RU48224U1

RU48224U1 - DEVICE FOR EVALUATING THE HOUSING NOISE LEVEL RADIATED BY ELEMENTS OF THE EXHAUST GAS SYSTEM FOR WHEELED VEHICLE ENGINES

Info

Publication number: RU48224U1
Application number: RU2004135995/22U
Authority: RU
Inventors: М.И. Фесина; И.В. Дерябин
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2005-09-27

Abstract

Устройство смонтировано в акустической камере с жестким звукоотражающим полом и содержит, в частности, звукоизолирующую перегородку, исследуемую выхлопную трассу, упруго установленную на подвеске и размещенные в непосредственной близости от нее измерительные микрофоны. Отличительной особенностью является то, что на жесткую поверхность пола полубезэховой камеры, в зоне расположения подвески исследуемой выхлопной трассы, установлены легкосъемные поглотители звука, выполненные из пористого волокнистого или пенистого звукопоглощающего материала на основе базальтовых или стеклянных волокон, открытоячеистого пенополиуретана, с защитной звукопрозрачной оболочкой из тонкой стеклоткани, или алюминизированной пленки и т.п. Размеры общей поверхности, образованной установленными поглотителями звука, определяемые горизонтальной проекцией исследуемой выхлопной трассы, по крайней мере, не выходят за пределы звукопоглощающей поверхности, а кратчайшее расстояние от горизонтальной проекции каждого из корпусных элементов исследуемой выхлопной трассы до боковой краевой линии звукопоглощающей поверхности составляет не менее 1 м. Позиционирование измерительных микрофонов производится в том числе и со стороны нижней части исследуемой выхлопной трассы. Практическая реализация предлагаемой конструкции устройства для оценки корпусного шума, излучаемого отдельными элементами системы выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств, позволит существенно ослабить звукоотражающие эффекты от поверхности пола полубезэховой испытательной камеры в зоне установки исследуемой выхлопной трассы, от падающих звуковых волн, и повысить точность и информативность результатов акустических исследований корпусного шума отдельных элементов системы выпуска и эффективность доводочных работ по уменьшению корпусного шума элементов системы выпуска отработавших газов.The device is mounted in an acoustic chamber with a hard sound-reflecting floor and contains, in particular, a soundproofing partition, a studied exhaust path, elastically mounted on the suspension and measuring microphones located in the immediate vicinity. A distinctive feature is that on a rigid floor surface of the semi-anechoic chamber, in the area of the suspension of the studied exhaust route, easily removable sound absorbers are installed, made of porous fibrous or foamy sound-absorbing material based on basalt or glass fibers, open-cell polyurethane foam, with a protective soundproof sheath fiberglass, or aluminized film, etc. The dimensions of the common surface formed by the installed sound absorbers, determined by the horizontal projection of the studied exhaust path, at least do not go beyond the sound-absorbing surface, and the shortest distance from the horizontal projection of each of the body elements of the studied exhaust path to the lateral edge line of the sound-absorbing surface is at least 1 m. The positioning of the measuring microphones is made, including from the bottom of the studied exhaust route. Practical implementation of the proposed design of the device for evaluating the body noise emitted by individual elements of the exhaust system of the internal combustion engine exhaust system of wheeled vehicles will significantly reduce the sound-reflecting effects from the floor surface of the semi-anechoic test chamber in the installation area of the investigated exhaust route, from the incident sound waves, and increase the accuracy and information content results of acoustic studies of body noise of individual elements of the exhaust system and the efficiency of lapping The work is to reduce the body noise of the elements of the exhaust system.

Description

Полезная модель относится к технике исследований источников шума колесных транспортных средств, выполняемых в акустической полубезэховой камере и конкретно имеет отношение к конструкциям устройств, применяемых для экспериментальных стендовых исследований корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств.The invention relates to a technique for researching noise sources of wheeled vehicles, performed in an acoustic semi-anechoic chamber, and specifically relates to the designs of devices used for experimental bench studies of body noise emitted by elements of the exhaust system of exhaust engines of wheeled vehicles.

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 транспортного 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 источников шума, то весьма важно проводить их исследования и доводку на динамическом стенде при имитации различных скоростных и нагрузочных режимов (изменяя обороты ДВС, The solution to the problem of reducing acoustic pollution of the environment and improving the acoustic comfort of land wheeled vehicles is an important urgent task for developers and researchers of transport equipment, requiring large material, time and intellectual costs. The most mobile and productive processes of research and development, in particular, wheeled vehicles for noise and vibration comfort are experimental studies conducted in a bench environment, involving diverse the technique of simulating speed and load conditions identical to road (field) test conditions (for example, dynamic stands with running drums), stationary measuring and analyzing equipment. Constant weather and road conditions independent of the test conditions, the convenience of taking and analyzing measurement information contribute to the wider spread of bench studies of vibro-acoustic processes in land wheeled vehicles. Due to the fact that the main vibro-noise source of a vehicle is its power plant - an internal combustion engine (ICE) and, in particular, its gas exchange system, including an intake system and an exhaust system, as the most intense noise sources, it is very important to study them and fine-tuning on a dynamic bench while simulating various speed and load modes (changing the speed of the internal combustion engine,

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).throttle opening angle, etc.) under similar conditions of a free sound field (in which the vehicle is located on the freeway or in the field during operation).

