривают решение задачи снижения общих уровней внешнего и внутреннего шума АТС, регламентируемых отечественными стандартами (ГОСТ Р) и международными требованиями (правилами ЕЭК ООН, Директивами стран ЕЭС), достигаемого путем подавления преимущественно средне- и высокочастотного звукового излучения, в основном формирующего значения нормирующих параметров общих уровней шума в дБА. При этом используется наиболее распространенный путь практического решения этой задачи, направленный на повышение звукоизолирующих качеств моторного отсека путем сокращения площади открытых вентиляционных проемов и отверстий, сообщающих его полость с открытым пространством окружающей среды при сопутствующем увеличении звукопоглощающих свойств штатных элементов конструкции моторного отсека. Второй путь решения указанной технической задачи, предусматривает, как правило, применение дополнительных пористых шумопоглощающих облицовок (обивок, панелей, прокладок), устанавливаемых, как это показано на фиг.1, на отдельных штатных ограждающих элементах моторного отсека - панелях щитка передка кузова, рамке, облицовке и кожухе вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, панелях брызговиков колес кузова (колесных арок кузова), капоте кузова, нижнем экране моторного отсека кузова (брызговике ДВС). При этом экранирование (частичное заширмление) открытых вентиляционных проемов и отверстий моторного отсека является малоэффективным в низкочастотном диапазоне звукового излучения вследствие высокой проникающей способности низкочастотного звука, в котором указанные ограждающие панели кузова являются, по сути, звукопрозрачными. Также имеют место выраженные резонансные полуволновые усиления звука на частотах половин длин волн, при которых они совпадают или кратны габаритным размерам частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека. Имеют место также условия неблагоприятных интерференционных взаимодействий (усилений) энергии низкочастотных звуковых волн и явления дифракции звука в зонах периферийных кромок вентиляционных проемов (каналов, отверстий) моторного отсека АТС. Необходимо также разрешать проблемы противоречивости требований повышения герметизации полости подкапотного пространства моторного отсека в отношении улучшения акустики (повышения звукоизоляции) и обеспечения эффективной его вентиляции с достаточной степенью теплосъема с термонагруженных стенок корпуса силового агрегата АТС путем направленного вентиляционного обдува его теплонапряженных поверхностей. Улучшение акустических (шумозаглушающих) качеств АТС, связанное с частичным экранированием (заширмлением) открытых вентиляционных проемов моторного отсека, получившее название частичного капсулирования силового агрегата, может обладать и другими отрицательными качествами - ухудшением весовых и экономических (стоимостных) показателей, усложнением процесса технического обслуживания АТС.Known design developments related to improving the soundproofing properties of engine compartments provide for solving the problem of reducing the overall levels of external and internal noise of automatic telephone exchanges regulated by domestic standards (GOST R) and international requirements (UNECE regulations, Directives of the EEC countries), achieved by suppressing mainly medium- and high-frequency sound radiation, mainly forming the values of the normalizing parameters of the total noise levels in dBA. In this case, the most common way of practical solution of this problem is used, aimed at improving the soundproofing qualities of the engine compartment by reducing the area of open ventilation openings and openings communicating its cavity with an open environment with a concomitant increase in the sound-absorbing properties of the standard elements of the engine compartment structure. The second way to solve this technical problem involves, as a rule, the use of additional porous sound-absorbing claddings (upholstery, panels, gaskets) installed, as shown in Fig. 1, on separate standard enclosing elements of the engine compartment - panels of the bodywork front panel, frame, the lining and fan cowl of the engine cooling system radiator, panels of the mudguards of the wheels of the body (wheel arches of the body), the bonnet of the body, the lower screen of the engine compartment of the body (mudguard of the ICE). At the same time, shielding (partial broaching) of open ventilation openings and openings of the engine compartment is ineffective in the low-frequency range of sound radiation due to the high penetrating power of low-frequency sound, in which these body enclosing panels are, in fact, translucent. There are also pronounced resonant half-wave amplifications of sound at frequencies of half the wavelengths at which they coincide or are multiple of the dimensions of the partially enclosed cavity of the engine compartment engine compartment. There are also conditions of adverse interference interactions (amplifications) of the energy of low-frequency sound waves and the phenomenon of diffraction of sound in the areas of the peripheral edges of the ventilation openings (channels, openings) of the ATS engine compartment. It is also necessary to solve the problems of inconsistency of requirements for increasing the sealing of the engine compartment engine compartment cavity in relation to improving acoustics (improving sound insulation) and ensuring its effective ventilation with a sufficient degree of heat removal from the thermally loaded walls of the ATS power unit housing by directed ventilation blowing of its heat-stressed surfaces. The improvement of the acoustic (noise-damping) qualities of the automatic telephone exchange associated with the partial shielding (broadening) of the open ventilation openings of the engine compartment, called the partial encapsulation of the power unit, may also have other negative qualities - the deterioration of the weight and economic (cost) indicators, the complexity of the maintenance process of the automatic telephone exchange.
Преимущественно низкочастотный характер шума, излучаемого АТС в открытое пространство окружающей среды, а также выраженная аномальная направленность низкочастотного излучения (см. информационные источники [1, 2, 3, 4, 5]), сообщаемая конструкцией моторного отсека, и отсутствие приемлемого звукоизолирующего эффекта моторного отсека в области низких частот обуславливают актуальность решения технической проблемы его рационального конструктивного совершенствования, которую реализует заявляемое техническое устройство.The predominantly low-frequency nature of the noise emitted by the vehicle in the open environment, as well as the pronounced anomalous directivity of low-frequency radiation (see information sources [1, 2, 3, 4, 5]), reported by the design of the engine compartment, and the absence of an acceptable soundproofing effect of the engine compartment in the field of low frequencies determine the relevance of solving the technical problem of its rational constructive improvement, which implements the claimed technical device.
Для низкочастотного длинноволнового звукового диапазона влияние таких конструктивных факторов и физических особенностей формирования звукового поля, в полости подкапотного пространства моторного отсека АТС, как, например, непараллельность противолежащих боковых ограждающих стенок панелей, участвующих в формировании полости подкапотного пространства моторного отсека, типа панелей брызговиков колес кузова (колесных арок кузова), их сложная (неплоская) геометрическая форма, а также частичная загроможденность полости подкапотного пространства моторного отсека, смонтированными в ней агрегатами и системами АТС, как показали экспериментальные исследования, не играют существенной роли. Это вызвано несоизмеримостью характерных геометрических размеров этих отклонений с сопоставляемыми длинами излучаемых звуковых волн (λ) в рассматриваемом диапазоне частот 50…500 Гц. Капсулирование (частичное заширмление) открытых вентиляционных проемов (отверстий), путем соответствующего изменения конструкции (геометрии), например, нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС), как правило, оказывается недостаточно эффективным средством снижения низкочастотного излучения АТС в окружающую среду. Излучение низкочастотного шума АТС, генерируемого его шумоактивными агрегатами и системами, располагаемыми внутри частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека, осуществляемое через его вентиляционные проемы, носит существенно резонансный характер (см. более подробную информацию в информационных источниках [1, 2, 3, 4, 5]). Как было, в частности, установлено по результатам работы [1], резонансные частоты звукового излучения соответствуют первым (m=1) - поперечной (fB), продольной (fL) и повысотной (fH) формам (акустическими модам) колебаний упругой массы воздушного объема, заключенного в полости подкапотного пространства моторного отсека. Как следует из приведенных публикаций, низшая резонансная частота звуковых колебаний (нулевая акустическая мода - f0) при этом соответствует колебаниям упругой массы воздуха в объеме полости подкапотного пространства моторного отсека, как в резонаторе Гельмгольца, дополняя высокую степень неравномерности звукового спектра на резонансных частотах.For the low-frequency long-wavelength sound range, the influence of such design factors and physical features of the formation of the sound field in the cavity of the engine compartment of the engine compartment of the ATS, such as the lack of parallelism of the opposite side walls of the panels involved in the formation of the cavity of the engine compartment of the engine compartment, such as mudguard panels wheel arches of the body), their complex (non-planar) geometric shape, as well as partial clutter of the cavity under the hood space of the engine compartment, mounted in it aggregates and PBX systems, as shown by experimental studies, does not play a significant role. This is due to the incommensurability of the characteristic geometric dimensions of these deviations with comparable radiation wavelengths (λ) in the considered frequency range of 50 ... 500 Hz. Encapsulation (partial broadening) of open ventilation openings (openings), by correspondingly changing the design (geometry), for example, the bottom screen of the engine compartment of the body (ICE splash guard), as a rule, is not an effective means of reducing the low-frequency radiation of the vehicle in the environment. Radiation of low-frequency ATS noise generated by its noise-active units and systems located inside a partially enclosed cavity of the engine compartment under the hood, carried out through its ventilation openings, is of a significantly resonant nature (see more information in the information sources [1, 2, 3, 4, 5]). As it was, in particular, established according to the results of [1], the resonant frequencies of sound radiation correspond to the first (m = 1) - transverse (f B ), longitudinal (f L ) and elevation (f H ) forms (acoustic modes) of elastic vibrations mass of air volume enclosed in the engine compartment cavity of the engine compartment. As follows from the publications cited, the lowest resonant frequency of sound vibrations (zero acoustic mode - f 0 ) in this case corresponds to fluctuations in the elastic mass of air in the volume of the cavity of the engine compartment under hood space, as in the Helmholtz resonator, complementing the high degree of unevenness of the sound spectrum at resonant frequencies.
Сокращение площадей открытых вентиляционных проемов моторного отсека АТС путем их частичного или полного заширмления (перекрытия) наиболее легко достигается усовершенствованием конструкции нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС) путем развития (увеличения штатных габаритов) его экранирующей (шумоизолирующей) поверхности. Нижний экран моторного отсека кузова (брызговик ДВС), кроме своего прямого функционального назначения - защиты полости подкапотного пространства моторного отсека от попадания в него грязи и мелкого дорожного гравия, а также уменьшения аэродинамического сопротивления движущегося АТС - целесообразно использовать как сопутствующий полезный многофункциональный элемент моторного отсека, улучшающий, в том числе, и его акустические (звукоизолирующие) характеристики. Это относится как к случаям превращения нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС) в развитый по площади элемент моторного отсека, достаточно герметично (полностью) закрывающий всю его нижнюю часть (перекрывающим свободные пространства между корпусом силового агрегата и ограждающими кузовными панелями моторного отсека с частичным или полным перекрытием нижнего выходного вентиляционного проема, так и к вариантам применения оригинальных конструкций нижних экранов моторного отсека кузова (брызговиков ДВС), например, с введенными в нем вентиляционными отверстиями, расположенными в заданных пространственных зонах, оптимизированных с точки зрения акустики, вентилируемости, аэродинамики, теплосъема и т.д. [1], см., в частности, технические описания патентных источников:Reducing the area of open ventilation openings of the ATS engine compartment by partially or fully covering (overlapping) it is most easily achieved by improving the design of the lower screen of the engine compartment of the body (ICE splash guard) by developing (increasing the standard dimensions) its shielding (soundproofing) surface. The lower screen of the engine compartment of the body (ICE splash guard), in addition to its direct functional purpose - to protect the engine compartment cavity under the hood from dirt and fine road gravel, as well as to reduce the aerodynamic drag of a moving vehicle — it is advisable to use it as an accompanying useful multifunctional element of the engine compartment, improving, including its acoustic (soundproofing) characteristics. This applies to cases when the lower screen of the engine compartment of the body (ICE splash guard) is converted into an area-developed element of the engine compartment, sufficiently tightly (completely) covering its entire lower part (covering the free spaces between the body of the power unit and the enclosing body panels of the engine compartment with partial or complete overlapping of the lower outlet ventilation opening, and to the options for using the original designs of the lower screens of the engine compartment of the body (ICE mudguards), for example, with nnym therein ventilation apertures disposed in predetermined spatial regions are optimized in terms of acoustics, ventilated, aerodynamics, heat removal, etc. [1], see in particular patent specifications describe sources.:
- авторское свидетельство СССР №1468811, опубликовано 30.03.1989;- USSR copyright certificate No. 1468811, published on March 30, 1989;
- авторское свидетельство СССР №149349, опубликовано 15.07.1989;- USSR copyright certificate No. 149349, published July 15, 1989;
- авторское свидетельство СССР №1572904, опубликовано 23.06.1990;- USSR copyright certificate No. 1572904, published on June 23, 1990;
- авторское свидетельство СССР №1632808, опубликовано 07.03.1991;- USSR copyright certificate No. 1632808, published on 03/07/1991;
- патент РФ №2123438, опубликован 20.12.1998;- RF patent №2123438, published on December 20, 1998;
- патент Японии №8314469, опубликован 29.11.1996;- Japan patent No. 8314469, published November 29, 1996;
- патент Японии №9090960, опубликован 04.04.1997;- Japan patent No. 9090960, published 04.04.1997;
- патент Японии №8030276, опубликован 02.02.1996;- Japan patent No. 8030276, published 02.02.1996;
- патент Японии №8030277, опубликован 02.02.1996.- Japan patent No. 8030277, published 02.02.1996.
Несмотря на формальную простоту осуществления приведенных выше технических решений, их практическое использование весьма ограничено по причинам недостаточно высокой эффективности подавления низкочастотного излучения при сопутствующем возникающем усилении передачи в окружающую среду высокочастотного звукового излучения, происходящего через дополнительно введенные в нижнем экране моторного отсека (брызговике ДВС) или капоте кузова вентиляционные окна. Также имеет место труднореализуемость рационализированного расположения вентиляционных окон и/или открытого среза (срезов) воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС, как одного из интенсивных источников шумового излучения, в полости подкапотного пространства моторного отсека АТС в заявленных (в указанных выше патентных документах) пространственных зонах, обладающих более низким уровнем переизлучения низкочастотного звука из моторного отсека, по реальным возможностям компоновочных и/или декоративно-эстетических дизайнерских соображений в конструкции АТС.Despite the formal simplicity of the implementation of the above technical solutions, their practical use is very limited for reasons of insufficiently high efficiency of low-frequency radiation suppression with a concomitant increase in the transmission of high-frequency sound radiation into the environment that occurs through the engine compartment (engine ICE), additionally introduced in the lower screen, or hood body ventilation windows. There is also the difficulty in realizing a rationalized arrangement of ventilation windows and / or an open cut (sections) of the intake pipe of the air cleaner of the engine intake system, as one of the intense sources of noise radiation, in the cavity of the engine compartment of the ATC engine compartment in the spatial zones declared (in the above patent documents), having a lower level of re-emission of low-frequency sound from the engine compartment, according to the real possibilities of layout and / or decorative and aesthetic their design considerations in ATS design.
В то время, как технические проблемы уменьшения высокочастотного внешнего шума АТС относительно легко реализуемы с помощью применения дополнительных пористых шумопоглощающих облицовок (панелей, обивок, прокладок) при частичном или полном капсулировании его моторного отсека (см. фиг.1), то задача уменьшения резонансного низкочастотного излучения из открытых вентиляционных проемов полости подкапотного пространства моторного отсека указанными техническими приемами является весьма малопродуктивной. Известно также, что дополнительное подавление звуковой энергии в ограниченном воздушном пространстве, возможно, достичь при соответствующем увеличении габаритов применяемых в нем шумозаглушающих технических устройств. В этих случаях, технические реализации предусматривают, например, увеличение объема (массы) используемого пористого звукопоглощающего вещества, путем увеличения толщины и площади поверхности шумопоглощающей панели (обивки, прокладки) или увеличение пространственного угла охвата локального источника излучения путем приближения, используемого шумопоглощающего устройства непосредственно к источнику излучения (возбуждения) звука. Однако, такого типа конструктивные усовершенствования, направленные на улучшения акустических свойств технического объекта (понижение уровней шумоизлучения), связаны с существенными трудностями их практической реализации вызванными жесткими компоновочными ограничениями (отсутствием свободных зон в моторном отсеке для установки такого типа крупногабаритных шумозаглушающих элементов). Также возникают проблемы обеспечения АТС требований эффективной вентиляции загроможденной полости подкапотного пространства моторного отсека, пожаробезопасности, простоты обслуживания и т.п. Немаловажное значение приобретают также ухудшающиеся материальные и стоимостные проблемы.While the technical problems of reducing high-frequency external noise of ATSs are relatively easily implemented by using additional porous noise-absorbing claddings (panels, upholstery, gaskets) with partial or full encapsulation of its engine compartment (see Fig. 1), the task of reducing the resonant low-frequency radiation from open ventilation openings of the engine compartment under the hood of the engine compartment by the indicated techniques is very unproductive. It is also known that additional suppression of sound energy in a limited airspace, it is possible to achieve with a corresponding increase in the dimensions of the sound-damping technical devices used in it. In these cases, technical implementations include, for example, increasing the volume (mass) of the porous sound-absorbing substance used by increasing the thickness and surface area of the sound-absorbing panel (upholstery, gaskets) or increasing the spatial angle of coverage of a local radiation source by approximating the noise-absorbing device directly to the source radiation (excitation) of sound. However, this type of structural improvement aimed at improving the acoustic properties of a technical object (lowering noise levels) is associated with significant difficulties in their practical implementation due to strict layout restrictions (lack of free zones in the engine compartment for installing this type of large-sized noise suppressing elements). There are also problems ensuring the ATS requirements for efficient ventilation of the cluttered cavity of the engine compartment engine compartment, fire safety, ease of maintenance, etc. Worsening material and cost problems are also of great importance.
Цель заявляемого технического решения - расширение области применения, унификация и упрощение компоновки шумозаглушающих устройств (конструктивных элементов шумозаглушения) в ограниченных (стесненных, загроможденных агрегатами и системами) подкапотных пространствах моторных отсеков АТС путем обеспечения (расширения) многофункционального использования штатных конструктивных элементов АТС (например, определяющих его экстерьер), в частности, применением переднего бампера легкового автомобиля и/или капота автомобиля, и/или нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС), и/или кожуха вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС), в виде соответствующим образом комбинированных, сблокированных с вводимыми в их состав шумопонижающими элементами, образующими интегральные шумозаглушающие модули, наделенные повышенными шумозаглушающими свойствами.The purpose of the proposed technical solution is to expand the scope, unification and simplification of the arrangement of noise suppressing devices (structural elements of noise suppression) in the limited (cramped, cluttered aggregates and systems) engine compartment spaces of the ATE engine compartments by providing (expanding) the multifunctional use of standard ATE structural elements (for example, determining its exterior), in particular, the use of the front bumper of a car and / or the hood of the car, and / or lower ana engine compartment body (mudguard ICE) and / or the internal combustion engine cooling system radiator fan casing) as suitably combined, interlocked with the composition administered in their noise-reducing elements forming integrated modules shumozaglushayuschie endowed with elevated shumozaglushayuschimi properties.
Включаемые, по заявляемому техническому решению, в состав многофункциональных интегральных шумозаглушающих модулей типичные конструкции бамперов АТС легковых автомобилей представляют собой сложные пространственные конструктивные элементы, состоящие из внешних экстерьерных монолитных оболочек с элементами закрепления их к кузову (раме) АТС и внутренних каркасных (жесткостных) элементов, образующих разнообразные открытые, частично или полностью закрытые полости и ячейки, известные, к примеру, из следующих патентных источников:Typical constructions of bumpers of passenger cars ATS included in the multifunctional integrated noise-damping modules included in the composition of multifunctional integrated noise-attenuating modules are complex spatial structural elements consisting of external exterior monolithic shells with elements of their fastening to the body (frame) of the automatic telephone exchange and internal frame (stiffness) elements, forming a variety of open, partially or completely closed cavities and cells, known, for example, from the following patent sources:
- патент Франции №2631906, опубликован 01.12.1989;- French patent No. 2631906, published 01.12.1989;
- патент Германии №3704652, опубликован 25.08.88;- German patent No. 3704652, published on 08.25.88;
- патент Германии №3740787, опубликован 22.06.1989;- German patent No. 3740787, published 06/22/1989;
- патент Франции №2599687, опубликован 11.12.1987;- French patent No. 2599687, published December 11, 1987;
- заявка на Международный патент №2011129147, опубликована 20.10.2011;- Application for International Patent No. 2011129147, published on October 20, 2011;
- патент РФ №2085418, опубликован 27.07.1997;- RF patent No. 2085418, published July 27, 1997;
- патент РФ №2118265, опубликован 27.08.1998,- RF patent No. 21118265, published on 08.27.1998,
- патент РФ №2077998, опубликован 27.04.1997.- RF patent No. 2077998, published on 04/27/1997.
Недостатком указанных известных технических решений (конструкций бамперов АТС) является недостаточно широкая гамма исполнения ими разнообразных полезных функций. В частности, это относится к нерациональному использованию их внутреннего объема, образуемого внешней монолитной оболочкой и внутренними каркасными элементами, в отношении наделения их дополнительной акустической (шумозаглушающей) функцией. Приведенные известные устройства автомобильных бамперов выполняют лишь функции обеспечения АТС требований пассивной безопасности (как при столкновении с АТС или неподвижным препятствием, так и при наезде на пешехода), согласно национальным стандартам (ГОСТР) и международным требованиям (правилам ЕЭК ООН, Директивам стран ЕЭС), а также для некоторого улучшения его аэродинамических характеристик и соблюдения заданного экстерьерного вида декоративного дизайна. При этом они являются незадействованными в отношении обеспечения его функционирования в виде дополнительного шумозаглушающего устройства, производящего направленное подавление шумовой энергии, локализирующейся в частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека.The disadvantage of these known technical solutions (designs of bumpers ATS) is not wide enough range of performance of various useful functions. In particular, this refers to the irrational use of their internal volume, formed by the external monolithic shell and internal frame elements, with regard to endowing them with additional acoustic (noise-damping) function. The above-mentioned well-known devices of car bumpers perform only the functions of providing the vehicle with passive safety requirements (both in a collision with a vehicle or a fixed obstacle, and when riding a pedestrian), in accordance with national standards (GOST) and international requirements (UNECE rules, EU Directives), as well as for some improvement of its aerodynamic characteristics and compliance with a given exterior appearance of the decorative design. At the same time, they are not involved with respect to ensuring its functioning in the form of an additional noise suppressing device producing directional suppression of noise energy localized in a partially enclosed cavity of the engine compartment engine compartment.
Известны также устройства интегральных конструктивных модулей (многофункциональных устройств) в виде нижних экранных элементов моторного отсека АТС, совмещающих полезные функции защиты подкапотного пространства от загрязнения, некоторого улучшения аэродинамических и акустических характеристик. Например, известны технические устройства, содержащие батареи сгруппированных акустических (шумозаглушающих) резонаторов, как это, в том числе, показано поз.38 на фиг.1, - см. также следующие патентные источники:Also known are devices of integral structural modules (multifunctional devices) in the form of lower screen elements of the ATS engine compartment, combining the useful functions of protecting the engine compartment from pollution, and some improvement of aerodynamic and acoustic characteristics. For example, technical devices are known that contain batteries of grouped acoustic (noise-damping) resonators, as is, among other things, shown at pos. 38 in FIG. 1, see also the following patent sources:
- патент Японии №7013573, опубликован 17.01.1995;- Japan patent No. 7013573, published 01/17/1995;
- патент Японии №8030276, опубликован 02.02.1996;- Japan patent No. 8030276, published 02.02.1996;
- патент Японии №8030277, опубликован 02.02.1996;- Japan patent No. 8030277, published 02.02.1996;
- патент Японии №8314469, опубликован 29.11.1996;- Japan patent No. 8314469, published November 29, 1996;
- патент Японии №9090960, опубликован 04.04.1997;- Japan patent No. 9090960, published 04.04.1997;
- патент Японии №9263269, опубликован 07.10.1997;- Japan patent No. 9263269, published on 10/07/1997;
- патент Японии №11352973, опубликован 24.12.1999;- Japan patent No. 11352973, published 24.12.1999;
- патент Японии №2000010569, опубликован 14.01.2000;- Japan patent No. 2000010569, published 01/14/2000;
- заявка на Международный патент №2010092968, опубликована 19.08.2010;- Application for International Patent No. 201092968, published on 08.19.2010;
- патент Германии №4409200, опубликован 29.09.1994;- German patent No. 4409200, published September 29, 1994;
- патент Великобритании №2309439, опубликован 08.01.1997.- UK patent No. 2309439, published 01/08/1997.
Известны также устройства интегрального конструктивного модуля (многофункционального устройства) в виде шумопоглощающей облицовки панели капота кузова, содержащей в своей структуре резонаторные полости, представляющие батарею акустических резонаторов, - см. патент Франции №2882540, опубликованный 01.09.2006, и заявку на Международный патент №2007010153, опубликованную 25.01.2007.Also known are devices of an integrated structural module (multifunctional device) in the form of a sound-absorbing lining for a body hood panel containing resonant cavities representing a battery of acoustic resonators in its structure - see French Patent No. 2882540, published on 09/01/2006, and International Patent Application No. 2007010153 published on January 25, 2007.
Под используемым термином «батарея акустических резонаторов» подразумеваются идентичные или различного типа акустические резонаторы и/или объемные расширительные камеры, конструктивно объединенные последовательно или параллельно в единый узловой модульный элемент для целенаправленного получения повышенного шумозаглушающего эффекта по величине и/или по расширению частотного диапазона шумозаглушения.The term “battery of acoustic resonators” is used to mean identical or different types of acoustic resonators and / or volumetric expansion chambers that are structurally combined in series or parallel into a single nodular modular element to purposefully obtain an increased sound-damping effect in magnitude and / or in expanding the frequency range of noise suppression.
Представленные известные технические устройства интегральных шумозаглушающих модулей (в виде многофункциональных устройств) базируются преимущественно на использовании штатных конструкций панелей капота кузова или нижнего экрана моторного отсека АТС (брызговика ДВС), выполненных в виде несущих конструктивных элементов, в которые интегрированы батареи (семейства) акустических (шумозаглушающих) резонаторов Гельмгольца, и/или объемных расширительных камер. Многофункциональность такого типа устройств предопределяется совмещением исполнения ими, в частности, функций защиты масляного картера (поддона) ДВС от возможных механических повреждений при движении АТС по несовершенным дорожным покрытиям, при наезде АТС на крупногабаритную единичную неровность (булыжник), при переезде крупногабаритной выбоины, пересечении АТС невыровненного участка железнодорожного пути и т.п. преодолений различного типа дорожных препятствий (несовершенных дорожных покрытий, агрофонов), при сопутствующем (параллельном) исполнении ими полезной функции устройства ослабления звуковой энергии, излучаемой силовым агрегатом и его системами в подкапотном пространстве моторного отсека АТС. Такого типа многофункциональные технические устройства предназначены также для защиты пространства моторного отсека и размещенных в нем агрегатов и систем от загрязнения, попадания в него воды или снега. Они выполняют также и сопутствующую полезную функцию уменьшения аэродинамического сопротивления движущегося АТС, являясь эффективным подднищевым аэродинамическим спойлером. Интегрированные в их структуру семейства акустических резонаторов объемного типа, выполненных в виде семейств расширительных воздухопродуваемых камер с входным и выходным каналом (отверстием, патрубком) превращают их в соответствующие шумозаглушающие устройства, ослабляющие, в той или иной степени, уровень акустической энергии, генерируемой в полости пространства моторного отсека работающим ДВС, его агрегатами и системами (см., например, поз.38 на фиг.1). Частотный диапазон заглушения акустической энергии, производимого такого типа интегральными шумозаглушающими модулями, определяемый малогабаритными размерами полостей камер, диаметром и толщиной стенки отверстия (длиной патрубка), как следует из описаний приведенных патентных источников, находится преимущественно в высокочастотной области звукового спектра (свыше 500 Гц).The presented well-known technical devices of integrated noise-attenuating modules (in the form of multifunctional devices) are mainly based on the use of standard structures of the body hood panels or the lower screen of the ATS engine compartment (ICE splash guard) made in the form of load-bearing structural elements into which acoustic (noise-attenuating) batteries (families) are integrated ) Helmholtz resonators, and / or volumetric expansion chambers. The versatility of this type of device is predetermined by the combination of the performance by them, in particular, of the functions of protecting the engine oil sump (sump) from possible mechanical damage when the ATS moves on imperfect road surfaces, when the ATS collides with a large single roughness (cobblestone), when moving a large bump, crossing the ATS unaligned railway section, etc. overcoming various types of road obstacles (imperfect road surfaces, agricultural backgrounds), with the accompanying (parallel) performance of the useful function of the device for attenuation of sound energy emitted by the power unit and its systems in the engine compartment of the ATS engine compartment. This type of multifunctional technical device is also designed to protect the space of the engine compartment and the units and systems located in it from pollution, water or snow. They also perform an accompanying useful function of reducing the aerodynamic drag of a moving vehicle, being an effective underbody aerodynamic spoiler. The families of volumetric acoustic resonators integrated in their structure, made in the form of families of expansion air-blown chambers with an inlet and outlet channel (hole, pipe), turn them into corresponding sound-damping devices, which weaken, to one degree or another, the level of acoustic energy generated in the space cavity engine compartment operating ICE, its units and systems (see, for example, pos. 38 in figure 1). The frequency range of damping the acoustic energy produced by this type of integrated noise damping modules, determined by the small size of the chamber cavities, the diameter and wall thickness of the hole (length of the pipe), as follows from the descriptions of the above patent sources, is mainly in the high-frequency region of the sound spectrum (over 500 Hz).
