RU50301U1

RU50301U1 - DEVICE FOR ASSESSING EXHAUST NOISE OF EXHAUST GAS SYSTEMS FOR WHEELED VEHICLE ENGINES

Info

Publication number: RU50301U1
Application number: RU2005118604/22U
Authority: RU
Inventors: М.И. Фесина; И.В. Дерябин; Ю.И. Люкшин; В.В. Теляковский
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2005-12-27

Abstract

Полезная модель относится к технике исследования источников шума колесных транспортных средств, выполняемых в акустической полубезэховой, с жестким звукоотражающим полом камере и конкретно имеет отношение к конструкциям устройств защиты измерительных микрофонов, применяемых при экспериментальных исследованиях эффективности шумозаглушающих характеристик глушителей шума систем выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств, преимущественно легковых автомобилей.The invention relates to a technique for investigating the noise sources of wheeled vehicles in an acoustic semi-anechoic chamber with a rigid sound-reflecting floor and specifically relates to the designs of measuring microphone protection devices used in experimental studies of the effectiveness of noise-damping characteristics of noise suppressors of exhaust systems of wheeled vehicle engines , mainly cars.

Устройство оценки шума системы выпуска отработавших газов ДВС, содержит, в частности, акустическую полубезэховую камеру, динамометрический стенд с беговыми барабанами, измерительный микрофон, установленный вблизи открытого среза хвостовой трубы системы выпуска отработавших газов ДВС исследуемого транспортного средства.A device for evaluating the noise of an internal combustion engine exhaust system contains, in particular, an acoustic semi-anechoic chamber, a dynamometer with running drums, a measuring microphone mounted near an open cut of the tail pipe of the internal combustion engine exhaust system of the vehicle under study.

Между измерительным микрофоном и открытым срезом хвостовой трубы установлен передвижной защитный экран, содержащий защитную мембрану, выполненную на основе тонкого моющегося, огнестойкого, микропористого, звукопрозрачного, газопроницаемого материала. Каркас защитного экрана, при этом, смонтирован на автономной опорной стойке с возможностью регулирования местоположения экрана по высоте и углу наклона в вертикальной плоскости. Основание опорной стойки выполнено в виде треножного элемента, содержащего регулировочные винты, контактирующие с полом испытательной камеры через упругую виброизолирующую прокладку.A movable protective screen is installed between the measuring microphone and the open tail pipe section, which contains a protective membrane based on a thin, washable, fire-resistant, microporous, soundproof, gas-permeable material. The frame of the protective screen, in this case, is mounted on an autonomous support column with the ability to control the location of the screen in height and angle of inclination in the vertical plane. The base of the support stand is made in the form of a tripod element containing adjusting screws in contact with the floor of the test chamber through an elastic anti-vibration pad.

Практическая реализация предлагаемой конструкции устройства оценки шума систем выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств позволяет увеличить срок службы дорогостоящих измерительных микрофонов, повысить качество проведения акустических измерений при исследовании транспортных средств в условиях безэховых (полубезэховых) камер.Practical implementation of the proposed design of a device for estimating the noise of exhaust systems of wheeled vehicle engines allows increasing the service life of expensive measuring microphones and improving the quality of acoustic measurements when examining vehicles in anechoic (semi-anechoic) chambers.

Description

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 газодинамических источников шума, то весьма важно проводить их исследования и доводку на динамическом стенде при имитации различных 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 research and development processes, in particular, wheeled vehicles in noise and vibration comfort, are experimental studies carried out in bench conditions, using a variety of techniques to simulate speed and load conditions identical to the 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 gas-dynamic noise sources, it is very important to carry them out research and development on a dynamic bench while simulating various

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).speed and load modes (changing the speed of the internal combustion engine, the opening angle of the throttle, 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 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 wall cladding (floor, ceiling) of the chamber is made porous and has a structural

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.density (porosity), gradually changing along the depth of the coating in the direction of propagation of sound waves to the hard 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.

Испытательные камеры для акустических исследований транспортных средств, как правило, оборудуются мощными низкошумными приточными и вытяжными вентиляционными установками, способными эффективно осуществлять общеобменную вентиляцию всего пространства испытательной камеры. Кроме этого, дополнительно применяются вентиляторные воздуходувки для локального охлаждающего направленного обдува отдельных термонагруженных агрегатов транспортного средства и его энергетической установки.Test chambers for acoustic studies of vehicles, as a rule, are equipped with powerful low-noise supply and exhaust ventilation units capable of efficiently carrying out general exchange ventilation of the entire space of the test chamber. In addition, fan blowers are also used for local directed cooling of individual thermally loaded units of the vehicle and its power plant.

