RU73829U1

RU73829U1 - VEHICLE RELEASE SYSTEM NOISE REDUCTION DEVICE

Info

Publication number: RU73829U1
Application number: RU2007130233/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Баженов; Игорь Геннадьевич Смирнов; Владимир Григорьевич Челноков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Автомобильный завод "Урал"
Priority date: 2007-08-06
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2008-06-10

Abstract

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована для снижения шума системы выпуска в автомобилях с подогреваемым кузовом. Суть технического решения заключается в том, что в системе выпуска транспортного средства, содержащей систему сквозных каналов в днище и бортах кузова, сообщающуюся с выхлопным трактом автомобиля посредством подводящих труб, в каналах кузова в зонах пучностей звукового давления при акустических колебаниях газовой среды каналов устанавливают звукопоглощающие элементы. Технический результат - повышение акустической эффективности каналов кузова и снижение себестоимости транспортного средства за счет отказа от глушителя системы выпуска. 1 ил.The utility model relates to the field of transport engineering and can be used to reduce the noise of the exhaust system in cars with a heated body. The essence of the technical solution lies in the fact that in the exhaust system of the vehicle containing a system of through channels in the underbody and sides of the body, communicating with the exhaust tract of the car through the supply pipes, sound absorbing elements are installed in the body channels in the areas of sound pressure antinodes during acoustic vibrations of the channel’s gas environment . The technical result is an increase in the acoustic efficiency of the body channels and a reduction in the cost of the vehicle due to the rejection of the exhaust silencer. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности, к транспортным средствам с самосвальным кузовом, в которых предусмотрен обогрев груза, перевозимого в кузове, и может быть использована для снижения шума системы выпуска отработавших газов.The utility model relates to the field of transport engineering, in particular, to vehicles with a tipper body, in which heating of the cargo carried in the body is provided, and can be used to reduce the noise of the exhaust system.

Известны аналоги заявляемого технического решения, например, «Устройство для регулирования подачи теплоносителя в кузов автомобиля-самосвала» (а.с. СССР №870207, В60Н 1/18, от 29.06.1979 г.). Кузов автомобиля-самосвала имеет полости, в которые подается газ от выхлопного патрубка автомобиля по подводящему трубопроводу через тройник, регулирующий подачу теплоносителя. Данное устройство сложно в изготовлении из-за наличия тройника с заслонками, пружинами, клапаном, кроме того, его нельзя применить на полуприцепе, отличающимся конструктивными особенностями (наличием сцепного устройства) от автомобиля с самосвальным кузовом, закрепленным на раме.Known analogues of the claimed technical solution, for example, "Device for regulating the flow of coolant into the body of a dump truck" (AS USSR No. 870207, B60H 1/18, dated 29.06.1979). The car body of the dump truck has cavities into which gas is supplied from the exhaust pipe of the car through the inlet pipe through a tee that controls the flow of coolant. This device is difficult to manufacture due to the presence of a tee with dampers, springs, valve, in addition, it cannot be used on a semi-trailer that differs in design features (the presence of a coupling device) from a car with a tipper body mounted on the frame.

Известен также кузов автосамосвала с устройством для обогрева кузова транспортного средства (а.с. СССР №1194713, В60Н 1/03, от 23.05.1984 г.) Устройство содержит каналы в стенках кузова, сообщенные с выхлопным трактом двигателя посредством всасывающей камеры, эжектора и диффузора. Посредством данного устройства достигается эффективный обогрев груза, находящегося в кузове, но это довольно сложное в изготовлении и дорогостоящее устройство. Кроме того, оно также не решает проблему обогрева кузова полуприцепа и приемлемо только на автосамосвалах.Also known is the body of a dump truck with a device for heating the body of a vehicle (AS USSR No. 1194713, B60H 1/03, 05/23/1984). The device contains channels in the walls of the body, communicated with the exhaust tract of the engine through a suction chamber, an ejector and diffuser. By means of this device, effective heating of the cargo in the body is achieved, but it is quite difficult to manufacture and expensive. In addition, it also does not solve the problem of heating the body of a semi-trailer and is acceptable only on dump trucks.