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.A fairly complete imitation of the conditions of high-speed and load modes of vehicle movement in real road conditions can be achieved on stands with running drums, the practice of which is widely used in enterprises producing motor vehicles and research institutes. On the other hand, it is possible to realize the conditions of a free sound field by placing this dynamic stand with running drums in a special building - a semi-anechoic or anechoic acoustic chamber.

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.In this regard, modern research technologies of acoustic processes that are implemented on vehicles (cars, tractors, motorcycles and other types of wheeled vehicles) include, in particular, the use of special low-noise running drums, which allow simulating various speed and load modes of energy and transmission units of vehicles in the conditions of their placement in special anechoic or semi-anechoic acoustic chambers that contribute to the formation of free sound field in the measurement zones.

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 Anechoic (completely muffled) or semi-anechoic (muffled, with a reflective floor) test chambers are a room mounted on a separate foundation, vibration-isolated from the main building. Such a camera houses a dynamic stand with running drums (or a motor brake stand), vibration-proof from the main building and the camera body. The drive and brake installation are located in the basement, or located on the same level with the camera, in a special machine room. To approximate the acoustic properties of the camera to a free sound field, directional matching of the acoustic impedances (resistance) of the air in the free space of the camera and in the porous structure of the sound-absorbing material lining (lining) sound-reflecting surfaces of walls, ceilings, and floors is performed. That is why the design of the sound-absorbing cladding of the walls (floor, ceiling) of the chamber is made porous and has a structural density (porosity) that gradually changes along the depth of the coating in the direction

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.the propagation of sound waves to the rigid sound-reflecting surface of the walls (floor, ceiling). Moreover, the highest density of the porous sound-absorbing cladding is realized directly at the walls of the chamber, and the lowest is on the outer (receiving) surface layer of the sound-absorbing lining of the walls and ceiling of the test chamber. The necessary conditions for such a wave matching of sound propagation and absorption media in the zones of walls and ceilings are achieved, in particular, by using various wedge-shaped volumetric sound absorbers (wedges, backstage). The main materials from which sound absorbers are made are open-cell polyurethane foam, fiberglass, superthin basalt fiber, vinipore with flame retardant impregnation.

Измерение шума выпуска отработавших газов ДВС колесного транспортного средства (в частности, легкового автомобиля) для оценок достигнутых значений уровней излучаемого газодинамического шума выпуска, последующих сравнительных оценок эффективности шумозаглушающих характеристик глушителей шума системы выпуска, а также корпусного шума, излучаемого динамически возбуждаемыми стенками корпусов глушителей, трубопроводов и тонкостенных термоизолирующих экранов элементов системы выхлопа отработавших газов производится с использованием измерительных микрофонов, располагаемых вблизи (на заданном конкретном расстоянии) от свободного (открытого) среза выхлопной трубы или от вибрирующей шумоизлучающей стенки корпусного элемента системы выпуска ДВС автомобиля, установленного в акустической полубезэховой камере на динамическом стенде с беговыми барабанами. Во время стендовых акустических исследований системы выпуска отработавших газов ДВС колесного транспортного средства, 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, а также при исследовании корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов. 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 или вблизи корпусного элемента системы выпуска. Высокий "паразитный шумовой фон", воспринимаемый в данном случае как "помехи", передается в эту измерительную Measurement of exhaust gas exhaust noise of an internal combustion engine of a wheeled vehicle (in particular, a passenger car) to assess the achieved values of the emitted gas-dynamic exhaust noise, the following comparative assessments of the effectiveness of the noise-damping characteristics of the exhaust silencers, as well as the body noise emitted by the dynamically excited walls of silencer bodies, pipelines and thin-walled heat-insulating screens of the elements of the exhaust system is made using measuring microphones located near (at a given specific distance) from the free (open) cut of the exhaust pipe or from the vibrating noise-emitting wall of the body element of the ICE exhaust system of a vehicle mounted in an acoustic semi-anechoic chamber on a dynamic bench with running drums. During bench acoustic studies of the exhaust system of the internal combustion engine of a wheeled vehicle mounted on the running drums of a dynamic bench, it is usually very difficult to achieve the necessary accuracy of the results of measuring sound levels when evaluating the effectiveness of sound-damping characteristics of various designs of mufflers, as well as when studying body noise emitted elements of the exhaust system. The reason for the difficulty in obtaining objective results is the presence of a high level of “parasitic” masking noise background at the measurement point (in the installation area of the measuring microphone) near the exhaust pipe cutoff or near the body element of the exhaust system. A high "spurious noise background", perceived in this case as "interference", is transmitted to this measurement