Измерение шума выпуска отработавших газов двигателя колесного транспортного средства (в частности, легкового автомобиля) для оценок достигнутых значений уровней излучаемого газодинамической составляющей шума выпуска (шума выхлопа) 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.The measurement of the exhaust noise of an engine of a wheeled vehicle (in particular, a passenger car) to assess the achieved values of the levels of the emitted gas-dynamic component of the exhaust noise (exhaust noise) and subsequent comparative assessments of the effectiveness of the noise-damping characteristics of the exhaust silencers of the exhaust system is carried out using measuring microphones located near ( at a given specific distance) from a free (open) cut of the exhaust pipe of a car engine exhaust system a mobile phone installed in an acoustic semi-anechoic chamber on a dynamic bench with running drums.

Известно устройство оценки шума систем выпуска отработавших газов ДВС колесного транспортного средства, в частности, легкового автомобиля, представленное в публикации Walter Seeger "Geraususchabstrahlung eines Verbrennungsmotors. Einfluss der Ansaug - und Absauggerausche auf das A device for estimating the noise of exhaust systems of the internal combustion engine exhaust wheels of a wheeled vehicle, in particular a passenger car, is presented in Walter Seeger "Geraususchabstrahlung eines Verbrennungsmotors. Einfluss der Ansaug - und Absauggerausche auf das

Fahrzeug-lnnengerausch".Automobil-lndustrie, 1985, №5, р.515...526. Устройство включает полубезэховую акустическую камеру с установленным динамическим стендом с беговыми барабанами, измерительные микрофоны с регистрирующей и анализирующей аппаратурой. Здесь, в частности, оценка уровней и спектров шумов систем 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 ДВС без применения каких-либо устройств дополнительной шумоизоляции измерительного 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. С другой стороны, измерительный микрофон, располагаемый вблизи свободного среза хвостовой трубы глушителя, подвергается существенным неблагоприятным воздействиям выхлопных газов, содержащих твердые частицы (сажу) и пары конденсата (воду). Также имеет место термическое воздействие выхлопных газов на чувствительный элемент измерительного микрофона, негативно влияющее с точки зрения его долговечности, потери чувствительности и т.п.Fahrzeug-lnnengerausch ". Automobil-lndustrie, 1985, No. 5, p. 515 ... 526. The device includes a semi-anechoic acoustic camera with a mounted dynamic stand with running drums, measuring microphones with recording and analyzing equipment. Here, in particular, level assessment and noise spectra of ICE exhaust systems is performed on a stand with running drums in a semi-anechoic acoustic chamber on an Opel-Kadett GSI car with a measuring microphone installed at the free cut of the tail pipe of the silencer of the ICE exhaust system without applying to any devices for additional noise isolation of the measuring space in the installation microphone installation area, which, as a result, entails the registration of intense "extraneous noise interference" (spurious noise background) from the power unit housing, from the drive drums of the stand in contact with rotating tires, from the transmission units and, thus, reduces the reliability of the estimates of the acoustic parameters of the studied exhaust silencers. On the other hand, the measuring microphone, located near the free cut of the tail pipe of the muffler, is subjected to significant adverse effects of exhaust gases containing solid particles (soot) and condensate vapor (water). There is also a thermal effect of exhaust gases on the sensitive element of the measuring microphone, which negatively affects in terms of its durability, loss of sensitivity, etc.

