RU40793U1 - Акустическая полубезэховая камера для исследования шума колесных транспортных средств (варианты) - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к технике измерения шума колесных транспортных средств, выполняемых в акустической полубезэховой, с жестким звукоотражающим полом камере. Рассмотрен ряд вариантов конструктивного исполнения акустической камеры, решение технической задачи в которых основано на введении в заявляемом объекте передвижных модульных акустических капсул или полукапсул, позволяющих эффективно звукоизолировать зоны установки измерительных микрофонов от шумового фона «посторонних» (неисследуемых) источников шума исследуемого транспортного средства. Конструктивно акустическая капсула представляет собой сборную конструкцию из нескольких (двух или четырех) составных акустических модулей, выполненных в виде мобильных автономных звукоизолирующих элементов, содержащих объемный несущий каркас, на котором смонтированы одна верхняя и две боковые панели, причем, боковые панели имеют разные длины (длинная и короткая боковые панели), а структура панелей является многослойной и включает комбинацию плотно взаимно прилегающих слоев, выполненных из звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов. Предусмотрены также средства для мобильного перемещения модулей в пространстве. Конкретно полезная модель имеет отношение к конструкциям шумоизолирующих устройств, применяемых для экспериментальных стендовых исследований эффективности шумозаглушающих характеристик глушителей шума систем впуска и выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств. 4 н.п. и 3 з.п. ф-лы, 26 ил.

Description

Полезная модель относится к технике измерения шума колесных транспортных средств, выполняемых в акустической полубезэховой, с жестким звукоотражающим полом камере и конкретно имеет отношение к конструкциям шумоизолирующих устройств, применяемых для экспериментальных стендовых исследований эффективности шумозаглушающих характеристик глушителей шума систем впуска и выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств.

Решение проблемы уменьшения акустического загрязнения окружающей среды и улучшения акустического комфорта наземных колесных транспортных средств - важная актуальная задача разработчиков и исследователей транспортной техники, требующая больших материальных, временных и интеллектуальных затрат. Наиболее мобильными и продуктивными процессами исследований и доводки, в частности, колесных транспортных средств по шуму и виброкомфорту являются экспериментальные исследования, проводимые в стендовых условиях, с привлечением многообразной техники имитации скоростных и нагрузочных режимов идентичных дорожным (полевым) условиям испытаний (например, динамических стендов с беговыми барабанами), стационарной измерительной и анализирующей аппаратуры. Постоянные, не зависящие от погоды и состояния дорожного покрытия условия испытаний, удобство съема и анализа измерительной информации способствуют все более широкому распространению стендовых исследований виброакустических процессов, протекающих в наземных колесных транспортных средствах. Ввиду того, что основным виброшумоактивным источником транспорного средства является его энергетическая установка - двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и, в особенности, его система газообмена, включающая систему впуска и систему выпуска отработавших газов, как наиболее интенсивных газодинамических источников шума, то весьма важно проводить их

исследования и доводку на динамическом стенде при имитации различных скоростных и нагрузочных режимов (изменяя обороты ДВС, угол открытия дроссельной заслонки и т.п.) в аналогичных условиях свободного звукового поля (в которых находится транспортное средство на автостраде или полевых условиях в процессе его эксплуатации).

Достаточно полную имитацию условий скоростных и нагрузочных режимов движения автомобиля в реальных дорожных условиях можно достичь на стендах с беговыми барабанами, практика использования которых нашла широкое распространение на предприятиях производящих автотранспортную технику и в НИИ. С другой стороны - условия свободного звукового поля возможно реализовать поместив этот динамический стенд с беговыми барабанами в специальное строительное сооружение - полубезэховую или безэховую акустическую камеру.

В связи с этим, современные технологии исследования акустических процессов, реализующихся на транспортных средствах (автомобилях, тракторах, мотоциклах и пр. видах колесных транспортных средств) предусматривают, в частности, применение специальных низкошумных беговых барабанов, позволяющих имитировать различные скоростные и нагрузочные режимы работы энергетических и трансмиссионных агрегатов транспортных средств в условиях размещения их в специальных безэховых или полубезэховых акустических камерах, способствующих формированию свободного звукового поля в зонах измерений.

Безэховая (полностью заглушенная) или полубезэховая (заглушенная, с отражающим полом) испытательные камеры представляют собой помещение, установленное на отдельном, виброизолированном от основного здания фундаменте. В такой камере размещается динамический стенд с беговыми барабанами (или моторный тормозной стенд), виброизолированный от основного здания и корпуса камеры. Привод и тормозная установка размещаются в подвальном, или находящимся на одном уровне с камерой, специальном машинном помещении. Для приближения акустических свойств камеры к свободному звуковому полю выполняется направленное согласование акустических импедансов (сопротивлений) воздушной среды в свободном пространстве камеры и в пористой структуре звукопоглощающего материала,

облицовывающего (футерующего) звукоотражающие поверхности стен, потолка, пола. Именно, поэтому конструкция звукопоглощающей облицовки стен (пола, потолка) камеры выполняется пористой и имеет структурную плотность (пористость), плавно изменяющуюся по глубине покрытия в направлении распространения звуковых волн к жесткой звукоотражающей поверхности стен (пола, потолка). Причем, наибольшая плотность пористой звукопоглощающей облицовки реализуется непосредственно у стенок камеры, а наименьшая - на внешнем (приемном) поверхностном слое звукопоглощающей футеровки стен и потолка помещения испытательной камеры. Необходимые условия такого волнового согласования сред распространения и поглощения звука в зонах стен и потолка достигаются, в частности, применением различных объемных поглотителей звука клиновой формы (клинья, кулисы). Основными материалами, из которых изготавливаются звукопоглощающие поглотители, являются открытоячеистый пенополиуретан, стекловолокно, супертонкое базальтовое волокно, винипор с огнестойкой пропиткой.