зону в первую очередь из пространства моторного отсека исследуемого транспортного средства в виде шумового излучения работающего ДВС (излучения звука от вибрирующих поверхностей корпусных деталей ДВС, аэрогазодинамического шума систем впуска и охлаждения ДВС), а также от вращающихся на барабанах стенда шин, контактирующих с рабочей поверхностью беговых барабанов стенда и излучающих шум вследствие этого взаимодействия, шума излучаемого трансмиссионными агрегатами транспортного средства и пр. Проблему ослабления уровня "паразитного" маскирующего шумового фона специалисты в области акустических исследований решают, например, применением дополнительных шумоизолирующих устройств в виде специальных акустических экранов, капсул, звукоизолирующих перегородок, выводом выхлопной трассы в отдельную автономную звукозаглушенную камеру. При оценке корпусного шума, излучаемого динамически возбуждаемыми стенками корпусов, трубопроводов и тонкостенных термоизолирующих экранов элементов системы выхлопа отработавших газов ДВС транспортного средства, как правило, применяется вывод выхлопной трассы вне пространства кузова колесного транспортного средства для максимального удаления от источников «паразитного шумового фона» и последующего звукоизолирования этих источников (корпусного шума системы выпуска от излучающих шум ДВС, агрегатов трансмиссии, вращающихся на беговых барабанах шин колесного транспортного средства). В этом случае, возникают проблемы качественного, с точки зрения виброакустики, монтажа исследуемой выхлопной трассы в пространстве испытательной камеры. Зачастую стендовые устройства, используемые при исследовании корпусного шума элементов системы выпуска являются стационарными и нерегулируемыми, устройствами транспортного средства или испытательного стенда, что усложняет и/или увеличивает длительность подготовки и проведения исследований выхлопных систем различной конфигурации выхлопных трасс и различным расположением по высоте отдельных устройств заглушения шума (глушителей).the zone is primarily from the space of the engine compartment of the vehicle under study in the form of noise from an internal combustion engine (sound from vibrating surfaces of the internal components of the internal combustion engine, aerodynamic noise of the intake and cooling systems of the internal combustion engine), as well as from tires rotating on the drums of the test bench in contact with the running surface drums of the stand and emitting noise due to this interaction, noise emitted by the transmission units of the vehicle, etc. The problem of weakening the level of "spurious" Acoustic research specialists solve the masking noise background, for example, by using additional soundproofing devices in the form of special acoustic screens, capsules, soundproofing partitions, and the output of the exhaust route into a separate autonomous soundproofed chamber. When evaluating the body noise emitted by the dynamically excited walls of the housings, pipelines and thin-walled heat-insulating screens of the elements of the exhaust system of an internal combustion engine of a vehicle, as a rule, the exhaust route is used outside the vehicle’s body space to minimize distance from the sources of “spurious noise background” and subsequent sound insulation of these sources (body noise of the exhaust system from the ICE emitting noise, transmission units rotating on wheel drums of wheeled vehicles). In this case, there are problems of high-quality, from the point of view of vibroacoustics, installation of the studied exhaust route in the space of the test chamber. Often, bench devices used in the study of body noise of exhaust system elements are stationary and unregulated devices of a vehicle or test bench, which complicates and / or increases the duration of preparation and research of exhaust systems of various configurations of exhaust routes and the different arrangement of the height of individual noise suppression devices (silencers).

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 A device for estimating the noise of an engine exhaust system is known, presented in the publication Klaus Peter Mayer und Bernd Nowotny "Ein Berechnungsverfahren fur Abgasschalldampfer von Viertaktmotoren", MTZ Motortechnische Zeitschrift 42 (1981) No. 10, pp. 391-396. The device consists of two paired test chambers located nearby, in one of which a motor stand is mounted with an investigated exhaust system attached, and a free cut of the tail of the exhaust pipe of the investigated exhaust system is output

через соединительное окно в межкамерной перегородке во вторую, звукозаглушенную камеру, с установленным в ее пространстве измерительным микрофоном. Данное устройство оценки шума системы выхлопа ДВС является сложным и дорогостоящим, 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 свободным срезом хвостовой трубы глушителя. В это же время, оценка корпусного шума, излучаемого динамически возбуждаемыми стенками корпусов глушителей, корпусов нейтрализаторов, 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. Представленный комплекс измерительных камер для исследования шума систем выхлопа отличается сложностью компоновки выхлопной трассы через соединительное окно межкамерной перегородки в процессе монтажа реальных объектов испытаний (конкретной модели ДВС и конкретного типа выхлопной системы) и обеспечения при этом высокой звукоизолирующей способности межкамерной перегородки. В особенности, это относится к применению выхлопных автомобильных систем (трасс), в которых корпуса глушителей и нейтрализаторов располагаются несоосно, с сдвоенными автономными выхлопными трассами (например, в широко применяемых V-образных 8-цилиндровых ДВС легковых автомобилей).through a connecting window in the inter-chamber partition into a second, sound-damped chamber, with a measuring microphone installed in its space. This device for estimating the noise of an internal combustion engine exhaust system is complex and expensive, requires the construction of additional expensive cameras and the use of additional bench equipment, and it can only be used in a narrow manner, in particular, it allows you to study only the gas-dynamic noise emitted by a free cut of the tail pipe of the muffler. At the same time, the assessment of the body noise emitted by the dynamically excited walls of silencer housings, neutralizer housings, pipelines and thin-walled heat-insulating screens of exhaust system exhaust elements is difficult due to the location of a part of the exhaust route in the noisy space of the motor box chamber, the connecting window and the sound-absorbing lining of the measuring acoustic cameras. The presented set of measuring chambers for studying the noise of exhaust systems is distinguished by the complexity of arranging the exhaust route through the connecting window of the interchamber partition during the installation of real test objects (a specific ICE model and a specific type of exhaust system) while ensuring a high soundproof ability of the interchamber partition. In particular, this applies to the use of automobile exhaust systems (tracks), in which the silencer and neutralizer bodies are misaligned with dual autonomous exhaust routes (for example, in the widely used V-shaped 8-cylinder ICEs of passenger cars).