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, в непосредственной близи от свободного среза, измерительным микрофоном. Данное устройство оценки шума системы выхлопа ДВС требует строительства дополнительных дорогостоящих камер и применения дополнительного 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 next to each other, in one of which a motor stand is mounted with an investigated exhaust system, and a free cut of the tail of the exhaust pipe of the exhaust system under investigation is discharged through a connecting window in the interchamber partition into a second soundproofed chamber with its space, in the immediate vicinity of the free cut, with a measuring microphone. This device for estimating the noise of an engine exhaust system requires the construction of additional expensive cameras and the use of additional

стендового оборудования. Выхлопной свободный срез хвостовой трубы глушителей 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). В данном случае, измерительный микрофон для оценки уровня и спектра шума выхлопа, излучаемого открытым срезом хвостовой трубы системы выпуска отработавших газов, подвергается аналогичным неблагоприятным воздействиям попадающих на него выхлопных газов.bench equipment. The exhaust free cut of the tail pipe of the silencers is located near the porous sound-absorbing lining of the chamber, which can cause contamination of this area with solid particles and chemically active condensate contained in the exhaust gases of the exhaust system, and also has an adverse effect on the sound-absorbing lining due to the high temperature of the exhaust gases. The presented set of measuring chambers for studying exhaust system noise is notable for the high cost and complexity of the additional special building construction, the complexity of assembling the exhaust route through the connecting window of the interchamber partition during the installation of real test objects (a specific model of the engine and a specific type of exhaust system), while ensuring high sound-proofing ability interchamber partition. In particular, this applies to the use of automobile exhaust systems (tracks) simultaneously with the longitudinal and transverse arrangement of silencer bodies, with dual autonomous exhaust routes (for example, in the widely used V-shaped 8-cylinder engines of passenger cars). In this case, a measuring microphone to assess the level and spectrum of exhaust noise emitted by an open section of the tail pipe of the exhaust system is exposed to similar adverse effects of the exhaust gases entering it.

Из свидетельства на полезную модель Российской Федерации №40796, МПК 7 G 01 М 17/00, публ., БИ №27, 27.09.2004, известна конструкция устройства для оценки шума системы выпуска ДВС транспортного средства, ПРОТОТИП, содержащая акустическую полубезэховую камеру, динамометрический стенд с беговыми барабанами, шумоизолирующий экран, смонтированный под задним бампером автомобиля, измерительный микрофон, установленный вблизи открытого среза хвостовой трубы системы выпуска отработавших газов ДВС исследуемого транспортного средства (в частности, автомобиля). Недостатком известного устройства оценки шума системы выпуска, как и вышеописанных устройств, является незащищенность измерительных высокочувствительных мембран микрофонов в составе измерительного устройства от воздействия на чувствительную мембрану микрофона твердых частиц и паров конденсата (влаги), содержащихся в выхлопных газах систем выпуска отработавших газов двигателя транспортного средства, продуктов износа вращающихся шин задней From the utility model certificate of the Russian Federation No. 40796, IPC 7 G 01 M 17/00, publ., BI No. 27, 09/27/2004, there is a known design of a device for evaluating the noise of an internal combustion engine exhaust system of a vehicle, PROTOTYPE, containing an acoustic semi-anechoic chamber, dynamometer a stand with running drums, a soundproofing screen mounted under the rear bumper of the car, a measuring microphone mounted near an open cut of the tail pipe of the exhaust system of the engine's exhaust gases of the vehicle under investigation (in particular, a car I). A disadvantage of the known device for evaluating the noise of the exhaust system, as well as the above devices, is the insecurity of the measuring highly sensitive microphone membranes in the measuring device from exposure to the sensitive microphone membrane of particulate matter and condensate vapor (moisture) contained in the exhaust gases of the exhaust systems of the vehicle engine exhaust rotary tire wear products back

оси, взаимодействующих с «шероховатой» поверхностью вращающихся беговых барабанов, близко расположенных к зоне установки микрофона, что изменяет чувствительность микрофонов вследствие осаждения этих частиц на поверхности чувствительных элементов микрофонов - мембран (для обычно используемых в практике таких измерений - микрофонов конденсаторного типа), уменьшает срок службы дорогостоящих измерительных микрофонов, отрицательно влияет на точность акустических измерений.the axis interacting with the “rough” surface of the rotating running drums close to the microphone installation area, which changes the sensitivity of the microphones due to the deposition of these particles on the surface of the sensitive elements of microphones - membranes (for such measurements commonly used in practice - condenser-type microphones), the service of expensive measuring microphones adversely affects the accuracy of acoustic measurements.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в реализации функции защиты измерительных микрофонов при исследовании газодинамической составляющей шума системы выпуска отработавших газов (шума выхлопа) ДВС колесного транспортного средства.The technical result of the claimed utility model is to implement the protection function of the measuring microphones in the study of the gas-dynamic component of the noise of the exhaust system (exhaust noise) of the internal combustion engine of a wheeled vehicle.

