SU893592A1 - Кабина транспортного средства - Google Patents

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано, например, в самоходных сельскохозяйственных машинах.

При проектировании кабины большое внимание уделяется созданию комфортных условий труда водителей, которые в значительной степени определяются уровнями шума, вибрацией и состоянием микроклимата в кабине. Шум в кабине определяют три составляющие: структурная, передающая от источников шума через элементы конструкции машины, энергия потока звукового давления, проникающая в кабину от источников шума, через воздушное пространство, окружающее кабину и реверберация - шум, проникающий в кабину и многократно отражающийся от внутренних ее стенок.

Для уменьшения влияния структурной составляющей применяют виброизоляторы разных типов, для уменьшения влияния энергии потока звукового давления - различные звуковиброизоляционные и поглощающие материалы, снижение реверберации осуществляют отделочными материалами.

Исследованиями установлено, что энергия потока звукового давления и реверберация достигают 70-75%, поэтому уровень шума в кабине в значительной степени определяется свойствами звуковиброизоляционных и поглощающих материалов.

Состояние микроклимата в кабине существенно определяют свойства теплоизоляционных материалов, которые летом препятствуют проникновению в кабину тепловой энергии и солнечной радиации, а зимой - теплоотдаче в окружающую среду. Поэтому представляет интерес создание комбинированной звуковибротеплоизоляции, обеспечивающей комфортные условия труда водителя.

Известна кабина транспортного средства, в которой в качестве зву3 котеплоизоляционного материала использован поролон £1^.

Недостатками этой кабины являются неудовлетворительное гашение структурного шума, неприспособленность к подавлению реверберации, неудовлетворительное качество интерьера ка- . бины.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является кабина транспортного средства, содержащая каркас с несущими элементами, закрепленную на нем обшивку, эвуковибротеплоизоляционные прокладки, установленные на каркасе, и перфорированную декоративную панель, размещенную внутри кабины £2 J.

К недостаткам известной кабины относятся неудовлетворительная низкочастотная изоляция, недостаточная приспособленность для подавления реверберации, неудовлетворительная теплоизоляция.

Цель изобретения - повышение комфортабельности кабины и улучшение условий труда водителя путем снижения уровня шума в кабине.

Указанная цель достигается тем, что звуковибротеплоизоляционяые прокладки выполнены из слоев вибродемпфирующего материала на битумной основе и пористого звукопоглощающего материала, а декоративная панель выполнена перфорированной, причем несущие элементы каркаса связаны с обшивкой, образуя ниши, в которых установлены последовательно указанные слои и перфорированная декоративная панель, а между последней и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор.

Кроме того, соотношение толщин слоев вибродемпфирующего материала, пористого звукопоглощающего материала, воздушного зазора и декоративной панели составляет 2:20:5:4.

Причем соотношение диаметра отверстий и шага перфорации декоративной панели составляет 1:6.

На фиг. 1 изображена кабина, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график обоснования эффективности вибродемпфирукщих прокладок на битумной основе различной толщины; на фиг. 4 - график обоснования эффективности толщины слоя пористого звукопоглощающего материала, например пенополиуретана; на фиг. 5 - график выбора оптимального воздушного зазора между пенополиуретаном и декоративной плитой; на фиг. 6 - график выбора оптимального 5 диаметра отверстий перфорации декоративной плиты; на фиг. 7 - график выбора шага перфорации декоративной плиты,' на фиг. 8 - график суммарной эффективности звукоизоляции кабины.

Кабина (фиг.1 и 2) представляет собой металлический штампосварный каркас, состоящий из несущих профильных элементов 1 определенного сечения, покрытых снаружи тонколис- товой стальной обшивкой 2, с дверью 3, остеклением 4. Несущие профили 1 и обшивка 2 сварены между собой таким образом, что на каждой внутренней стенке кабины образованы ниши А.