Измерение шума выпуска отработавших газов двигателя колесного транспортного средства (в частности, легкового автомобиля) для оценок достигнутых значений уровней излучаемого газодинамического шума выпуска и последующих сравнительных оценок эффективности шумозаглушающих характеристик глушителей шума системы выпуска производится с использованием измерительных микрофонов, располагаемых вблизи (на заданном конкретном расстоянии) от свободного (открытого) среза выхлопной трубы системы выпуска двигателя автомобиля, установленного в акустической полубезэховой камере на динамическом стенде с беговыми барабанами. Во время стендовых акустических исследований системы выпуска отработавших газов двигателя автомобиля, установленного на беговых барабанах динамического стенда, как правило, очень трудно добиться необходимой точности результатов измерений уровней звука при оценках эффективности шумозаглушающих характеристик различных конструкций глушителей. Причина сложности получения объективных результатов заключается в наличии высокого уровня «паразитного» маскирующего шумового фона в точке измерений (в зоне установки измерительного микрофона) вблизи среза

выхлопной трубы, излучающего звук. Высокий «паразитный шумовой фон», воспринимаемый в данном случае как «помехи», передается в эту измерительную зону из пространства моторного отсека исследуемого транспортного средства в виде шумового излучения работающего двигателя (излучения звука от вибрирующих поверхностей корпусных деталей двигателя, аэрогазодинамического шума систем впуска и охлаждения двигателя), вращающихся на барабанах стенда шин, контактирующих с рабочей поверхностью беговых барабанов стенда и излучающих вследствие этого взаимодействия шум, шума излучаемого трансмиссионными агрегатами транспортного средства и пр.

Известна полубезэховая акустическая камера с установленным динамическим стендом с беговыми барабанами, представленная в публикации Walter Seeger "Geraususchabstrahlung eines Verbrennungsmotors. Einfluss der Ansaug - und Absauggerausche auf das Fahrzeug-lnnengerausch". Automobil-Industrie, 1985, №5, p.515...526. Здесь, в частности, оценка уровней и спектров шумов систем впуска и выпуска ДВС производится на стенде с беговыми барабанами в полубезэховой акустической камере на автомобиле Opel-Kadett GSI с установкой измерительного микрофона у свободного среза хвостовой трубы глушителя системы выпуска отработавших газов двигателя без применения каких-либо устройств дополнительной шумоизоляции пространства в зоне установки измерительного микрофона, что, вследствие этого, влечет регистрацию интенсивных «посторонних шумовых помех» (паразитного шумового фона) от корпуса силового агрегата, от приводных барабанов стенда, контактирующих с вращающимися шинами, от агрегатов трансмиссии и, таким образом, снижает достоверность проводимых оценок акустических параметров исследуемых глушителей шума выпуска отработавших газов.

Известна полубезэховая камера с динамическим барабанным стендом акустического центра фирмы «FEV», конструкция которой представлена в публикации «Engine Technology International», 01.2002, р.44...45. Стены и потолок камеры по всему периметру облицованы специальными звукопоглощающими клиньями, способствующими формированию свободного звукового поля в измерительной зоне. В это же время, данная полубезэховая

акустическая камера обладает аналогичными конструктивными недостатками, описанными выше.

Известна полубезэховая камера с динамическим стендом с беговыми барабанами акустического центра центрального автополигона ГУП НИЦИАМТ (г.Дмитров, Московской обл.), конструкция которой представлена в публикации «Акустический центр выполнит:», Автомобильная промышленность, 2000, №11, 1. Как представлено на фото, перед установленным на беговых барабанах динамического стенда транспортным средством находится устройство направленного обдува в виде осевой вентиляторной воздуходувки, являющееся, кроме всего прочего, дополнительным источником неизолированных от зон акустических измерений интенсивных шумовых помех.

Известна полубезэховая камера с динамическим барабанным стендом для акустических исследований транспортных средств акустического центра ф. «AVL» (Австрия), конструкция которой подробно описана в опубликованном докладе SAE 971900 "Design, Construction and Application of a World Class Venicle Acoustic Test Facility", F.K.Brandl, p.241-247. Испытательная камера представляет собой замкнутую бетонную прямоугольную оболочку, с толщиной стен, равной 30 см. Бетонная оболочка расположена на виброизоляторах, собственная частота которых 2.5 Гц. Стены и потолок полубезэховой камеры облицованы звукопоглощающими клиньями на основе стекловолокна. Длина клиньев составляет 1 м. В углах камеры располагаются сопла приточно-вытяжной вентиляции, производительность которой 40000 м³/час. Уровень собственных шумов в камере с включенной приточно-вытяжной вентиляцией равен 47 дБА. Обдув передка исследуемого на барабанном стенде транспортного средства осуществляется мощной вентиляционной установкой (см. фиг.11 указанной публикации), сопло которой располагается в пространстве испытательной камеры непосредственно перед исследуемым транспортным средством. Недостатком приведенной выше конструкции акустической камеры для исследования шума колесных транспортных средств, как и вышеприведенных других, является недостаточная точность результатов измерений уровней звука при оценках эффективности шумозаглушающих характеристик различных конструкций глушителей вследствие отсутствия эффективной звукоизоляции зон установки измерительных микрофонов при

наличии высокого уровня маскирующего шумового фона в точке измерений (в зоне устанавливаемого измерительного микрофона) вблизи излучаемого звук среза выхлопной трубы, передающегося в эту измерительную зону из пространства моторного отсека от шумового излучения работающего двигателя (корпусных деталей двигателя, систем впуска и охлаждения двигателя), вращающихся шин автомобиля, контактирующих с рабочей поверхностью беговых барабанов стенда, шума, излучаемого агрегатами трансмиссии, а также дополнительного аэродинамического шума направленного потока охлаждающего воздуха, излучаемого установленным вблизи передка транспортного средства устройством локального обдува.