Из патента ФРГ DE 4019581 А1 известна конструкция устройства для оценки корпусного и газодинамического 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 корпусными элементами 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).From the German patent DE 4019581 A1, a device design is known for evaluating the body and gas-dynamic noise of ICE exhaust systems in the form of a complex of two chambers, with the exhaust route leading to a separate anechoic room. A significant drawback of this design is its narrow specialization, the complexity and high cost of the building structure, the complexity of the layout of the exhaust route, the impossibility of multi-purpose (universal) use of this test chamber. Sound radiation from the body elements of the studied exhaust system is produced in a muffled chamber of relatively small size (volume), which is unfavorable from the point of view of obtaining objective measurement results due to the formation of the intense contribution of the reflected acoustic field (in comparison with sound radiation in the space of large-sized cameras).

Известно устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства, в частности, грузового автомобиля, представленное в публикации Mineichi INAGAWA, Коо NAKAMURA "Reducing Exhaust System Noise of Heavy Trucks", JSAE Review, 1980, №2, p.41-52. Как представлено на фиг.15, стр.48 данной публикации, при исследовании корпусного шума элементов системы выпуска выхлопная трасса выводится вбок за пространство колесного транспортного средства, при этом вблизи транспортного средства со стороны вывода выхлопной трассы и вблизи свободного среза выхлопной трубы установлены звукоизолирующие панели. Кроме звукоизолирующей функции, панели выполняют роль опорных стоек трубопроводов исследуемой системы выпуска. Недостатком данного устройства для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства является жесткая и интенсивная передача вибровозбуждения на пол испытательного помещения через звукоизолирующие панели от трубопроводов исследуемой системы выпуска отработавших газов, что вызывает дополнительное динамическое возбуждение пола испытательной камеры, и, соответственно, излучение им дополнительного структурного шума, искажающего реальные характеристики акустического излучения корпусов элементов системы выпуска. Кроме этого, интенсивно вибрирующие элементы системы выпуска отработавших газов могут передавать вибровозбуждение на присоединительные элементы звукоизолирующих панелей с последующим излучением ими паразитного шума. Такая компоновочная схема установки выхлопной трассы отличается ограниченностью применения при исследовании колесных транспортных средств с различной высотой расположения выхлопной трассы, а также сложностью и отсутствием мобильности при монтаже-демонтаже данного устройства.A device for studying the body and gas-dynamic noise of an engine exhaust system of a wheeled vehicle, in particular a truck, is presented in Mineichi INAGAWA publication, NAKAMURA Co., "Reducing Exhaust System Noise of Heavy Trucks", JSAE Review, 1980, No. 2, p.41 -52. As shown in FIG. 15, page 48 of this publication, when examining the body noise of elements of the exhaust system, the exhaust route is displayed sideways beyond the space of the wheeled vehicle, while soundproof panels are installed near the vehicle on the exhaust route outlet side and near the free cut of the exhaust pipe. In addition to the soundproofing function, the panels act as support pillars of the pipelines of the exhaust system under study. The disadvantage of this device for studying the body and gas-dynamic noise of the ICE exhaust system of a wheeled vehicle is the rigid and intense transmission of vibration excitation to the floor of the test room through soundproof panels from the pipelines of the exhaust system under study, which causes additional dynamic excitation of the floor of the test chamber, and, accordingly, radiation him additional structural noise, distorting the real characteristics of acoustic radiation to mouthpieces of exhaust system elements. In addition, intensely vibrating elements of the exhaust system can transmit vibration to the connecting elements of the soundproof panels, followed by their emission of spurious noise. This layout scheme for installing the exhaust route is characterized by limited use in the study of wheeled vehicles with different heights of the exhaust route, as well as by the complexity and lack of mobility during installation and dismantling of this device.

Известно устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства, представленное в публикации Frank Lehringer "Die Berechnung der akustischen Eigenschaften von Abgasanlagen mit Hilfe von Transfermatrizen", Automobil Industrie, 1988, №6, стр.3-15. Данное устройство также имеет в качестве опорных стоек исследуемой выхлопной трассы сплошные звукоизолирующие перегородки и обладает аналогичными конструктивными недостатками, описанными выше.A device for studying the body and gas-dynamic noise of an ICE system for a wheeled vehicle is presented in the publication Frank Lehringer "Die Berechnung der akustischen Eigenschaften von Abgasanlagen mit Hilfe von Transfermatrizen", Automobil Industrie, 1988, No. 6, pp. 3-15. This device also has continuous soundproofing partitions as supporting pillars of the studied exhaust route and has similar structural disadvantages described above.

Известно устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства, представленное в A device for studying the hull and gas-dynamic noise of the exhaust system of an internal combustion engine of a wheeled vehicle is presented.