В каждой из этих ниш установлены вибродемпфирующая прокладка 5 на битумной основе и закреплена к обшивке 2. На вибродемпфирующую прокладку 5 установлена прокладка 6 из порис25 того звукопоглощающего материала, например пенополиуретана, и жестко закреплена на ней. Сверху пенополиуретана с воздушным зазором Б устанавливается декоративная панель, наjg пример древесно-волокнистая плита 7 с перфорацией В. Опорами для плиты служат уголки 8, расположенные по периметру ниш А. Плита 7 прикреплена к уголкам 8 посредством крепежных „ элементов, например винтов 9.

Оптимальное соотношение толщин вибродемпфирующей прокладки 5, пенополиуретана 6, воздушного зазора Б и декоративной перфорированной древесио-волокнистой плиты 7 составляет

2:20:5:4, а соотношение диаметра отверстий перфорации В и шага перфорации на плите 7 составляет 1:6.

Вибродемпфирующие прокладки 5 на ⁴⁵ битумной основе обладают высокой степенью вязкости и эффективно гасят низкочастотные колебания обшивки 2 каркаса, источником которых является, в основном, структурная составляющая ⁵⁸ шума. Вибродемпфирующие прокладки, кроме того, частично выполняют функции теплоизоляции. Прокладки 6 из пенополиуретана эффективно гасят высокочастотные колебания воздуха, ис55 точником которых является энергия потока звукового давления. Пенополиуретан одновременно является надежным теплоизолятором благодаря высокой пористости, изолированной с двух сторон тонкой оплавленной пленкой пенополиуретана.Декоративная перфорированная древесно-волокнистая плита 7 является хорошим гасителем колебаний.

Перфорация В, выполненная в плите 7, совместно с воздушным зазором Б и эластичной поверхностью пенополиуретана хорошо гасит реверберацию, поскольку шум, отраженный от внутренних элементов, проникает в воздушный зазор Б через перфорацию В, где гасится эластичной поверхностью прокладки 6 из пенополиуретана и резонаторами, состоящими из перфорации В плиты 7 с воздушньвч зазором Б. Лицевая сторона плиты 7 гладкая и покрыта эмалями, что делает плиту практичным декоративным элементом. Наличие ниши А повышает эффективность звуковибрбтеплоизоляции, обеспечивая высокое качество сборки, улучшает интерьер кабишя и компактность звуковибротеплоизоляционной панели.

При выборе оптимальной толщины вибродемпфирующей прокладки исследо'вания проводились на кабинах с указанной прокладкой различной толщины например, 1, 2 и 6 мм.

Как видно из графика (фиг.З) прокладка толщиной 1 мм уступает по эффективности прокладкам толщиной 2 и 6 мм, однако увеличение толщины вибродемпфирующей прокладки с 2 до 6 мм практически не влияет на уровень шума в кабине. Экономически целесообразно использовать прокладку толщиной 2 мм, исходя из минимально необходимой ее толщины.

При выборе оптимальной толщины слоя пенополиуретана (фиг.4) иссле/· дования проводились на кабине, облицованной пенополиуретаном толщиной 10, 20 и 40 мм. Как видно из графика, пенополиуретан толщиной 10 мм обеспечивает снижение уровня шума в кабине на 1 ,5-3 дБ по всему исследуемому спектру, толщиной 20-40 мм обеспечивает эффективность на средних и высоких частотах ‘5-7 дБ, причем на частотах 500-1000 Гц, лимитируемых для сельскохозяйственных машин, пенополиуретан толщиной 20 мм дает лучший результат. Кроме того, при толщине пенополиуретана 20 мм уменьшается толщина набора па нели, что важно для сохранения пространства кабины.

На графике, представленном на фиг,5, приведены кривые влияния воздушного зазора между декоративной перфорированной панелью из древесно-волокнистой плиты и пенополиуретановой прокладкой на гашение реверберации в кабине. Величина воздушного зазора выбиралась из условия соизмеримости воздушного зазора с длиной перфорационного отверстия. Из графика видно, что наибольший эффект гашения реверберации в кабине достигнут при величине воздушного зазора 5 мм.

В процессе исследований гашения реверберации в кабине изучена зависимость общей эффективной массы перфорированной декоративной древесноволокнистой панели (гл) от диаметра перфорации (d) (фиг.6). Из графика видно, что диаметр перфорации 4 мм обеспечивает: эффективное гашение реверберации за счет массы присоединенного воздуха и стойкость пуансонов пробивного инструмента в процессе изготовления перфорации.