Известно устройство оценки шума системы выхлопа ДВС, представленное в публикации Klaus Peter Mayer und Bernd Nowotny «Ein Berechnungsverfahren fur Abgasschalldampfer von Viertaktmotoren», MTZ Motortechnische Zeitschrift 42 (1981) №10, стр.391-396. Устройство представляет собой расположенные рядом две спаренные испытательные камеры, в одной из которых смонтирован моторный стенд с присоединенной исследуемой системой выпуска, причем, свободный срез хвостовой части выхлопной трубы исследуемой системы выпуска выводится через соединительное окно в межкамерной перегородке во вторую, звукозаглушенную камеру, с установленным в ее пространстве измерительным микрофоном. Данное устройство оценки шума системы выхлопа ДВС требует строительства дополнительных дорогостоящих камер и применения дополнительного стендового оборудования, а использовать его возможно только узконаправленно, в частности, оно позволяет исследовать только газодинамический шум, излучаемый срезом хвостовой трубы глушителя. В это же время, оценка корпусного шума, излучаемого динамически возбуждаемыми стенками корпусов, трубопроводов и тонкостенных термоизолирующих экранов элементов системы выхлопа отработавших газов, затруднена ввиду размещения части выхлопной трассы в зашумленном пространстве камеры моторного бокса, соединительном окне и звукопоглощающей облицовке измерительной акустической камеры. Выхлопной свободный срез хвостовой трубы глушителей при этом размещен вблизи пористой звукопоглощающей облицовки камеры, что может вызывать загрязнение этой зоны твердыми

частицами и химически активным конденсатом, содержащихся в выхлопных газах системы выпуска, а также оказывает неблагоприятное воздействие на звукопоглощающую облицовку из-за высокой температуры выхлопных газов. Представленный комплекс измерительных камер для исследования шума систем выхлопа отличается дороговизной и сложностью дополнительного специального строительного сооружения, сложностью компоновки выхлопной трассы через соединительное окно межкамерной перегородки в процессе монтажа реальных объектов испытаний (конкретной модели двигателя и конкретного типа выхлопной системы) и обеспечения при этом высокой звукоизолирующей способности межкамерной перегородки. В особенности, это относится к применению выхлопных автомобильных систем (трасс) одновременно с продольным и поперечным расположением корпусов глушителей, с сдвоенными автономными выхлопными трассами (например, в широко применяемых V-образных 8-цилиндровых двигателях легковых автомобилей).

Из патента ФРГ DE 4019581 А1 известна конструкция испытательной акустической камеры для оценки шума систем выхлопа ДВС в виде комплекса двух камер, с выводом выхлопной трассы в отдельное безэховое помещение. Существенным недостатком данной конструкции является ее узкая специализация, сложность и дороговизна строительного сооружения, сложность компоновки выхлопной трассы, невозможность многоцелевого (универсального) использования данной испытательной камеры. Излучение звука свободным срезом выхлопной трубы исследуемой системы выпуска производится в заглушенную камеру относительно небольших размеров (объема), что неблагоприятно с точки зрения получения объективных результатов измерений вследствие формирования интенсивного вклада отраженного акустического поля (в сравнении с излучением звука в пространство крупногабаритных камер).

Из свидетельства на полезную модель Российской Федерации №20750, МПК 7 B 60 R 13/08, публ. 27.11.2001, БИ №33, известна конструкция полубезэховой акустической камеры с установленным в ней динамическим стендом с беговыми барабанами и применяемым для исследований эффективности шумозаглушающих характеристик глушителей шума выпуска

отработавших газов двигателей колесных транспортных средств передвижным шумоизолирующим экраном, способствующим частичному ослаблению «паразитного шума» помех в точках измерений (установки микрофонов), принимаемая в качестве ПРОТОТИПА. При проведении акустических исследований системы выпуска ДВС транспортных средств в представленной акустической полубезэховой камере, передвижной шумоизолирующий экран устанавливается в непосредственной близости в зоне задка (бампера) автомобиля. Выхлопная труба основного глушителя, через удлинительную насадку и канал акустической заглушки экрана выводится в свободную зону испытательной камеры, отделенную экраном от установленного на беговых барабанах транспортного средства. Недостатком известной конструкции акустической полубезэховой камеры с применением локального передвижного шумоизолирующего экрана в процессе исследования шума систем выхлопа, является недостаточно высокая эффективность подавления «паразитного» шумового фона посторонних источников (шумовых помех) из-за недостаточно эффективной звукоизолирующей способности экрана (в частности, вследствие процесса дифракции звуковых волн «паразитного шума» на внешних, ограниченных по габаритам, контурах экрана и передача этой «посторонней звуковой энергии», в особенности, в низко- и среднечастотной области звукового спектра, - в зону установки измерительных микрофонов), что уменьшает, таким образом, динамический диапазон измерений, оцениваемых по эффективности шумозаглушения вариантов глушителей, снижает точность и достоверность получаемых результатов. Кроме этого, известная конструкция шумоизолирующего экрана отличается ограниченностью своего применения, так как возможно введение дополнительной звукоизоляции зоны установки измерительных микрофонов только у задней части автомобиля при исследовании излучения шума выхлопа. Данная конструкция не обеспечивает, при необходимости, звукоизоляцию в другой заданной зоне - например, в зоне передней части автомобиля при исследованиях шума, производимого элементамиько у задней части автомобиля при исследовании излучения шума выхлопа. Данная конструкция не обеспечивает, при необходимости, звукоизоляцию в другой заданной зоне - например, в зоне передней части автомобиля при исследованиях шума, производимого элементаминых и