публикации Frank Lehringer und Dieter Kattge "Schallabstrahlung von Abgasanlagen", ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 87 (1985) 10, стр.559-563. Как представлено на фиг.3, 4, стр.560 данной публикации, при исследовании корпусного шума элементов системы выпуска выхлопная трасса выводится в отдельное пространство, ограниченное перегородками, измерительные микрофоны устанавливаются вблизи трубопроводов и корпусов глушителей исследуемой системы выпуска (см. фиг.3 представленной публикации, прилагается). Перегородки являются жесткими опорными связями трубопроводов выхлопной трассы, принимающими вибрационное воздействие от вибрирующих участков трубопроводов, что приводит к динамическому возбуждению структур перегородок и, соответственно, переизлучению в виде структурного шума вибрирующих стенок перегородок в пространство с установленными измерительными микрофонами. Кроме этого, большая площадь поверхности установленных перегородок вызывает возникновение звукоотражающих эффектов от падающих на перегородки звуковых волн, излучаемых элементами исследуемой системы выпуска с последующим искажением звукового поля в измерительных точках. Вышеперечисленные недостатки приводят к искажению реальных характеристик корпусного шума трубопроводов, корпусов глушителей, термоизоляционных щитков системы выпуска ДВС колесного транспортного средства. Известное устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства является достаточно громоздким, сложным и трудоемким при монтаже.Frank Lehringer und Dieter Kattge Schallabstrahlung von Abgasanlagen, ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 87 (1985) 10, pp. 559-563. As shown in Figs. 3, 4, p. 560 of this publication, when studying the body noise of the elements of the exhaust system, the exhaust route is displayed in a separate space bounded by partitions, measuring microphones are installed near the pipelines and silencers of the studied exhaust system (see Fig. 3 presented publication attached). Partitions are rigid support couplings of the exhaust pipe pipelines, receiving vibration from vibrating sections of pipelines, which leads to dynamic excitation of the structure of the partitions and, accordingly, re-emission in the form of structural noise of the vibrating walls of the partitions into the space with installed measuring microphones. In addition, a large surface area of the installed partitions causes the occurrence of sound-reflecting effects from the sound waves incident on the partitions emitted by the elements of the studied exhaust system with subsequent distortion of the sound field at the measuring points. The above disadvantages lead to a distortion of the actual characteristics of the body noise of pipelines, silencer bodies, heat-insulating shields of the ICE exhaust system of a wheeled vehicle. The known device for the study of body and gas-dynamic noise of the exhaust system of the internal combustion engine of a wheeled vehicle is quite cumbersome, complex and time-consuming to install.

Известно устройство для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств, ПРОТОТИП, конструкция которого описана в патенте Российской Федерации на полезную модель №40794, МПК 7 G 01 M 17/00, публ. 27.09.2004, БИ №27.A device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of the internal combustion engine of wheeled vehicles, PROTOTYPE, the design of which is described in the patent of the Russian Federation for utility model No. 40794, IPC 7 G 01 M 17/00, publ. 09/27/2004, BI No. 27.

Устройство содержит, в частности, звукоизолирующую перегородку (акустические экран, капсулу), исследуемую выхлопную трассу (со всеми составными элементами системы выпуска отработавших газов двигателя - приемной трубой, сильфонными или шаровыми компенсаторами колебаний, корпусами нейтрализаторов и глушителей, соединительными трубопроводами, термоизолирующими экранами), измерительные микрофоны. Выхлопная трасса смонтирована на подвеске в виде набора несущих П-образных стоек с регулируемыми по высоте штифтами, на конце которых подвешены штатные The device contains, in particular, a soundproofing partition (acoustic screen, capsule), a studied exhaust route (with all the components of the exhaust system of the engine - receiving pipe, bellows or ball vibration compensators, cases of neutralizers and silencers, connecting pipelines, heat-insulating screens), measuring microphones. The exhaust route is mounted on the suspension in the form of a set of supporting U-shaped posts with height-adjustable pins, at the end of which standard

упругие эластичные элементы. Стойки выполнены из полых замкнутых трубчатых профилей, полости которых заполнены сыпучим и/или пенистым вибродемпфирующим веществом, основания стоек футерованы упругой виброизолирующей подложкой. Измерительные микрофоны располагаются вблизи, на заданном расстоянии от стенок корпусных элементов выхлопной трассы, излучение аэрогазодинамического звука свободным срезом выхлопного патрубка производится свободно в зону раструба устройства дистанционного отвода выхлопных газов. Недостатком известного устройства для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств, является расположение исследуемых корпусных элементов системы выпуска непосредственно вблизи жесткой звукоотражающей поверхности пола испытательной камеры. Звуковые волны, излучаемые динамически возбуждаемыми вибрирующими стенками корпусных элементов (корпусов нейтрализаторов и глушителей, соединительных трубопроводов, термоизолирующих экранов), отражаются от жесткой поверхности пола, попадая в измерительную зону вокруг исследуемых объектов испытаний, с установленными измерительными микрофонами, что непосредственным образом оказывает отрицательное влияние на точность и информативность акустических исследовательских работ.elastic elastic elements. Racks are made of hollow closed tubular profiles, the cavities of which are filled with loose and / or foam vibration-damping substance, the bases of the racks are lined with an elastic vibration-insulating substrate. Measuring microphones are located close, at a predetermined distance from the walls of the body elements of the exhaust route, the aerogasdynamic sound is emitted by a free cut of the exhaust pipe freely into the socket zone of the device for remote exhaust gas removal. A disadvantage of the known device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of the internal combustion engine exhaust wheels of vehicles is the location of the studied body elements of the exhaust system directly near the hard sound-reflecting surface of the floor of the test chamber. Sound waves emitted by dynamically excited vibrating walls of housing elements (neutralizer and silencer housings, connecting pipes, heat-insulating screens) are reflected from the hard floor surface, falling into the measurement zone around the test objects under study, with installed measuring microphones, which directly affects the microphones accuracy and informativeness of acoustic research.

Предлагаемое техническое решение позволяет в значительной степени устранить указанные выше недостатки.The proposed technical solution can significantly eliminate the above disadvantages.