Ограждающие панели кузова АТС, формирующие частично-замкнутую полость подкапотного пространства моторного отсека, также могут быть выполнены в виде многофункциональных технических устройств, содержащих батареи сгруппированных акустических (шумозаглушающих) резонаторов, - см. следующие патентные источники:The enclosing body panels of the ATC, forming a partially-enclosed cavity of the engine compartment engine compartment, can also be made in the form of multifunctional technical devices containing batteries of grouped acoustic (noise-damping) resonators - see the following patent sources:
- патент Японии №60248437, опубликован 09.12.1985;- Japan patent No. 60248437, published 09.12.1985;
- европейский патент №2210783, опубликован 28.07.2010;- European patent No. 2210783, published on July 28, 2010;
- патент Японии №10116084, опубликован 06.05.1998;- Japan patent No. 10116084, published on 05/06/1998;
- патент РФ №2412820, опубликован 27.02.2011;- RF patent No. 2412820, published on 02.27.2011;
- патент США №6290022, опубликован 21.12.1999;- US patent No. 6290022, published 21.12.1999;
- патент Франции №2943594, опубликован 01.10.2010;- French patent No. 2943594, published 01.10.2010;
- заявка на Международный патент №2007088293, опубликована 09.08.2007;- Application for International Patent No. 2007088293, published on 09.08.2007;
Существенным недостатком такого типа известных технических устройств являются их слабые шумозаглушающие качества в области доминирующих в спектрах звукового излучения АТС низких и средних частот (50…500 Гц). Это обусловлено конструктивными особенностями исполнения такого типа шумозаглушающих устройств, выполненных в виде малогабаритных резонаторных (объемных расширительных) камер, сочетающихся с малогабаритными размерами входных и выходных горловых частей (проходных сечений и длин присоединенных к камерам патрубков, образующих соответствующие горла). Однако, для обеспечения приемлемо высоких величин заглушения в указанной актуальной области низких и средних частот звукового спектра необходимо существенное многократное увеличение габаритных размеров такого типа шумозаглушающих камер (резонаторных и/или объемных расширительных). В это же время, оно не может быть реализовано в типичных конструкциях АТС, в частности легковых автомобилей, в первую очередь - по ограниченным техническим возможностям компоновки крупногабаритных устройств в стесненных условиях жестких ограничений свободных пространств в моторном отсеке и/или в противном случае - необходимости вынужденного увеличения габаритов моторного отсека АТС и/или уменьшения клиренса (дорожного просвета) при применении такого типа крупногабаритных конструкций. Это, в свою очередь, ведет к ухудшению проходимости АТС, увеличению материалоемкости и росту их стоимости. Высокая степень заширмления (перекрытия) нижнего выходного вентиляционного проема частично замкнутой полости моторного отсека, осуществляемая использованием различного типа крупногабаритных экранных элементов, например, использованием устройства с развитой поверхностью нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС), в существенной степени ухудшает эффективную вентиляцию пространства моторного отсека, что не обеспечивает приемлемый теплосъем с термонагруженных стенок корпусных деталей ДВС, выпускного коллектора и приемной трубы системы выпуска отработавших газов. В свою очередь, это затрудняет надежное функционирование системы охлаждения ДВС и обеспечение приемлемой пожаробезопасности и надежности эксплуатируемого АТС, что может являться существенным препятствием по применению такого типа технических устройств в современной конструкции АТС, в частности, легковом автомобиле.A significant drawback of this type of known technical devices is their weak sound-damping qualities in the field of low and medium frequencies (50 ... 500 Hz) which dominate in the spectra of sound radiation. This is due to the design features of this type of noise suppressing devices made in the form of small resonator (volumetric expansion) chambers, combined with the small dimensions of the inlet and outlet throat parts (passage sections and lengths of pipes connected to the chambers forming the corresponding throats). However, in order to provide reasonably high damping values in the indicated actual region of low and medium frequencies of the sound spectrum, a substantial multiple increase in the overall dimensions of this type of noise-suppressing chambers (resonant and / or volumetric expansion) is necessary. At the same time, it cannot be implemented in typical designs of automatic telephone exchanges, in particular passenger cars, primarily due to the limited technical capabilities of the layout of large-sized devices in the cramped conditions of severe restrictions on free spaces in the engine compartment and / or otherwise the need for emergency increasing the size of the engine compartment of the ATS and / or reducing clearance (clearance) when using this type of large-sized structures. This, in turn, leads to a deterioration in cross-country exchanges, an increase in material consumption and an increase in their cost. A high degree of overlapping (overlapping) of the lower outlet ventilation opening of a partially enclosed cavity of the engine compartment, carried out using various types of large-sized screen elements, for example, using a device with a developed surface of the lower screen of the engine compartment of the body (ICE splash guard), substantially worsens the effective ventilation of the engine compartment that does not provide acceptable heat removal from the thermally loaded walls of the hull parts of the internal combustion engine, exhaust manifold and receiving the exhaust pipe. In turn, this complicates the reliable functioning of the internal combustion engine cooling system and the provision of acceptable fire safety and reliability of the operated automatic telephone exchange, which can be a significant obstacle to the use of this type of technical devices in the modern design of automatic telephone exchanges, in particular, passenger cars.
Образованные ограждающими кузовными панелями частично-замкнутые полости подкапотного пространства моторных отсеков АТС, в частности, в легковых автомобилях различных классов (сегментов), производимых мировой автопромышленностью (А…Е классов по Европейской классификации), определяются размерными габаритами длины L, ширины В и высоты Н полости подкапотного пространства моторного отсека. Они находятся, преимущественно, в диапазоне 0,5…2,0 м и характеризуются наиболее энергоемкими низшими собственными акустическими модами fmL, fmB и fmH, которыми являются, в первую очередь, их первые три низшие собственные моды mL, mB, mH =1, 2, 3, формирующиеся в такого типа частично-замкнутых воздушных полостях.Partially closed cavities of the engine compartment of the ATS engine compartments formed by the bodywork panels, in particular, in cars of various classes (segments) produced by the global automotive industry (A ... E classes according to the European classification), are determined by the dimensions of length L, width B and height H the cavity of the engine compartment engine compartment. They are mainly in the range 0.5 ... 2.0 m and are characterized by the most energy-intensive lower intrinsic acoustic modes f mL , f mB and f mH , which are, first of all, their first three lower eigenmodes m L , m B , m H = 1, 2, 3, forming in this type of partially-enclosed air cavities.
Как известно, в общем виде воздушный объем как упругая, колеблющаяся на своих собственных частотах масса, находящаяся в замкнутой (частично замкнутой, содержащей вентиляционные проемы) трехмерной полости, определяемой габаритными размерами длины L, ширины В и высоты Н, ограниченной жесткими звукоотражающими стенками, характеризуется спектром собственных частот колебаний (собственных акустических мод), дискретные значения которых определяются согласно выражению (I):As you know, in general terms, an air volume as an elastic mass oscillating at its own frequencies, located in a closed (partially closed, containing ventilation openings) three-dimensional cavity, determined by the overall dimensions of length L, width B and height H, limited by rigid sound-reflecting walls, is characterized spectrum of natural frequencies of oscillations (natural acoustic modes), the discrete values of which are determined according to expression (I):
где с - скорость звука в воздухе (с = 340 м/с при +20°С);where c is the speed of sound in air (c = 340 m / s at + 20 ° C);
L, В, Н - длины ребер (габаритные размеры трехмерной полости), м;L, B, H — rib lengths (overall dimensions of a three-dimensional cavity), m;
mL, mB, mH = 1, 2, 3 … (целые числа).m L , m B , m H = 1, 2, 3 ... (integers).
Как правило, наиболее энергоемкими, при этом, являются три первые низшие собственные акустические моды (mL, mB, mH = 1, 2, 3).As a rule, the most energy-intensive, in this case, are the first three lower eigen acoustic modes (m L , m B , m H = 1, 2, 3).
Имеет место эффект совпадения (кратности) половин длин соответствующих звуковых волн (λc/2) с указанными габаритными параметрами полости подкапотного пространства моторного отсека L, В, Н, определяемым частотным диапазоном fc=170…680 Гц, попадающим в указанную выше актуальную низко- и среднечастотную область звукового спектра 50…500 Гц. Действительно, длина звуковой волны (λ), с учетом зависимости от ее частоты, при известной скорости ее распространения в упругой (воздушной) среде, определяется выражением (2):There is the effect of coincidence (multiplicity) of half the lengths of the corresponding sound waves (λ c / 2) with the specified overall parameters of the engine compartment cavity of the engine compartment L, B, H, determined by the frequency range f c = 170 ... 680 Hz, falling into the above-mentioned low - and the mid-frequency region of the sound spectrum of 50 ... 500 Hz. Indeed, the length of the sound wave (λ), taking into account the dependence on its frequency, at a known velocity of its propagation in an elastic (air) medium, is determined by the expression (2):
где с - скорость звука, м/с (для воздуха при температуре +20°С скорость звука с = 340 м/с);where c is the speed of sound, m / s (for air at a temperature of + 20 ° C, the speed of sound s = 340 m / s);
f - частота колебаний, Гц (с-1).f is the oscillation frequency, Hz (s -1 ).
В отмеченном звуковом частотном диапазоне совпадения fc=170…680 Гц длины волн λс находятся в диапазоне 0,5…2,0 м и, соответственно, половины длин волн, λс/2 находятся в диапазоне 0,25…1,0 м. Воздушный объем частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека на соответствующих значениях собственных частот звуковых колебаний fc характеризуется конкретными параметрами акустических мод, определяемых заданными геометрическими параметрами воздушной полости (шириной В, длиной L, высотой Н), и может рассматриваться (аппроксимироваться) в качестве акустического элемента (тупикового волновода) типа объемной расширительной камеры и/или резонатора Гельмгольца. В особенности, это относится для вариантов исполнения подкапотного пространства моторного отсека в виде полностью закрытой акустической капсулы, которая рассматривается в следующих патентных источниках:In the marked sound frequency range of coincidence f c = 170 ... 680 Hz, the wavelengths λ s are in the range 0.5 ... 2.0 m and, accordingly, half the wavelengths, λ s / 2 are in the range 0.25 ... 1.0 m. air volume partially closed cavity engine compartment of a motor compartment on the respective values of the natural frequencies of sound vibrations f c is characterized by specific parameters of the acoustic modes defined predetermined geometrical parameters of the air cavity (width B and a length L, height H), and can be considered (approximated tsya) as an acoustic element (dead-end waveguide) type volumetric expansion chamber and / or Helmholtz resonator. In particular, this applies to embodiments of the engine compartment engine compartment in the form of a fully enclosed acoustic capsule, which is discussed in the following patent sources:
- европейский патент №09221291, опубликован 09.06.1999;- European patent No. 09221291, published 09.06.1999;
- патент Франции №2942504, опубликован 27.08.2010,- French patent No. 2942504, published on 08.27.2010,
- патент Германии №2914209, опубликован 18.10.1979;- German patent No. 2914209, published on 10/18/1979;
- патент Германии №3402731, опубликован 08.08.1985;- German patent No. 3402731, published 08.08.1985;
- патент Германии №19543495, опубликован 28.05.1997;- German patent No. 19543495, published on 05/28/1997;
- заявка на патент Германии №102008027207, опубликована 10.12.2009;- German patent application No. 102008027207, published December 10, 2009;
- патент РФ №1320476, опубликован 26.10.1984;- RF patent No. 1320476, published on 10.26.1984;
- заявка на Международный патент №2007141193, опубликована 13.12.2007;- Application for International Patent No. 2007141193, published December 13, 2007;
- патент Германии №2620774, опубликован 16.12.1976;- German patent No. 2620774, published December 16, 1976;
- заявка на патент Германии №102006009600, опубликована 06.09.2006;- German patent application No. 102006009600, published September 6, 2006;
- патент Германии №2740918, опубликован 22.03.1979.- German patent No. 2740918, published 03/22/1979.
Однако, в ряде случаев, такого типа акустическая капсула в низкочастотном диапазоне может являться и нежелательным звукоусилительным элементом, повышающим уровень излучения низкочастотного звука (шума) на низших собственных резонирующих модах (и кратных им гармонических составляющих) [1].However, in some cases, this type of acoustic capsule in the low-frequency range can also be an undesirable sound-amplifying element that increases the level of radiation of low-frequency sound (noise) at the lower eigen resonating modes (and multiple harmonic components) [1].
Таким образом, одной из актуальных технических задач разработки низкошумных конструкций АТС, в частности легковых автомобилей, представляется рационализация конструкции моторного отсека, направленная на увеличение его шумозаглушающих свойств путем исключения образования в нем интенсивных низкочастотных акустических резонансов. В первую очередь, это относится к обеспечению увеличенного шумозаглушающего эффекта в низко- и среднечастотном диапазонах, являющихся доминирующими частотными диапазонами в типичных спектрах шумовых излучений легковых автомобилей.Thus, one of the urgent technical tasks of developing low-noise structures of automatic telephone exchanges, in particular cars, is the rationalization of the design of the engine compartment, aimed at increasing its sound-damping properties by eliminating the formation of intense low-frequency acoustic resonances in it. First of all, this refers to providing an increased sound damping effect in the low- and mid-frequency ranges, which are the dominant frequency ranges in typical spectra of noise emissions from cars.
Известно использование интегральных шумозаглушающих модулей, содержащих интегрированные в элементы кузова АТС шумозаглушающие резонаторные полости, в виде сблокированных соответствующим образом акустических резонаторов в устройстве батареи акустических резонаторов. Они представлены, в частности, в следующих патентных источниках:It is known to use integrated noise-attenuating modules containing noise-attenuating resonator cavities integrated into the elements of the vehicle body in the form of suitably blocked acoustic resonators in a battery of acoustic resonators. They are presented, in particular, in the following patent sources:
- патент Франции №2895714, опубликован 06.07.2007;- French patent No. 2895714, published on July 6, 2007;
- патент США №6719078, опубликован 24.10.2002;- US patent No. 6719078, published October 24, 2002;
- заявка на Международный патент №2007010153, опубликована 25.01.2007;- Application for International Patent No. 2007010153, published January 25, 2007;
- патент США №6290022, опубликован 18.09.2001;- US patent No. 6290022, published September 18, 2001;
- патент Японии №8030276, опубликован 02.02.1996;- Japan patent No. 8030276, published 02.02.1996;
- патент Японии №8030277, опубликован 02.02.1996;- Japan patent No. 8030277, published 02.02.1996;
- патент Японии №8314469, опубликован 29.11.1996;- Japan patent No. 8314469, published November 29, 1996;
- патент Японии №9263269, опубликован 07.09.1997;- Japan patent No. 9263269, published 07.09.1997;
- патент Японии №9090960, опубликован 04.04.1997.- Japan patent No. 9090960, published 04.04.1997.
Известные устройства интегральных шумозаглушающих модулей, содержащих сблокированные соответствующим образом акустические резонаторы в батареи акустических резонаторов, характеризуются не только слабой шумозаглушающей способностью в низкочастотном звуковом диапазоне вследствие их малогабаритности, но и выраженными «провалами» (отсутствием эффектов шумозаглушений) в частотных характеристиках шумозаглушения, вызванных взаимодействием и взаимовлиянием ближних акустических (гидродинамических) полей близкорасположенных горл (горловых частей) акустических резонаторов друг относительно друга, в тех случаях, когда их собственные (резонансные) частоты незначительно (менее чем на 20%) отличаются между собой.Known devices of integrated noise-attenuation modules containing appropriately interlocked acoustic resonators in the batteries of acoustic resonators are characterized not only by weak noise-attenuation ability in the low-frequency sound range due to their small size, but also by pronounced “dips” (lack of noise-attenuation effects) in the frequency characteristics of noise attenuation caused by interaction and the influence of the nearby acoustic (hydrodynamic) fields of nearby throats (mountains parts) of acoustic resonators relative to each other, in cases where their own (resonant) frequencies slightly (less than 20%) differ from each other.
В качестве прототипа выбрано устройство интегрального шумозаглушающего модуля АТС, описанное в патенте США №6719078, опубликованном 24.10.2002, которое содержит батарею акустических резонаторов объемного (коробчатого) типа, выполненную в виде разнообразных волноводных воздуховодных лабиринтов, интегрированных в штатные панельные элементы АТС, в том числе - в передний бампер кузова и облицовку радиатора системы охлаждения ДВС легкового автомобиля. Такого типа батарея акустических резонаторов, образованная в составе интегрального шумозаглушающего модуля (сблокированная со штатными конструкциями бампера и облицовки радиатора), выполняет функцию шумозаглушающих устройств, предназначенных для, преимущественно, высокочастотного уменьшения аэродинамического шума, генерируемого вентиляторными установками системы охлаждения ДВС, находящимися внутри полости подкапотного пространства моторного отсека. Конструктивно, техническое решение прототипа характеризуется слабым шумоподавляющим воздействием на низкочастотное звуковое поле, формирующееся в частично замкнутой полости моторного отсека, представляемое распределенным числом выраженных дискретных резонансных составляющих звукового спектра на низших собственных модах воздушной полости моторного отсека нуждающихся, как правило, в существенном ослаблении уровней низкочастотного шума. Прототип не обеспечивает эффективного воздействия на заграждение передачи излучения низкочастотного звука со стороны передней части моторного отсека АТС, характеризующегося, как правило, наиболее интенсивным шумовым излучением АТС, ввиду расположения в этой зоне соответствующих источников низкочастотного звукового излучения - среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС, вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, шумоактивных корпусов, крыльчаток и приводных шкивов вспомогательных агрегатов ДВС (генератора, стартера, водяного насоса).A device of an integrated noise-attenuating automatic telephone exchange module, described in US Patent No. 6719078, published on 10.24.2002, which contains a battery of volumetric (box-type) acoustic resonators made in the form of various waveguide air duct labyrinths integrated into standard automatic telephone exchange panel elements, is selected as a prototype. including - in the front bumper of the body and the radiator lining of the engine cooling system of a passenger car. This type of battery of acoustic resonators, formed as part of an integrated sound-damping module (interlocked with standard bumper and radiator linings), performs the function of sound-damping devices designed primarily for high-frequency reduction of aerodynamic noise generated by fan systems of the internal combustion engine cooling system located inside the engine compartment cavity engine compartment. Structurally, the technical solution of the prototype is characterized by a weak noise-canceling effect on the low-frequency sound field, which is formed in a partially closed cavity of the engine compartment, represented by a distributed number of discrete resonant components of the sound spectrum expressed in the lower eigenmodes of the air cavity of the engine compartment, requiring, as a rule, a significant attenuation of low-frequency noise levels . The prototype does not provide an effective impact on the transmission barrier of low-frequency sound radiation from the front of the ATC engine compartment, which is characterized, as a rule, by the most intense noise of the ATC, due to the location of the corresponding sources of low-frequency sound radiation in this area - a cut of the intake pipe of the air cleaner of the ICE intake system, fan the radiator of the internal combustion engine cooling system, noise-active housings, impellers and drive pulleys of the internal combustion engine auxiliary units (generator torus, a starter, a water pump).
Как известно, типичные резонаторные поглотители звуковой энергии являются преимущественно селективными (избирательными по частотному составу) шумозаглушающими устройствами. В связи с этим, чтобы с их помощью расширить эффективную частотную полосу звукопоглощения, необходимо более эффективное использование семейства (батареи), составленного из нескольких акустических резонаторов, которые могут соединяться во взаимосвязанную цепочку между собой параллельно и/или последовательно. Указанные свойства соединений разнообразных резонаторных устройств в сблокированную батарею акустических резонаторов могут быть в определенной степени реализованы путем их интегрирования в структуры составных элементов штатных деталей и узлов АТС - переднего бампера, капота кузова, кожуха вентилятора радиатора охлаждения ДВС, нижнего экрана моторного отсека (брызговика ДВС). Для этих целей могут быть использованы акустические резонаторы как идентичных, так и отличающихся видов и типоразмеров. Также, в состав батареи акустических резонаторов могут быть дополнительно включены пористые звукопоглощающие структуры материалов, помещаемые в полости отдельных камер (резонаторных и/или объемных расширительных). В такого типа конструктивных вариантах исполнения заявляемого технического устройства образуется комбинированный интегральный шумозаглушающий модуль, позволяющий достигать, наряду с высокоэффективным подавлением звуковой энергии на низких частотах, дополнительного широкополосного по частоте звукового спектра (включая высокочастотную область) со значительным по величине уровнем эффекта заглушения шумовой энергии. В этой связи, важное значение приобретает сопутствующее решение проблемы устранения неудовлетворительных стоимостных параметров и показателей экологической безопасности, используемых типичных монолитных (листовых, цельноформованных) структур пористых звукопоглощающих материалов (ЗПМ) в составе такого типа шумозаглушающих устройств, представляемых, в виде комбинированных интегральных шумозаглушающих модулей. В частности, они вызваны негативным воздействием на окружающую среду использования «экологически грязных» технологических процессов добычи «нового» исходного сырья для его последующей переработки и производства из него пористых ЗПМ. Также, непосредственно при производстве из него технических шумопоглощающих устройств, включая завершающую стадию, последующую за их эксплуатацией, например, в составе АТС, с необходимостью их конечной утилизации, когда возникает экологический ущерб от указанного процесса утилизации при завершении жизненного цикла АТС. Возрастающие объемы добычи дорогостоящего исходного минерального (базальт, кварц) и/или углеводородного (нефть, газ) сырья, используемого для последующего производства из них пористых ЗПМ, с учетом невосполнимости этих сырьевых минеральных и углеводородных ресурсов, ведет к их неизбежному истощению, при сопутствующих осуществляемых технологических процессах загрязнения окружающей среды, как при процессах его добычи, так и транспортировки и последующей технологической переработке. Значительной технической проблемой является, в частности, экологически опасная (экологически грязная) утилизационная переработка используемых в качестве пористых ЗПМ, вспененных открытоячеистых ЗПМ, к примеру, пенополиуретанов. Она не допускает их дальнейшей энергетической утилизации путем сжигания. Имеет место неудовлетворительная (ограниченная) пригодность такого типа шумопонижающих деталей и узлов к технологиям вторичной переработки после завершения их жизненного цикла вследствие сложности демонтажа и разделения разнородных материалов в составе многослойных структур. Традиционные технологические методы вторичной утилизационной рециклированной переработки акустических материалов (пористых ЗПМ), как правило, связаны со сложными химическими и технологическими процессами их расщепления, что приводит, в том числе, к вынужденным дополнительным финансовым затратам, а также вызывает негативное загрязняющее воздействие на окружающую среду. Вторичная утилизационная рециклированная переработка продуктов фрагментации (фрагментов ЗПМ, волокнистых полуфабрикатов, отдельных слоев и т.д.) в составе разнообразных шумопоглощающих элементов, методами энергетической утилизации, проводимая, например, с целью извлечения электрической, тепловой и газовой энергии, скрытой в материалах органического происхождения, шлаках, содержащихся в продуктах фрагментации, требует применения весьма сложных и дорогостоящих технологий. Кроме того, сами продукты вторичной рециклированной утилизационной фрагментации шумопоглощающих элементов, как правило, не являются однородными по своему структурному составу, что требует использования дополнительных технологических операций их разделения и затрудняет процесс такой переработки. В случае утилизации такого типа отходов, содержащих пористые ЗПМ, путем их захоронения в могильниках, также повышаются материальные затраты из-за нехватки свободных мест для их захоронения, имеет место отторжение значительных свободных пространств, которые могли бы быть использованы с пользой для общества.As is known, typical resonant absorbers of sound energy are predominantly selective (frequency selective) noise suppressors. In this regard, in order to expand the effective frequency absorption band with their help, it is necessary to use the family (battery) more efficiently, consisting of several acoustic resonators, which can be connected in an interconnected chain in parallel and / or in series. The indicated properties of the connections of various resonator devices into a blocked battery of acoustic resonators can be realized to a certain extent by integrating them into the structures of the constituent parts of standard parts and nodes of the automatic telephone exchange — the front bumper, the hood of the body, the casing of the radiator for cooling the internal combustion engine, and the lower screen of the engine compartment (ICE splash guard) . For these purposes, acoustic resonators of both identical and different types and sizes can be used. Also, porous sound-absorbing structures of materials placed in the cavities of individual chambers (resonant and / or volume expansion) can be additionally included in the battery of acoustic resonators. In this type of design variants of the claimed technical device, a combined integrated noise damping module is formed, which allows achieving, along with highly effective suppression of sound energy at low frequencies, an additional broadband frequency sound spectrum (including the high-frequency region) with a significant level of noise energy damping effect. In this regard, the accompanying solution to the problem of eliminating unsatisfactory cost parameters and environmental safety indicators used by typical monolithic (sheet, whole-molded) structures of porous sound-absorbing materials (ZPMs) as part of this type of noise-attenuating devices, presented in the form of combined integrated noise-attenuating modules, is of great importance. In particular, they are caused by the negative environmental impact of the use of “environmentally dirty” technological processes for the extraction of “new” feedstock for its subsequent processing and production of porous ZPM from it. Also, directly in the production of technical noise absorbing devices from it, including the final stage, subsequent to their operation, for example, as part of a telephone exchange, with the need for their final disposal, when environmental damage arises from the indicated disposal process at the end of the life cycle of the telephone exchange. The increasing volumes of extraction of expensive initial mineral (basalt, quartz) and / or hydrocarbon (oil, gas) raw materials used for the subsequent production of porous mineral products from them, taking into account the irreplaceability of these raw mineral and hydrocarbon resources, leads to their inevitable depletion, with the accompanying technological processes of environmental pollution, both in the processes of its extraction, and transportation and subsequent technological processing. A significant technical problem is, in particular, environmentally hazardous (environmentally dirty) recycling used as porous ZPM, foamed open-cell ZPM, for example, polyurethane foams. She does not allow their further energy utilization by burning. There is an unsatisfactory (limited) suitability of this type of noise-reducing parts and components for recycling technologies after the completion of their life cycle due to the complexity of dismantling and separation of dissimilar materials in multilayer structures. Traditional technological methods of recycling recycled recycling of acoustic materials (porous ZPM), as a rule, are associated with complex chemical and technological processes of their splitting, which leads, inter alia, to additional financial costs, and also causes negative environmental impact. Recycling secondary recycling of fragmentation products (ZPM fragments, fibrous semi-finished products, separate layers, etc.) as part of a variety of sound-absorbing elements using energy recovery methods, carried out, for example, to extract electrical, thermal and gas energy hidden in materials of organic origin The slag contained in the fragmentation products requires the use of highly complex and expensive technologies. In addition, the products of the secondary recycled recycling fragmentation of noise-absorbing elements, as a rule, are not uniform in their structural composition, which requires the use of additional technological operations for their separation and complicates the process of such processing. In the case of the disposal of this type of waste containing porous ZPM by burial in the repositories, material costs also increase due to the lack of free places for their disposal, there is a rejection of significant free spaces that could be used for the benefit of society.