исследовательских работах по улучшению звукоизоляции моторного отсека. Также известная конструкция не предоставляет возможность бокового вывода выхлопной трассы с эффективной изоляцией от посторонних источников шума для последующего поэлементного исследования излучения корпусного шума вибрирующими стенками глушителяей, отдельными участками трубопроводов, термоизоляционными щитками системы выпуска отработавших газов. Известная конструкция акустической полубезэховой камеры с применением локального передвижного шумоизолирующего экрана не позволяет одновременно производить параллельные измерения уровней шумов впуска и выпуска при полной звукоизоляции посторонних шумовых помех транспортного средства, определять корреляционные взаимовлияния акустических излучений систем впуска и выпуска в условиях низких уровней шумовых помех.

Предлагаемое техническое решение позволяет в значительной степени устранить обозначенные выше недостатки.

Сущность полезной модели заключается в том, что в известной акустической полубезэховой камере для исследования шума колесных транспортных средств, содержащей, в частности, внутреннюю бетонную оболочку камеры, виброизолированную от внешней бетонной оболочки установкой по периметру пола пружин, жесткий звукоотражающий пол, звукопоглощающую облицовку стен и потолка кулисного типа, общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию, устройство локального обдува термонагруженных элементов исследуемого транспортного средства, подвальное машинное отделение с установленными на виброизолированном фундаменте автоматизированным, динамическим четырехбарабанным стендом, элементами технологической системы охлаждения стенда и силового агрегата исследуемого транспортного средства - для эффективной звукоизоляции зон установки измерительных микрофонов от шумового фона «посторонних» (неисследуемых) источников шума автомобиля и стенда установлена передвижная модульная акустическая капсула, конструктивно представляющая собой сборную конструкцию из 4-х составных акустических модулей, или акустическая полукапсула из 2-х составных акустических модулей, выполненных в виде мобильных автономных звукоизолирующих элементов, содержащих объемный несущий каркас, на котором смонтированы одна

верхняя и две боковые панели, причем, боковые панели имеют разные длины (длинная и короткая боковые панели), а структура панелей является многослойной и включает комбинацию плотно взаимно прилегающих слоев, выполненных из звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов, а также средства для мобильного перемещения модулей в пространстве, в акустических модулях выполнено несколько, по меньшей мере по два, сквозных окна, расположенных примерно на уровне свободного среза выхлопного патрубка основного глушителя шума выхлопа и на уровне верхней зоны моторного отсека (на уровне капота), при этом, в названных окнах съемно смонтированы акустические заглушки, структура которых аналогична структуре модуля; в свою очередь, по крайней мере, одна из заглушек снабжена несколькими сквозными каналами, диаметр которых не менее наружного диаметра выхлопного патрубка или впускного шланга, и в которых плотно и съемно смонтированы звукоизолирующие пробки, при этом, в каждом сквозном канале смонтирован термошумоизолирующий уплотнитель; средство для перемещения акустического модуля в пространстве выполнено в виде трех поворотных самоустанавливающихся обрезиненных колес, интегрированными с подъемными устройствами типа домкрата; корпус акустического модуля содержит, по меньшей мере, одну рукоятку, смонтированную приблизительно на уровне 1.5 м от пола; нижний торец акустического модуля беззазорно контактирует с полом полубезэховой акустической камеры посредством упругого эластичного звукоизолирующего уплотнителя при опускании модуля домкратами в процессе монтажа капсулы в место установки. Один из акустических модулей содержит входную дверь, структура которой аналогична структуре модуля. По контуру проема входной двери смонтирован звукопоглощающий уплотнитель, а сама дверь содержит запорное устройство. В представленном, предпочтительном варианте конструктивного исполнения, несущий каркас акустического модуля выполнен в виде металлической трубки замкнутого квадратного профиля, извне каркас обшит металлическим листом, на плоскости которого, со стороны исследуемого транспортного средства, по крайней мере, размещены: внешний перфорированный металлический лист, слой волокнистого или открытоячеистого пенистого шумопоглощающего материала, и непосредственно прилегающий к металлическому листу слой

весового виброшумодемпфирующего шумоизолирующего листового битумного материала; с противоположной стороны металлический лист несущего каркаса облицован слоем самоклеющегося открытоячеистого звукопоглощающего материала, на внешней поверхности которого размещена тонкая защитная звукопрозрачная пленка. Каждый из автономных акустических модулей для выполнения монтажа друг с другом в виде сочлененных пар модулей или в виде одновременного сочленения 4-х модулей в единый блок «акустической капсулы» содержит направляющие штифты и направляющие отверстия, а также соединительные кронштейны.

В первом варианте конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры для исследования шума колесных транспортных средств, содержащей, в частности, бетонную оболочку камеры, виброизолированную от стен и фундамента корпуса здания установкой по периметру пола пружин, жесткий звукоотражающий пол, звукопоглощающую облицовку стен и потолка кулисного типа, общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию, устройство локального обдува термонагруженных элементов исследуемого транспортного средства, подвальное машинное отделение с установленными на виброизолированном фундаменте автоматизированным, динамическим четырехбарабанным стендом, элементами технологической системы охлаждения стенда и силового агрегата исследуемого транспортного средства - в зоне передней или задней части исследуемого транспортного средства установлена передвижная модульная акустическая полукапсула, причем, сопряжение акустических модулей полукапсулы выполнено торцами коротких боковых панелей; измерительные микрофоны установлены на заданном расстоянии от свободных срезов излучателей или вибрирующих стенок корпусов элементов системы впуска, к двигателю транспортного средства подключена стендовая технологическая система охлаждения, для охлаждения термонагруженных агрегатов транспортного средства используется устройство локального обдува.