Сущность полезной модели заключается в том, что в известном устройстве для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств, содержащем, в частности, звукоизолирующую перегородку (акустические экран, капсулу), исследуемую выхлопную трассу (со всеми составными элементами системы выпуска отработавших газов двигателя - приемной трубой, сильфонными или шаровыми компенсаторами колебаний, корпусами нейтрализаторов и глушителей, соединительными трубопроводами, термоизолирующими экранами), упруго смонтированную на подвеске в виде набора несущих П-образных стоек, установленных на жестком полу полубезэховой камеры, - на жесткую поверхность пола полубезэховой камеры, в зоне расположения подвески исследуемой выхлопной трассы, установлены легкосъемные поглотители звука, выполненные из пористого волокнистого или пенистого звукопоглощающего материала на основе базальтовых или стеклянных The essence of the utility model lies in the fact that in the known device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of the internal combustion engine exhaust gases of wheeled vehicles, it contains, in particular, a soundproofing partition (acoustic screen, capsule), the exhaust pipe under study (with all components exhaust gas systems of the engine - a receiving pipe, bellows or ball vibration compensators, cases of converters and silencers, connecting pipelines, thermo insulating screens), mounted elastically on the suspension in the form of a set of load-bearing U-shaped struts mounted on the rigid floor of the semi-anechoic chamber — on the rigid floor surface of the semi-anechoic chamber, easily removable sound absorbers made of porous fiber or foamy sound-absorbing material based on basalt or glass

волокон, открытоячеистого пенополиуретана, с защитной звукопрозрачной оболочкой из тонкой стеклоткани, или алюминизированной пленки, и т.п. Размеры звукопоглощающей поверхности, образованной установленными поглотителями звука, определяются исходя из того, что горизонтальная проекция исследуемой выхлопной трассы, по крайней мере, не выходит за пределы звукопоглощающей поверхности, а кратчайшее расстояние от горизонтальной проекции каждого из корпусных элементов исследуемой выхлопной трассы до боковой краевой линии звукопоглощающей поверхности составляет не менее 1 м.fibers, open-cell polyurethane foam, with a protective sound-transparent sheath of thin fiberglass, or aluminized film, etc. The dimensions of the sound-absorbing surface formed by the installed sound absorbers are determined on the basis that the horizontal projection of the studied exhaust path at least does not go beyond the sound-absorbing surface, and the shortest distance from the horizontal projection of each of the body elements of the studied exhaust path to the lateral edge line of the sound-absorbing surface is at least 1 m.

Сущность полезной модели поясняется графически.The essence of the utility model is illustrated graphically.

На фиг.1 представлена полубезэховая акустическая камера с установленным в ней заявляемым в качестве полезной модели устройством для оценки корпусного шума, излучаемого отдельными элементами системы выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств (выделено жирным шрифтом). Позициями на фиг.1 показаны:Figure 1 shows a semi-anechoic acoustic camera with a device for evaluating the body noise emitted by individual elements of the exhaust system of the internal combustion engine exhaust wheels of vehicles installed in it, which is claimed as a utility model (in bold). The positions in figure 1 show:

1 - полубезэховая камера;1 - semi-anechoic chamber;

2 - звукопоглощающая облицовка кулисного типа;2 - sound-absorbing cladding type cladding;

3 - пружины;3 - springs;

4 - фундамент динамического барабанного стенда;4 - the foundation of a dynamic drum stand;

5 - беговые барабаны;5 - running drums;

6 - колесное транспортное средство;6 - wheeled vehicle;

7 - звукоизолирующая перегородка (экран, капсула);7 - soundproofing partition (screen, capsule);

8 - измерительные микрофоны;8 - measuring microphones;

9 - исследуемая выхлопная трасса;9 - investigated exhaust route;

10 - подвеска выхлопной трассы;10 - suspension of the exhaust route;

11 - раструб устройства для дистанционного отвода выхлопных газов.11 - socket device for remote exhaust gases.

12 - пол испытательной полубезэховой камеры12 - floor test semi-anechoic chamber

13 - легкосъемные поглотители звука.13 - easily removable sound absorbers.

На фиг.2 представлена конструкция подвески выхлопной трассы заявляемого в качестве полезной модели устройства, для оценки корпусного шума, излучаемого отдельными элементами системы выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств.Figure 2 presents the design of the suspension of the exhaust route of the claimed as a useful model of the device for evaluating the body noise emitted by individual elements of the exhaust system of the internal combustion engine exhaust wheeled vehicles.

На фиг.3 показан вид "А", сбоку на несущую П-образную стойку.Figure 3 shows a view of "A", side view of the supporting U-shaped rack.

На фиг.4 показано сечение по А-А несущей П-образной стойки.Figure 4 shows a section along aa of the carrier U-shaped rack.

На фиг.5 показана звукопоглощающая поверхность, образованная поглотителями звука, с горизонтальной проекцией на ней исследуемой выхлопной Figure 5 shows the sound-absorbing surface formed by sound absorbers, with a horizontal projection on it of the studied exhaust

трассы.tracks.

На фиг.6 показана структура поглотителя звука.Figure 6 shows the structure of the sound absorber.

На фиг.7 представлен вид (схематично) исследуемой выхлопной трассы со стороны выхлопного патрубка.Figure 7 presents a view (schematically) of the investigated exhaust route from the side of the exhaust pipe.