В качестве прототипа выбрано техническое решение «Самосвальный полуприцеп с устройством для обогрева кузова» (свидетельство на полезную модель РФ №6537, В60Н 1/02, опубликовано 16.05.1998 г.). Самосвальный полуприцеп содержит систему каналов в днище и бортах кузова, сообщающуюся с выхлопным трактом тягача посредством подводящих труб, при этом одна из труб, связанных с выхлопным трактом, подведена к газораспределительной коробке, установленной на сцепном устройстве, и связана с ней шарнирным соединением «труба в трубе», а выходное отверстие газораспределительной коробки примыкает к входу в систему каналов днища и бортов кузова полуприцепа. Данное техническое решение является белее простым по исполнению и универсальным, As a prototype, the technical solution “Tipper semi-trailer with a device for heating the body” was chosen (certificate for utility model of the Russian Federation No. 6537, B60H 1/02, published on 05.16.1998). The tipper semitrailer contains a system of channels in the underbody and sides of the body, communicating with the exhaust tract of the tractor through the feed pipes, one of the pipes connected to the exhaust tract connected to the gas distribution box mounted on the coupling device and connected to it by a pipe-to-pipe joint pipe ”, and the outlet of the gas distribution box is adjacent to the entrance to the system of channels of the bottom and sides of the body of the semitrailer. This technical solution is whiter than simple in execution and universal,

поскольку может быть применено и к автомобилям-самосвалам, и к самосвальным полуприцепам. Однако, аналогам и прототипу присущ один существенный недостаток. Дело в том, что в описанных устройствах (как на автомобилях-самосвалах, так и на автомобиле с самосвальным прицепом), присутствуют глушители системы выпуска, устанавливаемые в конце выпускного тракта, и в теплое время года, когда нет необходимости в подогреве кузова, выхлопные газы двигателя проходят через глушитель, что достигается посредством снятия заглушки, как это сделано в прототипе. Каналы кузова, по своей сути, тоже являются глушителем, поскольку представляют собой длинные трубы прямоугольного сечения (характерная длина составляет ~ 4-6 м, сечение трубы 0,3×0,1 м). Однако, акустическая эффективность каналов относительно невелика, поскольку в них отсутствуют устройства, применяемые в глушителях (резонансные камеры, звукопоглотитель, перфорация и т.д.). Увеличив акустическую эффективность каналов кузова, назначением которых является подогрев груза, появляется возможность их использования в качестве глушителя, исключив необходимость установки глушителя системы выпуска. Это позволит сэкономить значительные финансовые средства при серийном выпуске транспортных средств, поскольку стоимость одного глушителя для дизельного двигателя мощностью 300-400 л.с. составляет 1300-1700 рублей. Кроме этого существенно упрощается конструкция для подвода выхлопных газов к каналам кузова (отсутствие заглушки). Таким образом, задачей, решаемой полезной моделью, является совмещение функций каналов кузова, предназначенных для подогрева перевозимого груза, с функцией глушителя системы выпуска и снижение за счет этого себестоимости транспортного средства.since it can be applied to dump trucks and dump trailers. However, analogues and prototypes have one significant drawback. The fact is that in the described devices (both on dump trucks and on a car with a dump truck), there are exhaust system silencers installed at the end of the exhaust tract, and in the warm season, when there is no need for body heating, exhaust gases engine pass through the muffler, which is achieved by removing the plug, as is done in the prototype. The body channels, in essence, are also silencers, because they are long pipes of rectangular cross-section (typical length is ~ 4-6 m, pipe cross-section 0.3 × 0.1 m). However, the acoustic efficiency of the channels is relatively small, since there are no devices used in silencers (resonance chambers, sound absorbers, perforations, etc.). Having increased the acoustic efficiency of the body channels, the purpose of which is to heat the load, it becomes possible to use them as a silencer, eliminating the need to install a silencer for the exhaust system. This will save significant financial resources in the serial production of vehicles, since the cost of one muffler for a diesel engine with a capacity of 300-400 hp is 1300-1700 rubles. In addition, the design for supplying exhaust gases to the channels of the body is significantly simplified (lack of a plug). Thus, the task solved by the utility model is to combine the functions of the body channels designed to heat the transported cargo with the function of the silencer of the exhaust system and thereby reduce the cost of the vehicle.

Достигается это тем, что в самосвальном кузове, содержащем систему сквозных каналов в днище и бортах кузова, сообщающуюся с выхлопным трактом автомобиля посредством подводящих труб, в каналах кузова в зонах пучностей звукового давления при акустических колебаниях газовой среды каналов на собственных частотах, имеющих максимальные уровни звукового давления, получаемые в результате дорожных испытаний, устанавливают звукопоглощающие элементы.This is achieved by the fact that in a tipper body containing a system of through channels in the underbody and sides of the body, communicating with the exhaust tract of the car through the supply pipes, in the body channels in the zones of antinodes of sound pressure with acoustic vibrations of the channel’s gas environment at natural frequencies having maximum sound levels the pressure obtained from the road tests establish sound-absorbing elements.