Указанный технический результат при осуществлении заявляемой полезной модели достигается тем, что в известном устройстве оценки шума системы выпуска отработавших газов ДВС, содержащем, в частности, акустическую полубезэховую камеру, динамометрический стенд с беговыми барабанами, измерительный микрофон, установленный вблизи открытого среза хвостовой трубы системы выпускав отработавших газов ДВС исследуемого транспортного средства - между измерительным микрофоном и открытым срезом хвостовой трубы установлен передвижной защитный экран, выполненный на основе тонкого моющегося, огнестойкого, микропористого, звукопрозрачного, газопроницаемого материала. Каркас защитного экрана смонтирован на автономной опорной стойке с возможностью регулирования местоположения экрана по высоте и углу наклона в вертикальной плоскости, при этом, основание опорной стойки выполнено в виде треножного элемента, содержащего регулировочные винты, контактирующие с полом испытательной камеры через упругую виброизолирующую прокладку. Микропористая структура материала экрана, образующая защитную оболочку, не генерирует звуковые волны при возбуждении ее пульсирующим газовым потоком выхлопных газов в отличие от аналогичных оболочек, выполненных из тонких звукопрозрачных газонепроницаемых пленок и, таким образом, не вносит собственных «паразитных» шумовых излучений в уровни шума выхлопа, регистрируемые измерительным микрофоном. В это же время, ее микропористая структура защищает зону установки микрофона от прямого попадания на его чувствительный элемент паров конденсата (водяного пара), частиц сажи, высокотемпературного нагрева газов.The specified technical result in the implementation of the claimed utility model is achieved by the fact that in the known device for estimating the noise of an exhaust system of an internal combustion engine, including, in particular, an acoustic semi-anechoic chamber, a dynamometer with running drums, a measuring microphone mounted near an open cut of the tail pipe of the exhaust system gas of the internal combustion engine of the vehicle under study - between the measuring microphone and the open tail pipe section a mobile protective screen is installed wounds made on the basis of a thin washable, fireproof, microporous, translucent, gas-permeable material. The frame of the protective screen is mounted on an autonomous support stand with the ability to control the location of the screen in height and angle in a vertical plane, while the base of the support stand is made in the form of a tripod element containing adjusting screws in contact with the floor of the test chamber through an elastic vibration-isolating gasket. The microporous structure of the screen material, which forms a protective shell, does not generate sound waves when excited by a pulsating gas flow of exhaust gases, unlike similar shells made of thin soundproof gas-tight films and, therefore, does not introduce its own “spurious" noise emissions into the exhaust noise levels recorded by a measuring microphone. At the same time, its microporous structure protects the microphone installation area from direct condensate (water vapor) vapor, soot particles, and high-temperature heating of gases directly exposed to its sensitive element.

Использование заявляемого устройства для оценки шума выхлопа не ограничено его применением исключительно в акустических камерах, и оно может использоваться на открытых пространствах, как это требуют технологические процедуры измерения шума выхлопа автотранспортных средств согласно международных норм (правило №51-02 Европейской Экономической комиссии при Организации Объединенных наций - ЕЭК ООН) или национальных требований Российских стандартов ГОСТ Р41.51-2004 и ГОСТ Р52231-2004. Данные требования стандартов предусматривают установку измерительного микрофона шумомера в 0.5 м от свободного среза хвостовой трубы глушителя. Такое близкое расположение хвостовой трубы глушителя с истекающим потоком выхлопных газов относительно чувствительного элемента измерительного микрофона, как уже было отмечено выше, весьма неблагоприятно с точки зрения сохранения им функциональных свойств (долговечности, точности) и требует применения защитных элементов, не искажающих звуковое поле процесса выхлопа в измерительной зоне.The use of the inventive device for estimating exhaust noise is not limited to its use exclusively in acoustic chambers, and it can be used in open spaces, as required by the technological procedures for measuring exhaust noise of vehicles in accordance with international standards (rule No. 51-02 of the United Nations Economic Commission for Europe - UNECE) or national requirements of the Russian standards GOST R41.51-2004 and GOST R52231-2004. These requirements of the standards provide for the installation of a measuring microphone for the sound level meter 0.5 m from the free cut of the tail pipe of the muffler. Such a close arrangement of the tail pipe of the muffler with the exhaust gas flow relative to the sensitive element of the measuring microphone, as noted above, is very unfavorable from the point of view of preserving its functional properties (durability, accuracy) and requires the use of protective elements that do not distort the sound field of the exhaust process measuring area.