Во втором варианте конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры для исследования шума колесных транспортных средств - в зоне боковой части исследуемого транспортного средства установлена

передвижная модульная акустическая полукапсула, причем, сопряжение акустических модулей полукапсулы выполнено торцами длинных боковых панелей; измерительные микрофоны установлены на заданном расстоянии от свободных срезов излучателей или вибрирующих стенок корпусов глушителей или элементов системы впуска, к двигателю транспортного средства подключена стендовая технологическая система охлаждения, для охлаждения термонагруженных агрегатов транспортного средства используется устройство локального обдува.

В третьем варианте конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры для исследования шума колесных транспортных средств - исследуемое транспортное средство полностью закрыто передвижной модульной акустической капсулой, сопряжение акустических модулей выполнено как торцами длинных боковых панелей, так и торцами коротких боковых панелей; измерительные микрофоны установлены на заданном расстоянии от свободных срезов излучателей или вибрирующих стенок корпусов глушителей или элементов системы впуска, к двигателю транспортного средства подключена стендовая технологическая система охлаждения. В этом варианте исполнения акустической полубезэховой камеры, процесс акустических измерений является кратковременным, с чередованием технологического процесса расстыковки акустических модулей для кратковременного обдува термонагруженных агрегатов транспортного средства устройством локального обдува.

Сущность полезной модели поясняется графически.

На фиг.1-6 представлены варианты конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры для исследования шума колесных транспортных средств. Позициями на фиг.1-6 обозначены:

1 - внешняя бетонная оболочка полубезэховой камеры;

2 - внутренняя бетонная оболочка полубезэховой камеры;

3 - звукопоглощающая облицовка кулисного типа;

4 - сопло общеобменной приточно-вытяжной вентиляции;

5 - пружины;

6 - фундамент динамического барабанного стенда;

7 - жесткий звукоотражающий пол;

8 - беговые барабаны;

9 - устройство локального обдува термонагруженных агрегатов исследуемого транспортного средства (вентиляторная воздуходувка с направляющим кожухом-дефлектором);

10 - исследуемое транспортное средство;

11 - крепежный ремень;

12 - агрегат крепления за ступицу колеса транспортного средства;

13 - срез хвостовой трубы глушителя системы выпуска отработавших газов двигателя исследуемого транспортного средства;

14 - измерительные микрофоны;

15 - срез воздухозаборного патрубка;

16 - воздухоочиститель системы впуска ДВС исследуемого транспортного средства;

17 - технологический элемент крепления корпуса воздухоочистителя;

18 - теплообменник технологической стендовой системы охлаждения;

19 - трубопроводы технологической стендовой системы охлаждения;

20 - резиновые шланги, подключаемые к системе охлаждения двигателя исследуемого транспортного средства;

21 - передвижной акустический модуль;

На фиг.7 изображены в изометрии два акустических модуля.

На фиг.8 изображены боковые панели (их торцы) акустического модуля в приподнятом и опущенном положении.

На фиг.9 показано поперечное сечение панели акустического модуля.

На фиг.10 показана смонтированная в окне акустического модуля сплошная (без сквозных каналов) акустическая заглушка (поперечное сечение).

На фиг.11 показана конструкция заглушки окна со звукоизолирующими пробками, в которой одна из звукоизолирующих пробок демонтирована (поперечное сечение).

На фиг.12 показана структура сплошной акустической заглушки окна экрана (поперечное сечение).

На фиг.13 изображены схемы сопряжения акустических модулей.

Акустический модуль представляет собой звукоизолирующий, звукопоглощающий элемент, содержащий объемный несущий каркас 22, выполненный в виде металлической трубки замкнутого квадратного профиля, на котором смонтированы одна верхняя 23, длинная боковая 24, короткая боковая 25 многослойные панели, структура которых включает комбинацию плотно взаимно прилегающих слоев, выполненных из звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов, а также поворотные, самоустанавливающиеся обрезиненные колеса 26 для перемещения акустического модуля в пространстве камеры. Колеса 26 сблокированы с подъемными устройствами типа домкрата 27, позволяющими опускать полукапсулу (капсулу) на пол 7 полубезэховой акустической камеры после стыковки акустических модулей, перемещения и установки в необходимое место вблизи исследуемого объекта испытаний. В этом случае, нижний торец полукапсулы (капсулы) беззазорно контактирует с полом испытательной акустической камеры посредством упругого эластичного звукоизолирующего уплотнителя 28. В панелях акустического модуля выполнено несколько, по меньшей мере два, сквозных окна 29, расположенных примерно на уровне свободного среза выхлопного патрубка основного глушителя шума выхлопа, и, по меньшей мере два, сквозных окна 30, расположенных примерно на уровне верхней части моторного отсека (капота) исследуемого транспортного средства. В названных окнах съемно смонтированы акустические заглушки 31, структура которых аналогична структуре панелей акустического модуля, в свою очередь, по крайней мере, одна из заглушек 31 снабжена несколькими сквозными каналами 32, диаметр которых не менее наружного диаметра выхлопного патрубка и в которых плотно и съемно смонтированы звукоизолирующие пробки 33, при этом, в каждом сквозном канале смонтирован упругий термошумоизолирующий уплотнитель 34. В представленном, предпочтительном варианте конструктивного исполнения, несущий каракс 22 выполнен в виде металлической трубки замкнутого квадратного профиля, извне каркас обшит металлическим листом 35, на плоскости которого, со стороны исследуемого транспортного средства, по крайней мере, размещены: внешний перфорированный металлический лист 36, слой волокнистого или открытоячеистого пенистого шумопоглощающего