Выбор отношения диаметра отверстий перфорации (d) декоративной древесно-волокнистой плиты к шагу перфорации (h) сделан на основе проведенных исследований зависимости об,щей эффективной массы перфорирован-*¹ ной плиты (т) от шага перфорации (h) (фиг.7).

На представленном графике видно, что с увеличением шага перфорации общая эффективная масса перфорированной панели увеличиваете^ (за счет роста массы панели), но присоединенная масса воздуха перфорированной панели и количество отверстий на единицу площади уменьшается, что приводит к уменьшению гашения реверберации. Исходя из результатов, приведенных на графиках фиг.би 7, выбрано соотношение диаметра перфорации к шагу перфорации 1:6, обеспечивающее максимальное гашение реверберации

На графике фиг.8 представлена суммарная эффективность звукоизоляции кабины, имеющей надежную звуковибротеплоизоляцию.

Предлагаемая кабина не только удовлетворяет требованиям стандартов и санитарных норм, но и имеет запас по звуковиброизоляции на всех стандартных частотах.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к транспорт ному машиностроению и может быть использовано, например, в самоходных сельскохоз йственных машинах. При проектировании кабины большое внимание удел етс  созданию комфортных условий труда водителей, которые в значительной степени определ ютс  уровн ми шума, вибрацией и состо  нием микроклимата в кабине. Шум в кабине определ ют три составл ющие: структурна , передающа  от источников шума через элементы конструкции машины, энерги  потока звукового дав лени  , проникающа  в кабину от источников шума, через воздушное пространство , окружающее кабину и ревербераци  - шум, проникающий в кабину и многократно отражающийс  от внутренних ее стенок. Дл  уменьшени  вли ни  структурной составл ющей примен ют виброизол торы разных типов, дл  уменьшени  вли ни  энергии потока звукового давлени  - различные звуковиброизол ционные и поглощакицие материалы, снижение реверберации осуществл ют отделочными материалами. Исследовани ми установлено, что энерги  потока звукового давлени  и ревербераци  достигают 70-75%, поэтому уровень шума в кабине в значительной степени определ етс  свойствами звуковиброизол ционных и поглощающих материалов. Состо ние микроклимата в кабине с ественно определ ют свойства теплоизол ционных материалов, которые летом преп тствуют проникновению в кабину тепловой энергии и солнечной радиации, а зимой - теплоотдаче в окружающую среду. Поэтому представл ет интерес создание комбинированной звуковибротеплоиз.ол ции, обеспечивающей комфортные услови  труда водител . Известна кабина транспортного средства, в которой в качестве звукотеплоизол ционного материала использован поролон t. Недостатками этой кабины  вл ютс  неудовлетворительное гашение структурного шума, неприспособленность к подавлению реверберации, неудовлетворительное качество интерьера кабины . Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности  вл етс  ка бина транспортного средства, содержа ща  каркас с несущими элементами, за крепленную на нем обшивку, эвуковибротеплоизол ционные прокладки, установленные на каркасе, и перфорирован ную декоративную панель, разме.щеннун внутри кабины 2 . К недостаткам известной кабины от нос тс  неудовлетворительна  низкочастотна  изол ци , недостаточна  приспособлекность дл  подавлени  реверберацш, неудовлетворительна  теплоизол ци . Цель изобретений повышение комфортабельности кабины и упучшенне условий труда водител  путем снижени  уровн  шума в кабине. Указанна  цель достигаетс  тем что звуковибротеплоизолй Д1 оашйе прокладки выполнены из слоев внбродем« фирующего материала на битумной осно ве и пористого звукопоглощающаго материала , а декоративна  панель выпол нена перфорированной, причем несущие элементы каркаса св заны с обшивкой образу  ниши, в которых установлены последовательно указанные слон и пер форированна  декоратмвпа  панель, а между последней и слоем пористого звукопоглощаг чего материала