АТС, в частности легковой автомобиль, содержит моторный отсек, образующий подкапотное пространство, с передним входным и нижним выходным вентиляционными проемами в виде ограниченной, частично замкнутой воздушной полости, образованной ограждающими его кузовными панелями и присоединенными к моторному отсеку штатными узлами агрегатов и систем, с интегрированным заявляемым техническим устройством, выполненным в виде интегрального шумозаглушающего модуля, содержащего конструктивные элементы шумозаглушения, преимущественно резонаторного и комбинированного типа, в виде батареи акустических резонаторов, составленной из акустических резонаторов или объемных расширительных камер, или их комбинированных сочетаний в составе конструктивных элементов шумозаглушения, горла (горловые части) которых подключены к воздушному объему указанной частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека. Внутри полости камеры и/или в горле (горловой части), по крайней мере, одного акустического резонатора и/или объемной расширительной камеры может содержаться пористая звукопоглощающая структура ЗПМ, а в стенках камер и/или горловых частях акустических резонаторов и/или объемных расширительных камер могут содержаться сквозные демпфирующие и/или дренажные отверстия перфорации. Такого типа интегральный шумозаглушающий модуль является многофункциональным устройством, сблокированным в единый узел (модуль), со штатными деталями и узлами агрегатов и систем АТС, типа переднего бампера кузова, кожуха вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, капота кузова, нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС).ATS, in particular a passenger car, contains a motor compartment forming an engine compartment with a front inlet and bottom outlet ventilation openings in the form of a limited, partially enclosed air cavity formed by body panels enclosing it and standard units of units and systems attached to the engine compartment, with integrated by the claimed technical device, made in the form of an integrated noise damping module containing structural elements of noise damping, mainly resonant th and the combined type, in the form of acoustic resonators battery composed of bulk acoustic resonators or expansion chambers, or a combination consisting of combinations of structural elements shumozaglusheniya, a throat (throat portion) of which are connected to the air volume of said partially closed space, engine compartment hood space. Inside the chamber cavity and / or in the throat (throat part) of at least one acoustic resonator and / or volumetric expansion chamber, a porous sound-absorbing ZPM structure may be contained, and in the chamber walls and / or throat parts of acoustic resonators and / or volumetric expansion chambers through damping and / or drainage holes of the perforation may be contained. This type of integrated silencing module is a multifunctional device that is interlocked in a single unit (module), with standard parts and components of units and systems of automatic telephone exchanges, such as the front bumper of the body, the fan cover of the radiator of the engine cooling system, the body hood, the lower screen of the engine compartment (engine mudguard )
В заявляемом техническом решении соответствующим образом обеспечивается (достигается) равенство (близость значений, отличающихся не более чем в 1.2 раза) или кратность (отличие в кратное число раз) собственных (резонансных) частот колебаний используемых акустических резонаторов fR и значений частот собственных колебаний (низших акустических мод) упругой массы воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека АТС (fmL, fmB, fmH). Проблема обеспечения эффективного функционирования такого типа батареи акустических резонаторов заключается, в том числе, и в исключении их возможного взаимного резонансного взаимодействия, с последующим отрицательным эффектом усиления звука отдельными близкорасположенными акустическими резонаторами, вызывающего провалы в частотной характеристике заглушения, при реализуемых конструктивных вариантах с близкими по значениям их собственными (резонансными) частотами. Оно осуществляется путем соответствующего пространственного размещения (удаления) их горл (горловых частей) относительно друг друга, введения дополнительных демпфирующих диссипативных элементов в горловых и полостных (камерных) частях резонаторных устройств. Устройство интегрального шумозаглушающего модуля, включающего перечисленные оригинальные акустические устройства и штатные элементы АТС, обеспечивает не только снижение уровней шума АТС, но и, являясь многофункциональным элементом, должно сопутствующе удовлетворять, например, предъявляемым нормативным требованиям пассивной безопасности АТС, улучшать его аэродинамические свойства, сообщать ему защитные и декоративные функции.The claimed technical solution appropriately ensures (achieves) equality (proximity of values differing by no more than 1.2 times) or multiplicity (difference by a multiple of times) of the natural (resonant) vibration frequencies of the used acoustic resonators f R and the values of the natural frequencies (lower acoustic modes) of the elastic mass of the air volume of the cavity of the engine compartment hood of the ATS engine compartment (f mL , f mB , f mH ). The problem of ensuring the effective functioning of this type of battery of acoustic resonators consists, inter alia, in eliminating their possible mutual resonant interaction, followed by the negative effect of amplification of the sound by individual closely spaced acoustic resonators, causing dips in the frequency response of the damping, when implemented structural variants with close values their own (resonant) frequencies. It is carried out by appropriate spatial placement (removal) of their throats (throat parts) relative to each other, introducing additional damping dissipative elements in the throat and cavity (chamber) parts of the resonator devices. The device of an integrated noise-damping module, including the listed original acoustic devices and standard elements of the automatic telephone exchange, provides not only a reduction in noise levels of the automatic telephone exchange, but also, being a multifunctional element, it must simultaneously satisfy, for example, the regulatory requirements for passive safety of the automatic telephone exchange, improve its aerodynamic properties, and inform it protective and decorative functions.
Батарея акустических резонаторов в составе интегрального шумозаглушающего модуля может быть образована различного типа резонаторными и камерными устройствами (см. фиг.2, 2а, 3, 3а, 4, 4а, 4б, 5):A battery of acoustic resonators as part of an integrated sound-damping module can be formed by various types of resonator and chamber devices (see Fig. 2, 2a, 3, 3a, 4, 4a, 4b, 5):
- четвертьволновыми акустическими резонаторами (фиг.2, 2а) в виде пустотелых трубчатых элементов, содержащих заглушенные с одной из сторон концевые части жесткими звукоотражающими донышками (перегородками), а своими открытыми срезами - горлами (горловыми частями), подключенных (сообщенных) к воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека; собственная (резонансная) частота такого типа четвертьволнового акустического резонатора
где k1=1, 3, 5 …;where k 1 = 1, 3, 5 ...;
с - скорость звука, м/с;s is the speed of sound, m / s;
Соблюдение условия согласно выражению (4), обеспечивает настроенное подавление амплитуд звуковых колебаний используемыми четвертьволновыми акустическими резонаторами на указанных собственных (резонансных) модах колебаний fmL, fmB, fmH воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека (Vк=L×B×H),Observance of the condition according to expression (4) provides tuned suppression of the amplitudes of sound vibrations by the used quarter-wave acoustic resonators at the indicated intrinsic (resonance) modes of oscillations f mL , f mB , f mH of the air volume of the engine compartment cavity under the hood (V к = L × B × H ),
- полуволновыми акустическими резонаторами (фиг.3, 3а), выполненными в виде пустотелых, изогнутых U-образных трубчатых элементов, подключенных (обращенных) своими обоими открытыми срезами горл (горловых частей) к полости подкапотного пространства моторного отсека посредством указанных трубчатых горловых частей - горл; собственная (резонансная) частота такого типа полуволнового резонатора
где k2 - 1,2, 3,4,...;where k 2 - 1,2, 3,4, ...;
с - скорость звука, м/с;s is the speed of sound, m / s;
Соблюдение приведенного условия (6) обеспечивает настроенное подавление амплитуд звукового давления на низших собственных (резонансных) модах колебаний fmL, fmB, fmH воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека (Vк=L×B×H) использованием полуволновых акустических резонаторов, вследствие обеспечения совпадения половин длин звуковых волн соответствующих акустических мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека с динамическими длинами трубчатых элементов
- резонаторов Гельмгольца (фиг.4, 4а) с единичными горловыми частями (горлами) или с несколькими подводящими каналами (горловой частью), представленными сквозными отверстиями перфорации, выполненными в стенке камеры (преимущественно, круглой или иной геометрической формы, например, в виде щелевых просечек с отгибами) или ячейками сетчатой основы; «динамическая длина» такого типа единичного трубчатого горла h1, h2, h3 или «динамическая длина» подводящих каналов (горловой части) в виде отверстий перфорации, выполненных в стенке камеры резонатора Гельмгольца, определяется с учетом присоединенной к ним колеблющейся массы воздуха; колеблющаяся масса воздушного столба в горле (горловой части) резонатора Гельмгольца формируется также площадью проходного сечения горла (горловой части) или суммарной площадью подводящих каналов в виде сквозных отверстий перфорации, формирующих горло - (горловую часть) Fотв; резонаторы Гельмгольца своими открытыми срезами подключены к полости подкапотного пространства моторного отсека, характеризуются, в частности, собственными (резонансными) частотами
где kП - проводимость горла (горловой части) резонатора Гельмгольца, м;where k n - conductivity throat (throat portion) of the Helmholtz resonator, m;
Vk - объем камеры резонатора Гельмгольца, м3;V k is the volume of the chamber of the Helmholtz resonator, m 3 ;
где Fотв - площадь проходного сечения горла (горловой части) резонатора Гельмгольца, м2;where F resp - the area of the throat (throat) of the Helmholtz resonator, m 2 ;
n - число отверстий перфорации, формирующих горло (горловую часть) резонатора Гельмгольца (при варианте исполнения горла (горловой части) резонатора несколькими подводящими каналами, представленными сквозными отверстиями перфорации);n is the number of perforation holes forming the throat (throat part) of the Helmholtz resonator (with the embodiment of the throat (throat part) of the resonator by several supply channels represented by through holes of the perforation);
h - «динамическая длина» горла (горловой части) резонатора Гельмгольца с учетом его удлинения от присоединенной к горлу (горловой части) колеблющейся массы воздуха, м;h is the "dynamic length" of the throat (throat portion) of the Helmholtz resonator, taking into account its elongation from the oscillating mass of air attached to the throat (throat portion), m;
- объемных расширительных камер, подключенных открытыми срезами своих горл (горловых частей) к полости подкапотного пространства моторного отсека (фиг.5);- volumetric expansion chambers connected by open sections of their throats (throat parts) to the cavity of the engine compartment of the engine compartment (Fig. 5);
объемные расширительные камеры являются разновидностями пустотелых волноводных шумозаглушающих устройств, базирующихся на реализациях рассеивания энергии звуковых волн, распространяемых по присоединенным к ним последовательно и/или параллельно волноводным элементам, с резко отличающимися волновыми (акустическими) сопротивлениями прохождению (распространению) звуковых волн, вызывающими многократные эффекты отражений звуковых волн в противоположном направлении к источнику их излучения (распространения) в местах их резкого (скачкообразного) изменения (сужения, расширения) проходного сечения; в результате процессов распространения звуковых волн по такого типа составным волноводным цепочкам, с возникающими сопутствующими фрикционными потерями при их многократном прохождении, реализуется рассеивание энергии звуковых волн с преобразованием ее в тепловую энергию; такого типа шумозаглушающие устройства не являются остронастроенными (узкополосными) по частотному составу, а являются широкополосными шумозаглушающими устройствами с выделяющимися периодическими провалами в частотной характеристике заглушения; в их частотных характеристиках заглушения выделяются области, на которых величины эффектов заглушения акустической энергии равны нулю, или даже отмечается усиление акустической энергии на указанных частотных составляющих; значения указанных частотных провалов шумозаглушений предопределяются совпадениями или кратностями совпадений значений полудлин звуковых волн, укладывающихся между противолежащими стенками полостей объемных расширительных камер; объемная расширительная камера, как шумозаглушающее устройство, типа акустического фильтра, обеспечивает ослабление акустической энергии на величину ΔL, согласно выражению (9):volumetric expansion chambers are types of hollow waveguide sound-damping devices based on realizations of energy dissipation of sound waves propagating through waveguide elements connected in series and / or parallel to them, with sharply different wave (acoustic) impedances to the passage (propagation) of sound waves, causing multiple reflection effects sound waves in the opposite direction to the source of their radiation (propagation) in places of their sharp (abruptly figurative) changes (narrowing, expansion) of the bore; as a result of the processes of propagation of sound waves through this type of composite waveguide chains, with associated frictional losses during their multiple passage, the energy of sound waves is dissipated with its conversion into thermal energy; this type of noise suppressing devices are not acutely tuned (narrow-band) in frequency composition, but are broadband noise suppressing devices with prominent periodic dips in the frequency response of muffling; in their frequency characteristics of the muting, areas are distinguished where the magnitude of the effects of silencing the acoustic energy is equal to zero, or even an amplification of acoustic energy on the indicated frequency components is noted; the values of the indicated frequency dips of noise attenuation are predetermined by coincidences or multiplicities of coincidences of the half-lengths of sound waves that fit between the opposite walls of the cavities of the volume expansion chambers; a volumetric expansion chamber, as a noise suppressing device, such as an acoustic filter, provides attenuation of acoustic energy by ΔL, according to expression (9):
где M=S2/S1 - отношение площадей сечений камеры и присоединительных к камере участков горл (горловых частей);where M = S 2 / S 1 - the ratio of areas of the sections and connecting the camera to the camera portions throats (neck part);
λ - длина звуковой волны, м;λ is the sound wavelength, m;
lе - длина объемной расширительной камеры, м;l e is the length of the volumetric expansion chamber, m;
В наибольшей степени (с максимальными значениями шумозаглушений) объемной расширительной камерой обеспечивается ослабление энергии акустических колебаний, для которых отношение le/λ отвечает значениям ¼ n, где n - ряд нечетных чисел. Таким образом, эффективная по шумозаглушению длина (ширина, высота) камеры соответствует нечетному числу четвертей волны длиной λ. В это же время, не ослабляются акустические колебания с четным количеством четвертей волны длиной λ, укладывающихся по длине (ширине, высоте) камеры объемной расширительной камеры.To the greatest extent (with maximum values of noise attenuation), the volume expansion chamber provides attenuation of the energy of acoustic vibrations for which the ratio l e / λ corresponds to ¼ n, where n is a series of odd numbers. Thus, the noise-attenuation effective length (width, height) of the camera corresponds to an odd number of quarters of a wavelength λ. At the same time, acoustic vibrations with an even number of quarters of a wavelength λ that fit along the length (width, height) of the chamber of the volumetric expansion chamber are not attenuated.
Под используемым термином «собственные акустические моды» подразумевается, характеристика виброакустических свойств механической или газодинамической системы, напрямую связанная с собственной частотой ее колебаний. Собственная акустическая мода иллюстрирует тип (пространственную форму) колебаний системы на ее собственных частотах колебаний. При совпадении частот собственных колебаний системы (собственных акустических мод) и частот ее вынужденных колебаний (частот внешнего динамического возбуждения) формируются собственные (резонансные) моды акустических колебаний.The term “intrinsic acoustic modes” is used to mean the characteristic of the vibro-acoustic properties of a mechanical or gas-dynamic system, directly related to the natural frequency of its vibrations. The intrinsic acoustic mode illustrates the type (spatial form) of the system’s vibrations at its natural vibration frequencies. With the coincidence of the natural frequencies of the system (natural acoustic modes) and the frequencies of its forced vibrations (frequencies of external dynamic excitation), eigen (resonant) modes of acoustic vibrations are formed.
Под используемым термином «резонансная частота» подразумевается частота, на которой имеет место явление резонанса (в данном случае, подразумевается частота звука, на которой наблюдается акустический резонанс, характеризуемый существенным усилением амплитуд звукового давления).The term “resonant frequency” is used to mean the frequency at which the resonance phenomenon occurs (in this case, the sound frequency at which acoustic resonance is observed, characterized by a significant amplification of sound pressure amplitudes).
Взаимное расположение открытых трубчатых горл (горловых частей) акустических резонаторов и/или объемных расширительных камер, обращенных в полость (сообщенных с полостью) подкапотного пространства моторного отсека АТС, должно быть соответствующим образом скомпоновано и упорядочено в составе батареи акустических резонаторов. Оно, в частности, должно быть осуществлено таким образом, чтобы указанные открытые горловые части (горла) акустических резонаторов и объемных расширительных камер, с близкими (отличающимися не более чем на 20%) по значениям с собственными (резонансными) частотами колебаний, настроенными на подавление заданных собственных акустических мод воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека - fmB, fmL, fmH, пространственно располагались (компоновались) в пределах свободных для установки зон в полости подкапотного пространства моторного отсека АТС, по возможности, дальше друг относительно друга. Это обеспечит достаточную степень ослабления (исключения) возможного динамического взаимодействия их ближних акустических (гидродинамических) полей друг с другом и предотвратит соответствующее усиление звукового излучения - в составе батареи акустических резонаторов интегрального шумозаглушающего модуля. В противном случае, при компоновочных вариантах достаточно близкого расположения между собой такого типа трубчатых горл (горловых частей) акустических резонаторов, с близкими по значениям собственными частотами звуковых колебаний, не обеспечивается настроенное эффективное гашение энергии акустических колебаний. Указанная проблема вызвана динамическими взаимодействиями их ближних акустических (гидродинамических) полей, образующихся в близлежащих зонах открытых концевых зон (срезов), горл (горловых частей) акустических резонаторов. В таких случаях, частотные характеристики шумозаглушения батареи акустических резонаторов могут содержать выделяющиеся «провалы» (усиления звука) на отдельных частотах (в узких частотных полосах). Именно для целей исключения появления указанных «акустических дефектов» в частотных характеристиках шумозаглушения предусматривается соответствующее пространственное удаление их горл (горловых частей) относительно друг друга в зависимости от конкретных значений собственных (резонансных) частот колебаний, на которые настроены отдельные акустические резонаторы, находящиеся в составе батареи акустических резонаторов интегрального шумозаглушающего модуля, как это и предусмотрено в заявляемом техническом устройстве.The mutual arrangement of open tubular throats (throat parts) of acoustic resonators and / or volumetric expansion chambers facing the cavity (communicated with the cavity) of the engine compartment of the engine compartment of the vehicle must be appropriately arranged and ordered as part of the battery of acoustic resonators. In particular, it must be implemented in such a way that these open throat parts (throats) of acoustic resonators and volume expansion chambers, with close (differing by no more than 20%) in values with natural (resonant) vibration frequencies configured to suppress specified eigen acoustic modes of the air cavity of the engine compartment engine compartment - f mB , f mL , f mH , were spatially arranged (arranged) within the free zones for installation in the engine compartment cavity of the ATC compartment, if possible, farther apart This will provide a sufficient degree of attenuation (exclusion) of the possible dynamic interaction of their near acoustic (hydrodynamic) fields with each other and prevent the corresponding amplification of sound radiation - as part of the battery of acoustic resonators of an integrated noise-damping module. Otherwise, when the layout options are sufficiently close to each other of this type of tubular throats (throat parts) of acoustic resonators, with eigenfrequencies of sound vibrations that are close in value, a tuned effective damping of the energy of acoustic vibrations is not provided. This problem is caused by the dynamic interactions of their near acoustic (hydrodynamic) fields, which are formed in the nearby zones of open end zones (sections), throats (throat parts) of acoustic resonators. In such cases, the frequency characteristics of noise attenuation of the battery of acoustic resonators may contain prominent “dips” (amplification of sound) at individual frequencies (in narrow frequency bands). It is for the purpose of eliminating the occurrence of the indicated “acoustic defects” in the frequency characteristics of noise suppression that a corresponding spatial removal of their throats (throat parts) relative to each other is provided, depending on the specific values of the natural (resonant) vibration frequencies that individual acoustic resonators in the battery are tuned to acoustic resonators of an integrated sound-damping module, as provided for in the claimed technical device.
При подключении к ограниченной частично замкнутой полости подкапотного пространства моторного отсека АТС батареи акустических резонаторов, соединенных между собой в виде последовательно-параллельной цепочки, их горла (горловые части) могут располагаться как в воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека АТС, так и частично размещаться непосредственно в полостях акустических резонаторов (резонаторов Гельмгольца) и объемных расширительных камер. Горла (горловые части) акустических резонаторов и/или объемных расширительных камер) батареи акустических резонаторов, интегрированной, например, в передний бампер АТС и/или нижний экран (брызговик) моторного отсека кузова, и/или капот кузова, и/или кожух вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, предпочтительней располагать в нижней зоне сечения камерных частей акустических резонаторов (резонаторов Гельмгольца) и/или объемных расширительных камер. Это позволит, в том числе, обеспечить беспрепятственную эвакуацию различных жидкостей (влаги, попавшей из внешней среды, образующегося конденсата, топлива, смазочно-охлаждающих жидкостей и т.п.), которые могут туда попадать в процессе эксплуатации (включая процесс мойки) АТС, а также мелких частиц дорожного покрытия, грунта, насекомых. В этом случае, может иметь место эффект принудительного эжекционного отсоса из зоны указанной полости камеры акустического резонатора и/или объемной расширительной камеры, создаваемый набегающим воздушным потоком движущегося АТС (образующимся в указанной зоне пониженным давлением - разрежением). При расположении такого типа волноводного элемента (горла) или камеры акустического резонатора, интегрированного в передний бампер АТС, и/или нижний экран моторного отсека кузова (брызговик ДВС), и/или капот кузова, и/или кожух вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС в верхней зоне их сечения, целесообразно их нижнюю зону дополнить, по крайней мере, одним сквозным компенсационным (дренажным, демпфирующим) каналом, выполняющим соответствующие эвакуационные функции. Площадь проходного сечения такого типа компенсационного (эвакуационного, демпфирующего) канала FКЭ не должна превышать 0,1 площади проходного сечения трубчатого горла (горловой части) Fотв, подключенной к полости камеры акустического резонатора,When connecting to a limited partially closed cavity of the engine compartment of the ATC engine compartment, batteries of acoustic resonators interconnected in a series-parallel chain, their throats (neck parts) can be located both in the air cavity of the engine compartment of the engine compartment and partially located directly in cavities of acoustic resonators (Helmholtz resonators) and volumetric expansion chambers. Throats (throat parts) of acoustic resonators and / or volumetric expansion chambers) batteries of acoustic resonators integrated, for example, into the front bumper of the vehicle and / or the lower screen (mudguard) of the engine compartment of the body, and / or the hood of the body, and / or radiator fan casing ICE cooling systems are preferably located in the lower sectional area of the chamber parts of acoustic resonators (Helmholtz resonators) and / or volumetric expansion chambers. This will allow, inter alia, to provide unhindered evacuation of various liquids (moisture that has got from the external environment, condensate, fuel, cutting fluids, etc.) that may get there during the operation (including the washing process) of the automatic telephone exchange, as well as small particles of road surface, soil, insects. In this case, the effect of forced ejection suction from the zone of the specified cavity of the chamber of the acoustic resonator and / or volumetric expansion chamber, created by the incoming air flow of the moving ATS (formed by the reduced pressure in the indicated zone — vacuum) may take place. When this type of waveguide element (throat) or acoustic resonator chamber is integrated into the front bumper of the ATS, and / or the lower screen of the engine compartment of the body (ICE splash guard), and / or the body hood, and / or the radiator fan cover of the ICE cooling system the area of their cross-section, it is advisable to supplement their lower zone with at least one through compensation (drainage, damping) channel that performs the corresponding evacuation functions. The cross-sectional area of this type of compensation (evacuation, damping) channel F KE must not exceed 0.1 of the cross-sectional area of the tubular neck (neck part) F holes connected to the cavity of the acoustic resonator chamber,
Соблюдение условий согласно выражению (10) не только предотвратит возможную частотную расстройку акустического резонатора, настроенного на подавление определенной расчетным или экспериментальным путем одной из низших собственных резонансных мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека (fmB, fmL, fmH), но и позволит избежать появления соответствующего негативного эффекта укорочения длины данного волноводного канала (длины горла). При «чрезмерной» степени перфорации стенки волноводного канала (горловой части) сквозными отверстиями перфорации в указанной зоне будет отсечена (разобщена) оставшаяся часть воздушного столба в полости волноводного канала от резонансного колебательного движения воздушного столба в виде единой колебательной массы, сосредоточенной в полости волноводного канала. По сути, участок избыточной степени перфорации трубчатого волноводного канала образует уже самостоятельный открытый концевой срез укороченного горла (горловой части) резонатора. В этом случае оставшаяся концевая отсеченная отверстиями перфорации часть горла (горловой части) до его открытого среза останется исключенной (пассивной, не участвующей в колебательном движении как единой колебательной массы воздушного столба).Observance of the conditions according to expression (10) will not only prevent a possible frequency mismatch of the acoustic resonator configured to suppress one of the lowest eigen resonance modes of the air volume of the engine compartment cavity under the engine compartment (f mB , f mL , f mH ), but will avoid the appearance of the corresponding negative effect of shortening the length of this waveguide channel (throat length). With an “excessive” degree of perforation of the waveguide channel wall (throat part), through the perforation holes in the indicated zone, the remaining part of the air column in the waveguide channel cavity will be cut off (disconnected) from the resonant vibrational motion of the air column in the form of a single vibrational mass concentrated in the cavity of the waveguide channel. In fact, the section of the excessive degree of perforation of the tubular waveguide channel forms an already independent open end section of the shortened neck (throat part) of the resonator. In this case, the remaining part of the throat (throat part), which is cut off by the perforation holes, remains excluded (passive, not participating in the vibrational movement as a single vibrational mass of the air column), cut off by the perforation holes.
По крайней мере, одна камера (камера резонатора Гельмгольца и/или камера объемной расширительной камеры) в составе батареи акустических резонаторов интегрального шумозаглушающего модуля АТС может быть полностью или частично заполнена пористым звукопоглощающим веществом, предпочтительно образованным, в виде обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, изготовленных из идентичных или различных типов и марок пористых ЗПМ, с идентичными или отличающимися физическими характеристиками, химическим составом, пористостью, количеством и сочетанием типов структур пористых слоев в составе одно- и/или многослойных комбинаций, идентичной или отличающейся геометрической формы и габаритных размеров, находящихся преимущественно в размерном габаритном диапазоне 5…100 мм. В этих случаях, образуется (формируется) интегральный щумозаглушающий модуль комбинированного типа (как комбинация частото-настроенных резонаторных и/или объемных расширительных полостей камер, с помещенными в них пористыми диссипативными рассеивателями звуковой энергии из звукопоглощающих материалов (ЗПМ)). При вариантах исполнения акустического резонатора в виде полости камеры резонатора Гельмгольца, полностью или частично заполненной пористым звукопоглощающим веществом (ЗПМ) волокнистой или вспененной открытоячеистой структуры, образованным преимущественно обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами, наличие введенных дополнительных компенсационных эвакуационных каналов в стенках полости камеры резонатора Гельмгольца не оказывает какого-либо отрицательного влияния на его акустические (шумозаглушающие) свойства. Возможен конструктивный вариант исполнения интегрального шумозаглушающего модуля АТС с участком перфорированной стенки камеры акустического резонатора Гельмгольца, обращенной к полости (сообщенной с полостью) подкапотного пространства моторного отсека, с подводящими каналами, представленными сквозными отверстиями перфорации (круглой или иной геометрической формы, например, в виде щелевых просечек с отгибами) или ячейками сетчатой основы (металлической проволочной, из полимерных нитей сеток), выполняющими функции его горла - горловой части (как это, в частности, показано поз.20 на фиг.9, 13, 14).At least one chamber (the Helmholtz resonator chamber and / or the chamber of the volume expansion chamber) as part of the battery of acoustic resonators of the integral noise attenuation module of the ATS can be completely or partially filled with a porous sound-absorbing substance, preferably formed in the form of separate crushed fragmented sound-absorbing elements made of identical or different types and grades of porous ZPM, with identical or different physical characteristics, chemical composition, poros the rate, number and combination of types of structures of porous layers in single and / or multilayer combinations, identical or different geometric shapes and overall dimensions, mainly in the dimensional overall range of 5 ... 100 mm. In these cases, a combined noise-attenuating module of the combined type is formed (formed) (as a combination of frequency-tuned resonator and / or volume expansion chamber cavities, with porous dissipative sound energy diffusers from sound-absorbing materials (ZPMs) placed in them). When the acoustic resonator is implemented as a cavity of the Helmholtz resonator chamber completely or partially filled with a porous sound-absorbing substance (ZPM) of a fibrous or foamed open-cell structure formed mainly by separate crushed fragmented sound-absorbing elements, the presence of additional compensated evacuation channels in the walls of the cavity of the Helmholtz resonator chamber does not any negative effect on its acoustic (noise attenuation n) properties. A constructive embodiment of the integral noise-attenuating ATC module with a portion of the perforated wall of the Helmholtz acoustic resonator chamber facing the cavity (connected with the cavity) of the engine compartment under hood space with supply channels represented by through holes of a perforation (round or other geometric shape, for example, in the form of slotted holes is possible) perforations with bends) or cells of the mesh base (metal wire, made of polymer threads of nets), performing the functions of its throat - throat the first part (as this, in particular, shown pos.20 in Fig.9, 13, 14).