материала 37, и непосредственно примыкающий к металлическому листу слой 38 весового виброшумодемпфирующего шумоизолирующего листового битумного материала; с противоположной стороны - металлический лист 35 облицован слоем самоклеющегося открытоячеистого шумопоглощающего материала 39, на внешней поверхности которого размещена тонкая защитная звукопрозрачная пленка 40. В панель одного из четырех акустических модулей вмонтирована входная дверь 41, структура которой аналогична структуре панелей акустического модуля. По контуру проема входной двери смонтирован упругий звукоизолирующий, звукопоглощающий уплотнитель 42, а сама дверь содержит запорное устройство 43. Наличие двери в конструкции модульной акустической капсулы позволяет иметь доступ во внутреннее пространство капсулы в случае применения варианта конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры с полностью собранной модульной акустической капсулой. Для удобства перемещения акустических модулей в пространстве испытательной камеры, каждый из акустических модулей содержит, по меньшей мере, две рукоятки 44. Точность сопряжения стыков акустических модулей между собой в спаренную конструкцию акустической полукапсулы или полнообъемную конструкцию акустической капсулы обеспечивается предусмотренными в конструкции направляющими штифтами 45, расположенными на боковой торцевой поверхности верхней панели одного стыкующегося акустического модуля и направляющими отверстиями, расположенными на боковой торцевой поверхности верхней панели противоположного стыкующегося акустического модуля. При этом, установка одинаковой высоты расположения осей направляющих штифтов и отверстий выполняется регулировкой домкратами 27. Надежная интеграция и фиксация акустических модулей в единую полукапсулу (капсулу) выполняется за счет болтового соединения 46, стягивающего и фиксирующего соединительные кронштейны 47.

В первом варианте конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры для исследования шума колесных транспортных средств передвижная модульная акустическая полукапсула состоит из двух акустических модулей 21 (см. фиг.1), сопрягаемых торцами коротких боковых

панелей и верхних панелей (см. схемы на фиг.13) Акустическая полукапсула устанавливается вблизи задней части (заднего бампера) транспортного средства (в этом случае проводятся исследования излучения шума выхлопа) или вблизи передней части транспортного средства (в этом случае проводятся исследования шума впуска двигателя). Измерительные микрофоны 14 устанавливаются на заданном расстоянии от свободных срезов хвостовой трубы 13 глушителя системы выпуска или впускного воздухозаборного патрубка 15 воздухоочистителя 16 системы впуска, или вибрирующих стенок корпусов элементов системы впуска. К двигателю транспортного средства подключается стендовая технологическая система охлаждения, для охлаждения термонагруженных агрегатов транспортного средства используется устройство локального обдува 9. Хвостовая труба глушителя системы выпуска отработавших газов двигателя исследуемого транспортного средства, через специальную удлинительную насадку (или же, в случае исследования шума впуска, впускной воздухозаборный патрубок) выводится в сквозной канал 32 акустической заглушки 31. Заглушка имеет несколько дополнительных каналов со специальными звукоизолирующими пробками 33 для расширения возможности исследования автомобилей с различным по ширине и высоте кузова расположением выхлопной трубы основного глушителя. Неиспользуемые каналы 32 при акустических исследованиях закрываются звукоизолирующими пробками 33, фиг.11. В задействованном при испытаниях канале 32, между наружной стенкой выхлопной трубы или удлинительной насадкой трубы (на чертежах не показана), по всей длине канала устанавливается дополнительный термошумоизолирующий уплотнитель 34, обеспечивающий (сохраняющий) соответствующий шумоизолирующий и виброизолирующий эффект, плотно охватывая проходящий через канал участок вибрирующей выхлопной трубы глушителя или удлинительной насадки трубы. В конструкции полукапсулы, фиг.7, имеется несколько окон 29 и 30, закрываемые взаимозаменяемыми сплошными акустическими заглушками 31 (фиг.7, 10, 12) для расширения технических возможностей использования передвижной модульной акустической полукапсулы (капсулы). Такая комбинация и расположение заглушек 31 в структуре полукапсул позволяет, например, проводить исследования излучения шума выхлопа с лево- и