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".Comparison of scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections of the MKI shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, meets the patentability condition “industrial applicability”.

Сущность полезной модели иллюстрируется на чертежах.The essence of the utility model is illustrated in the drawings.

На фиг.1-2 представлено устройство оценки шума систем выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств. Позициями на фиг.1-2 обозначены:Figure 1-2 presents a device for evaluating noise exhaust systems of internal combustion engines of wheeled vehicles. The positions in figure 1-2 indicated:

1 - внешняя бетонная оболочка полубезэховой камеры;1 - external concrete shell semi-anechoic chamber;

2 - внутренняя бетонная оболочка полубезэховой камеры;2 - inner concrete shell semi-anechoic chamber;

3 - звукопоглощающая облицовка кулисного типа;3 - sound-absorbing cladding type cladding;

4 - пружины;4 - springs;

5 - фундамент динамического барабанного стенда;5 - the foundation of a dynamic drum stand;

6 - жесткий звукоотражающий пол;6 - hard reflective floor;

7 - беговые барабаны;7 - running drums;

8 - исследуемое транспортное средство;8 - a test vehicle;

9 - крепежный трос;9 - mounting cable;

10 - срез хвостовой трубы глушителя системы выпуска отработавших газов двигателя исследуемого транспортного средства;10 is a section of the tail pipe of the muffler of the exhaust system of the engine of the investigated vehicle;

11 - измерительные микрофоны;11 - measuring microphones;

12 - шумоизолирующий экран;12 - soundproofing screen;

13 - передвижной защитный звукопрозрачный экран.13 - mobile protective soundproof screen.

На фиг.3 представлена конструкция (вид спереди) передвижного защитного звукопрозрачного экрана, заявляемого в качестве полезной модели устройства для оценки шума выхлопа систем выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств.Figure 3 presents the design (front view) of a mobile protective soundproof screen, claimed as a useful model of a device for evaluating the noise of exhaust systems of exhaust gases of internal combustion engines of wheeled vehicles.

На фиг.4 представлен вид А (сверху) передвижного защитного звукопрозрачного экрана, заявляемого в качестве полезной модели устройства для оценки шума выхлопа систем выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств.Figure 4 presents a view A (top) of a mobile protective soundproof screen, claimed as a useful model of a device for estimating exhaust noise of exhaust systems of exhaust gases of internal combustion engines of wheeled vehicles.

На фиг.5 показано сечение по В-В каркаса передвижного защитного звукопрозрачного экрана.Figure 5 shows a cross-section along BB of the frame of the mobile protective soundproof screen.

На фиг.6 представлены общие уровни шума, замеряемые в 0.25 м от среза выхлопной трубы основного глушителя под углом 60° к ее оси, легкового автомобиля, установленного на стенде с беговыми барабанами в полубезэховой акустической камере (измерения проведены в полубезэховой камере Управления специальных испытаний АВТОВАЗа), без применения защитного экрана и в варианте применения защитного экрана в составе заявляемого устройства для оценки шума выхлопа систем выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств.Figure 6 shows the total noise levels measured at 0.25 m from the exhaust pipe of the main muffler at an angle of 60 ° to its axis, of a car mounted on a bench with running drums in a semi-anechoic acoustic chamber (measurements were made in a semi-anechoic chamber of the AvtoVAZ Special Testing Department ), without the use of a protective screen and in the application of a protective screen as part of the inventive device for evaluating the noise of exhaust systems of exhaust gases of internal combustion engines of wheeled vehicles.