Подвеска выхлопной трассы представляет собой набор несущих П-образных стоек 14, выполненных из металлического замкнутого, с пустотелым сечением, трубчатого профиля 15, что позволяет впоследствии заполнить внутреннее пространство этого профиля сыпучим, пенистым или другим вибродемпфирующим веществом 16 (например, кварцевым песком, интегральной полимерной пеной, свинцовой, чугунной дробью, или сочетанием в смеси этих веществ в заданных пропорциях) для обеспечения требуемого высокого шумовибродемпфирующего эффекта в структуре стоек. Для снижения передачи вибрационного воздействия от несущей стойки на пол испытательной камеры, и от пола на несущую стойку, основание 17 несущей стойки футеровано упругой виброизолирующей подложкой 18 (например, резиновой). В верхней части П-образной стойки жестко смонтированы (например, сварочным швом) две втулки 19 с внутренней резьбой в полости втулок. Во втулках 19 ввинчены регулировочные штифты 20 с вмонтированными на нижних торцах штифтов подвесными крюками 21. На подвесных крюках 21 подвешены упругие эластичные элементы 22 (например, штатные элементы подушек подвески системы выпуска ДВС исследуемого колесного транспортного средства), к которым непосредственно, с использованием штатных крепежных кронштейнов, монтируется исследуемая выхлопная трасса. Регулировочные штифты 20 за счет соединения типа "винт-гайка" имеют возможность перемещаться в вертикальном направлении на заданную высоту, что позволяет выполнять регулировку подвески выхлопной трассы в зависимости от высоты расположения трубопроводов исследуемой системы выпуска ДВС колесного транспортного средства. Представленная конструкция подвески выхлопной трассы является малогабаритной, легковесной, отличается простотой выполнения монтажных операций, легко переносится в заданное место установки или хранения.The exhaust suspension is a set of load-bearing U-shaped struts 14 made of closed metal, with a hollow section, of a tubular profile 15, which subsequently allows you to fill the interior of this profile with loose, foamy or other vibration-damping substance 16 (for example, quartz sand, integral polymer foam, lead, cast-iron shot, or a combination of these substances in a mixture in predetermined proportions) to provide the required high noise vibration-damping effect in the structure of the racks. To reduce the transmission of vibration from the support stand to the floor of the test chamber, and from the floor to the support stand, the base 17 of the support stand is lined with an elastic vibration-insulating substrate 18 (for example, rubber). In the upper part of the U-shaped rack, two bushings 19 with internal thread in the cavity of the bushings are rigidly mounted (for example, by a welding seam). Adjusting pins 20 are screwed into the bushings 19 with hanging hooks mounted on the lower ends of the pins 21. Elastic elastic elements 22 are suspended on the hanging hooks 21 (for example, standard elements of the suspension pillows of the engine exhaust system of the investigated wheeled vehicle), to which directly, using regular fixing brackets, the investigated exhaust route is mounted. The adjusting pins 20 due to the screw-nut connection have the ability to move in the vertical direction to a predetermined height, which allows you to adjust the suspension of the exhaust route depending on the height of the piping of the ICE exhaust system of the wheeled vehicle. The presented design of the suspension of the exhaust route is small-sized, lightweight, differs in simplicity of installation operations, is easily transported to a specified place of installation or storage.

На жестком полу 12 испытательной полубезэховой камеры, в зоне смонтированной на подвеске исследуемой выхлопной трассы, установлены легкосъемные поглотители звука 13, выполненные из пористого звукопоглощающего материала 23 (см. фиг.5, 6). Пористая структура звукопоглощающего материала 23 поглотителя 13 заключена в защитную Easily removable sound absorbers 13 made of porous sound-absorbing material 23 are installed on the hard floor 12 of the test semi-anechoic chamber in the area of the studied exhaust route mounted on the suspension, (see FIGS. 5, 6). The porous structure of the sound-absorbing material 23 of the absorber 13 is enclosed in a protective