Под используемым термином «звукопоглощение» подразумевается процесс ослабления части (доли) энергии звуковых колебаний, распространяемых в пористой структуре ЗПМ, с необратимым преобразованием звуковой энергии в тепловую энергию, рассеиваемую средой пористой структуры и окружающей средой, в которой распространяется звуковая волна.The term “sound absorption” is used to mean the process of attenuation of a part (fraction) of the energy of sound vibrations propagated in the porous structure of the ZPM, with the irreversible conversion of sound energy into thermal energy dissipated by the medium of the porous structure and the environment in which the sound wave propagates.
Интегральный шумозаглушающий модуль АТС в составе конструкции, например, легкового автомобиля содержит батарею акустических резонаторов, резонаторного и/или комбинированного типа, которая интегрирована в передний бампер кузова АТС, и/или нижний экран моторного отсека кузова (брызговик ДВС), и/или капот кузова, и/или в кожух вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, образует (составляет), при этом, соответствующие несущие корпусные оболочки, отформованные и агрегатированные в указанные составные структурные элементы штатных деталей и узлов АТС, учитывающие их многофункциональное использование в ограниченных пространствах моторных отсеков АТС, в комбинации со штатными (модифицированными) панелями АТС, определяющими, например, его экстерьер, совмещающими (формирующие) разнообразные полезные функции обеспечения пассивной безопасности, защитные (от загрязнения систем и агрегатов, скомпонованных в моторном отсеке) или функции уменьшения аэродинамического сопротивления движению АТС. Корпусные детали интегрального шумозаглушающего модуля АТС и его составные внутренние узлы могут быть выполнены из различных конструкционных материалов - металлических (например, сталь, алюминий), полимерных (например, полиамид, полипропилен, резина), полимерных составных, с включенными интегрированными (закладными) армирующими металлическими элементами типа закладных стержней, перфорированных пластин, сеток, или в виде соответствующих цельноформованных деталей, изготовленных из пористых волокнистых материалов органического и/или минерального происхождения, или вспененных открытоячеистых полимерных материалов, в композиционных смесях с различного типа наполнителями, связующими и прочими необходимыми веществами, применяемыми в производстве такого типа цельноформованных деталей. Корпусные оболочковые элементы, как и детали внутренних узлов интегрального шумозаглушающего модуля АТС, могут дополнительно содержать ребра жесткости, закладные армирующие части, элементы уплотнения, компенсаторы механических колебаний. Интегральный шумозаглушающий модуль АТС, интегрированный, например, в нижний экран моторного отсека кузова (брызговик ДВС), может быть выполнен из нескольких составных разборных частей, соединяемых между собой с использованием различных удерживающих, стопорящих защелкивающихся элементов. В составе корпуса интегрального шумозаглушающего модуля АТС, содержащего батарею акустических резонаторов, состоящую из акустических резонаторов и/или объемных расширительных камер резонаторного и/или комбинированного типа, с дополнительным включением пористых звукопоглощающих структур (ЗПМ), размещенных в полостях камер резонаторов Гельмгольца и/или объемных расширительных камер, могут быть дополнительно установлены разделительные трубчатые перегородки в виде соответствующих волноводных воздуховодов и/или разделительные пластинчатые перегородки, выполненные сплошными или с перепускными волноводными каналами, представленными сквозными отверстиями перфорации (круглой или иной геометрической формы, например, в виде щелевых просечек с отгибами) и/или разделительные пластинчатые перегородки могут быть выполнены в виде ячеек сетчатой основы (металлической проволочной, из полимерных нитей сеток) как это, в частности, представлено на фиг.13, 14, 15. Коэффициент перфорации стенок (перфорированного листового или проволочно-сеточного типа) структур разделительных трубчатых и/или разделительных пластинчатых перегородок в составе сообщающихся и/или разделенных камер (в многокамерных вариантах исполнений конструкций) такого типа комбинированного интегрального шумозаглушающего модуля АТС, выбирается исходя из конкретных целевых характеристик технического задания на разработку или технических условий производства по обеспечению в нем той или иной степени звукопрозрачности стенок, соблюдения необходимых прочностных и жесткостных характеристик, используемого структурного состава ЗПМ и его звукопоглощающих качеств. Под термином «коэффициент перфорации», подразумевается отношение суммарной площади проходных сечений отверстий перфорации, выполненных в стенке трубчатой или пластинчатой перегородки, к ее общей площади поверхности, на которой была проведена процедура перфорирования, до момента ее перфорирования. В большинстве практических случаев, коэффициент перфорации стенок выбирается из условия Кпер.≥0,2, с тем, чтобы обеспечить приемлемую степень их звукопрозрачности, с сохранением приемлемых прочностных и жесткостных характеристик. Отверстия перфорации стенок разделительных трубчатых и/или разделительных пластинчатых перегородок могут быть расположены по поверхности разделительной перегородки как равномерно (с одинаковым шагом), так и не равномерно (с отличающимися межцентровыми расстояниями). При неравномерном поверхностном расположении отверстий перфорации (с переменным шагом) возможно целенаправленное группирование такого типа отверстий в заданных ограниченных областях, которое может производиться, например, в зонах наиболее высоких уровней звукового давления. В этих зонах размеры отверстий перфорации могут быть выполнены меньшими по габаритам (с меньшей площадью проходного сечения каждого из отверстий) при соответствующем увеличении их числа, что при неизменном значении суммарной площади проходных сечений отверстий обеспечит возрастание суммарного периметра отверстий перфорации, способствующего более эффективному рассеиванию акустической энергии. По крайней мере, в одной из полостей резонаторных камер или объемных расширительных камер батареи акустических резонаторов интегрального шумозаглушающего модуля АТС может находиться пористая структура ЗПМ, которая полностью или частично может заполнять объем указанной замкнутой полости камеры, в которой она находится. Отмеченная пористая структура ЗПМ может быть дополнительно поверхностно разграничена дополнительным защитным звукопрозрачным слоем в виде примененной соответствующей футеровки поверхности несущей перфорированной оболочки (сплошной или микроперфорированной структуры), которая может быть представлена в виде воздухопродуваемой фольгово-пленочной, тканевой, из нетканого полотна или тонкого защитного слоя пористого волокнистого или вспененного открытоячеистого газопродуваемого ЗПМ толщиной не более 10 мм, и/или их разнообразных комбинированных слоистых сочетаний.The integrated noise-attenuating module of the ATC as part of the design, for example, of a passenger car, contains a battery of acoustic resonators, of a resonator and / or combined type, which is integrated into the front bumper of the ATC body, and / or the lower screen of the engine compartment of the body (ICE splash guard), and / or the body hood , and / or in the fan casing of the radiator of the internal combustion engine cooling system, forms (makes up), moreover, the corresponding load-bearing shell casings, molded and aggregated into the indicated structural components of the standard parts and automatic telephone exchange nodes, taking into account their multifunctional use in the limited spaces of the engine compartment of the automatic telephone exchange, in combination with standard (modified) automatic telephone exchange panels that determine, for example, its exterior, combining (forming) various useful functions for ensuring passive safety, protecting (from pollution of systems and assemblies arranged in the engine compartment) or the function of reducing aerodynamic resistance to movement of the vehicle. The body parts of the integrated noise-attenuating module of the automatic telephone exchange and its composite internal units can be made of various structural materials - metal (for example, steel, aluminum), polymeric (for example, polyamide, polypropylene, rubber), polymer components, with integrated (embedded) reinforcing metal elements such as embedded rods, perforated plates, nets, or in the form of corresponding whole-molded parts made of porous organic fibrous materials and / or mi non-oral origin, or foamed open-cell polymer materials, in composite mixtures with various types of fillers, binders and other necessary substances used in the production of this type of whole-molded parts. Housing shell elements, as well as parts of the internal nodes of the integrated noise-attenuating module of the automatic telephone exchange, may additionally contain stiffeners, embedded reinforcing parts, sealing elements, and compensators for mechanical vibrations. The integrated noise-attenuation module of the automatic telephone exchange, integrated, for example, in the lower screen of the engine compartment of the body (ICE splash guard), can be made of several integral collapsible parts interconnected using various holding, locking snap-in elements. As part of the housing of the integral noise-attenuating module of the automatic telephone exchange containing a battery of acoustic resonators, consisting of acoustic resonators and / or volume expansion chambers of a resonator and / or combined type, with the additional inclusion of porous sound-absorbing structures (ZPMs) located in the cavities of the cameras of Helmholtz resonators and / or volume expansion chambers, tubular dividing walls in the form of corresponding waveguide ducts and / or dividing layers can be additionally installed diaphragm partitions made of solid or with bypass waveguide channels represented by through holes of perforation (round or other geometric shape, for example, in the form of slotted grooves with bends) and / or dividing plate partitions can be made in the form of mesh cells (metal wire, made of polymer filaments of meshes) as it is, in particular, shown in FIGS. 13, 14, 15. The perforation coefficient of the walls (perforated sheet or wire-mesh type) of the separation tube structures of these and / or dividing plate partitions as part of communicating and / or divided chambers (in multi-chamber design versions) of this type of combined integrated noise-attenuating automatic telephone exchange module, is selected based on the specific target characteristics of the technical design assignment or technical production conditions to ensure that it a different degree of sound transparency of the walls, compliance with the necessary strength and stiffness characteristics, the structural composition of the ZPM used and its sound absorption general qualities. By the term “perforation coefficient”, it is meant the ratio of the total area of the bore holes of the perforations made in the wall of the tubular or plate partition to its total surface area on which the perforation procedure was performed, until it was perforated. In most practical cases, the perforation coefficient of the walls is selected from the condition K per. ≥0.2, in order to ensure an acceptable degree of their sound transparency, while maintaining acceptable strength and stiffness characteristics. The perforations of the walls of the separating tubular and / or dividing plate partitions can be located on the surface of the dividing wall both uniformly (with the same pitch) and not evenly (with different intercenter distances). With an uneven surface arrangement of perforation holes (with variable pitch), it is possible to purposefully group such holes in predetermined limited areas, which can be performed, for example, in areas of the highest sound pressure levels. In these zones, the size of the perforation holes can be made smaller (with a smaller passage area of each of the holes) with a corresponding increase in their number, which, if the total value of the total passage area of the holes remains unchanged, will increase the total perimeter of the perforation holes, which contributes to more efficient dissipation of acoustic energy . At least one of the cavities of the resonator chambers or volumetric expansion chambers of the battery of acoustic resonators of the integrated noise-attenuation module of the ATS can contain a porous ZPM structure that can completely or partially fill the volume of the specified closed cavity of the chamber in which it is located. The marked porous structure of the ZPM can be additionally superficially delimited by an additional protective sound-transparent layer in the form of a suitable lining of the surface of the carrier perforated shell (solid or microperforated structure), which can be represented as an air-blown foil-film, fabric, non-woven fabric or a thin protective layer of a porous fibrous or foamed open-cell gas-blown ZPM with a thickness of not more than 10 mm, and / or their various combinations nirovannyh layered combinations.
Под используемым термином «звукопрозрачность» подразумевается свойство структурных элементов конструкций (пластин, оболочек, пленок, тканей, нетканых полотен) свободно пропускать распространяемую в среде звуковую волну без существенного (не более чем на 10%) дополнительного ослабления ее энергии (т.е. пропускать без существенного эффекта отражения в направлении, противоположном распространению от источника излучения).The term “sound transparency” is used to mean the property of structural structural elements (plates, shells, films, fabrics, non-woven fabrics) to freely pass the sound wave propagated in the medium without a significant (no more than 10%) additional attenuation of its energy (ie, pass without significant reflection effect in the direction opposite to propagation from the radiation source).
Пористая структура ЗПМ, помещаемая в полость камеры резонатора Гельмгольца или объемной расширительной камеры, может быть предпочтительно представлена совокупностью (набором) разделенных обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, которые могут быть изготовлены как из идентичных, так и различных типов и марок пористых воздухопродуваемых волокнистых и/или вспененных открытоячеистых структур ЗПМ с одинаковыми (близкими) или существенно отличающимися физическими характеристиками, химическим составом, пористостью, различным количеством и разнообразным сочетанием типов структур пористых слоев в составе одно- и/или многослойных пористых структур, находящихся в рамках заданных габаритных размеров, которые преимущественно (объемный состав которых составляет более 50% от их общего объема) находятся в размерном диапазоне 5…100 мм, выполненных в виде как идентичных, так и различных (отличающихся) геометрических форм и габаритов. При этом они компромиссно (согласно установленным требованиям технического задания на разработку или техническим условиям производства) удовлетворяют компоновочно-монтажным, технологическим и акустическим (в отношении достижения приемлемо высокого шумопоглощающего эффекта) возможностям их размещения внутри указанных замкнутых полостей камер резонаторов Гельмгольца или объемных расширительных камер в составе батареи акустических резонаторов интегрального шумозаглушающего модуля, с задаваемым хаотичным или упорядоченным распределением отмеченных обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов непосредственно внутри, по крайней мере, одной полости одной из камер (резонатора Гельмгольца, объемной расширительной камеры) батареи акустических резонаторов интегрального шумозаглушающего модуля, с соответствующим образованием пустот (межграневых каналов) между контактирующими гранями обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов. Также, для возможного (необходимого) облегчения реализации (рационализации) технологических операций формования обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов в монолитный пористый звукопоглощающий брикет соответствующей геометрической формы (в том числе, для обеспечения удобства последующего монтажа/демонтажа) могут использоваться их соответствующие адгезионные скрепления (сшивки).The porous structure of the ZPM placed in the cavity of the Helmholtz resonator chamber or volumetric expansion chamber can preferably be represented by a set (set) of separated separate crushed fragmented sound-absorbing elements, which can be made of identical or different types and grades of porous air-blown fibrous and / or foamed open-cell ZPM structures with the same (close) or significantly different physical characteristics, chemical composition, porosity a variety, a different number and a diverse combination of types of structures of porous layers in the composition of single and / or multilayer porous structures that are within the specified overall dimensions, which are predominantly (volumetric composition of which is more than 50% of their total volume) are in the size range of 5 ... 100 mm, made in the form of both identical and various (different) geometric shapes and dimensions. Moreover, they compromise (according to the established requirements of the technical specifications for the development or technical conditions of production) satisfy the layout and installation, technological and acoustic (in relation to achieving an acceptable high sound-absorbing effect) the possibilities of their placement inside the specified closed cavities of the Helmholtz resonator chambers or volumetric expansion chambers in the composition batteries of acoustic resonators of an integrated sound-damping module, with a preset random or ordered distribution the isolation of the marked separate crushed fragmented sound-absorbing elements directly inside at least one cavity of one of the chambers (Helmholtz resonator, volume expansion chamber) of the battery of acoustic resonators of the integrated noise-damping module, with the corresponding formation of voids (inter-facets channels) between the contacting faces of the isolated crushed fragmented sound-absorbing elements . Also, for possible (necessary) facilitation of the implementation (rationalization) of technological operations of forming isolated crushed fragmented sound-absorbing elements into a monolithic porous sound-absorbing briquette of the corresponding geometric shape (including to ensure the convenience of subsequent mounting / dismounting), their respective adhesive bonds (stitching) can be used .
Используемые обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы, предпочтительно должны быть получены в виде продуктов вторичной рециклированной утилизационной переработки технологических отходов и технологического брака производства волокнистых, вспененных открытоячеистых ЗПМ и/или деталей из ЗПМ, а также получены из соответствующих деталей (панелей, обивок, прокладок - из пористых ЗПМ), отобранных для проведения вторичной рециклированной утилизационной переработки пакетов шумоизоляции, содержащих пористые звукопоглощающие вещества, разнообразных технических объектов, например, кузова (кабины водителя, пассажирского помещения, моторного отсека, багажного отделения) АТС, завершивших свой жизненный цикл, демонтированных из состава шумопонижающих пакетов (комплектов) и подлежащих, в связи с этим, процессам утилизации. Также, для этих целей могут использоваться аналогичного типа штатные шумопонижающие пакеты, применяемые и в других шумоактивных средствах транспорта (железнодорожного, авиационного, тракторов, комбайнов, передвижной коммунальной и дорожно-строительной техники, и т.п.), агрегатах и системах энергетических установок (стационарные ДВС, стационарные и передвижные компрессорные установки и т.п.), в строительных объектах (звукотеплоизоляционные волокнистые и/или вспененные открытоячеистые панели, используемые для стеновых футеровок межэтажных перекрытий, лифтовых шахт, вентиляционных систем и т.п.). В конечном итоге, это влечет уменьшение расхода исходного «нового» сырья, предназначенного как для производства ЗПМ (ресурсосбережению), так и для изготовления «новых» шумопонижающих изделий (за счет соответствующей компенсационной замены их уже имеющимися продуктами вторичной рециклированной утилизационной переработки). В свою очередь, это уменьшает стоимость производимого технического устройства и обеспечивает сопутствующее снижение загрязнения окружающей среды отходами производства и неиспользованными продуктами утилизации акустических материалов, применяемыми, в частности, в составе шумопоглощающих пакетов АТС. Тем самым, это способствует улучшению экологических характеристик заявляемого технического устройства, в том числе и за счет уменьшения объемов звукопоглощающих веществ, подлежащих вынужденному захоронению (например, шумопонижающих пакетов в составе деталей АТС, отслуживших свой срок), которые не допускают их непосредственной энергетической утилизации путем сжигания вследствие выделения, вредных и опасных продуктов сгорания, в том числе, и разрушающих озоновый слой. Для упрощения технологических операций дробления/вырубки/нарезки и обеспечения заданного более точного дозирования по составу и весогабаритным параметрам, в качестве исходного полуфабрикатного сырья для изготовления указанного типа дробленого пористого звукопоглощающего вещества, в смеси с «утилизируемыми» звукопоглощающими веществами могут частично использоваться и «новые» обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы. Под термином «новые обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы» подразумеваются вновь произведенные элементы из «нового» пористого звукопоглощающего сырья, например, из полуфабриката, преимущественно плосколистового типа (плоских листов или рулонов ЗПМ), а не из утилизируемых материалов и деталей, содержащих пористые звукопоглощающие вещества. Таким образом, могут использоваться смеси задаваемых в определенных пропорциях дозированных сочетаний обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, полученных из рециклированных утилизационных материалов и деталей, в состав которой добавляется определенное количество «новых» обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов соответствующего типа, геометрической формы и габаритных размеров, изготовленных из «нового» исходного полуфабрикатного сырья производства пористых ЗПМ. При необходимости, это позволяет упрощать и целенаправленно гибко управлять конечными техническими параметрами образуемой смешанной массы (акустическими, весовыми, плотностными, жесткостными, эксплуатационными и т.п.) за счет введения в необходимых пропорциях заданной количественной и качественной дозированной добавки к утилизируемым «новых» обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, находящихся в более узком поле допуска с известными акустическими (звукопоглощающими) параметрами. В результате может достигаться улучшение, в технических характеристиках смешанного состава дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов в целом.The used isolated crushed fragmented sound-absorbing elements should preferably be obtained in the form of products from recycled recycling utilization of technological waste and technological defects in the production of fibrous, foamed open-cell ZPM and / or parts from ZPM, and also obtained from the corresponding parts (panels, upholstery, gaskets - from porous ZPM) selected for the secondary recycled recycling processing of noise insulation packages containing porous sound absorbing substances, various technical objects, for example, a body (driver’s cabin, passenger compartment, engine compartment, luggage compartment) of automatic telephone exchanges that have completed their life cycle, dismantled from noise reduction packages (sets) and subject to disposal processes in this connection. Also, for these purposes, regular noise reduction packages can be used of the same type, which are also used in other noise-active vehicles (railway, aircraft, tractors, combines, mobile communal and road-building equipment, etc.), units and systems of power plants ( stationary internal combustion engines, stationary and mobile compressor units, etc.), in construction sites (soundproofing fibrous and / or foamed open-cell panels used for wall lining mezzanine ceilings, elevator shafts, ventilation systems, etc.). Ultimately, this entails a reduction in the consumption of the initial "new" raw materials, intended both for the production of mineral wool (resource saving) and for the manufacture of "new" noise-reducing products (due to the corresponding compensation of their existing products of recycled recycling recycling). In turn, this reduces the cost of the manufactured technical device and provides a concomitant reduction in environmental pollution by industrial waste and unused products for the disposal of acoustic materials, used, in particular, as part of noise-absorbing ATC packages. Thus, this helps to improve the environmental characteristics of the claimed technical device, including by reducing the volume of sound-absorbing substances to be disposed of (for example, noise-reducing packages in the components of automatic telephone exchanges that have expired), which do not allow their direct energy utilization by burning due to the release of harmful and dangerous products of combustion, including those that destroy the ozone layer. To simplify the technological operations of crushing / cutting / cutting and to provide the specified more accurate dosing according to the composition and weight and size parameters, as the initial semi-finished raw material for the manufacture of this type of crushed porous sound-absorbing substance, in combination with “recyclable” sound-absorbing substances, “new” can be partially used isolated crushed fragmented sound-absorbing elements. The term “new isolated crushed fragmented sound-absorbing elements” means newly produced elements from a “new” porous sound-absorbing raw material, for example, from a semi-finished product, predominantly flat-sheet type (flat sheets or ZPM rolls), and not from recyclable materials and parts containing porous sound-absorbing substances . Thus, mixtures of specified dosage proportions of isolated crushed fragmented sound-absorbing elements obtained from recycled recycling materials and parts can be used; a certain amount of “new” separate crushed fragmented sound-absorbing elements of the corresponding type, geometric shape and overall dimensions made from the "new" initial semi-finished raw materials for the production of porous ZPM. If necessary, this makes it possible to simplify and purposefully flexibly control the final technical parameters of the formed mixed mass (acoustic, weight, density, stiffness, operational, etc.) by introducing the required quantitative and qualitative dosed additives to the utilized “new” isolated crushed fragmented sound-absorbing elements located in a narrower tolerance field with known acoustic (sound-absorbing) parameters. As a result, an improvement can be achieved in the technical characteristics of the mixed composition of crushed fragmented sound-absorbing elements in general.
При технических вариантах брикетированных исполнений обособленных фрагментированных дробленых звукопоглощающих элементов, изготовленных из пористых ЗПМ, образующих монолитные структуры заданных геометрических форм и габаритных размеров, в качестве клеевых адгезивов могут использоваться как вещества органического происхождения - синтетические олигомеры и полимеры (например, фенолформальдегидные, эпоксидные и полиэфирные смолы, полиамиды, полиуретаны, каучуки и пр.), образующие клеевую пленку в результате затвердевания при охлаждении (термопластичные клеи), отверждения (термоактивные клеи) или вулканизации (резиновые клеи), так и неорганического происхождения (например, алюмофосфатные, силикатные). По физическому состоянию применяемые клеевые вещества могут быть жидкими (растворы, эмульсии, суспензии) или твердыми (пленки, прутки, гранулы, порошки), используемые в виде температурного расплава или нанесения их на нагретые поверхности. Предпочтительно, чтобы применяемые для брикетирования дробленых пористых звукопоглощающих веществ в монолитные, заданных геометрических форм крупногабаритные образцы, адгезивные вещества (клеи) обладали приемлемыми свойствами звукопрозрачности. Таким образом, необходимо чтобы использовались такие адгезивные вещества, которые после нанесения адгезивного слоя на поверхность защитной звукопрозрачной пленки и/или поверхности граней обособленных фрагментированных дробленых звукопоглощающих элементов, изготовленных из пористых ЗПМ, не вызывали уменьшения значения реверберационного коэффициента звукопоглощения αрев образованной сопряженной слоистой структуры более чем на 0,1 (т.е. ухудшали ее звукопоглощающие свойства не более чем на 10%).For technical versions of briquetted versions of isolated fragmented crushed sound-absorbing elements made of porous ZPMs that form monolithic structures of given geometric shapes and dimensions, adhesive substances can be used as organic substances - synthetic oligomers and polymers (for example, phenol-formaldehyde, epoxy and polyester , polyamides, polyurethanes, rubbers, etc.) forming an adhesive film as a result of hardening during cooling uu (thermoplastic adhesives), cure (thermoset adhesives) or vulcanization (rubber adhesives) and inorganic (e.g., aluminophosphate, silicate). The physical state of the adhesive used can be liquid (solutions, emulsions, suspensions) or solid (films, rods, granules, powders), used in the form of a temperature melt or applying them to heated surfaces. Preferably, used for briquetting crushed porous sound-absorbing substances into monolithic, predetermined geometric shapes, large-sized samples, adhesives (adhesives) possess acceptable sound transparency properties. Thus, it is necessary that adhesive substances are used that, after applying the adhesive layer to the surface of the protective sound-transparent film and / or the faces of the separate fragmented crushed sound-absorbing elements made of porous ZPM, do not cause a decrease in the reverberation coefficient of sound absorption α roar of the formed conjugated layered structure more than 0.1 (i.e., its sound-absorbing properties worsened by no more than 10%).
Предотвращение воспламенения и самостоятельного горения, а также сообщения свойств самозатухания применяемым в заявляемом техническом устройстве пористым ЗПМ может обеспечиваться использованием тех или иных веществ или смесей, относящихся к классу антипиренов. В результате их применения они распадаются с образованием соответствующих негорючих компонентов и/или препятствуют разложению материалов с выделением горючих газов. Антипирены могут наноситься как непосредственно на поверхность структур ЗПМ, так и входить в состав пропитывающих пористую структуру ЗПМ растворов. Распространенные типы антипиренов - гидроксид алюминия, соединения бора, сурьмы, хлоридов, органические и неорганические соединения фосфатов. При применении такого типа веществ (антипиренов) следует исключить условия их неудовлетворительной модификации с веществами пористых ЗПМ (как при поверхностном нанесении, так и объемном распределении в пористой структуре ЗПМ), которая может существенно снизить их звукопоглощающие свойства. В связи с этим, необходимо исключить недопустимое снижение (не более чем на 10%) значения ревербериоционного коэффициента звукопоглощения αрев, регламентируемого, например, требованиями технического задания на разработку или техническими условиями производства.The prevention of ignition and self-combustion, as well as the communication of the self-extinguishing properties of the porous ZPM used in the claimed technical device, can be ensured by the use of certain substances or mixtures belonging to the class of flame retardants. As a result of their use, they decompose with the formation of the corresponding non-combustible components and / or prevent the decomposition of materials with the release of combustible gases. Fire retardants can be applied directly to the surface of ZPM structures, or can be part of solutions impregnating the porous structure of ZPM. Common types of flame retardants are aluminum hydroxide, boron compounds, antimony, chlorides, and organic and inorganic phosphate compounds. When using this type of substances (flame retardants), the conditions for their unsatisfactory modification with the substances of porous ZPM (both during surface application and volume distribution in the porous structure of ZPM), which can significantly reduce their sound-absorbing properties, should be excluded. In this regard, it is necessary to exclude an unacceptable decrease (by no more than 10%) in the value of the reverberation coefficient of sound absorption α roar , regulated, for example, by the requirements of the technical specifications for development or the technical conditions of production.