правосторонним расположением выхлопной трубы глушителей или воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска двигателя относительно продольной оси транспортного средства. Звукопоглощающая и звукоизолирующая структура акустических модулей полукапсулы (капсулы), представляет собой многослойную конструкцию, фиг.9, содержащую защитный, звукоизолирующий, звукопоглощающий слои и несущий передвижной каркас, позволяющие эффективно изолировать шум в зоне измерений, излучаемый из пространства моторного отсека транспортного средства работающим двигателем, вращающимися шинами с беговыми барабанами динамического стенда, трансмиссионными агрегатами, устройством локального обдува термонагруженных агрегатов и т.д., достигая, при этом, необходимой точности измерения и объективности оценок эффективности заглушения шума глушителями систем газобмена двигателя транспортного средства. На листовой металлической оболочке 35, для повышения шумоизолирующих и вибродемпфирующих свойств структуры акустических модулей устанавливается плотный весовой виброшумодемпфирующий звукоизолирующий слой 38 листового самоклеющегося и термоприплавляемого материала. Внешняя футеровка панелей акустических модулей эффективным звукопоглощающим пенополиуретаном (ППУ) 39 с защитной звукопрозрачной пленкой 40 со стороны установки измерительного микрофона позволяет существенно ослабить влияние отраженного звукового поля, формируемого вне полости акустической полукапсулы (капсулы) со стороны исследуемого источника излучения - свободного среза хвостовой трубы глушителя системы выпуска (или впускного воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска). Внутренняя футеровка экрана звукопоглощающим материалом 37, закрытым перфорированным металлическим листом 36, со стороны установки на стенде транспортного средства, позволяет эффективно поглощать шум, излучаемый из моторного отсека от двигателя, агрегатов трансмиссии и вращающихся на беговых барабанах шин. Нижний торец структуры акустического модуля имеет специальный звукоизолирующий резиновый уплотнитель 28, контактирующий нижней кромкой с поверхностью пола 7 камеры, ослабляющий передачу звука в зону измерений (зону установки микрофона), тем самым увеличивая общий звукоизолирующий эффект

модульной акустической капсулы. Структура акустических заглушек 31 по своему составу аналогична многослойной структуре панелей акустических модулей, т.е. содержит все те же составные шумоизолирующие, несущие и облицовочные слои, что и панели акустических модулей. Крепление заглушек 31 в окнах экрана осуществляется с помощью резьбовых соединений, фиг.10, - приварных шпилек 48 и барашковых гаек 49. В канале окна и по фланцу прилегания заглушки к окну экрана использован уплотнитель 50 из пористого губчатого материала (резины, пенополиуретана).

Во втором варианте конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры для исследования шума колесных транспортных средств передвижная модульная акустическая полукапсула состоит из двух акустических модулей 21 (см. фиг.3 и 4), сопрягаемых торцами длинных боковых панелей и верхних панелей (см. схемы на фиг.13) Акустическая полукапсула устанавливается в зоне боковой части исследуемого транспортного средства. Измерительные микрофоны 14 устанавливаются на заданном расстоянии от свободных срезов хвостовой трубы 13 глушителя системы выпуска или впускного воздухозаборного патрубка 15 воздухоочистителя 16 системы впуска, или вибрирующих стенок корпусов глушителей, элементов системы впуска. К двигателю транспортного средства подключается стендовая технологическая система охлаждения, для охлаждения термонагруженных агрегатов транспортного средства используется устройство локального обдува 9. В этом варианте возможно производить боковой вывод составных элементов выхлопной трассы за пространство оболочки акустической полукапсулы, например, для последующего поэлементного исследования излучения корпусного шума вибрирующими стенками глушителей, отдельными участками трубопроводов, термоизоляционными щитками системы выпуска отработавших газов. Также возможен боковой вывод корпусных элементов впускной системы двигателя (например, корпуса воздухоочистителя) для эффективной изоляции шумовых сигналов, излучаемых непосредственно работающим двигателем, отрицательно влияющих на качественный анализ структурного шума корпусных элементов системы впуска двигателя исследуемого транспортного средства. В

этом варианте конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры возможно проводить доводочные и исследовательские работы по улучшению звукоизоляции моторного отсека.

В третьем варианте конструктивного исполнения акустической полубезэховой камеры для исследования шума колесных транспортных средств исследуемое транспортное средство полностью закрывается передвижной модульной акустической капсулой. Акустическая капсула состоит из четырех акустических модулей 21 (см. фиг.5 и 6), сопрягаемых торцами длинных, коротких боковых панелей и верхних панелей (см. схемы на фиг.13) Измерительные микрофоны 14 устанавливаются на заданном расстоянии от свободных срезов хвостовой трубы 13 глушителя системы выпуска или впускного воздухозаборного патрубка 15 воздухоочистителя 16 системы впуска, или вибрирующих стенок корпусов глушителей, элементов системы впуска. К двигателю транспортного средства подключается стендовая технологическая система охлаждения. Процесс акустических измерений является кратковременным, с чередованием технологического процесса расстыковки акустических модулей для кратковременного обдува термонагруженных агрегатов транспортного средства устройством локального обдува. В этом варианте в наиболее полной степени ослабляется излучение шума от всех источников транспортного средства, включая и излучение шин автомобиля, с последующим поочередным или одновременным выводом отдельных исследуемых источников излучения за (вне) пространство оболочки полнокомплектной версии модульной акустической капсулы.

Claims (3)

1. Акустическая полубезэховая камера для исследования шума колесных транспортных средств, содержащая, в частности, динамический четырехбарабанный стенд, элементы технологической системы охлаждения стенда и силового агрегата исследуемого транспортного средства, а также средство для звукоизоляции зон установки измерительных микрофонов от шумового фона посторонних источников шума исследуемого транспортного средства и стенда, отличающаяся тем, что средство для звукоизоляции зон установки измерительных микрофонов от шумового фона посторонних источников шума исследуемого транспортного средства и стенда выполнено в виде мобильной модульной акустической полукапсулы сборной конструкции, выполненной из отдельных, сопряженных между собой акустических модулей, каждый из которых содержит объемный несущий каркас, на котором смонтированы одна верхняя и две боковые панели, причем боковые панели имеют различные по величине длины и все панели имеют многослойную структуру, включающую комбинацию плотно взаимно прилегающих слоев, выполненных из звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов, акустическая полукапсула выполнена из двух акустических модулей, размещенных в зоне передней или задней части исследуемого транспортного средства, причем сопряжение акустических модулей полукапсулы выполнено торцами коротких боковых и верхних панелей, измерительные микрофоны установлены на заданном расстоянии от свободных срезов излучателей или вибрирующих стенок корпусов элементов системы впуска исследуемого транспортного средства, по крайней мере в одном из акустических модулей выполнены сквозные окна, расположенные в пределах уровня свободного среза выхлопного патрубка основного глушителя шума выхлопа и верхней зоны моторного отсека исследуемого транспортного средства, при этом в названных окнах герметично и съемно смонтированы акустические заглушки, структура которых аналогична структуре модуля, по крайней мере одна из которых снабжена несколькими сквозными каналами, в каждом из которых смонтирован термошумоизолирующий уплотнитель и в которых беззазорно и съемно смонтированы звукоизолирующие пробки, нижние торцы акустических модулей беззазорно контактируют с полом полубезэховой акустической камеры посредством упругого эластичного звукоизолирующего уплотнителя, к двигателю исследуемого транспортного средства подключена стендовая технологическая система охлаждения, при этом для охлаждения термонагруженных агрегатов транспортного средства использовано устройство локального обдува.