Суть полезной модели поясняется на фиг.1, на которой условно изображен контур кузова, система выпуска отработавших газов и сквозные каналы, выполненные в кузове (приведен вид кузова сверху).The essence of the utility model is illustrated in figure 1, which conventionally shows the body contour, exhaust system and through channels made in the body (shown as a top view of the body).

В кузове 1 расположены сквозные каналы 2, к которым по трубе 3 через распределительную коробку 4 подаются отработавшие газы от двигателя транспортного средства. Пройдя через каналы 2 (движение газов показано стрелками), отработавшие газы через отверстия (патрубки) 6 эвакуируются в окружающую атмосферу. В устройстве-прототипе In the body 1 there are through channels 2 to which exhaust gases from the vehicle engine are supplied through a pipe 3 through a junction box 4. Having passed through channels 2 (gas movement is indicated by arrows), the exhaust gases through openings (pipes) 6 are evacuated to the surrounding atmosphere. In the prototype device

и аналогах имеется также глушитель 5 системы выпуска, который задействуется в теплое время года, т.е. отработавшие газы выходят через него, минуя каналы 2 кузова 1.and analogs, there is also a silencer 5 of the exhaust system, which is activated in the warm season, i.e. exhaust gases exit through it, bypassing the channels 2 of the body 1.

Прежде, чем определить место установки звукопоглощающих элементов в каналах, необходимо провести следующие мероприятия. Определяют расчетным либо экспериментальным путем собственные частоты акустических колебаний газовой среды сквозных каналов 2. Для этого достаточно определить первые низшие частоты собственных колебаний, которые возбуждаются наиболее интенсивно (достаточно определить 3-4 первые собственные частоты, расположенные для характерной длины каналов в частотном диапазоне 20-80 Гц). После этого проводят дорожные испытания транспортного средства на мерном участке на различных передачах и измеряют шум потока отработавших газов вблизи концов 6 каналов (при пропускании отработавших газов через каналы кузова), сообщающихся с атмосферой. Измерительный микрофон при этом располагают на расстоянии 0,5-0,8 м от конца канала под углом 30-40° к его оси. Одновременно производят запись шума потока отработавших газов на запоминающее устройство, например, на компьютер либо измерительный магнитофон. После этого проводят спектральную обработку записанного шума для получения, например, узкополосного спектра с разрешением по частоте 2-3 Гц и идентифицируют частоты полученного спектра с предварительно определенными собственными частотами акустических колебаний газовой среды сквозных каналов кузова. Это необходимо для того, чтобы случайно не были приняты во внимание шумы от других источников шума транспортного средства (например, шум грунтозацепов шин, шестеренчатых механизмов и др.). Затем выделяют спектральные составляющие шума потока отработавших газов с максимальными амплитудами звукового давления, которые, как правило, реализуются на первых двух-трех собственных частотах колебаний газовой среды канала в низкочастотном диапазоне 20-80 Гц для характерной длины канала. После этого определяют зоны пучностей звукового давления (зоны максимумов) в сквозных каналах на данных частотах (см. вид А на фиг.1, на котором приводится кривая распределения звукового давления на первой собственной частоте по длине канала, +ΔР - значение положительной величины амплитуды звукового давления, -ΔР - отрицательной). Затем в зонах пучностей звукового давления в сквозных каналах 2 устанавливают звукопоглощающие элементы 7, в качестве которых может быть выбрана, например, путаная стальная проволока (стальная «вата») диаметром 0,1-0,2 мм, продуваемая для потока отработавших газов, либо резонаторы Гельмгольца, настроенные на частоту собственных колебаний газа в канале. При этом полость резонатора Гельмгольца может находиться вне канала, а внутрь канала выходит горловина резонатора. С помощью приведенных простейших Before determining the installation location of sound-absorbing elements in the channels, it is necessary to carry out the following measures. The natural frequencies of acoustic vibrations of the gas medium of the through channels 2 are determined by calculation or experimentally. To do this, it is sufficient to determine the first lowest frequencies of natural vibrations that are excited most intensively (it is sufficient to determine the 3-4 first natural frequencies located for a characteristic length of channels in the frequency range of 20-80 Hz). After that, road tests of the vehicle are carried out on a measured section in various gears and the noise of the exhaust gas stream is measured near the ends of the 6 channels (when passing the exhaust gases through the body channels) in communication with the atmosphere. The measuring microphone is located at a distance of 0.5-0.8 m from the end of the channel at an angle of 30-40 ° to its axis. At the same time, the noise of the exhaust gas stream is recorded on a storage device, for example, a computer or a measuring tape recorder. After that, spectral processing of the recorded noise is carried out to obtain, for example, a narrow-band spectrum with a frequency resolution of 2-3 Hz and the frequencies of the obtained spectrum are identified with the predefined natural frequencies of the acoustic vibrations of the gas medium of the body through channels. This is to ensure that noises from other vehicle noise sources are accidentally taken into account (for example, tire lug noise, gear mechanisms, etc.). Then, the spectral components of the noise of the exhaust gas stream with the maximum amplitudes of sound pressure are extracted, which, as a rule, are realized at the first two or three natural frequencies of the channel’s gas environment in the low frequency range of 20-80 Hz for a characteristic channel length. After that, determine the zones of antinodes of sound pressure (maximum zones) in the through channels at these frequencies (see view A in Fig. 1, which shows the distribution curve of sound pressure at the first natural frequency along the channel length, + ΔР is the value of the positive value of the amplitude of the sound pressure, -ΔP - negative). Then, in the zones of sound pressure antinodes in the through channels 2, sound-absorbing elements 7 are installed, for which, for example, a tangled steel wire (steel wool) with a diameter of 0.1-0.2 mm, blown for the exhaust gas stream, can be selected, or Helmholtz resonators tuned to the natural frequency of the gas in the channel. In this case, the cavity of the Helmholtz resonator can be located outside the channel, and the mouth of the resonator extends into the channel. Using the simplest ones