Технический результат заявляемого технического решения заключается в улучшении акустического качества (в итоге - обеспечения снижения уровней внешнего и внутреннего шума АТС) за счет увеличения звукопоглощающих и звукоизолирующих свойств его моторного отсека, обеспечиваемого эффективным подавлением в его полости шумовых излучений, в особенности, достигаемого в низко- и среднечастотном звуковом диапазоне. Он реализуется за счет интенсификации процесса звукопоглощения, применяемыми в заявляемом техническом устройстве конструктивными элементами шумоглушения, преимущественно резонаторного типа (резонаторно-комбинированного типа, содержащих в камерных элементах пористое звукопоглощающее вещество), включающими батареи сгруппированных определенным образом акустических резонаторов, выполненных в виде четвертьволновых акустических резонаторов, и/или полуволновых акустических резонаторов, и/или резонаторов Гельмгольца, и/или объемных расширительных камер. Соответствующим образом образованная батарея акустических резонаторов обеспечивает эффективное частотно-настроенное воздействие на акустическое поле (в особенности, в низко- и среднечастотном звуковом диапазоне) воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека и реализует соответствующее ослабление шумовой энергии, производимой АТС, на выделяющихся в шумовых спектрах слабозадемпфированных низко- и среднечастотных акустических резонансов. В результате протекания указанных физических процессов в интегральном шумозаглушающем модуле, посредством содержащихся в нем акустических резонаторов и/или объемных расширительных камер, сгруппированных в составе образованной акустической батареи, происходит рассеивание акустической энергии звуковых волн (преобразование ее в тепловую энергию). Наиболее эффективно процесс рассеивания звуковой энергии происходит на низших собственных акустических модах колебаний fmB, fmL, fmH объема воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека, совпадающих с собственными (резонансными) частотами колебаний соответствующим образом настроенных акустических резонаторов. Возникающий шумодемфирующий (шумоподавляющий) эффект при этом является не дискретным, а охватывает некоторую, прилегающую к собственной (резонансной) частоте акустического резонатора полосу частот. Эффект шумоподавления, производимый заявляемым техническим устройством, содержащим батарею акустических резонаторов, может быть, при необходимости, расширен по частотному составу, путем введения дополнительных фрикционных потерь в колебательных системах, представленных такого типа акустическими резонаторами, и/или объемными расширительными камерами, заполненными диссипативным пористым звукопоглощающим рассеивателем. Для дополнительного увеличения фрикционных потерь, уменьшения чувствительности акустических резонаторов к изменению частотной настройки и более эффективного рассеивания звуковой энергии в трубчатых элементах акустических резонаторов (четвертьволновых, полуволновых, горлах резонаторов Гельмгольца) могут дополнительно применяться соответствующие демпфирующие элементы в виде устанавливаемых в них «пористых пробок», изготовленных из пористых или волокнистых ЗПМ. С аналогичными целями в стенках трубчатых элементов горл (горловых частей) акустических резонаторов могут быть выполнены дополнительные демпфирующие каналы, представленные сквозными отверстиями перфорации (круглой или иной геометрической формы, например, в виде щелевых просечек с отгибами). Для этих же целей увеличения диссипативных потерь, для подавления резонансных колебаний в полостях горл (горловых частей), их входные отверстия (открытые срезы) горловых элементов акустических резонаторов могут быть перекрыты тонким защитным воздухопродуваемым пористым (тканевым, нетканым полотном, микроперфорированным пленочным, микроперфорированным фольговым) футерующим слоем звукопрозрачного материала. В высокочастотной области звукового спектра подавление шумовых излучений в полости моторного отсека АТС обеспечивается включением в физический процесс звукопоглощения пористых звукопоглощающих веществ, помещенных в полости камер резонаторов Гельмгольца и/или объемных расширительных камер. За счет включения дополнительных пористых диссипативных звукопоглощающих поверхностных зон, образуемых, в частности, свободными поверхностями гранями обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, изготовленных из пористых ЗПМ, реализуются дополнительные механизмы поглощения звуковой энергии вследствие возникающих дифракционных краевых граневых эффектов, а также включаются дополнительные фрикционные диссипативные потери, возникающие при прохождении звуковых волн по образующимся межграневым каналам (пустотам). В этом случае, при необходимости, может быть также существенно уменьшено количество используемого пористого звукопоглощающего вещества, из-за указанного возрастания суммарного звукопоглощающего эффекта, при достижении заданной требуемой величины шумозаглушения. Тем более, что оно вызвано применением такого дешевого и экологичного, как используемые в качестве исходного сырья ЗПМ производственно-технологические отходы, брак или демонтированные и переработанные пористые звукопоглощающие структуры в составе шумоизоляционных пакетов технических объектов, подлежащие утилизации. Это, в еще большей степени, повышает экономическую и экологическую эффективность и целесообразность применения заявляемого технического решения.The technical result of the claimed technical solution is to improve the acoustic quality (in the end, to reduce the levels of external and internal noise of the ATS) by increasing the sound-absorbing and sound-insulating properties of its engine compartment, which is ensured by the effective suppression of noise emissions in its cavity, in particular, achieved in low- and mid-range sound range. It is realized due to the intensification of the sound absorption process, the structural elements of sound attenuation used in the claimed technical device, mainly of the resonator type (resonator-combined type, containing porous sound-absorbing substance in the chamber elements), including batteries of acoustic resonators grouped in a certain way, made in the form of quarter-wave acoustic resonators, and / or half-wave acoustic resonators, and / or Helmholtz resonators, and / or volume p Expansion Interconnect cameras. A suitably formed battery of acoustic resonators provides an effective frequency-tuned effect on the acoustic field (especially in the low- and mid-frequency sound range) of the air volume of the cavity of the engine compartment under the hood compartment and realizes the corresponding attenuation of the noise energy produced by the ATS on the low-damped ones emitted in the noise spectra low- and mid-frequency acoustic resonances. As a result of the occurrence of these physical processes in an integrated sound-damping module, the acoustic energy of sound waves (converting it into thermal energy) is dissipated by the acoustic resonators and / or volume expansion chambers contained in it, grouped as part of the formed acoustic battery. The most efficient process of dissipating sound energy occurs at the lower intrinsic acoustic modes of vibrations f mB , f mL , f mH of the volume of the air cavity under the engine compartment of the engine compartment, which coincide with the natural (resonant) vibration frequencies of the correspondingly tuned acoustic resonators. The resulting noise-damping (noise-canceling) effect is not discrete, but covers a certain frequency band adjacent to the natural (resonant) frequency of the acoustic resonator. The noise reduction effect produced by the claimed technical device containing a battery of acoustic resonators can, if necessary, be expanded in frequency composition by introducing additional frictional losses in oscillatory systems represented by this type of acoustic resonators and / or volumetric expansion chambers filled with dissipative porous sound-absorbing diffuser. To additionally increase frictional losses, reduce the sensitivity of acoustic resonators to changes in frequency tuning and more efficiently dissipate sound energy in tubular elements of acoustic resonators (quarter-wave, half-wave, and throats of Helmholtz resonators), corresponding damping elements can be additionally applied in the form of “porous plugs” installed in them, made of porous or fibrous ZPM. For similar purposes, additional damping channels can be made in the walls of the tubular elements of the throats (throat parts) of acoustic resonators, represented by through holes of perforation (round or other geometric shape, for example, in the form of slotted grooves with bends). For the same purpose, to increase dissipative losses, to suppress resonant vibrations in the throat (throat) cavities, their inlet openings (open sections) of the throat elements of acoustic resonators can be blocked by a thin protective air-blown porous (fabric, non-woven fabric, microperforated film, microperforated foil) a lining layer of translucent material. In the high-frequency region of the sound spectrum, the suppression of noise in the cavity of the ATS engine compartment is ensured by the inclusion in the physical process of sound absorption of porous sound-absorbing substances placed in the cavity of the Helmholtz resonator chambers and / or volume expansion chambers. Due to the inclusion of additional porous dissipative sound-absorbing surface zones formed, in particular, by the free surfaces of the faces of isolated crushed fragmented sound-absorbing elements made of porous ZPMs, additional mechanisms of sound energy absorption due to the arising diffraction edge effects are realized, and additional frictional dissipative losses are included, arising during the passage of sound waves through the emerging inter-facet channels (empty otam). In this case, if necessary, the amount of the porous sound-absorbing substance used can also be substantially reduced, due to the indicated increase in the total sound-absorbing effect, when the specified required amount of sound attenuation is achieved. Moreover, it is caused by the use of such cheap and environmentally friendly as industrial and technological waste used as feedstock, scrap or dismantled and recycled porous sound-absorbing structures as part of noise-insulating packages of technical objects to be disposed of. This, to an even greater extent, increases the economic and environmental efficiency and feasibility of applying the proposed technical solution.
Таким образом, в заявляемом техническом решении эффективно решаются комплексные технические, экологические и экономические задачи. В частности, применение заявляемого технического решения обеспечивает:Thus, the claimed technical solution effectively solves complex technical, environmental and economic problems. In particular, the application of the claimed technical solution provides:
- повышение шумопонижающей эффективности используемого интегрального шумозаглушающего модуля АТС, представленного в виде совмещенных с различными штатными многофункциональными устройствами АТС конструктивными элементами шумозаглушения, преимущественно резонаторного типа, интегрированных, в частности, в передний бампер АТС, и/или нижний экран моторного отсека кузова (брызговик ДВС), и/или капот кузова, и/или кожух вентилятора системы охлаждения ДВС, подключенных (сообщенных) соответствующим образом своими открытыми горлами (горловыми частями) к воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека АТС, выполненными в виде батареи акустических резонаторов, состоящей из конструктивных элементов шумозаглушения, в виде четвертьволновых акустических резонаторов, и/или полуволновых акустических резонаторов, и/или резонаторов Гельмгольца, и/или объемных расширительных резонаторных камер, обеспечиваемой за счет подавления (демпфирования) резонансного акустического возбуждения упругой массы воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека, проявляющегося на ее собственных акустических модах fmB, fmL, fmH, вследствие генерирования и передачи в ней возбуждающих вибрационных силовых импульсов, сообщаемых как воздушным путем от колеблющихся стенок корпусных элементов силового агрегата и систем АТС, так и твердыми путями передачи - через резинометаллические элементы виброизоляционных опор силового агрегата на присоединенные колеблющиеся кузовные панели, ограничивающие (формирующие) полость подкапотного пространства моторного отсека, а также от возникающего газодинамического возбуждения и аэродинамического шумового излучения, производимого открытым срезом воздухозаборного патрубка системы впуска ДВС, вращающейся крыльчаткой вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, - осуществляемого вследствие соответствующей акустической настройки собственных (резонансных) частот используемых в составе батареи акустических резонаторов и/или объемных расширительных камер, на собственные (резонансные) частоты низших, прежде всего - первых (m=1), как наиболее энергоемких собственных акустических мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека - продольной, поперечной и повысотной (fL, fB и fH);- increasing the noise-reducing efficiency of the integrated automatic noise reduction module of the ATS, presented in the form of structural silencing elements, mainly of the resonator type, combined with various standard multifunctional devices of the automatic telephone exchange, integrated, in particular, into the front bumper of the automatic telephone exchange and / or the lower screen of the engine compartment (engine splash guard) , and / or the hood of the body, and / or the fan cover of the engine cooling system, connected (communicated) accordingly with their open throats (throat and parts) to the air cavity of the engine compartment of the ATS engine compartment, made in the form of a battery of acoustic resonators, consisting of silencing structural elements, in the form of quarter-wave acoustic resonators, and / or half-wave acoustic resonators, and / or Helmholtz resonators, and / or volumetric expansion resonator chambers provided by suppressing (damping) resonant acoustic excitation of the elastic mass of the air volume of the cavity under the engine compartment of the engine compartment Manifesting at its natural acoustic modes f mB, f mL, f mH , owing to generate and transmit it exciting vibration power pulses imparted both by air from the vibrating walls of the power unit housing elements and PBX systems and rigid transmission paths - through a rubber- elements of vibration-isolating supports of the power unit to attached oscillating body panels, limiting (forming) the cavity of the engine compartment under hood space, as well as from the resulting gas-dynamic excitation and aerodynamic noise radiation produced by an open cut of the intake pipe of the ICE intake system, the rotating impeller of the radiator fan of the ICE cooling system, carried out due to the corresponding acoustic tuning of the natural (resonant) frequencies of the acoustic resonators and / or volume expansion chambers used as part of the battery, to their own (resonant) frequencies of the lowest, first of all, the first (m = 1), as the most energy-intensive natural acoustic modes of airborne EMA cavity engine compartment hood space - the longitudinal, transverse and povysotnoy (f L, f B and f H);
- дополнительное увеличение шумопонижающей эффективности используемого интегрального шумозаглушающего модуля АТС в составе батареи акустических резонаторов, содержащей акустические резонаторы и/или объемные расширительные камеры, интегрированной в передний бампер АТС, и/или нижний экран (брызговик) моторного отсека кузова, и/или капот кузова, и/или кожух вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС, горла (горловые части) которых подключены к полости (сообщены с полостью) воздушного объема подкапотного пространства моторного отсека АТС, достигаемое вследствие включения в процесс рассеивания звуковой энергии, в составе конструкции интегрального шумозаглушающего модуля дополнительных звукопоглощающих поверхностных зон, образованных свободными поверхностями граней обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, помещенных в полости камер резонаторов Гельмгольца и/или полости объемных расширительных камер, возникновения сопутствующих дополнительных механизмов поглощения звуковой энергии, вследствие возникающих дифракционных краевых граневых звукопоглощающих эффектов, а также вследствие дополнительных потерь звуковой энергии в процессах прохождения звуковых волн по межграневым пустотелым каналам, сформированным неплотно контактирующими гранями обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, с отличающимися геометрическими формами и габаритными размерами, при реализации конструктивно-технологического варианта исполнения интегрального шумозаглушающего модуля комбинированного типа, предусматривающего установку в полостях камер резонаторов Гельмгольца и/или объемных расширительных камер соответствующего типа обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов;- an additional increase in the noise-reducing efficiency of the integrated automatic noise reduction module of the automatic telephone exchange comprising a battery of acoustic resonators containing acoustic resonators and / or volume expansion chambers integrated into the front bumper of the automatic telephone exchange and / or the lower screen (mudguard) of the engine compartment of the body and / or the hood of the body, and / or fan casing of the radiator of the engine cooling system, the throat (throat parts) of which are connected to the cavity (communicated with the cavity) of the air volume of the engine compartment engine compartment TS achieved due to the inclusion in the process of dissipating sound energy, as part of the design of an integrated noise-attenuating module, additional sound-absorbing surface zones formed by the free surfaces of the faces of separate crushed fragmented sound-absorbing elements placed in the cavity of the Helmholtz resonator chambers and / or the cavity of the volume expansion chambers, the occurrence of associated additional mechanisms absorption of sound energy due to arising diffraction edge c any sound absorption effects, as well as due to additional losses of sound energy during the propagation of sound waves through inter-faceted hollow channels formed by loosely contacting faces of separate crushed fragmented sound-absorbing elements with different geometric shapes and overall dimensions, when implementing a structurally-technological embodiment of the integrated noise damping module type involving the installation of resonantly in the cavities of the chambers Helmholtz moat and / or volumetric expansion chambers of the corresponding type of separate crushed fragmented sound-absorbing elements;
- уменьшение количества используемого в составе устройства интегрального шумозаглушающего модуля АТС пористого звукопоглощающего вещества из-за реализуемого возрастания суммарного звукопоглощающего эффекта, возникающего при применении в нем соответствующего типа дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, изготовленных из производственно-технологических отходов и брака, или аналогичного типа продуктов, содержащих пористые звукопоглощающие структуры, подлежащих утилизации, что, в конечном итоге, способствует улучшению стоимостных и экологических характеристик АТС.- a decrease in the amount of porous sound-absorbing substance used in the structure of the device of the integral noise-attenuating ATS module due to the realizable increase in the total sound-absorbing effect that arises when using the corresponding type of crushed fragmented sound-absorbing elements made from industrial and technological waste and scrap, or a similar type of product containing porous sound-absorbing structures to be disposed of, which ultimately improves iju cost and environmental characteristics of the PBX.
- уменьшение сопутствующих экономических затрат на устранение последствий негативного воздействия на окружающую среду, связанного с добычей меньшего количества «нового» исходного сырья, необходимого для последующего производства пористых ЗПМ, путем их эквивалентной компенсационной замены уже имеющимися в наличии и подвергаемых утилизационной переработке технологическими отходами и технологическим браком производства пористых волокнистых, вспененных открытоячеистых ЗПМ и/или утилизируемых деталей из ЗПМ, например, демонтированных из состава шумопонижающих комплектов деталей (панелей, обивок, прокладок, изготовленных из пористых ЗПМ) пакетов шумоизоляции кузова (кабины водителя, пассажирского помещения, моторного отсека, багажного отделения) АТС, завершивших свой жизненный цикл и подлежащих, в связи с этим, процессам утилизации, а также из аналогичного типа штатных шумопонижающих пакетов, применяемых и в других шумогенерирующих технических объектах, например, шумоактивных средствах транспорта (железнодорожного, авиационного, тракторов, комбайнов, передвижной коммунальной и дорожно-строительной техники, и т.п.), агрегатах и системах энергетических установок (стационарных ДВС, стационарных и передвижных компрессорных установках и т.п.), строительных объектах (звукотеплоизоляционные волокнистые и/или вспененные открытоячеистые панели в составе стеновых футеровок, межэтажных перекрытий, лифтовых шахт, вентиляционных систем и т.п.), подлежащих в противном случае неизбежным «экологически грязным» процессам утилизационной энергетической переработки путем сжигания или захоронения.- reduction of associated economic costs for eliminating the consequences of negative environmental impact associated with the production of a smaller amount of "new" feedstock, necessary for the subsequent production of porous ZPMs, by their equivalent compensation replacing existing and recycled technological waste and technological waste the production of porous fibrous, foamed open-cell ZPM and / or recyclable parts from ZPM, for example, dismantled x from the composition of noise-reducing sets of parts (panels, upholstery, gaskets made of porous ZPM) body noise insulation packages (driver’s cabin, passenger compartment, engine compartment, luggage compartment) of automatic telephone exchanges that have completed their life cycle and are subject to disposal processes , as well as from a similar type of standard noise reduction packages used in other noise generating technical objects, for example, noise-active vehicles (railway, aircraft, tractors, combines, mobile communal and road-building equipment, etc.), units and systems of power plants (stationary ICE, stationary and mobile compressor units, etc.), construction sites (soundproof fiber and / or foamed open-cell panels as part of wall linings , interfloor ceilings, elevator shafts, ventilation systems, etc.), which would otherwise be subject to the inevitable "environmentally dirty" processes of energy recovery by burning or burial.
Анализ известных технических решений в рассматриваемой области техники показал, что заявляемый интегральный шумозаглушающий модуль АТС 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.An analysis of the known technical solutions in the considered technical field showed that the claimed integrated noise-attenuating module of the automatic telephone exchange has features that are absent 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 in comparison with the current level of technology.
Заявляемое техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, оно соответствуют условию патентоспособности «промышленная применимость».The claimed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, it meets the patentability condition “industrial applicability”.
Другие особенности и преимущества заявляемого изобретения будут понятны из приведенных схем и ниже изложенного детального описания, где:Other features and advantages of the claimed invention will be clear from the above schemes and the following detailed description, where:
- на фиг.1 показана схема типичной конструкции моторного отсека легкового автомобиля, оборудованного различными известными видами конструктивных элементов шумоглушения, включающими детали (обивки, панели, прокладки) из пористых звукопоглощающих облицовок из ЗПМ и батарею акустических резонаторов, интегрированную в нижний экран моторного отсека (брызговик ДВС), с образованием интегрального шумозаглушающего модуля АТС;- figure 1 shows a diagram of a typical design of the engine compartment of a car equipped with various known types of structural elements of sound attenuation, including parts (upholstery, panels, gaskets) of porous sound-absorbing claddings from ZPM and a battery of acoustic resonators integrated into the lower screen of the engine compartment (mudguard ICE), with the formation of an integrated noise-attenuating module of the ATS;
- на фиг.2 показана принципиальная схема работы батареи акустических резонаторов 38, состоящей из трех четвертьволновых акустических резонаторов 12;- figure 2 shows a schematic diagram of the battery of
- на фиг.2а показана принципиальная схема батареи акустических резонаторов 38, состоящей из трех четвертьволновых акустических резонаторов 12, оборудованных демпфирующими пористыми пробками 31, демпфирующими каналами типа сквозных отверстий перфорации 32, компенсационным эвакуационным каналом (дренажным отверстием) 25 и защитным футерующим воздухопродуваемым демпфирующим слоем материала 30, перекрывающим проходное сечение горла (горловой части) 16 четвертьволнового акустического резонатора 12;- figa shows a schematic diagram of a battery of
- на фиг.3 показана принципиальная схема работы батареи акустических резонаторов 38, состоящей из трех полуволновых акустических резонаторов 13;- figure 3 shows a schematic diagram of the battery of
- на фиг.3а показана принципиальная схема батареи акустических резонаторов 38, состоящей из трех полуволновых акустических резонаторов 13, оборудованных демпфирующими пористыми пробками 31, демпфирующими каналами типа сквозных отверстий перфорации 32 и защитным футерующим воздухопродуваемым демпфирующим слоем материала 30, перекрывающим проходное сечение горла (горловой части) 16 полуволнового акустического резонатора 13;- figa shows a schematic diagram of a battery of
- на фиг.4 показана принципиальная схема работы батареи акустических резонаторов 38, состоящей из трех резонаторов Гельмгольца 14;- figure 4 shows a schematic diagram of the battery of
- на фиг.4а показана принципиальная схема батареи акустических резонаторов 38, состоящей их трех резонаторов Гельмгольца 14, оборудованных демпфирующими пористыми пробками 31, демпфирующими каналами типа сквозных отверстий перфорации 32, компенсационным эвакуационным каналом (дренажным отверстием) 25 и защитным футерующим воздухопродуваемым демпфирующим слоем материала 30, перекрывающим проходное сечение горла (горловой части) 16 резонатора Гельмгольца 14;- figa shows a schematic diagram of a battery of
- на фиг.4б показана принципиальная схема батареи акустических резонаторов 38, состоящей из одного четвертьволнового акустического резонатора 12, одного полуволнового акустического резонатора 13 и трех резонаторов Гельмгольца 14, которые представлены одним резонатором с одногорловым (горлом - горловой частью 16) вариантом исполнения и двумя резонаторами с горлами (горловыми частями) 16, выполненными в виде нескольких подводящих каналов 20, представленных отверстиями перфорации в стенке корпуса (камеры) резонатора;- on figb shows a schematic diagram of a battery of
- на фиг.5 показана принципиальная схема батареи акустических резонаторов 38, состоящей из трех объемных расширительных камер 36;- figure 5 shows a schematic diagram of a battery of
- на фиг.6 показана схема моторного отсека (вид сверху), оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38 с четвертьволновыми акустическими резонаторами 12, с демпфирующими каналами типа сквозных отверстий перфорации 32 и компенсационным эвакуационным каналом (дренажным отверстием) 25; представлены эпюры распределения звукового давления на первых собственных акустических модах - продольной Р1L и поперечной P1B;- Fig.6 shows a diagram of the engine compartment (top view), equipped with an integrated noise-attenuating
- на фиг.7 показана схема моторного отсека (вид сверху), оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38 с четвертьволновыми акустическими резонаторами 12, с демпфирующими пористыми пробками 31; представлена эпюра распределения звукового давления на первых собственных акустических модах - продольной P1L и поперечной P1B;- Fig.7 shows a diagram of the engine compartment (top view), equipped with an integrated noise-attenuating
- на фиг.8 показана схема моторного отсека (вид сверху), оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38 с полуволновыми акустическими резонаторами 13, с демпфирующими каналами типа сквозных отверстий перфорации 32 и демпфирующими пористыми пробками 31; представлены эпюры распределения звукового давления на первых собственных акустических модах - продольной P1L и поперечной P1B;- Fig. 8 shows a diagram of the engine compartment (top view) equipped with an
- на фиг.9 показана схема моторного отсека (вид сверху), оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38 с резонаторами Гельмгольца 14, выполненными в виде одногорловых резонаторов с горлом (горловой частью) 16 и в виде нескольких подводящих каналов 20, представленных отверстиями перфорации в стенке корпуса (камеры) резонатора; представлены эпюры распределения звукового давления на первых собственных акустических модах - продольной P1L, и поперечной P1B;- Fig.9 shows a diagram of the engine compartment (top view) equipped with an integrated noise-attenuating
- на фиг.10 показана схема моторного отсека (вид сверху), оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38 с объемными расширительными камерами 36, оснащенными перепускными волноводными каналами разделительной пластинчатой перегородки 19 и обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21; представлены эпюры распределения звукового давления на первых собственных акустических модах - продольной P1L и поперечной P1B;- figure 10 shows a diagram of the engine compartment (top view) equipped with an integrated noise-attenuating
- на фиг.11 показана схема моторного отсека (вид сверху), оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38, включающую четвертьволновый акустический резонатор 12 с компенсационным эвакуационным каналом (дренажным отверстием) 25, полуволновый акустический резонатор 13 с демпфирующим каналом типа сквозного отверстия перфорации 32, резонатор Гельмгольца 14, полость камеры 39 которого заполнена обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21, объемную расширительную камеру 36 с демпфирующей пористой пробкой 31 смонтированной в горле (горловой части) 16; представлены эпюры распределения звукового давления на первых собственных акустических модах - продольной P1L и поперечной P1B;- figure 11 shows a diagram of the engine compartment (top view), equipped with an integrated noise-attenuating
- на фиг.12 показаны схемы моторного отсека (вид спереди, вид сверху, вид сбоку), оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38, включающую объемные расширительные камеры 36 и резонатор Гельмгольца 14, в камерах 39 которых помещены обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы 21; представлены эпюры распределения звукового давления на первых собственных акустических модах - продольной P1L, поперечной P1B и повысотной P1H;- Fig. 12 shows diagrams of the engine compartment (front view, top view, side view) equipped with an
- на фиг.13 показаны схемы моторного отсека (вид спереди, вид сверху, вид сбоку), оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38, включающую резонаторы Гельмгольца 14, в нижней части стенки корпуса (камеры) которых выполнены компенсационные эвакуационные каналы (дренажные отверстия) 25, а полости камер 39 заполнены обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21; представлены эпюры распределения звукового давления на первых собственных акустических модах - продольной P1L, поперечной P1B и повысотной P1H;- Fig. 13 shows diagrams of the engine compartment (front view, top view, side view) equipped with an
- на фиг.14 показан вариант конструктивно-технологического исполнения интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, содержащего интегрированную в передний бампер кузова 28 легкового автомобиля батарею акустических резонаторов 38 в составе резонаторов Гельмгольца 14, полости камер 39 которых заполнены обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21, изготовленными из пористых ЗПМ, в том числе предварительно помещенные в замкнутые несущие оболочки контейнерного типа 23, изготовленные из защитного звукопрозрачного слоя соответствующего типа материала;- FIG. 14 shows an embodiment of the structural and technological design of an automatic noise-attenuating
- на фиг.15 показаны принципиальные схемы конструктивных вариантов исполнений моторного отсека легкового автомобиля, оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим батарею акустических резонаторов 38 в составе из четвертьволновых акустических резонаторов 12 и полуволновых акустических резонаторов 13, интегрированную в нижний экран моторного отсека (брызговик ДВС) 6 и передний бампер кузова АТС 28;- Fig. 15 shows schematic diagrams of structural variants of the engine compartment of a passenger car equipped with an
- на фиг.16 показаны принципиальные схемы конструктивно-технологических исполнений подводящих 20, и/или демпфирующих 32, и/или перепускных волноводных 19, и/или компенсационных эвакуационных каналов 25, выполненных в стенках корпусных элементов акустических резонаторов 12, 13, 14, и/или объемных расширительных камер 36;- Fig.16 shows a schematic diagram of the structural and technological versions of the
- на фиг.17 показаны принципиальные схемы конструктивно-технологических исполнений установки в горлах (горловых частях) 16 акустических резонаторов 12, 13, 14, демпфирующих пористых пробок 31, изготовленных из волокнистого или открытоячеистого ЗПМ;- Fig.17 shows a schematic diagram of the structural and technological versions of the installation in the throats (throat parts) of 16
- на фиг.18 показана принципиальная схема конструктивно-технологических исполнений моторного отсека легкового автомобиля, оборудованного интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, содержащим интегрированную в конструкцию кожуха вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, батарею акустических резонаторов 38, состоящую из четвертьволновых акустических резонаторов 12, полуволновых акустических резонаторов 13, резонаторов Гельмгольца 14 и объемных расширительных камер 36, в том числе, содержащих полости камер 39, заполненные пористым звукопоглощающим веществом, представленным в виде обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21, изготовленных из пористых ЗПМ. - Fig. 18 shows a schematic diagram of the structural and technological versions of the engine compartment of a passenger car equipped with an
Позициями на представленных фигурах обозначены:Positions on the presented figures are indicated:
1 - панель щитка передка кузова;1 - dashboard panel;
2 - панель рамки радиатора системы охлаждения ДВС;2 - panel of the radiator frame of the engine cooling system;
3 - решетка радиатора системы охлаждения ДВС;3 - the radiator grill of the engine cooling system;
4 - панель брызговика колеса кузова (колесной арки кузова);4 - the panel of the mudguard of the wheel of the body (wheel arch of the body);
5 - капот кузова;5 - body hood;
6 - нижний экран моторного отсека (брызговик ДВС);6 - lower screen of the engine compartment (ICE splash guard);
7 - колесо АТС;7 - ATS wheel;
8 - трансмиссионный агрегат (коробка передач);8 - transmission unit (gearbox);
9 - двигатель (ДВС);9 - engine (ICE);
10 - полость подкапотного пространства моторного отсека;10 - the cavity of the engine compartment of the engine compartment;
11 - интегральный шумозаглушающий модуль АТС;11 - integrated noise-attenuating module of ATS;
12 - четвертьволновой акустический резонатор;12 - quarter-wave acoustic resonator;
13 - полуволновой акустический резонатор;13 - half-wave acoustic resonator;
14 - резонатор Гельмгольца;14 - Helmholtz resonator;
15 - жесткое звукоотражающее донышко (перегородка) четвертьволнового акустического резонатора;15 - hard sound-reflecting bottom (partition) of a quarter-wave acoustic resonator;
16 - горло (горловая часть) акустического резонатора (четвертьволнового, полуволнового, Гельмгольца) или объемной расширительной камеры;16 - throat (throat part) of an acoustic resonator (quarter-wave, half-wave, Helmholtz) or volumetric expansion chamber;
17 - разделительная трубчатая перегородка (воздуховод) акустического резонатора, или объемной расширительной камеры;17 - dividing the tubular partition (duct) of the acoustic resonator, or volume expansion chamber;
18 - разделительная пластинчатая перегородка акустического резонатора, или объемной расширительной камеры;18 - dividing plate partition of the acoustic resonator, or volume expansion chamber;
19 - перепускные волноводные каналы разделительной трубчатой или разделительной пластинчатой перегородки сообщающихся резонаторных или объемных расширительных камер в составе батареи акустических резонаторов;19 - bypass waveguide channels of a separating tubular or dividing plate partition communicating resonator or volume expansion chambers in the battery of acoustic resonators;
20 - подводящие каналы (горловая часть) резонатора Гельмгольца, представленные в виде отверстий перфорации;20 - supply channels (neck) of the Helmholtz resonator, presented in the form of perforation holes;
21 - обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы;21 - isolated crushed fragmented sound-absorbing elements;
22 - защитный звукопрозрачный футерующий слой, установленный на разделительных трубчатых и/или разделительных пластинчатых перегородках сообщающихся резонаторных или объемных расширительных камер в составе батареи акустических резонаторов в местах расположения перепускных волноводных каналов;22 - a protective sound-transparent lining layer installed on the dividing tubular and / or dividing plate walls of communicating resonator or volume expansion chambers as part of a battery of acoustic resonators at the locations of the bypass waveguide channels;
23 - защитный звукопрозрачный слой, образующий замкнутую несущую оболочку23 - protective sound-transparent layer forming a closed supporting shell
контейнерного типа;container type;
24 - межграневые пустотелые каналы, образующиеся между контактирующими гранями обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов;24 - inter-faceted hollow channels formed between the contacting faces of separate crushed fragmented sound-absorbing elements;
25 - компенсационный эвакуационный канал (дренажное отверстие);25 - compensation evacuation channel (drainage hole);
26 - крышка (откидная, шарнирно закрепленная, съемная, с использованием замковых соединений, метизов и т.п.) корпуса интегрального шумозаглушающего модуля;26 - cover (hinged, pivotally mounted, removable, using lock joints, hardware, etc.) of the body of the integrated noise-damping module;
27 - закладной каркасный элемент;27 - embedded frame element;
28 - передний бампер кузова АТС;28 - front bumper of the PBX body;
29 - кожух вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС;29 - a casing of a radiator fan of the engine cooling system;
30 - защитный футерующий воздухопродуваемый демпфирующий слой материала, перекрывающий проходное сечение горла (горловой части) акустического резонатора;30 - protective lining air-blown damping layer of material that overlaps the bore of the throat (neck) of the acoustic resonator;
31 - демпфирующая пористая пробка акустического резонатора и/или объемной расширительной камеры из вспененного открытоячеистого или волокнистого ЗПМ;31 - damping porous tube of the acoustic resonator and / or volumetric expansion chamber made of foamed open-cell or fibrous ZPM;
32 - демпфирующие каналы акустического резонатора типа сквозных отверстий перфорации;32 - damping channels of the acoustic resonator type through holes of perforation;
33 - нижний выходной вентиляционный проем моторного отсека;33 - lower output ventilation opening of the engine compartment;
34 - передний входной вентиляционный проем моторного отсека;34 - front intake ventilation opening of the engine compartment;
35 - облицовка решетки радиатора системы охлаждения ДВС;35 - lining of the radiator grill of the engine cooling system;
36 - объемная расширительная камера;36 - volumetric expansion chamber;
37 - комбинированные конструктивные элементы шумозаглушения типа панельных пористых звукопоглощающих облицовок и/или акустических резонаторных устройств;37 - combined structural elements of sound attenuation such as panel porous sound-absorbing linings and / or acoustic resonator devices;
38 - батарея акустических резонаторов;38 - battery of acoustic resonators;
39 - камера (камерная часть) резонатора Гельмгольца или объемной расширительной камеры.39 - camera (chamber part) of the Helmholtz resonator or volumetric expansion chamber.