абразован воздушный зазор. Кроме того, соотношение тохидин слоев вибродемпфиругащего материала, пористого звутсопоглощакидего материала , воздушного зазора и декоративной панели составл ет 2:20:5:4. Причем соотношение диаметра отверстий и шага перфорации декоративной панели составл ет :6. На фиг, 1 изображена кабина, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график обосновани  эффективности вибродемпфирукетих прокладок на битумной основе различной толщины; на фиг. 4 - график обос новани  эффективности толщины сло  пористого звукопоглощающего материала , например пенополиуретана; на 2 5 - график выбора оптимального воздушного зазора между пенополиуретаном и декоративной плитой; на фиг. 6 - график выбора оптимального диаметра отверстий перфорации декоративной плиты; на фиг. 7 - график выбора пгага перфорации декоративной плиты, на фиг. 8 - график суммарной эффективности звукоизол ции кабины. Кабина (фиг. и 2) представл ет собой металлический штампосварный каркас, состо щий из несущих профильных элементов 1 определенного сечени , покрытых снаружи тонколистовой стальной обшивкой 2, с дверью 3, остеклением 4. Несущие профили 1 и обшивка 2 сварены между собой таким образом, что на каждой внутренней стенке кабины образованы ниши А. В каждой из этих ниш установлены вибродемпфирующа  прокладка 5 на битумной основе и закреплена к обшивKe 2. На вибродемнфирующую прокладку 5 установлена прокладка 6 из пористого звукопоглощающего материала, например пенополиуретана, и жестко закреплена на ней. Сверху пенополиуретана с воздушным зазором Б устанавливаетс  декоративна  панель, например древесно-волокниста  плита 7 с перфорацией В. Опорами дл  плиты служат уголки 8, расположенные по периметру нгап А. Плита 7 прикреплена к уголкам 8 посредством крепежных элементов, например винтов 9. Оптимальное соотношение толщин аибродемпфирук цей прокладки 5, пенополиуретана 6, воздушного зазора Б и декоративной перфорированной древесно-Болокнистой плиты 7 составл ет 2:20:5:4, а соотношение диаметра отверстий перфорации В и шага перфорации на плите 7 составл ет 1:6. Вибродемпфируклцие прокладки 5 на битумной основе обладают высокой степенью в зкости и эффективно гас т низкочастотные колебани  общивки 2 каркаса, источником которых  вл етс , в основном, структурна  составл юща  шума, Вибродемпфирующие прокладки, кроме того, частично выполн ют функции теплоизол ции. Прокладки 6 из пенополиуретана эффективно гас т высокочастотные колебани  воздуха, источником которых  вл етс  энерги  потока звукового давлени . Пенополиуретан одновременно  вл етс  надежным теплоизол тором благодар  высокой 5 пористости, изолированной с двух сторон тонкой оплавленной пленкой пенополиуретана.Декоративна  перфорированна  древесно-волокниста  пли та 7  вл етс  хорошим гасителем колебаний. Перфораци  Б, вьтолненна  в плит 7, совместно с воздушным зазором Б и эластичной поверхностью пенополиуретана хорошо гасит реверберацию, поскольку шум, отраженный от внутренних элементов, проникает в воздушный зазор Б через перфорацию В, где гаситс  эластичной поверхностью прокладки 6 из пенополиуретана и резонаторами, состо щими из перфора ции В плиты 7 с воэдушшж зазором Б Лицева  сторона плиты 7 гладка  и покрыта эмал ми, что делает плиту практичным декоративньм элементом. Наличие нивш А повышает эффективность звуковибрбтеплоизол ции, обес печива  высокое качество сборки, улучшает интерьер кабишл и компактность звуковибротеплоизол ционной панели. При выборе оптимальной толщины вибродемпфирующей прокладки исследо вани  проводились на кабинах с указанной пр9кладкой различной толщины например, 1, 2 и 6 мм. Как видно из графика (фиг.