звукопоглощающих элементов могут быть существенно снижены уровни акустических колебаний газовой среды каналов на собственных частотах и тем самым увеличена их акустическая эффективность. Таким образом, каналы кузова транспортного средства могут быть использованы в качестве основного глушителя системы выпуска, а от глушителя 5 (см. фиг.1) можно отказаться.sound-absorbing elements can be significantly reduced levels of acoustic vibrations of the gas medium of the channels at natural frequencies and thereby increase their acoustic efficiency. Thus, the channels of the vehicle body can be used as the main silencer of the exhaust system, and the silencer 5 (see Fig. 1) can be abandoned.

Расчетные работы, проведенные в ОАО «AЗ «Урал» показали, что применение резонаторов Гельмгольца позволит снизить уровень акустических колебаний внутри каналов на 4-5 дБ, а введение в зоны пучностей звукопоглощающего материала (стальной «ваты») приведет к дополнительному снижению уровня на 3-4 дБ. При этом гидравлическое сопротивление каналов кузова возрастает на 15-20% и не превышает допустимого для примененного типа дизельного двигателя. Результаты проведенных работ показали, что применение заявляемого технического решения позволяет объединить функции каналов кузова, предназначенных для подогрева груза, с функциями глушителя системы выпуска и отказаться от установки дорогостоящего глушителя.The calculation work carried out at JSC Ural AZ showed that the use of Helmholtz resonators will reduce the level of acoustic vibrations inside the channels by 4-5 dB, and the introduction of sound-absorbing material (steel wool) into the antinode zones will lead to an additional decrease in the level by 3 -4 dB In this case, the hydraulic resistance of the body channels increases by 15-20% and does not exceed the allowable for the applied type of diesel engine. The results of the work showed that the application of the proposed technical solution allows you to combine the functions of the channels of the body, designed to heat the cargo, with the functions of the muffler of the exhaust system and refuse to install an expensive muffler.

Учитывая новизну предлагаемого технического решения и промышленную применимость, заявитель считает, что оно может быть защищено патентом на полезную модель.Given the novelty of the proposed technical solution and industrial applicability, the applicant believes that it can be protected by a patent for a utility model.

Claims

A device for reducing the noise of a vehicle exhaust system, comprising a system of through channels in the underbody and on the sides of the body, communicating with the exhaust tract of the vehicle through the supply pipes, characterized in that in the body channels in the zones of sound pressure antinodes with acoustic vibrations of the channel’s gas environment at natural frequencies, having maximum sound pressure levels obtained as a result of road tests, sound-absorbing elements are installed.