Обозначениями на представленных фигурах приведены:The designations on the presented figures show:
le1, lе2, lе3 - длины камер 39 объемных расширительных камер 36 (R1, R2, R3);l e1 , l e2 , l e3 - lengths of
αрев - реверберационный коэффициент звукопоглощения;α roar - reverberation coefficient of sound absorption;
dКЭ - диаметр компенсационного эвакуационного канала (дренажного отверстия) 25;d KE - the diameter of the compensation evacuation channel (drainage hole) 25;
FКЭ - площадь проходного сечения компенсационного эвакуационного канала (дренажного отверстия) 25;F KE - the flow area of the compensation evacuation channel (drainage hole) 25;
FДК - суммарная площадь проходных сечений демпфирующих каналов (сквозных отверстий перфорации) 25, выполненных в стенке акустического резонатора 12, 13, 14;F DC - the total area of the passage sections of the damping channels (through holes of perforation) 25, made in the wall of the
R1, R2 и R3 - акустические (шумозаглушающие) резонаторы 12, 13, 14 и/или объемные расширительные камеры 36, образующие батарею акустических резонаторов 38, интегрированную в структуру переднего бампера АТС 28, капота кузова 5, нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС) 6, кожуха вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, при подключении их горл (горловых частей) 16 к воздушному объему полости подкапотного пространства моторного отсека 10, настроенные, в частности, на подавление низших собственных акустических мод воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека 10 fmL, fmB, fmH;R 1 , R 2 and R 3 - acoustic (noise damping)
L - габаритная длина полости подкапотного пространства моторного отсека 10;L is the overall length of the cavity of the engine compartment of the
B - габаритная ширина полости подкапотного пространства моторного отсека 10;B is the overall width of the cavity of the engine compartment of the
H - габаритная высота полости подкапотного пространства моторного отсека 10;H is the overall height of the cavity of the engine compartment of the
P1L - эпюра распределения звукового давления в полости подкапотного пространства моторного отсека 10 на первой (m=1) продольной собственной акустической моде fL;P 1L is a plot of the sound pressure distribution in the engine compartment cavity of the
P1B - эпюра распределения звукового давления в полости подкапотного пространства моторного отсека 10 на первой (m=1) поперечной собственной акустической моде fB;P 1B is a plot of the sound pressure distribution in the engine compartment cavity of the
P1H - эпюра распределения звукового давления в полости подкапотного пространства моторного отсека 10 на первой (m=1) повысотной собственной акустической моде fH;P 1H is a diagram of the sound pressure distribution in the engine compartment cavity of the
e1, e2, e3, e4, e5 - кратчайшие расстояния между близлежащими поверхностями стенок (проходными сечениями) горл (горловых частей) 16 акустических резонаторов 12, 13, 14;e 1 , e 2 , e 3 , e 4 , e 5 are the shortest distances between the adjacent wall surfaces (passage sections) of the throats (neck parts) of 16
t1, t2, t3 - кратчайшие расстояния между внутренними поверхностями стенок, формирующих проходные сечения открытых срезов горл (горловых частей) 16, в составе конкретного полуволнового акустического резонатора 13;t 1 , t 2 , t 3 - the shortest distances between the inner surfaces of the walls, forming the bore sections of open sections of the throats (neck parts) 16, as part of a specific half-wave
Pпад - падающая звуковая волна;P pad - incident sound wave;
Pотр - отраженная звуковая волна;P neg - reflected sound wave;
h - динамическая длина горла (горловой части) 16 или 20 резонатора Гельмгольца 14;h is the dynamic length of the throat (neck portion) 16 or 20 of the
Vk - объем полости камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 или объемной расширительной камеры 36;V k is the volume of the cavity of the
Fотв - площадь проходного сечения горла (горловой части) 16 или 20 резонатора Гельмгольца 14;F resp - the area of the throat (throat) 16 or 20 of the
Кпер. - коэффициент перфорации;To per. - perforation coefficient;
fR1, fR2, fR3 - первые (m=1) собственные (резонансные) частоты звуковых колебаний настроенных акустических (шумозаглушающих) резонаторов R1, R2, R3;f R1 , f R2 , f R3 - the first (m = 1) eigen (resonant) frequencies of sound vibrations of tuned acoustic (noise damping) resonators R 1 , R 2 , R 3 ;
fL - первая (m=1) собственная продольная колебательная мода воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека 10;f L is the first (m = 1) proper longitudinal vibrational mode of the air cavity of the engine compartment of the
fB - первая (m=1) собственная поперечная колебательная мода воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека 10;f B is the first (m = 1) intrinsic transverse vibrational mode of the air cavity of the engine compartment of the
fH - первая (m=1) собственная повысотная колебательная мода воздушной полости подкапотного пространства моторного отсека 10.f H - the first (m = 1) own high-rise oscillatory mode of the air cavity of the engine compartment of the
Условие подавления резонансного излучения звуковой энергии, сосредоточенной на низших (первых, m=1) собственных модах воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10 - fmL, fmB, fmH (fL fB, fH) и кратных им гармоническим составляющим ifL, ifB, ifH (где i=1, 2, 3, …), базируется на настроенном совмещении значений собственных (резонансных) частот колебаний акустических резонаторов 12, 13, 14 - fR1, fR2, fR3, и/или использования широкополосных по частотному составу шумозаглушения объемных расширительных камер 36, образующих батарею акустических резонансов 38, с указанными частотами низших (первых, m=1) собственных колебательных мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10 - fL, fB, fH, характеризуемых совпадением габаритных размеров полости подкапотного пространства моторного отсека 10 по длине L, ширине В и высоте Н, с соответствующими значениями половин длин звуковых волн (λc/2) собственных (резонансных) частот колебаний акустических резонаторов 12, 13, 14 и/или использования широкополосных по частотному составу шумозаглушения объемных расширительных камер 36. Возникающие в упругой воздушной массе объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10 АТС резонансные акустические колебания являются результатом формирования и распространения в ней (полости) продольных, поперечных и повысотных волн от источников ее динамического (механического, газодинамического) возбуждения с последующими процессами многократных отражений звуковых волн от противолежащих стенок полости подкапотного пространства моторного отсека 10 и образования резонансных стоячих звуковых волн (собственных акустических мод). Соответственно, периоды (Т) этих звуковых колебаний определяются согласно выражению (11):The condition for suppressing resonant radiation of sound energy concentrated on the lower (first, m = 1) eigenmodes of the air volume of the cavity of the engine compartment of the engine compartment 10 - f mL , f mB , f mH (f L f B , f H ) and its multiple harmonic components if L , if B , if H (where i = 1, 2, 3, ...), is based on the adjusted combination of the values of the natural (resonant) frequencies of the
где с - скорость звука, м/с.where c is the speed of sound, m / s.
Процесс отражения звуковых волн от противолежащих жестких звукоотражающих стенок подкапотного пространства моторного отсека 10 происходит в фазе с падающими волнами:The process of reflection of sound waves from opposite hard sound-reflecting walls of the engine compartment of the
Зависимость колебаний давления в такого типа отраженных звуковых волнах у противолежащих стенок моторного отсека меняется по гармоническому закону - косинусоиде (см. фиг.6…13).The dependence of the pressure fluctuations in this type of reflected sound waves at the opposite walls of the engine compartment changes according to a harmonic law - a cosine wave (see Fig.6 ... 13).
Импульсы давлений, возбуждаемые падающими звуковыми волнами Pпад1, Pпад2, Pпад3, находящиеся, в частности, у обоих открытых концов (срезов) горл (горловых частей) 16 полуволновых акустических резонаторов 13, в составе батареи акустических резонаторов 38 (см. фиг.3 и 3а), распространяются к противоположным пространственным зонам этих полуволновых акустических резонаторов 13 со скоростью звука (с). В полостях полуволновых акустических резонаторов 13 - R1, R2 и R3 импульсы давлений складываются. Вследствие того, что открытые горла (горловые части) 16 конкретного полуволнового акустического резонатора 13 находятся на малых (ограниченных величиной t≤0,068 м) расстояниях между собой по отношению к длине падающей на них звуковой волны, что обеспечивается его изогнутой U-образной формой, то фаза звуковой волны в плоскости горл (горловых частей) 16, входящей в оба горла полуволнового акустического резонатора 13, будет, по сути, одной и той же. Если время, через которое импульсы давлений проходят акустические резонаторы 13 составляетPressure pulses excited by incident sound waves P pad1 , P pad2 , P pad3 , located, in particular, at both open ends (sections) of the throats (neck parts) 16 of half-wave
то положительные импульсы давлений складываются с отрицательными давлениями в звуковых волнах и компенсируют их.then the positive pressure pulses add up with negative pressures in the sound waves and compensate for them.
Величины
Таким образом:In this way:
В связи с этим, при использовании такого типа шумозаглушающих конструкций в виде полуволновых акустических резонаторов 13, открытых с обоих концов, т.е. с двумя открытыми горлами (горловыми частями) 16 (см. рис.3), их длины выполняются равными соответствующим габаритным размерам полости подкапотного пространства моторного отсека 10, как это было уже отмечено в выражении (6):In this regard, when using this type of noise suppressing structures in the form of half-wave
Соответственно, собственные (резонансные) частоты колебаний полуволновых акустических резонаторов 13 составляют:Accordingly, the natural (resonant) frequencies of the half-wave
На практике, имея незначительную чувствительность к настройке в низкочастотном диапазоне (из-за больших значений длин звуковых волн - в рассматриваемом частотном диапазоне 50…500 Гц составляющих 0,68…6,8 м), длины трубчатых элементов полуволновых акустических резонаторов 13 могут находиться в пределах диапазона отклонений 0,8…1,2 от соответствующих габаритных размеров L, В, Н полости подкапотного пространства моторного отсека 10, без ощутимой потери точности частотной настройки и достигаемой эффективности шумозаглушения.In practice, having insignificant sensitivity to tuning in the low-frequency range (due to the large values of the sound wavelengths - in the frequency range of 50 ... 500 Hz under consideration of 0.68 ... 6.8 m), the lengths of the tubular elements of the half-wave
Подобным образом, на практике определяется длина трубчатых элементов четвертьволновых акустических резонаторов 12 в составе батареи акустических резонаторов 38, у которых один из концевых участков закрыт жестким звукоотражающим донышком 15. В этом случае, через открытый срез горла (горловой части) 16 четвертьволнового акустического резонатора 12 звуковая волна заходит в его трубчатую горловую часть (Pпад1, Pпад2, Pпад3), «добегает» (распространяется) до его закрытого жестким звукоотражающим донышком 15 концевого участка, отражается от него (Pотр1, Pотр2, Pотр3) и возвращается к открытому срезу (горловой части) - 16. Время «пробега» волны в полости указанного четвертьволнового акустического резонатора 12 туда и обратно со скоростью звука (с) определяется из выражения (18):Similarly, in practice, the length of the tubular elements of the quarter-wave
Для того, чтобы
Соответственно, собственные (резонансные) частоты звуковых колебаний такого типа четвертьволновых акустических резонаторов 12, при соблюдении условия уравнения (19), составляют:Accordingly, the natural (resonant) frequencies of sound vibrations of this type of quarter-wave
Таким образом, при соблюдении указанных условий в таком конструктивном исполнении (выборе длины) четвертьволновых акустических резонаторов 12, согласно выражению (19), частоты их собственных (резонансных) колебаний согласно выражению (20) -
На практике, четвертьволновые акустические резонаторы 12 достаточно эффективно функционируют в пределах выбора диапазона длин трубчатых элементов
При использовании в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 акустических резонаторов типа резонаторов Гельмгольца 14, их собственные (резонансные) частоты колебаний определяются согласно выражениям (7) и (8). Аналогичным образом, как и в представленных выше выражениях (17) и (20), примем условие обеспечения равенства собственных (резонансных) частот резонаторов Гельмгольца 14, определяемых согласно выражениям (7) и (8), со значениями частот низших (первых, m=1) собственных мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10, как это представлено в выражении (21)When using an integrated
Соответственно, собственные (резонансные) частоты колебаний
В отличие от рассмотренных выше конструктивных элементов акустических (шумозаглушающих) резонаторов типа 12, 13, 14, характеризуемых выраженной дискретной частотной настройкой максимума шумозаглушения, достигаемой на заданном значении частоты звуковых колебаний (в узкой частотной полосе с высокой добротностью характеристики заглушения), конструктивные акустические элементы типа объемной расширительной камеры 36 характеризуются широкополосным частотным диапазоном шумозаглушения, см. выражение (9). Их частотная характеристика шумозаглушения, наряду с чередующимися максимумами шумозаглушений, содержит при этом и чередующиеся «провалы» (нулевые значения, или даже отрицательные эффекты шумозаглушений, свидетельствующие об усилении излучения звуковой энергии), обусловленные процессами совпадения (кратности) габаритных размеров объемной расширительной камеры 36, значений полудлин частот звуковых волн (и кратных им значений), укладывающихся между противолежащими стенками полости 39 используемой объемной расширительной камеры 36. В этой связи, для исключения образования указанных резонансных совпадений, ответственных за усиленную передачу звуковой энергии, распространяемую через объемную расширительную камеру 36, (не обеспечивающих дополнительного эффекта шумоглушения) ее (полости камеры 39) габаритные размеры не должны совпадать (не быть кратными) с полудлинами λс/2 частот звуковых волн, где λс - длина звуковой волны (а также кратным им гармоникам), укладывающихся между противолежащими стенками полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10, характеризуемой габаритными размерами L, В, Н. С этой целью, рациональным с точки зрения обеспечения приемлемых шумозаглушающих свойств объемной расширительной камеры 36, в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, является выбор несовпадающих (и некратных) соотношений габаритных размеров объемной расширительной камеры 36 и габаритных размеров полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10, отличающихся не менее чем в 1.2 раза. Таким образом, исключается частотное резонансное совпадение, вызываемое габаритным (и кратным) соотношением габаритных размеров рассматриваемых полостей (подкапотного пространства моторного отсека АТС 11 и объемной расширительной камеры 36), характеризуемых одними и теми же (или кратными) значениями длин звуковых частот λс. В данном случае подразумеваются значения резонирующих частот низших собственных (резонансных) мод полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 11 и непосредственно частот низших собственных (резонансных) мод полости объемной расширительной камеры 36. Таким образом, исключается (ослабляется) резонансная передача акустической энергии из полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 11 через нижний выходной вентиляционный проем моторного отсека 33 и передний входной вентиляционный проем моторного отсека 34 в окружающее пространство (внешнюю среду) вследствие заглушения части ее энергии в объемной расширительной камере 36. В результате повышаются шумозаглушающие свойства заявляемого технического объекта - интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11. Для обеспечения увеличенного шумозаглушающего эффекта, производимого объемной расширительной камерой 36, ее габариты должны принимать, возможно, большие размеры, приемлемые (достигаемые конструктивно) по компоновочным ограничениям в АТС, с учетом их узлового конструктивного блокирования со штатными элементами АТС (передним бампером 28, нижним экраном моторного отсека - брызговиком двигателя 6, капотом кузова 5, кожухом вентилятора системы охлаждения ДВС 29) в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11. Для повышения акустической эффективности объемной расширительной камеры 36 габаритные размеры (площади проходных сечений) ее присоединительных горл (горловых частей) 16 принимаются не менее чем в три раза меньшими площадей проходных сечений полости камеры 39 объемной расширительной камеры 36. Для устранения (ослабления отрицательного эффекта) отмеченных недостатков шумозаглушения, производимого объемной расширительной камерой 36, связанных с возникновением «частотных провалов» в характеристике шумозаглушения, присоединительные горла (горловые части) 16 могут частично располагаться внутри (вдвинуты внутрь) полости камеры 39 объемной расширительной камеры 36. Также в полость камеры 39 указанной объемной расширительной камеры 36 могут помещаться дополнительные диссипативные элементы типа перфорированных перегородок, содержащих перепускные волноводные каналы разделительной трубчатой или разделительной пластинчатой перегородки 19, и/или пористых звукопоглощающих веществ (волокнистых, вспененных открытоячеистых звукопоглощающих материалов, преимущественно, обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21). Отмеченные диссипативные элементы позволяют дополнительно обеспечить (расширить) шумозаглушающий эффект в области высоких частот звукового спектра (свыше 500 Гц).In contrast to the structural elements of acoustic (noise-damping) resonators of the
Объемные расширительные камеры 36, содержащиеся в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрированного шумозаглушающего модуля АТС 11, работают (обеспечивают шумозаглушающий эффект) на принципе реализации рассогласованного скачкообразного изменения акустического (волнового) сопротивления в волноводном воздуховодном канале, по которому распространяются звуковые волны. Возникающий эффект многократных отражений звуковых волн в противоположном направлении к источнику излучения (к соответствующему входному горловому элементу - горлу (горловой части) 16), с сопутствующими диссипативными потерями, возникающими при их распространении по такого типа волноводным каналам и обеспечивают соответствующее ослабление акустической энергии, определяемое согласно выражению (9). В этом случае, используемые конструктивные элементы шумозаглушения характеризуются более широкополосной (менее выраженной дискретно-резонансной) характеристикой шумозаглушения, в отличие от выше рассмотренных типов шумозаглушающих устройств, выполненных в виде акустических резонаторов 12, 13, 14. Объемную расширительную камеру 36, при последовательном тупиковым соединении с другими типами акустических резонаторов, содержащихся в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, предпочтительно подключать на конечном тупиковом участке последовательной цепочки акустических резонаторов, для обеспечения максимального увеличения числа процессов отражения звуковых волн распространяемых по предыдущим составным элементам последовательной цепочки акустических резонаторов.
При варианте исполнения конструкции батареи акустических резонаторов 38, подключаемых последовательно друг к другу, но содержащих два концевых горла (две горловые части) 16, размещенных непосредственно на концевых участках батареи акустических резонаторов 38, объемную расширительную камеру 36 целесообразно располагать посередине такого типа последовательно-соединенной цепочки акустических резонаторов, содержащихся в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 (см. фиг.10).In the embodiment of the design of the battery of
АТС, в частности легковой автомобиль, содержит моторный отсек (фиг.1, 6…13, 15, 18), оборудованный составными конструктивными элементами АТС, образующими частично-замкнутую полость подкапотного пространства 10, в которой находится смонтированный силовой агрегат, состоящий из ДВС 9 и трансмиссионного агрегата (коробки передач) 8. Частично-замкнутая полость подкапотного пространства моторного отсека 10, образована штатными ограждающими панелями щитка передка кузова 1, рамки радиатора системы охлаждения ДВС 2, решеткой радиатора 3 в сборе с кожухом вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, облицовкой решетки радиатора 35, панелями брызговиков колес кузова (колесных арок кузова) 4, капота кузова 5, нижнего экрана моторного отсека кузова (брызговика ДВС) 6, а также присоединенным к кузову (к полости моторного отсека) передним бампером АТС 28, формирующими открытый входной передний 34 и выходной нижний 33 вентиляционные проемы моторного отсека. Смонтированный на АТС интегральный шумозаглушающий модуль 11, содержит батарею акустических резонаторов 38, включающую конструктивные элементы шумозаглушения резонаторного и/или комбинированного типа 37, сблокированные (интегрированные) с штатными коробчатыми и/или пластинчатыми структурами переднего бампера АТС 28, капота кузова 5, кожуха вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, нижнего экрана (брызговика ДВС) моторного отсека кузова 6. Батарея акустических резонаторов 38, в составе акустических резонаторов 12, 13, 14 и/или объемных расширительных камер 36, может быть сблокирована (агрегатирована) в устройстве интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 совместно с единым обособленным штатным узловым элементом АТС -бампером 28, капотом кузова 5, кожухом вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, нижним экраном (брызговиком ДВС) моторного отсека 6, или одновременно сблокирована (агрегатирована) в устройстве интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 с несколькими указанными выше штатными узловыми элементами АТС, например бампером 28 и капотом кузова 5, бампером 28 и кожухом вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, бампером 28 и нижним экраном (брызговиком ДВС) моторного отсека 6 или в любых других сочетаниях указанных выше штатных узловых элементов АТС. При этом открытые срезы горл (горловых частей) 16 акустических резонаторов 12, 13, 14 и/или объемной расширительной камеры 36 батареи акустических (шумозаглушающих) резонаторов 38, обращены внутрь и сообщены с частично замкнутой воздушной полостью подкапотного пространства моторного отсека 10.ATS, in particular a passenger car, contains a motor compartment (Fig. 1, 6 ... 13, 15, 18) equipped with composite structural elements of the ATS, forming a partially-closed cavity of the
Батарея акустических резонаторов 38, в составе интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, может быть, в частности, образована пустотелыми трубчатыми элементами в виде четвертьволновых акустических резонаторов 12 (фиг.2, фиг.2а), одними (открытыми) своими концевыми участками подключенными (сообщенными) с воздушным объемом полости подкапотного пространства моторного отсека 10 посредством своих горловых элементов - горл (горловых частей) 16, а с другой стороны закрытыми (заглушенными) жесткими звукоотражающими донышками (перегородками) 15, выполненными из жесткой плотной звукоотражающей структуры материала, например полимера, металла. Такого типа конструктивная концепция батареи акустических резонаторов 38, представленная четвертьволновыми акустическими резонаторами 12, характеризуемыми, например, тремя динамическими длинами
Батарея акустических резонаторов 38, в составе интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, может быть также образована несколькими, в частности, тремя, открытыми с обеих сторон пустотелыми трубчатыми элементами в виде полуволновых акустических резонаторов 13 (фиг.3, фиг.3а), подключенных своими обоими открытыми концами - горлами (горловыми частями) 16 к воздушному объему полости подкапотного пространства моторного отсека 10 посредством указанных горл (горловых частей) 16, представленных, в частности, тремя длинами
Батарея акустических резонаторов 38 может быть также, в частности, образована несколькими, в частности тремя, пустотелыми объемными элементами в виде резонаторов Гельмгольца 14 (фиг.4, фиг.4а), подключенных своими горлами (горловыми частями) 16 или подводящими каналами (горловой частью) 20, представленными распределенными по поверхности стенки сквозными отверстиями перфорации (преимущественно, круглой или иной геометрической формы, например, выполненных в виде щелевых просечек с отгибами) или ячейками сетчатой основы, характеризуемых динамической длиной горла h («динамической толщиной» отверстия перфорации), площадью проходного сечения Fотв и объемом камеры 39 Vk, к воздушному объему полости подкапотного пространства моторного отсека 10, которая, в частности, характеризуется тремя собственными частотами колебаний (низшими собственными модами) fL, fB, fH. Соответственно, технические параметры резонаторов Гельмгольца 14 - R1, R2 и R3, формируемые выбором определенных сочетаний геометрических параметров объемов их камер 39, динамических длин и площадей проходных сечений горл (горловых частей) 16 или подводящих каналов (горловых частей) 20, должны быть соответствующим образом взаимосвязаны с габаритными размерами ширины В, длины L и высоты Н полости подкапотного пространства моторного отсека 10, формирующими значения собственных (резонансных) частот колебаний (ее низших - первых m=1, собственных мод) с тем, чтобы обеспечивался частотно-настроенный динамический процесс подавления звуковой энергии, образующейся на указанных низших собственных (резонансных) частотах (низших собственных модах) звуковых колебаний fL, fB, fH воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10 с соответствующим динамическим (демпфирующим) воздействием на него подключенных резонаторов Гельмгольца 14, характеризуемых идентичными (близкими по значениям) собственными (резонансными) частотами -
В тех случаях конструктивных исполнений габаритных размеров полостей подкапотного пространства моторных отсеков АТС 11, когда их отдельные три параметра, характеризующие воздушный объем указанной полости (L, В, Н), равны или отличаются между собой несущественно (не более чем в 1.2 раза), то, соответственно, возможно применение меньшего (менее трех) числа акустических резонаторов с отличающимися между собой значениями собственных (резонансных) частот их акустической настройки направленных на подавление соответственно меньшего числа отличающихся низших собственных (резонансных) мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10. Когда, например, два габаритных параметра (например, L и В, или L и Н, или В и Н) будут равны или отличаться незначительно (менее чем в 1.2 раза), то, соответственно, возникает необходимость в подавлении только двух отличающихся низших (m=1) собственных (резонансных) мод. В тех случаях, когда все три габаритных параметра, формирующих воздушный объем полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10, будут равны между собой (L=В=Н) и указанная полость будет представлена кубической фигурой (или все три габаритных размера L, В, Н будут отличаться друг от друга не более чем в 1.2 раза), то, соответственно, возникает необходимость в подавлении только одной резонирующей низшей (m=1) собственной моды (fL=fB=fH). Допуск на компенсацию отличия габаритных размеров L, В, Н полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10, вызывающий соответствующее различие параметров ее низших собственных мод (значений собственных резонансных звуковых частот указанной полости), определяется (обеспечивается) происходящим расширением частотной полосы настройки акустических резонаторов 12, 13, 14 в составе батареи акустических резонаторов 38, обусловленной применением в ней (батарее акустических резонаторов 38) дополнительных резистивных диссипативных элементов - защитных звукопрозрачных футерующих слоев 22 и 30, компенсационных (эвакуационных) каналов 25, демпфирующих пористых пробок 31, демпфирующих каналов 32, наличием в полостях камер 39 обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21. Перечисленные факторы (конструктивные элементы) уменьшают добротность амплитудно-частотных характеристик указанных акустических резонаторов 12, 13, 14, с обеспечением соответствующего расширения частотных полос настройки и эффективного шумодемпфирования. Также использование в составе батареи акустических резонаторов 38 объемных расширительных камер 36, характеризующихся широкополосным по частоте эффектом заглушения акустической энергии, способствует дополнительному подавлению низкочастотных резонансов воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10, что, при необходимости (в отдельных случаях), может сокращать число используемых акустических резонаторов 12, 13, 14, отличающихся по параметрам частотной настройке. Таким образом, это позволяет в определенной степени снизить требования к необходимой точности соблюдения частотной настройки акустических резонаторов 12, 13, 14 по эффективному подавлению низкочастотных резонансов воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10 на fL, fB, fH.In those cases of the design of the overall dimensions of the cavities of the engine compartment of the
Общее количество акустических резонаторов (RΣ) 12, 13, 14, в составе одной батареи акустических резонаторов 38 одного интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, с идентичными и/или отличающимися значениями собственных (резонансных) частот колебаний (fR) - не ограничивается. Их открытые горла (горловые части) 16 могут быть определенным образом пространственно рассредоточены в полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10, как с целью исключения негативного взаимодействия ближних акустических (гидродинамических) полей их горл (горловых частей) 16, так и с целью заданной локализации горл (горловых частей) 16 в определенных пространственных зонах подкапотного пространства моторного отсека АТС 10, характеризующихся выраженной (выделяющейся) частотной областью и/или наиболее высоким уровнем интенсивности излучаемой акустической энергии в данной пространственной зоне подкапотного пространства моторного отсека АТС 10. Общее количество интегральных шумозаглушающих модулей АТС 11, которым может быть оборудовано данное АТС, также не ограничивается. Они могут быть представлены как идентичными конструкциями интегральных шумозаглушающих модулей АТС 11, так и отличающимися по конструктивному исполнению, содержащие в составе батарей акустических резонаторов 38 различного типа акустические резонаторы 12, 13, 14 и/или объемные расширительные камеры 36 (как с пустотелыми камерами 39, так и заполненными обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21).The total number of acoustic resonators (R Σ ) 12, 13, 14, as a part of one battery of
Батарея акустических резонаторов 38 может быть, также, образована несколькими, например тремя, пустотелыми объемными элементами в виде соответствующего типа объемных расширительных камер 36 (фиг.5, фиг.10), подключенных своими трубчатыми элементами - горлами (горловыми частями) 16 к воздушному объему полости подкапотного пространства моторного отсека 10.The battery of
Взаимное пространственное расположение открытых горл (горловых частей) 16 акустических резонаторов в составе конструкции батареи акустических резонаторов 38, обращенных в полость (сообщенных с полостью) подкапотного пространства моторного отсека 10, с близкими (отличающимися не более чем в 1.2 раза) значениями собственных (резонаторных) частот, должно быть соответствующим образом упорядочению пространственно разнесено (распределено) в габаритах батареи акустических резонаторов 38, составленной, например, из четвертьволновых акустических резонаторов 12 и/или полуволновых акустических резонаторов 13 и/или резонаторов Гельмгольца 14. Кратчайшие (минимальные) расстояния между близлежащими внутренними поверхностями стенок (проходными сечениями каналов) горл (горловых элементов) 16, приведенных на фиг.2, 2а, 3, 3а, 4, 4а, трех акустических резонаторов - e1, e2, e3, находящихся в составе батареи акустических резонаторов 38 - четвертьволновых акустических резонаторов 12, полуволновых акустических резонаторов 13 и резонаторов Гельмгольца 14 (R1, R2 и R3) должны удовлетворять геометрической прогрессии, согласно выражениям (23, 24, 25):Mutual spatial arrangement of open throats (neck parts) of 16 acoustic resonators as part of the design of a battery of
где kp=0,9…1,1 - коэффициент изменения расстояния исходя из практического опыта сохранения эффекта шумозаглушения, обеспечиваемого каждым единичным акустическим резонатором 12, 13, 14;where k p = 0.9 ... 1.1 is the coefficient of change in distance based on practical experience in maintaining the sound damping effect provided by each individual
fR1, fR2, fR3 - собственные (резонансные) частоты акустических резонаторов R1, R2, R3, Гц;f R1 , f R2 , f R3 — eigen (resonant) frequencies of the acoustic resonators R 1 , R 2 , R 3 , Hz;
с - скорость звука, м/с.s is the speed of sound, m / s.