звукопрозрачную оболочку 24, например, из тонкой стеклоткани, алюминизированной пленки, и т.п.. Сама пористая структура поглотителя 23 может представлять собой известный пористый волокнистый или пенистый звукопоглощающий материал, на основе базальтовых или стеклянных волокон, открытоячеистого пенополиуретана или другого аналогичного звукопоглощающего материала. Выполнение поглотителей съемного типа, беззазорно укладываемых на горизонтальную поверхность пола испытательной камеры, позволит легко производить демонтаж-монтаж поглотителей. Защитная звукопрозрачная оболочка 24 поглотителя 13 изготавливается преимущественно из моющегося, огнестойкого, влаго-масло-бензостойкого материала, не пропускающего указанные вещества внутрь структуры поглотителя, легко подвергающегося очистке пылесосом или влажной очистке. Размеры поверхности, образованной установленными поглотителями звука 13, определяются исходя из того, что горизонтальная проекция 25 исследуемой выхлопной трассы, по крайней мере, не выходит за пределы звукопоглощающей поверхности, а кратчайшее расстояние от горизонтальной проекции каждого из корпусных элементов исследуемой выхлопной трассы до боковой краевой линии 26 звукопоглощающей поверхности составляет не менее 1 м. При регистрации уровней корпусного шума, излучаемого корпусами глушителей, нейтрализаторов, компенсаторов колебаний, трубопроводами, термоизоляционными щитками - измерительные микрофоны 8 (см. фиг.1) располагаются в непосредственной близости от поверхностей исследуемой выхлопной трассы, на расстоянии, задаваемым исследователем для решения конкретных технических задач и целей исследований (например, 0.1 м), а излучение аэрогазодинамического звука открытым срезом выхлопного патрубка и выброс отработавших газов ДВС производится в открытый раструб 11 устройства для дистанционного отвода выхлопных газов. Применение поглотителей звука при размещении измерительных микрофонов непосредственно снизу исследуемых корпусных элементов (см. фиг.7) позволяет достоверно исследовать акустическое излучение со стороны нижней части выхлопной трассы и выполнять локализацию максимальных уровней корпусного шума с целью дальнейшего анализа и доводки по акустике конструктивных элементов системы выпуска отработавших газов. При не использовании поглотителей звука происходит регистрация практически удвоенных уровней звукового давления с учетом дополнительного энергетического вклада от отражения звуковых волн, излучаемых корпусами элементов системы выпуска, от жесткой поверхности пола a soundproof sheath 24, for example, of thin fiberglass, aluminized film, and the like. The porous structure of the absorber 23 itself can be a known porous fibrous or foamy sound-absorbing material based on basalt or glass fibers, open-cell polyurethane foam or other similar sound-absorbing material. The implementation of removable type absorbers, gaplessly laid on the horizontal surface of the floor of the test chamber, will make it easy to dismantle and install the absorbers. The protective sound-transparent shell 24 of the absorber 13 is made primarily of a washable, fire-resistant, moisture-oil-gas-resistant material that does not allow these substances to enter the structure of the absorber, which is easily subjected to vacuum cleaning or wet cleaning. The dimensions of the surface formed by the installed sound absorbers 13 are determined based on the fact that the horizontal projection 25 of the investigated exhaust path, at least, does not extend beyond the sound-absorbing surface, and the shortest distance from the horizontal projection of each of the body elements of the studied exhaust path to the lateral edge line 26 of the sound-absorbing surface is at least 1 m. When registering levels of body noise emitted by the bodies of silencers, neutralizers, vibration compensators , pipelines, heat-insulating shields - measuring microphones 8 (see figure 1) are located in the immediate vicinity of the surfaces of the investigated exhaust route, at a distance set by the researcher to solve specific technical problems and research objectives (for example, 0.1 m), and the emission of aerodynamic sound open cut of the exhaust pipe and the exhaust gas of the internal combustion engine is carried out in the open socket 11 of the device for remote exhaust gases. The use of sound absorbers when placing measuring microphones directly from the bottom of the studied case elements (see Fig. 7) allows you to reliably study the acoustic radiation from the bottom of the exhaust route and to localize the maximum levels of body noise for the purpose of further analysis and refinement of the structural elements of the exhaust system by the acoustics gases. When sound absorbers are not used, practically doubled sound pressure levels are recorded taking into account the additional energy contribution from the reflection of sound waves emitted by the bodies of the exhaust system elements from the hard floor surface

- что не позволяет проводить объективную абсолютную оценку уровней корпусного шума - как суммарного от системы в целом, так и от отдельных элементов системы выпуска отработавших газов ДВС.- which does not allow an objective absolute assessment of the levels of body noise - both total from the system as a whole, and from individual elements of the exhaust system of the internal combustion engine exhaust gas.

Практическая реализация предлагаемой конструкции устройства при технологических операциях оценки корпусного шума, излучаемого отдельными элементами системы выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств, позволит эффективно ослабить звукоотражающие эффекты от поверхности пола полубезэховой испытательной камеры в зоне установки исследуемой выхлопной трассы, от падающих звуковых волн, и повысить, в связи с этим, точность и объективность результатов акустических исследований корпусного шума отдельных элементов системы выпуска. При этом измерительные микрофоны, при необходимости, могут располагаться как сверху над элементами системы выпуска отработавших газов, так и снизу (со стороны поглотителей звука), и с боковых сторон элементов.Practical implementation of the proposed device design during technological operations for evaluating the body noise emitted by individual elements of the exhaust system of the internal combustion engine exhaust system of wheeled vehicles will effectively reduce the sound-reflecting effects from the floor surface of the semi-anechoic test chamber in the installation area of the investigated exhaust route, from incident sound waves, and increase in this regard, the accuracy and objectivity of the results of acoustic studies of body noise of individual elements of the system s release. In this case, measuring microphones, if necessary, can be located both above the elements of the exhaust system, and below (from the side of sound absorbers), and from the sides of the elements.

Claims

1. Device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of the internal combustion engine of wheeled vehicles, mounted in a semi-anechoic acoustic chamber with a rigid sound-reflecting floor and containing, in particular, a soundproofing partition, an investigated exhaust route, resiliently mounted on the suspension and placed in a direct proximity to it measuring microphones, characterized in that on the rigid floor surface of the semi-anechoic chamber, in the area of the suspension of the test outlet of the open route, easily removable sound absorbers are installed, made of porous fibrous or foamy sound-absorbing material based on basalt or glass fibers, open-cell polyurethane foam, with a protective sound-transparent sheath made of thin fiberglass, or aluminized film, the dimensions of the total surface formed by the installed sound absorbers, determined by the horizontal projection determined by the horizontal projection exhaust tracks, at least, do not go beyond the sound-absorbing surface, and the shortest The distance from the horizontal projection of each of the housing elements investigated exhaust route to the side edge line of the sound absorbing surface is not less than 1 m.

2. A device for assessing the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of the internal combustion engine of wheeled vehicles according to claim 1, characterized in that the positioning of the measuring microphones is made from the bottom of the studied exhaust route.