2. Акустическая полубезэховая камера для исследования шума колесных транспортных средств, содержащая, в частности, динамический четырехбарабанный стенд, элементы технологической системы охлаждения стенда и силового агрегата исследуемого транспортного средства, а также средство для звукоизоляции зон установки измерительных микрофонов от шумового фона посторонних источников шума исследуемого транспортного средства и стенда, отличающаяся тем, что средство для звукоизоляции зон установки измерительных микрофонов от шумового фона посторонних источников шума исследуемого транспортного средства и стенда выполнено в виде мобильной модульной акустической полукапсулы сборной конструкции, выполненной из отдельных, сопряженных между собой акустических модулей, каждый из которых содержит объемный несущий каркас, на котором смонтированы одна верхняя и две боковые панели, причем боковые панели имеют различные по величине длины и все панели имеют многослойную структуру, включающую комбинацию плотно взаимно прилегающих слоев, выполненных из звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов, акустическая полукапсула выполнена из двух акустических модулей, размещенных в зоне боковой (правой или левой) части исследуемого транспортного средства, причем сопряжение акустических модулей полукапсулы выполнено торцами длинных боковых и верхних панелей, измерительные микрофоны установлены на заданном расстоянии от свободных срезов излучателей или вибрирующих стенок корпусов элементов системы впуска исследуемого транспортного средства, в акустических модулях выполнено по меньшей мере по два сквозных окна, расположенных в пределах уровня свободного среза выхлопного патрубка основного глушителя шума выхлопа и верхней зоны моторного отсека исследуемого транспортного средства, при этом в названных окнах съемно смонтированы акустические заглушки, структура которых аналогична структуре модуля, по крайней мере одна из которых снабжена несколькими сквозными каналами, в каждом из которых смонтирован термошумоизолирующий уплотнитель и в которых беззазорно и съемно смонтированы звукоизолирующие пробки, нижние торцы акустических модулей беззазорно контактируют с полом полубезэховой акустической камеры посредством упругого эластичного звукоизолирующего уплотнителя, к двигателю исследуемого транспортного средства подключена стендовая технологическая система охлаждения, при этом для охлаждения термонагруженных агрегатов транспортного средства использовано устройство локального обдува.

3. Акустическая полубезэховая камера для исследования шума колесных транспортных средств, содержащая, в частности, динамический четырехбарабанный стенд, элементы технологической системы охлаждения стенда и силового агрегата исследуемого транспортного средства, а также средство для звукоизоляции зон установки измерительных микрофонов от шумового фона посторонних источников шума исследуемого транспортного средства и стенда, отличающаяся тем, что средство для звукоизоляции зон установки измерительных микрофонов от шумового фона посторонних источников шума исследуемого транспортного средства и стенда выполнено в виде мобильной модульной акустической капсулы сборной конструкции, выполненной из отдельных, сопряженных между собой акустических модулей, каждый из которых содержит объемный несущий каркас, на котором смонтированы одна верхняя и две боковые панели, причем боковые панели имеют различные по величине длины и все панели имеют многослойную структуру, включающую комбинацию плотно взаимно прилегающих слоев, выполненных из звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов, акустическая капсула выполнена из четырех акустических модулей, полностью охватывающих исследуемое транспортное средство, сопряжение акустических модулей капсулы при этом выполнено торцами коротких и длинных боковых панелей и верхних панелей, измерительные микрофоны установлены на заданном расстоянии от свободных срезов излучателей или вибрирующих стенок корпусов элементов системы впуска исследуемого транспортного средства, по крайней мере в одном из акустических модулей выполнено по меньшей мере по два сквозных окна, расположенных в пределах уровня свободного среза выхлопного патрубка основного глушителя шума выхлопа и верхней зоны моторного отсека исследуемого транспортного средства, при этом в названных окнах съемно смонтированы акустические заглушки, структура которых аналогична структуре модуля, по крайней мере одна из которых снабжена несколькими сквозными каналами, в каждом из которых смонтирован термошумоизолирующий уплотнитель и в которых беззазорно и съемно смонтированы звукоизолирующие пробки, нижние торцы акустических модулей беззазорно контактируют с полом полубезэховой акустической камеры посредством упругого эластичного звукоизолирующего уплотнителя, к двигателю исследуемого транспортного средства подключена стендовая технологическая система охлаждения, при этом для охлаждения термонагруженных агрегатов транспортного средства использовано устройство локального обдува, один из акустических модулей содержит входную дверь, структура которой аналогична структуре модуля, при этом по контуру проема входной двери смонтирован звукопоглощающий уплотнитель, и сама дверь снабжена запорным устройством.