Указанные взаимные пространственные расположения достигаются путем выбора рациональных удалений друг от друга горл (горловых частей) 16 e1, e2, e3 акустических резонаторов 12, 13, 14, содержащихся в составе батареи акустических резонаторов 38, с близкими по значениям (отличающимися друг от друга не более чем на 20%) собственными (резонансными) частотами колебаний. Это позволяет им уже негативно не взаимодействовать друг с другом, в силу уже достигнутого достаточного пространственного удаления их горл (горловых частей) 16 между собой. В тех случаях когда в состав батареи акустических резонаторов 38 включены двухгорловые резонаторные конструкции в виде полуволновых акустических резонаторов 13, то взаимное расположение между собой их собственных двух горл (в составе конкретного полуволнового акустического резонатора) должно находиться, по возможности, на минимальных расстояниях, которое может быть достигнуто, например, приданием трубчатому элементу изогнутой U-образной формы. В этом случае, распространяющиеся звуковые волны, одновременно входящие в открытые горла (горловые части) 16 такого типа полуволнового акустического резонатора 13, в наименьшей мере отличаются по фазе звуковой волны (входят в горла (горловые части) 16 по сути синфазно). Соответственно, во время распространения и независимого пробега звуковых волн в полости такого типа полуволнового трубчатого элемента полуволнового акустического резонатора 13 навстречу друг другу произойдет их взаимная компенсация в серединной зоне трубчатого элемента (в четвертьволновой зоне длины звуковой волны) на возбужденной в полости собственной частоте звуковых колебаний. Это и обусловит соответствующий шумозаглушающий эффект на заданной собственной (резонансной) частоте полуволнового акустического резонатора 13. Ввиду того что батарея акустических резонаторов 38 предназначена, преимущественно, для подавления резонирующих низших собственных мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10 легкового автомобиля fL, fB, fH, которые находятся в частотном диапазоне 50…500 Гц, формируемом габаритными геометрическими размерами указанной полости 10, охватывающих, в частности, габаритный диапазон 0,5…2,0 м, то наиболее чувствительной к фазовой настройке являются звуковые частоты с более высокими значениями звуковых частот указанного частотного диапазона, характеризуемые меньшей длиной звуковой волны. Исходя из рассматриваемого частотного диапазона звукового излучения f=50…500 Гц и соответствующего ему диапазона изменения длин звуковых волн λ=6,8…0,68 м, принятая величина кратчайшего (минимального) расстояния (t) между внутренними поверхностями стенок, (проходными сечениями) открытых срезов горл (горловых частей) 16 полуволнового акустического резонатора 13 выбирается равной:These mutual spatial arrangements are achieved by choosing rational distances from each other of the throat (neck parts) 16 e 1 , e 2 , e 3 of the
где λ500=0,68 м - длина звуковой волны на частоте f=500 Гц (при температуре воздуха +20°С).where λ 500 = 0.68 m is the sound wavelength at a frequency f = 500 Hz (at air temperature + 20 ° C).
В тех частных конструктивных исполнениях горл (горловых частей) 16 и 20 резонаторов Гельмгольца, когда они представлены не единичными трубчатого типа горловыми элементами - горлами (горловыми частями) 16, а подводящими каналами (горловыми частями) 20, в виде распределенных по поверхности камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 сквозных отверстий перфорации, их рационализированное пространственное удаление от возможных других горловых элементов - горл (горловых частей) 16, 20, обладающих близкими значениями собственных (резонансных) частот акустических резонаторов 12, 13, 14, сблокированных в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, исключающее взаимное негативное интенсивное динамическое взаимодействие их гидродинамических (ближних акустических) полей, определяется исходя из учета ближайших (минимальных) расстояний внешнего контура замкнутого многоугольника, стороны которого охватывают внешние периметрические зоны крайних периферийных отверстий перфорации подводящих каналов (горловой части) 20, до соответствующих горловых элементов - горл (горловых частей) 16, 20 остальных других акустических резонаторов 12, 13, 14, находящихся в составе батареи акустических резонаторов 38, согласно приведенной схеме на фиг.46.In those particular designs of the throats (throat parts) of the 16 and 20 Helmholtz resonators, when they are represented not by single tubular type throat elements - the throats (throat parts) 16, but by the supply channels (throat parts) 20, in the form of resonators distributed over the surface of the
В этом случае, предлагаемая компоновка (пространственное расположение) и такое конструктивное исполнение акустических резонаторов 12, 13, 14 (R1, R2, R3) и объемных расширительных камер 36 в составе интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, позволяет им функционировать достаточно независимо без негативного взаимовлияния их собственных ближних гидродинамических (акустических) полей звуковых давлений в зонах близкорасположенных горл (горловых частей) 16, как при вариантах существенно отличающихся между собой (не менее чем на 20%) значениях собственных (резонансных) частот fR1, fR2, fR3 акустических резонаторов R1, R2, R3 - в компоновочных вариантах близкорасположенных горл (горловых частей) 16 каждого из акустических резонаторов R1, R2, R3, так и при вариантах близких (отличающихся не более чем на 20%) значениях собственных (резонансных) частот fR1, fR2, fR3 каждого из рассматриваемых акустических резонаторов R1, R2, R3 - в тех случаях, когда их горла (горловые части) 16 пространственно удалены друг от друга на заданные расстояния e1, e2, e3. В результате, обеспечивается эффективное и широкополосное заглушение звуковой энергии, не содержащее заметных «провалов» в частотных характеристиках заглушения, ввиду указанного выше исключения процессов динамического взаимодействия и взаимовлияния отдельных акустических резонаторов R1, R2, R3 в вариантах конструктивного исполнения как близко расположенных, с существенно отличающимися собственными (резонансными) частотами (более чем в 1.2 раза), так и горл (горловых частей) 16 достаточно пространственно удаленных друг от друга, с близкими значениями (отличающимися не более чем на 20%) собственных (резонансных) частот колебаний fR1, fR2, fR3, определяемых согласно выражениям (7), (17), (20), (22), (23), (24), (25), (26).In this case, the proposed arrangement (spatial arrangement) and such a design of the
Для дополнительного увеличения эффекта демпфирования резонансных колебаний в полостях горл (горловых частей) 16 акустических резонаторов 12, 13, 14, и/или объемных расширительных камер 36, с получением более широкого частотного диапазона шумозаглушения, меньшей чувствительности к частотной расстройке акустических резонаторов 12, 13, 14 и ослабления негативного процесса динамического взаимодействия близкорасположенных горл (горловых частей) 16 акустических резонаторов 12, 13, 14, связанного с потерей шумозаглушающего эффекта и возможным потенциальным дефектом усиления излучения звука, трубчатые горловые элементы - горла (горловые части) 16 могут быть дополнительно перекрыты защитным футерующим воздухопродуваемым демпфирующим слоем 30. Для реализации этих же целей, в полостях трубчатых элементов акустических резонаторов 12, 13, 14 могут дополнительно устанавливаться демпфирующие пористые пробки 31, изготовленные из пористых открытоячеистых вспененных или волокнистых ЗПМ. Стенки трубчатых элементов акустических резонаторов 12, 13, 14 могут также содержать дополнительные демпфирующие каналы 32, представленные, в частности, сквозными отверстиями перфорации (преимущественно, круглой или иной геометрической формы, например, выполненные в виде щелевых просечек с отгибами, как это представлено на фиг.2а, 3а, 4а, 6, 8, 14, 15, 16). Положительные функции диссипативного демпфирования акустических колебаний, с эффектом шумоподавления, достигающим 10 дБ, могут, в частности, сопутствующе выполнять компенсационные эвакуационные каналы (дренажные отверстия) 25, расположенные в стенках указанных трубчатых или камерных элементов акустических резонаторов 12, 13, 14 (см. фиг.2а, 4а, 9, 11, 13, 14, 16). При этом возможно различное расположение такого типа демпфирующих элементов 30, 32 относительно открытого среза горла (горловой части) 16 акустического резонатора (относительно жесткого звукоотражающего донышка 15 - четвертьволнового акустического резонатора 12) для обеспечения эффективной диссипации энергии акустических колебаний. Суммарная площадь проходных сечений демпфирующих каналов 32 (FДК), выполненных в стенках акустических резонаторов 12, 13, 14, не должна превышать 0,1 площади проходного сечения волноводного трубчатого горла (Fотв) акустического резонатора 12, 13, 14, в котором они выполнены:To further increase the effect of damping of resonant vibrations in the throat (throat) cavities 16 of
Соблюдение данного условия (27) может не только предотвратить заметную частотную расстройку акустического резонатора 12, 13, 14, настроенного на подавление звукового излучения одной из низших собственных резонансных мод fL, fB, fH воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10, возникающую, в частности, за счет чрезмерного укорочения «динамической длины» горла (горловой части) 16 акустического резонатора 12, 13, 14 (отсечения части колеблющейся массы столба воздуха в полости трубчатого элемента с учетом присоединенной массы воздуха в зоне открытого среза горлового элемента). При «чрезмерной» степени перфорации стенки трубчатого волноводного канала в заданной зоне горла (горловой части) 16 будет, по сути, отсечена (изолирована) оставшаяся часть воздушного столба, находящегося в трубчатом волноводном канале от резонансного колебательного движения воздуха в нем. В этом случае, зона высокой степени перфорации стенки трубчатого волноводного канала горла (горловой части) 16 будет являться уже самостоятельным укороченным открытым концевым срезом горла (горловой части) 16 акустических резонаторов 12, 13, 14, а его отсеченная часть - останется исключенной (пассивной) от колебательного движения.Observance of this condition (27) can not only prevent a noticeable frequency detuning of the
Демпфирующие пористые пробки 31 и демпфирующие каналы 32 акустических резонаторов 12, 13, 14 предпочтительнее располагать в зонах пучностей звукового давления, локализирующегося в полостях трубчатых волноводных элементов акустических резонаторов 12, 13, 14 на их собственных (резонансных) модах акустических колебаний. Для четвертьволновых акустических резонаторов 12 и полуволновых акустических резонаторов 13 - зонами локализаций пучностей звуковых давлений на первых и вторых собственных колебательных модах являются, в частности, участки, расположенные на расстояниях, равных lR/2 и lR/4, от плоскостей открытых срезов горл (горловых частей) 16 (от поверхности жесткого звукоотражающего донышка 15 - при варианте применения четвертьволнового акустического резонатора 12).The damping
Полость резонаторной камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 и/или камеры 39 объемной расширительной камеры 36 может быть полностью или частично заполнена пористым звукопоглощающим веществом, предпочтительно представленным обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21, изготовленными из идентичных или различных типов и марок пористых ЗПМ, с идентичными или отличающимися физическими характеристиками, химическим составом, пористостью, количеством и сочетанием типов структур пористых слоев в составе одной или многослойных комбинаций, идентичной или отличающейся геометрической формы и габаритных размеров, находящихся преимущественно в размерном габаритном диапазоне 5…100 мм.The cavity of the
Батарея акустических резонаторов 38, состоящая из акустических резонаторов может быть образована, как исключительно идентичными (фиг.2, 2а, 3, 3а, 4, 4а, 5), так и отличающимися, сочетаниями типов и разновидностей составных акустических резонаторов (фиг.4б, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14), например, двумя типами - четвертьволновыми акустическими резонаторами 12 и полуволновыми акустическими резонаторами 13, или четвертьволновыми акустическими резонаторами 12 и резонаторами Гельмгольца 14, или четвертьволновыми акустическими резонаторами 12 и объемными расширительными камерами 36, или полуволновыми акустическими резонаторами 13, и резонаторами Гельмгольца 14, или полуволновыми акустическими резонаторами 13, и объемными расширительными камерами 36, или резонаторами Гельмгольца 14 и объемными расширительными камерами 36, или тремя типами - четвертьволновыми акустическими резонаторами, полуволновыми акустическими резонаторами и резонаторами Гельмгольца, или четырьмя типами - четвертьволновыми акустическими резонаторами, полуволновыми акустическими резонаторами, резонаторами Гельмгольца и объемными расширительными камерами.A battery of
Интегральный шумозаглушающий модуль АТС 11, преимущественно резонаторного или комбинированного типа, содержащий батарею акустических резонаторов 38, может быть выполнен в виде несущей формованной корпусной оболочки разнообразной геометрической формы, учитывающий его использование (компоновку) в стесненных ограниченных пространствах моторного отсека, а также с учетом приемлемого экстерьерного дизайна и габаритных размеров АТС, в комбинации (агрегатированием) со штатными многофункциональными панелями (деталями, узлами) АТС, совмещающими, например, полезные функции пассивной безопасности, и/или, в той или иной степени, улучшающими аэродинамические характеристики АТС, а также выполняющие определенные защитные или декоративные функции. Внутри корпуса интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, преимущественно резонаторного или комбинированного типа, содержащего батарею акустических резонаторов 38, включающих заданный набор (идентичных или отличающихся типов и разновидностей) акустических резонаторов 12, 13, 14 и объемных расширительных камер 36, могут быть дополнительно установлены разделительные трубчатые перегородки 17 и/или разделительные пластинчатые перегородки 18, выполненные сплошными или содержащими дополнительные перепускные волноводные каналы 19, представленные, например, сквозными отверстиями перфорации (преимущественно, круглой или иной геометрической формы, в частности, в виде щелевых просечек с отгибами) или ячейками сетчатой основы (фиг.10, 12, 14). Внутренняя полость, по крайней мере, одной камеры 39, (резонатора Гельмгольца 14 или объемной расширительной камеры 36) в составе конструкции батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, комбинированного типа, интегрированного (агрегатированного), например, в единый узловой объект с кожухом вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, и/или образуемой стенками корпуса переднего бампера кузова АТС 28, и/или стенками разделительных трубчатых перегородок 17 и/или разделительных пластинчатых перегородок 18, находящихся внутри полости указанной резонаторной камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 или объемной расширительной камеры 36, может быть полностью или частично заполнена заданным одним типом пористого звукопоглощающего вещества, образованного, преимущественно, обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21. Они также могут быть изготовлены как из идентичных, так и из различных типов и марок пористых воздухопродуваемых волокнистых и/или вспененных открытоячеистых структур ЗПМ, наделенных как одинаковыми (близкими), так и существенно отличающимися физическими характеристиками, химическим составом, пористостью, количеством и сочетанием типов структур пористых слоев в составе, например, многослойных пористых структур, заданных определенных габаритных размеров, которые преимущественно (более 50% от занимаемого объема полости камеры 39) находятся в размерном габаритном диапазоне 5…100 мм, в виде как идентичных, так и различных (отличающихся) геометрических форм и габаритов, которые компромиссно удовлетворяют задаваемым требованиям технического задания на разработку или техническими условиями производства по компоновочно-монтажным, технологическим, акустическим (в отношении достижения максимального шумопоглощающего эффекта) возможностям их расположения внутри полости камеры 39. При этом, они могут являться конечными продуктами вторичной рециклированной утилизационной переработки технологических отходов и технологического брака производства волокнистых, вспененных открытоячеистых ЗПМ и/или деталей из ЗПМ, а также быть изготовленными из соответствующих деталей (панелей, обивок, прокладок), содержащих пористые ЗПМ, путем вторичной рециклированной утилизационной переработки пакетов шумоизоляции кузова (кабины водителя, пассажирского помещения, моторного отсека, багажного отделения), демонтированных с АТС, завершивших свой жизненный цикл и подлежащих, в связи с этим, процессам утилизации, после демонтажа их из состава шумопонижающих пакетов (комплектов). Также они могут быть изготовлены из аналогичного типа утилизируемых штатных шумопонижающих пакетов, применяемых и в других шумоактивных средствах транспорта (железнодорожного, авиационного, тракторов, комбайнов, передвижной коммунальной и дорожно-строительной техники, и т.п.), шумоактивных агрегатах и системах энергетических установок (стационарных ДВС, стационарных и передвижных компрессорных установок и т.п.), строительных объектах (звукотеплоизоляционные волокнистые и/или вспененные открытоячеистые панели для стеновых акустических футеровок, межэтажных перекрытий, лифтовых шахт, вентиляционных систем и т.п.). Внутренняя полость, по крайней мере, одной камеры 39 резонатора Гельмгольца 14, содержащегося в составе батареи акустических резонаторов 38, или полость камеры 39 объемной расширительной камеры 36 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 комбинированного типа, может быть также полностью или частично заполнена исключительно только «новыми», произведенными из типичного исходного сырья, используемого в технологиях изготовления пористых звукопоглощающих материалов, (а не из утилизируемых деталей и материалов) обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21, которые произведены из типичного исходного сырья производства пористых ЗПМ, представленного, например, в виде полуфабрикатного плосколистового (в листах, рулонах) материала, путем последующего проведения с ним дальнейших технологических операций дробления/вырубки/нарезки, которые аналогичным образом могут быть хаотично или упорядоченно распределены внутри полостей камер 39 резонатора Гельмгольца 14 и/или полостей камер 39 объемных расширительных камер 36 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, с соответствующим образованием шумозаглушающих устройств комбинированного типа. Межграневые пустотелые каналы 24, образующиеся между контактирующими гранями обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21, по которым распространяются звуковые волны, дополнительно повышают эффективность поглощения звуковой энергии. Внутренняя полость, по крайней мере, одной камеры 39 (полости камеры резонатора Гельмгольца 14 и/или полости камеры 39 объемной расширительной камеры 36) в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 может быть полностью или частично заполнена смесью задаваемых дозированных сочетаний обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21, полученных из исходного утилизируемого сырья, в состав которых добавляется некоторое количество «новых» обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21, полученных из листового полуфабриката пористой звукопоглощающей структуры. Интегральный шумозаглушающий модуль АТС 11 резонаторного или комбинированного типа (с дополнительным включением в полости камер 39 резонаторов Гельмгольца 14 и/или объемных расширительных камер 36 обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21), в составе батареи акустических резонаторов 38, может содержать замкнутые внутренние полости резонаторных и/или объемных расширительных камер 39 как составной разборной, так и монолитной неразборной конструкции. При этом заполнение внутренней полости такого типа камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 и/или объемной расширительной камеры 36, в составе интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, интегрированного, в частности, в единый узел с передним бампером кузова АТС 28 и/или кожухом вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, соответствующего типа обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21, может производиться в процессе его непосредственного изготовления в качестве промежуточной технологической операции. Также, несущий корпус интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, интегрированного, в частности, в единый узел с передним бампером кузова АТС 28 и/или кожухом вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, может содержать съемную и/или открывающуюся крышку 26 (откидную, закрепленную на шарнирах, с использованием замковых соединений, метизов и т.п.), для обеспечения необходимого наполнения/опорожнения внутренних полостей камер 39 резонаторов Гельмгольца 14 и/или объемных расширительных камер 36, находящихся в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, например, уже в стадии эксплуатации АТС (проведения, при необходимости, периодической смены, упрощения процессов разделения разнородных структур материалов при утилизации деталей и узлов). Поверхности разделительных трубчатых перегородок 17 и/или разделительных пластинчатых перегородок 18, сообщающихся и/или разделенных (разнесенных в отдельные зоны интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 батареи акустических резонаторов 38) камер 39 резонаторов Гельмгольца 14 и/или камер 39 объемных расширительных камер 36 в местах расположения в них перепускных волноводных каналов 19, непосредственно контактирующих с обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21, могут быть полностью или частично перекрыты защитным звукопрозрачным футерующим слоем 22, выполненным в виде сплошной, динамически податливой, газовлагонепроницаемой пленки толщиной не более 1 мм, например, полиэстеровой алюминизированной, уретановой, поливинилхлоридной или соответствующего типа звукопрозрачного газопродуваемого нетканого полотна типа «малифлиз», «филтс», или в виде тканевой структуры, например, стеклоткани, базальтоволокнистой ткани, или в виде газопродуваемой микроперфорированной пленочной или фольговой структуры материала, например, поливинилхлорида, алюминия, меди, латуни, или в виде тонкого (толщиной не более 1 мм) слоя пористой структуры волокнистого или вспененного открытоячеистого газопродуваемого звукопоглощающего материала (толщиной не более 10 мм) и/или в виде их комбинированных слоистых сочетаний, обеспечивающих, например, предотвращение возможного высыпания из полости колеблющейся (подвергаемой динамическим нагрузкам) камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 и/или камеры 39 объемной расширительной камеры 36, помещенных в них обособленных фрагментированных дробленых звукопоглощающих элементов 21 или их частей, исключение выдувания из их пористой структуры отдельных волокон или ячеек воздушным потоком, а также исключение возможного попадания и накапливания (впитывания) в их пористую открытоячеистую вспененную или пористую волокнистую звукопоглощающую структуру различных жидкостей (влаги из внешней среды, технологических жидкостей - топлива, смазочно-охлаждающих жидкостей и т.п.), мелких аморфных частиц, насекомых, для исключения разрушения их пористой структуры вследствие возможного процесса последующего замерзания попавшей в поры влаги при низких (знакопеременных) температурах эксплуатации АТС, оборудованного такого типа интегральным шумозаглушающим модулем АТС 11, в составе переднего бампера кузова АТС 28 и/или кожуха вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, и/или нижнего экрана моторного отсека (брызговика ДВС) 6, и/или капота кузова 5.The
Защитный звукопрозрачный футерующий слой 22, применяемый в виде соответствующего типа облицовки поверхностей перфорированных участков разделительных трубчатых перегородок 17 и/или разделительных пластинчатых перегородок 18, в составе сообщающихся резонаторных камер 39 резонаторов Гельмгольца 14 и/или камер 39 объемных расширительных камер 36 в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 комбинированного типа, содержащих пористое звукопоглощающее вещество, в зонах расположения перепускных волноводных каналов 19, может быть смонтирован как с внутренней поверхности (со стороны размещения обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21), так и с внешней поверхности противоположной (тыльной) стороны стенки трубчатой 17 и/или пластинчатой 18 разделительных перегородок (см. фиг.14). Также, может производиться закладка (установка) в полости камер 39 резонаторов Гельмгольца 14 и/или камер 39 объемных расширительных камер 36 батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 комбинированного типа обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21, изготовленных из пористых ЗПМ, уже предварительно помещенных в защитный звукопрозрачный слой, образующий замкнутую несущую оболочку контейнерного типа 23, изготовленную из указанных выше видов звукопрозрачных материалов. В ряде случаев, это облегчает (упрощает) их монтаж или необходимую замену в стадии изготовления и/или эксплуатации интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 (см. фиг.14).Protective sound-
Обособленные фрагментированные дробленые звукопоглощающие элементы 21, могут в свободном (засыпном) виде находиться в полости (полостях) камер 39, по крайней мере, одного резонатора Гельмгольца 14 и/или одной объемной расширительной камеры 36 в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11. В этом случае, может происходить их динамическое контактное смещение относительно друг друга в процессе эксплуатации АТС, вызывающее сопутствующее демпфирование вибраций корпусных элементов и/или оказывать аналогичного типа демпфирующее воздействие на газодинамическое пульсирующее возбуждение, создаваемое воздушными потоками, распространяющимися в полости подкапотного пространства моторного отсека 10. Также возможны и их другие конструктивно-технологическое исполнения, например, путем создания взаимно-неподвижного закрепления обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21 на соприкасаемой к ним поверхности защитного звукопрозрачного слоя 23, с последующим образованием соответствующей замкнутой несущей оболочки контейнерного типа 23. Может иметь место также конструктивно-технологическое исполнение заявляемого технического устройства, предусматривающего взаимное неподвижное адгезионное закрепление друг с другом каждого, по крайней мере большинства, (т.е. более 50% от их общего числа) обособленных фрагментированных дробленых звукопоглощающих элементов 21, с образованием брикетированного модуля (монолитного пористого брикета). Такого типа конструктивно-технологическое исполнение может достигаться применением соответствующего технологического процесса, с использованием того или иного типа адгезивного вещества, например термоадгезивного (термоактивного), представленного в виде волокнистого (например, полипропиленовые волокна) материала, соответствующим (равномерным) образом распределенного в объеме полости камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 и/или камеры 39 объемной расширительной камеры 36, содержащихся в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, или определенным поверхностным образом распределенного или нанесенного на поверхностях обособленных фрагментированных дробленых звукопоглощающих элементов 21 порошкообразного термоактивного вещества, соединяющих их контактирующие зоны поверхностей граней, при создании заданных температурных (при необходимости, избыточного давления) производственно-технологических режимов, реализуемых соответствующими технологическими процессами. Могут быть применены и другие технические приемы (технологические процессы) формования монолитных пористых брикетов из хаотично или упорядоченно распределенных и соответствующим образом скрепленных между собой и/или с поверхностью защитного звукопрозрачного слоя 23, с образованием замкнутой несущей оболочки контейнерного типа, обособленных фрагментированных дробленых звукопоглощающих элементов 21, например, путем поверхностных аэрозольных напылений соответствующих адгезивных веществ (использования липкого клеевого слоя, нанесенного на поверхности защитного звукопрозрачного слоя, представленного в виде замкнутой несущей оболочки контейнерного типа 23). Возможны конструктивные варианты исполнения и последующего использования пористого монолитного брикета, не содержащего внешнего защитного облицовочного слоя 22 или 23 (если этого не требует техническое задание на разработку объекта или этого не предусматривает технические условия его производства).Separate fragmented crushed sound-absorbing