На фиг.7-10 представлены 1/3 октавные спектры уровней шума, замеряемые в 0.25 м от среза выхлопной трубы основного глушителя под углом 60° к ее оси, легкового автомобиля, установленного на стенде с беговыми барабанами в полубезэховой акустической камере, на различных режимах работы ДВС (измерения проведены в полубезэховой камере Управления специальных испытаний АВТОВАЗа), без применения защитного экрана и в варианте применения защитного экрана в составе заявляемого устройства для оценки шума выхлопа систем выпуска отработавших газов ДВС колесных транспортных средств.Figures 7-10 show 1/3 octave spectra of noise levels, measured 0.25 m from a cut of the exhaust pipe of the main muffler at an angle of 60 ° to its axis, of a car mounted on a bench with running drums in a semi-anechoic acoustic chamber, in various modes ICE operation (measurements were taken in a semi-anechoic chamber of the AvtoVAZ Special Testing Directorate), without the use of a protective screen and in the application of a protective screen as part of the inventive device for estimating the exhaust noise of exhaust systems of exhaust gases of ICE wheels vehicles.

На фиг.11-16 представлены общие уровни и 1/3 октавные спектры уровней шума, замеряемые в 0.25 м от среза выхлопной трубы основного 11-16 show the general levels and 1/3 octave spectra of noise levels, measured at 0.25 m from the cut of the exhaust pipe of the main

глушителя под углом 60° к ее оси, легкового автомобиля, установленного на стенде с беговыми барабанами в полубезэховой акустической камере, на различных режимах работы ДВС (измерения проведены в полубезэховой камере Управления специальных испытаний АВТОВАЗа), без применения защитного экрана и в варианте применения защитного экрана, мембрана которого выполнена из алюминизированной лавсановой пленки.silencer at an angle of 60 ° to its axis, a passenger car mounted on a bench with running drums in a semi-anechoic acoustic chamber, at various ICE operating modes (measurements were taken in a semi-anechoic chamber of the AvtoVAZ Special Test Department), without the use of a protective screen and in the application of a protective screen the membrane of which is made of aluminized dacron film.

Передвижной защитный экран 13 содержит защитную звукопрозрачную мембрану 14, выполненную на основе тонкой микропористой, моющейся, огнестойкой, влаго-масло-бензостойкой защитной звукопрозрачной, газопроницаемой волокнистой структуры. Защитная мембрана 14 установлена в полимерном каркасе 15 кольцевидной формы между двумя сопрягаемыми кольцами 16 и фиксируется стягивающими винтами 17. Каркас 15 защитного экрана, в свою очередь, монтируется на автономной опорной стойке 18 посредством крепежного хомута 19. Крепежный хомут 19 устанавливается на вертикальной сплошной металлической трубке опорной стойки 18 и стягивается соединением винт-гайка 20. Такое крепление каркаса защитного экрана к опорной стойке позволяет целенаправленно выполнять регулировку местоположения экрана по высоте и углу наклона в вертикальной плоскости для требуемого позиционирования экрана в зависимости от расположения свободного среза хвостовой трубы системы выпуска ДВС исследуемого транспортного средства и месторасположения измерительного микрофона, с учетом направления истекающего потока отработавших газов ДВС. Основание 21 опорной стойки выполнено треножного типа, в виде трех металлических, сплошного квадратного профиля, опорных элементов 22, исходящих из одной зоны, противоположные концы которых равноудалены друг от друга (угол β между направляющими лучами опорных элементов равен 60°). Опорные элементы 22 содержат регулировочные винты 23, с помощью которых производится выбор наиболее устойчивого положения опорной стойки защитного экрана. Для уменьшения передачи вибрационного возбуждения на элементы защитного экрана (стойки, каркаса), регулировочные винты 23 контактируют с полом испытательной камеры через упругие (например, резиновые) виброизолирующие прокладки 24. Защитный звукопрозрачный экран 13 устанавливается между зоной измерительного микрофона 11 и испускающим отработавшие газы ДВС свободным срезом 10 хвостовой трубы системы выпуска ДВС исследуемого транспортного средства, обеспечивая, The movable protective screen 13 comprises a protective sound-transparent membrane 14 made on the basis of a thin microporous, washable, fire-resistant, moisture-oil-gas-resistant protective sound-transparent, gas-permeable fibrous structure. The protective membrane 14 is installed in a ring-shaped polymer frame 15 between two mating rings 16 and is fixed by tightening screws 17. The protective screen frame 15, in turn, is mounted on a stand-alone support post 18 by means of a mounting collar 19. The fixing collar 19 is mounted on a vertical continuous metal tube the support column 18 and is pulled together by a screw-nut connection 20. Such fastening of the protective shield frame to the support column allows you to purposefully adjust the screen location to OTE and tilt in a vertical plane to the required position in the screen depending on the location of the free cut tail pipe of the exhaust system investigated ICE vehicle and the location of the measuring microphone with the direction of the outflowing exhaust gas stream of the internal combustion engine. The base 21 of the support strut is made of tripod type, in the form of three metal, solid square profiles, support elements 22 originating from one zone, the opposite ends of which are equidistant from each other (the angle β between the guide beams of the support elements is 60 °). The supporting elements 22 contain adjusting screws 23, with the help of which the most stable position of the supporting stand of the protective shield is selected. To reduce the transmission of vibrational excitation to the elements of the protective shield (strut, frame), the adjusting screws 23 are in contact with the floor of the test chamber through elastic (eg rubber) vibration dampers 24. A protective soundproof screen 13 is installed between the area of the measuring microphone 11 and the exhaust gas emitting ICE free a cut 10 of the tail pipe of the ICE exhaust system of the investigated vehicle, providing