Для удобства реализации процессов монтажа/демонтажа пористые звукопоглощающие монолитные брикеты, составленные из скрепленных между собой обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21, могут быть соответствующим образом отформованными и представленными из нескольких составных образующих элементов, устанавливаемых впоследствии зазорно или сопрягаемых беззазорно друг относительно друга внутри полости несущей оболочки контейнерного типа 23 в корпусе интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11.For ease of implementation of installation / disassembly processes, porous sound-absorbing monolithic briquettes composed of separate crushed fragmented sound-absorbing
Для обеспечения соответствующего упорядоченного распределения обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21 внутри объема полости камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 и/или камеры 39 объемной расширительной камеры 36 батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 и/или для создания необходимого увеличения жесткости модульной конструкции заявляемого технического устройства, например, в составе переднего бампера кузова АТС 28, сблокированного с батареей акустических резонаторов 38 в составе интегрального шумозаглушающего модуля 11, может содержать один или несколько дополнительных закладных каркасных элементов 27, преимущественно перфорированного типа, с коэффициентом перфорации Кпер.≥0,2, обеспечивающего ему приемлемые свойства звукопрозрачности.To ensure an appropriate ordered distribution of isolated crushed fragmented sound-absorbing
Корпусные детали интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, содержащего батарею акустических резонаторов 38 резонаторного (с пустотелыми камерными элементами) или комбинированного типа (частично или полностью заполненными пористым звукопоглощающим веществом камер 39), состоящую исключительно только из четвертьволновых акустических резонаторов 12, и/или только из полуволновых акустических резонаторов 13, и/или только из резонаторов Гельмгольца 14, и/или только из объемных расширительных камер 36, или выполненной в виде их разнообразных (смешанных) комбинаций, в составе различного типа акустических резонаторов 12, 13, 14 и объемных расширительных камер 36, интегрированных, в частности, в передний бампер кузова АТС 28, и/или кожух вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, и/или капот кузова 5, и/или нижний экран (брызговик) моторного отсека кузова 6, включая их внутренние узлы (разделительную трубчатую перегородку 17, разделительную пластинчатую перегородку 18, крышку 26, закладной каркасный элемент 27) могут быть изготовлены из различных типов конструкционных материалов - металлических (например, сталь, алюминий), полимерных (например, полиамид, полипропилен, резина), полимерных составных, с интегрированными (закладными) армирующими металлическими элементами типа закладных стержней, перфорированных пластин, сеток (не показаны) или в виде цельноформованных деталей, изготовленных из волокнистых материалов с применением соответствующих связующих компонентов, образующих пористые звукопоглощающие и звукоизолирующие структуры. Жесткие звукоотражающие донышки (перегородки) 15 четвертьволновых акустических резонаторов 12 могут быть выполнены из плотной воздухонепродуваемой звукоотражающей структуры конструкционного материала (например, полимера, металла). Корпусные элементы, как и детали внутренних узлов батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, при необходимости, могут содержать (не показаны) ребра жесткости, уплотнители, компенсаторы механических колебаний (динамические виброгасители). Интегральный шумозаглушающий модуль АТС 11, в составе нижнего экрана (брызговика) моторного отсека кузова 6 и батареи акустических резонаторов 38 может быть выполнен составной узловой конструкцией, состоящей из нескольких частей (деталей, узлов), соединенных, например, соответствующими телескопическими элементами, с использованием, например, различных защелкивающихся замковых элементов (фиг.15).Housing parts of the ATS 11 integrated noise-attenuating module, which contains a battery of acoustic resonators 38 of a resonator (with hollow chamber elements) or a combined type (partially or completely filled with porous sound-absorbing material of the chambers 39), consisting solely of quarter-wave acoustic resonators 12 and / or only of half-wave acoustic resonators 13, and / or only from Helmholtz resonators 14, and / or only from volumetric expansion chambers 36, or made in the form of their various ( mixed) combinations, consisting of various types of acoustic resonators 12, 13, 14 and volumetric expansion chambers 36, integrated, in particular, into the front bumper of the ATS 28 body and / or the radiator fan casing of the ICE 29 cooling system and / or the body hood 5 , and / or the lower screen (mudguard) of the engine compartment of the body 6, including their internal components (dividing tubular partition 17, dividing plate partition 18, cover 26, embedded frame element 27) can be made of various types of structural materials - metal physical (e.g. steel, aluminum), polymer (e.g. polyamide, polypropylene, rubber), polymer components, with integrated (embedded) reinforcing metal elements such as embedded rods, perforated plates, grids (not shown) or in the form of integral parts made from fibrous materials using appropriate binders, forming porous sound-absorbing and sound-insulating structures. Rigid sound-reflecting bottoms (partitions) 15 of quarter-wave
Для преднамеренного обеспечения беспрепятственного слива или принудительного удаления, с использованием, например, эффекта эжектирующего отсоса набегающим воздушным потоком движущегося АТС, различных жидкостей в виде влаги, попадающей из внешней среды, технологических жидкостей, в виде моющих средств, топлива, смазочно-охлаждающих жидкостей из полостей, образуемых разделительными трубчатыми перегородками (воздуховодами) 17 и/или из полостей камер 39 и/или горловых элементов батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, которые могут туда попадать в процессе технической эксплуатации (движение АТС по влажному дорожному покрытию или в процессе мойки), в стенках внутренних разделительных трубчатых перегородок 17 и/или стенках камер 39 резонаторов Гельмгольца 14 и объемных расширительных камер 36 корпуса интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, совмещенного, в частности, с передним бампером кузова АТС 28 и/или кожухом вентилятора радиатора системы охлаждения ДВС 29, и/или капотом кузова 5, и/или нижним экраном моторного отсека кузова (брызговиком ДВС) 6, могут быть выполнены компенсационные эвакуационные каналы (дренажные отверстия) 25 (фиг.2а, 4а, 6, 9, 11, 13, 14,16) проходное сечение которых площадью FКЭ, лимитируется выражением (28)To deliberately ensure unhindered drainage or forced removal, for example, using the effect of an ejection suction by a moving ATC, various liquids in the form of moisture coming from the environment, process fluids, in the form of detergents, fuels, cutting fluids from cavities formed by dividing tubular partitions (ducts) 17 and / or from the cavities of the
В ряде случаев, целесообразно совмещение функций компенсационных эвакуационных каналов (дренажных отверстий) 25 с демпфирующими каналами 32, выполняющими функции введения дополнительных фрикционных диссипативных потерь резонансным звуковым колебаниям, распространяющимся в волноводных каналах составных элементов батареи акустических резонаторов 38 (как камерных, так и горловых элементах) интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11.In some cases, it is advisable to combine the functions of compensating evacuation channels (drainage holes) 25 with damping
Динамическое возбуждение резонансных акустических колебаний упругой массы воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10 на ее низших собственных модах (первой - fL, fB, fH и кратных ей гармониках), значения которых связанны с ее конкретными габаритными параметрами (размерами) длины L, ширины В и высоты Н, вызываемое генерированием и передачей ей (упругой воздушной массе) вибрационных силовых импульсов воздушным путем от контактирующих с ней колеблющихся стенок корпусных элементов силового агрегата АТС, состоящего из ДВС 9 и трансмиссионного агрегата (коробки передач) 8, а также передаваемых твердыми путями - через резинометаллические элементы опор силового агрегата на присоединенные колеблющиеся кузовные панели, ограничивающие полость подкапотного пространства моторного отсека 10, формирует результирующие резонансные акустические процессы в указанном частично-замкнутом объеме полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10.Dynamic excitation of resonant acoustic vibrations of the elastic mass of the air volume of the cavity of the engine
Наибольшее звуковое возбуждение и последующее усиление звуковых колебаний возникает в тех случаях, когда частоты динамического возбуждения упругой массы воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10, передаваемого воздушными и твердыми путями от работающего силового агрегата и систем АТС, совпадают с частотами колебаний низших собственных мод (собственными частотами) упругой массы воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10, которые характеризуются продольной fmL, поперечной fmB и повысотной fmH модами колебаний (в особенности, энергоемкими для первых (m=1) собственных мод - fL, fB, fH). В результате, возникает интенсивная динамическая колебательная «раскачка» упругой массы воздушного объема (виброакустическое возбуждение), заключенного в полости подкапотного пространства моторного отсека 10, вызывающая явление акустического резонанса. Генерируемые упругие (акустические) волны «разрежения-сжатия» воздушной среды, заполняющей полость подкапотного пространства моторного отсека 10, со скоростью звука распространяются по направлению от непосредственных источников возбуждения (излучения) через открытые проемы (в частности, через нижний выходной вентиляционный проем моторного отсека 33 и передний входной вентиляционный проем моторного отсека 34) в свободное пространство окружающей среды. Звуковые волны, локализирующиеся в воздушном объеме полости подкапотного пространства моторного отсека 10, в процессе их распространения, попадают в открытые полости горл (горловых частей) 16 волноводных элементов акустических резонаторов 12, 13, 14 объемных расширительных камер 36, содержащихся в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, проникая сквозь их трубчатые волноводные горловые элементы - горла (горловые части) 16 и/или подводящие каналы (горловые части) 20, представленные отверстиями перфорации (преимущественно, круглой или иной геометрической формы, например, в виде щелевых просечек с отгибами или ячейками сетчатой основы) внутрь полостей горл (горловых частей) 16 и/или камер 39 акустических резонаторов (четвертьволновых акустических резонаторов 12 и/или полуволновых акустических резонаторов 13, и/или резонаторов Гельмгольца 14, и/или объемных расширительных камер 36).The greatest sound excitation and subsequent amplification of sound vibrations occurs when the frequencies of the dynamic excitation of the elastic mass of the air volume of the cavity of the engine compartment under the
Импульсы давлений (фиг.2, 3, 4, 5), возбуждаемые падающими звуковыми волнами Pпад1, Pпад2, Pпад3 у открытых концевых участков (открытых срезов) 3-х горловых элементов - горл (горловых частей) 16, акустических резонаторов R1, R2 и R3, распространяются к противоположным концам (открытым срезам) трубчатых элементов полуволновых акустических резонаторов 13 (фиг.3), или до закрытых жесткими звукоотражающими донышками 15 тупиковых концевых участков трубчатых элементов четвертьволновых акустических резонаторов 12 (фиг.2). Образующиеся поля положительных и отрицательных импульсов звуковых давлений в полостях трубчатых элементов акустических резонаторов R1, R2 и R3 на их собственных (резонансных) частотах компенсируют друг друга. В результате, используемая в составе интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11 батарея акустических резонаторов 38, в виде акустических резонаторов 12 и 13 отбирает (поглощает) у распространяемых звуковых волн ту часть акустической энергии, которая локализуется в подкапотном пространстве моторного отсека АТС 11 на частотах, равных (близких) к собственным (резонансным) частотам акустических резонаторов
В трубчатом горловом элементе - горле (горловой части) 16, или подводящих каналах (горловой части) 20 резонатора Гельмгольца 14 под воздействием падающих на него (падающих на них) звуковых волн, находящийся в нем (в них) воздушный объем динамически (колебательно) возбуждается и колеблется как сосредоточенная масса (сосредоточенные массы) на упругой пружине, представленной объемом (массой, жесткостью) воздушной полости его резонаторной камеры 39 (фиг.4). При совпадении звуковых частот низших собственных мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека 10 fL, fB, fH (формируемых ее габаритными размерами L, В, Н) с собственными (резонансными) частотами настройки
Звуковые волны распространяются внутрь полостей трубчатых элементов акустических резонаторов 12, 13, 14 горл (горловых частей) 16 и камерных элементов (камер 39) резонаторов Гельмгольца 14 и/или объемных расширительных камер 36, находящихся в составе батареи акустических резонаторов 38, интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, включая процесс прохождения их через защитный звукопрозрачный футерующий слой 22, или защитный звукопрозрачный слой, образующий замкнутую несущую оболочку контейнерного типа 23. Они также распространяются в структурах пористых звукопоглощающих веществ, образованных обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 21, полностью или частично заполняющих внутреннюю полость, по крайней мере, одной камеры 39 резонатора Гельмгольца 14 и/или объемной расширительной камеры 36, содержащихся в составе батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11. В результате протекания описанных физических процессов, происходящих в батарее акустических резонаторов комбинированного типа 38, осуществляется соответствующее диссипативное рассеивание энергии звуковых волн за счет преобразования ее в тепловую энергию, затрачиваемую как на работу по преодолению поверхностного трения в пористой структуре ЗПМ, так и на осуществления динамических деформаций вязкоэластичной структуры пористого скелета звукопоглощающего вещества, а также затрачиваемую на осуществление работы по преодолению сопротивления трению при распространении звуковых волн в трубчатых элементах - горлах (горловых частях) 16, подводящих каналах (горловых частях) 20, перепускных волноводных каналах 19 разделительных трубчатых перегородок 17 и/или разделительных пластинчатых перегородках 18 камер 39 резонаторов Гельмгольца 14 и/или объемных расширительных камер 36. В образованных сообщающихся каналах (пустотах) дробленой пористой структуры ЗПМ включается процесс дополнительного рассеивания звуковой энергии, осуществляемый механизмом дифракционного краевого граненого поглощения звука обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21, в том числе и в сформированных межграневых пустотелых каналах 24, образованных свободными зазорами (неплотным поверхностным прилеганием), образующихся между контактирующими гранями обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 21. В результате происходящих многократных процессов падений и отражений распространяемых звуковых волн на указанные резистивные (обладающие соответствующим акустическим сопротивлением) составные элементы батареи акустических резонаторов 38 интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, звуковые волны теряют часть своей энергии, что и обуславливает определенный шумозаглушающий эффект, обеспечиваемый заявляемым устройством интегрального шумозаглушающего модуля АТС 11, оборудованным батареей акустических резонаторов комбинированного типа 38.Sound waves propagate into the cavities of the tubular elements of the
В процессе распространения звуковых волн по трубчатым элементам (разделительным трубчатым перегородкам 17) при достижении ими камер 39 в составе объемных расширительных камер 36 (фиг.5) происходит скачкообразное изменение акустического (волнового) сопротивления в образованном волноводном канале, обеспечивающее соответствующее отражение звуковых волн в противоположном направлении к источнику излучения (к соответствующему входному горловому элементу - горлу (горловой части) 16). За счет многократных повторяющихся затухающих процессов распространений и отражений, прямых и отраженных звуковых волн по такого типа волноводному каналу переменного акустического сопротивления происходит диссипативное рассеивание их акустической энергии.In the process of propagation of sound waves through tubular elements (dividing tubular partitions 17) when they reach
Применение в конструкции батареи акустических резонаторов 38 защитного футерующего воздухопродуваемого демпфирующего слоя 30 (см. фиг.2а, 3а, 4а) и/или установки в полостях трубчатых элементов акустических резонаторов 12, 13, 14, и/или объемных расширительных камер 36 демпфирующих пористых пробок 31, изготовленных из пористых открытоячеистых вспененных или пористых волокнистых ЗПМ (фиг.2а, 3а, 4а, 7, 8, 9, 11, 15) и/или введение в конструктивных элементах акустических резонаторов 12, 13, 14 и/или объемных расширительных камер 36 демпфирующих каналов 32, представленных, в частности, отверстиями перфорации (преимущественно, круглой или иной геометрической формы, например, в виде щелевых просечек с отгибами, см. фиг.2а, 3а, 4а, 6, 8, 9, 11, 15), обеспечивает дополнительное увеличение эффекта демпфирования резонансных колебаний в полостях их горловых и/или камерных элементов, с расширением частотной полосы шумозаглушения заявляемого технического устройства. При этом, в конструкциях акустических резонаторов, представленных двухгорловыми волноводными элементами типа полуволнового акустического резонатора 13, для сохранения синфазности распространения звуковой волны по его обоим волноводным каналам и обеспечения, в связи с этим, эффективной противофазной компенсации звуковых полей в полости указанного полуволнового акустического резонатора 13, целесообразно использовать идентичные конструкции (с идентичными или близкими, отличающимися не более чем на 20% техническими характеристиками) указанных выше звукодемпфирующих элементов (защитного футерующего воздухопродуваемого демпфирующего слоя 30, демпфирующих пористых пробок 31, демпфирующих каналов 32), располагая их на одних и тех же расстояниях относительно плоскостей обоих концевых срезов горл (горловых частей) 16 полуволнового акустического резонатора 13. Это компенсирует также влияние несущественных конструктивных различий моторных отсеков АТС (определенных геометрических и габаритных отклонений) на качество приемлемой частотной настройки акустических резонаторов 12, 13, 14 при подавлении звуковой энергии низших собственных мод воздушного объема полости подкапотного пространства моторного отсека АТС 10. Положительные функции колебательного демпфирования в этих случаях будут сопутствующе выполнять также и сквозные компенсационные эвакуационные каналы (дренажные отверстия) 25, расположенные в стенках указанных трубчатых или камерных элементов - горл (горловых частей) 16 и камер 39 акустических резонаторов 12, 13, 14 и/или камер 39 объемных расширительных камер 36 (см. фиг.2а, 4а, 6, 9, 11, 13, 14, 16). Кроме повышения эффективности процесса демпфирования акустических колебаний, использование указанных конструктивных элементов в составе батареи акустических резонаторов 38 ослабляет также нежелательное резонансное динамическое взаимодействие между близко расположенными горловыми элементами - горлами (горловыми частями) 16, 20 акустических резонаторов 12, 13, 14, что также способствует ослаблению (исключению) негативных процессов резонансного усиления звуковой энергии.The use in the design of a battery of
Заявляемое техническое решение не ограничивается приведенными конкретными конструктивными примерами его осуществления, описанными в тексте и показанными на прилагаемых фигурах. Остаются возможными и некоторые (несущественные) конструктивные изменения различных составных элементов или указанных в техническом описании используемых конструкционных материалов, из которых эти элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящими за пределы объема притязаний, обозначенного формулой изобретения.The claimed technical solution is not limited to the specific structural examples of its implementation described in the text and shown in the accompanying figures. Some (minor) structural changes of various constituent elements or structural materials used in the technical description of which these elements are made, or their replacement with technically equivalent ones that do not go beyond the scope of the claims indicated by the claims, remain possible.
Claims (21)
где e1, e2, e3 - кратчайшие расстояния между внутренними поверхностями стенок, образующих проходные сечения каналов горловых элементов в плоскости открытых горл (горловых частей) для одногорловых типов трех акустических резонаторов в составе батареи акустических резонаторов;
kp=0,9…1,1 - коэффициент изменения расстояния между горлами (горловыми частями) акустических резонаторов, удовлетворяющий условию сохранения эффективности шумозаглушения, обеспечиваемого каждым из акустических резонаторов в составе батареи акустических резонаторов;
с - скорость звука, м/с;
fR1, fR2, fR3 - значения собственных (резонансных) частот трех акустических резонаторов R1, R2, R3 в составе батареи акустических резонаторов, настроенных на собственные (резонансные) частоты воздушного объема полости подкапотного пространства fmL, fmB, fmH, Гц.9. The integral noise-attenuating module of a motor vehicle according to claim 1, characterized in that the shortest distances (e) between the inner surfaces of the walls forming the passage sections of the channels of the throat elements in the plane of the open throats (throat parts) of one-neck acoustic resonators such as quarter-wave acoustic resonators and / or Helmholtz resonators, as well as the acoustic resonators of each of the throats (neck parts) of the two-necked types of acoustic resonators - half-wave acu cally resonators with respect to the throat (neck portion) odnogorlovyh types of acoustic resonators that are a part of the acoustic resonators battery satisfy exponentially according to the expressions:
where e 1 , e 2 , e 3 are the shortest distances between the inner surfaces of the walls, forming the passage sections of the channels of the throat elements in the plane of the open throats (throat parts) for single-neck types of three acoustic resonators in the battery of acoustic resonators;
k p = 0.9 ... 1.1 is the coefficient of variation of the distance between the throats (throat parts) of the acoustic resonators, satisfying the condition of maintaining the noise suppression efficiency provided by each of the acoustic resonators in the battery of acoustic resonators;
s is the speed of sound, m / s;
f R1 , f R2 , f R3 - the values of the natural (resonant) frequencies of the three acoustic resonators R 1 , R 2 , R 3 in the battery of acoustic resonators tuned to the natural (resonant) frequencies of the air volume of the engine compartment cavity space f mL , f mB , f mH , Hz.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012132157/11A RU2512134C2 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Automotive integral noise killing module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012132157/11A RU2512134C2 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Automotive integral noise killing module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012132157A RU2012132157A (en) | 2014-02-10 |
RU2512134C2 true RU2512134C2 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=50031719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012132157/11A RU2512134C2 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Automotive integral noise killing module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2512134C2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640379C1 (en) * | 2016-10-24 | 2017-12-28 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (ОАО "АВТОВАЗ") | Protective screen of technical means |
RU2686598C1 (en) * | 2017-08-28 | 2019-04-29 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | End plate for vehicle |
US10399662B2 (en) * | 2016-08-30 | 2019-09-03 | Gulfstream Aerospace Corporation | Aircraft with cabin acoustic systems having quarter wavelength absorbers |
RU2756657C1 (en) * | 2021-04-06 | 2021-10-04 | Акционерное общество «АВТОВАЗ» | Energy compartment screen |
RU214084U1 (en) * | 2022-04-03 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ) | NOISE SUPPRESSION DEVICE |
US20230192011A1 (en) * | 2020-06-16 | 2023-06-22 | Autoneum Management Ag | Automotive trim part with vibration damping properties |
FR3156578A1 (en) * | 2023-12-08 | 2025-06-13 | Valeo Systemes Thermiques | Acoustic attenuation device |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10737478B2 (en) * | 2017-02-24 | 2020-08-11 | Ford Global Technologies, Llc | Manufacture of vibration damping structures |
CN118211314B (en) * | 2024-01-04 | 2024-11-12 | 青岛海特新材料船艇有限公司 | A simulation calculation method for sound transmission performance based on the design of the air deflector structure |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2302966C2 (en) * | 2005-05-11 | 2007-07-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Vehicle |
RU81925U1 (en) * | 2008-07-21 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | VEHICLE ENGINE CASE OF THE VEHICLE |
JP2010127196A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Pacific Ind Co Ltd | Vehicle component and manufacturing method of the same |
EP2121384B1 (en) * | 2006-12-22 | 2011-07-13 | Renault S.A.S. | Device assembly for absorbing sound waves |
-
2012
- 2012-07-26 RU RU2012132157/11A patent/RU2512134C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2302966C2 (en) * | 2005-05-11 | 2007-07-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Vehicle |
EP2121384B1 (en) * | 2006-12-22 | 2011-07-13 | Renault S.A.S. | Device assembly for absorbing sound waves |
RU81925U1 (en) * | 2008-07-21 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | VEHICLE ENGINE CASE OF THE VEHICLE |
JP2010127196A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Pacific Ind Co Ltd | Vehicle component and manufacturing method of the same |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10399662B2 (en) * | 2016-08-30 | 2019-09-03 | Gulfstream Aerospace Corporation | Aircraft with cabin acoustic systems having quarter wavelength absorbers |
RU2640379C1 (en) * | 2016-10-24 | 2017-12-28 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (ОАО "АВТОВАЗ") | Protective screen of technical means |
RU2686598C1 (en) * | 2017-08-28 | 2019-04-29 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | End plate for vehicle |
US20230192011A1 (en) * | 2020-06-16 | 2023-06-22 | Autoneum Management Ag | Automotive trim part with vibration damping properties |
RU2756657C1 (en) * | 2021-04-06 | 2021-10-04 | Акционерное общество «АВТОВАЗ» | Energy compartment screen |
RU214084U1 (en) * | 2022-04-03 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ) | NOISE SUPPRESSION DEVICE |
RU2819205C1 (en) * | 2023-04-25 | 2024-05-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова" | Internal combustion engine cooling system unit |
FR3156578A1 (en) * | 2023-12-08 | 2025-06-13 | Valeo Systemes Thermiques | Acoustic attenuation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012132157A (en) | 2014-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2512134C2 (en) | Automotive integral noise killing module | |
RU2579104C2 (en) | Soundproofing cladding of technical room | |
US20110139542A1 (en) | Acoustic shield | |
JP4745440B2 (en) | Sound and heat effective shield | |
JP3885459B2 (en) | Ventilating muffler unit and ventilated muffler | |
RU2442705C1 (en) | Shell volume absorber of acoustic energy produced by transportation vehicle | |
US8091685B2 (en) | Sound absorbing structure built into luggage compartment of vehicle | |
RU2376167C1 (en) | Vehicle noise killer | |
WO2015125872A1 (en) | Vehicle body panel structure | |
RU2639759C2 (en) | Combined sound-absorbing panel | |
RU2494266C2 (en) | Noise silencer (versions) | |
RU2481976C2 (en) | Multilayer acoustic structure of vehicle body upholstery (versions) | |
JP2012166717A (en) | Sound absorbing structure for vehicle exterior and sound absorbing structure of vehicle | |
JP6079514B2 (en) | Automotive hood | |
RU2715727C1 (en) | Low-noise technical room | |
US20130341899A1 (en) | Acoustic splash shield | |
RU2525709C1 (en) | Universal envelope noise-attenuating module | |
RU2504488C1 (en) | Transport facility | |
RU2490150C1 (en) | Modified laminar acoustic structure of vehicle body upholstery | |
RU2410556C2 (en) | Clutch housing jacket of power unit of wheeled vehicle | |
RU2442706C1 (en) | Volume absorber of acoustic energy for engine compartment of transportation vehicle | |
RU2716043C1 (en) | Low-noise technical room | |
RU2487020C1 (en) | Vehicle | |
RU2229990C2 (en) | Vehicle | |
KR200378864Y1 (en) | Noise reducing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150727 |