таким образом, необходимую защиту от прямого попадания твердых частиц и конденсата, содержащихся в выхлопных газах, на чувствительный элемент измерительного микрофона без существенного искажения свободного звукового поля в измерительном пространстве микрофона. Малые габариты элементов 15, 18 и 21 экрана также способствуют минимизации искажений звукового поля в зоне установки измерительного микрофона. Применение в качестве защитной мембраны 14, например, тонкой газонепроницаемой структуры типа алюминизированной лавсановой пленки - недопустимо ввиду значительных величин, вносимых ею искажений звукового поля в зоне установки измерительного микрофона. Газовые пульсации, стационарный поток выхлопных газов и высокие уровни звукового давления, излучаемого открытым (свободным) срезом хвостовой трубы глушителя системы выпуска отработавших газов ДВС возбуждают в этом случае (при применении, например, алюминизированной лавсановой пленки) интенсивные мембранные колебания газонепроницаемой пленки, что, в свою очередь, влечет генерирование этой пленкой вторичного и весьма интенсивного звука, искажающего реальное шумовое излучение газодинамической составляющей шума выпуска отработавших газов (шума выхлопа), как это следует из фиг.11-16. Применение же в качестве защитной мембраны 14 защитного экрана 13, выполненной согласно заявляемого технического решения из звукопрозрачной, газопроницаемой волокнистой структуры, позволяет (см. фиг.6-10) минимизировать искажения звукового поля, регистрируемого измерительным микрофоном без установленного защитного экрана.Thus, the necessary protection against direct ingress of particulate matter and condensate contained in the exhaust gases onto the sensitive element of the measuring microphone without significant distortion of the free sound field in the measuring space of the microphone. The small dimensions of the elements 15, 18 and 21 of the screen also help to minimize distortion of the sound field in the installation area of the measuring microphone. The use as a protective membrane 14, for example, of a thin gas-tight structure such as an aluminized Dacron film is unacceptable due to the significant values introduced by it to the distortion of the sound field in the installation area of the measuring microphone. Gas pulsations, a steady stream of exhaust gases and high levels of sound pressure emitted by an open (free) cut of the tail pipe of a silencer of the exhaust system of an internal combustion engine excite in this case (when, for example, an aluminized dacron film is used) intense membrane vibrations of a gas-tight film, which, in in turn, this film generates a secondary and very intense sound that distorts the real noise radiation of the gas-dynamic component of exhaust emission noise call (exhaust noise), as follows from 11-16. The use as a protective membrane 14 of the protective screen 13, made according to the claimed technical solution from a soundproof, gas-permeable fibrous structure, allows (see Fig.6-10) to minimize distortion of the sound field recorded by the measuring microphone without a protective screen.

Claims

A device for evaluating the noise of an internal combustion engine exhaust system comprising, in particular, an acoustic semi-anechoic chamber, a dynamometer with running drums, a measuring microphone installed near an open cut of the tail pipe of the internal combustion engine exhaust system of the vehicle under investigation, characterized in that between the measuring microphone and open cut tail pipe mounted mobile protective screen containing a protective membrane made on the basis of a thin washable, fireproof, m a porous, sound-transparent, gas-permeable material, while the frame of the protective screen is mounted on an autonomous support column with the ability to adjust the location of the screen in height and angle of inclination in the vertical plane, the base of the support column is made in the form of a tripod element containing adjusting screws in contact with the floor of the test chamber through elastic anti-vibration pad.