З) про кладка толщиной 1 мм уступает по эф фективности прокладкам толщиной 2 и 6 мм, однако увеличение толщины вибродемпфирующей прокладки с 2 до 6 мм практически не вли ет на уровень щума в кабине. Экономически це лесообразно использовать прокладку толщиной 2 мм, исход  из минимально необходимой ее толщины.. При выборе оптимальной толщины сло  пенополиуретана (фиг.4) исследовани  проводились на кабине, обли цованной пенополиуретаном толщиной 10, 20 и 40 мм. Как видно из графика , пенополиуретан толщиной 10 мм обеспечивает снижение уровн  шума в кабине на 1 ,5-3 дБ по всему иссле дуемому спектру, толщиной 20-40 мм обеспечивает эффективность на средних и высоких частотах 5-7 дБ, причем на частотах 500-1000 Гц, лимитируемых дл  сельскохоз йственных машин, пенополиуретан толщиной 20 мм дает лучший результат. Кроме того, при толщине пенополиуретана 20 мм уменьшаетс  толшина набора п 2 нели, что важно дл  сохранени  пространства кабины. На графике, представленном на фиг.5, приведены кривые вли ни  воздушного зазора между декоративной перфорированной панелью из древесно-волокнистой плиты и пенополиуретановой прокладкой на гашение реверберации в кабине. Величина воздушного зазора выбиралась из услови  соизмеримости воздушного зазора с длиной перфорационного отверсти . Из графика видно, что наибольший эффект гашени  реверберации в кабине достигнут при величине воздушного зазора 5 мм. В процессе исследований гашени  реверберации в кабине изучена зависимость общей эффективной массы перфорированной декоративной древесноволокнистой панели (т) от диаметра перфорации (d) (фиг.6). Из графика видно. Что диаметр перфорации 4 мм обеспечивает; эффективное гашение реверберации за счет массы присоединенного воздуха и стойкость пуансонов пробивного инструмента в процессе изготовлени  перфорации. Выбор отношени  диаметра отверстий перфорации (d) декоративной древесно-волокнистой плиты к шагу перфорации (h) сделан на основе проведенных исследований зависимости об ,щей эффективной массы перфорирован- ной плиты (т) от шага перфорации (h) (фиг.7). На представленном графике видно, что с увеличением шага перфорации обща  эффективна  масса перфорированной панели увеличиваете (за счет роста массы панели), но присоединенна  масса воздуха перфорированной панели и количество отверстий на единицу площади уменьшаетс , что приводит к уменьшению гашени  реверберации . Исход  из результатов, приведенных на графиках фиг.6 и 7, выбрано соотношение диаметра перфорации к шагу перфорации 1:6, обеспечивающее максимальное гашение реверберации На графике фиг.8 представлена суммарна  эффективность звукоизол ции кабины, имеющей надежную звуковибротеплоизол цию . Предлагаема  кабина не только удовлетвор ет требовани м стандартов и санитарных норм, но и имеет запас 7 по звуковибронзол ции на всех стандартных частотах. Формула изобретени  1. Кабина транспортного средства содержаща  каркас с несущими элементами , закрепленную на нем обшивку, звуковибротеплоизол ционные прокладки , установленные на каркасе, и перфорированную декоративную панель, размещенную внутри кабины, отличающа с  тем, что, с целью повышени  комфортабельности кабины и улучшени  условий труда водител  путем снижени  уровн  шума в кабине звуковибротеплоизол ционные прокладки вьшолнены из слоев вибродемпфирую щего материала на битумной основе н пористого звукопоглощающего мате Жала , а декоративна  панель выполнена перфорированной, причем несущие элементы каркаса св заны с обшивкой образу  ниши, в которых установлены последовательно указанные слои и пер и форнрованнп  Дб:к()1);ггн1 н 1л наиелГ), а меткду последи -11 и IJKICM пористого звукопоглощающего материала образован воздушный заги)р. 2. Кабина но п.1, отличающа с  тем, что соотношение толщин слоев вибродемпфирующего материала , пористого звукопоглощающего материала , возд 1иного зазора и декоративной панели составл ет соответственно 2:20:5:4. 3. Кабина по п.1, о тли чающа  с   тем, что соотношение диаметра отверстий и шага перфорации декоративной панели составл ет 1:6. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №501919, кл. В 62 D 33/06, 1973.
2. 2.Чертеж Кабина транспортного средства. Weimarkombinet, калькодержатель - народное предпри тие ГДР VEB Landmaschinenbau Rotes Banner Dodeln, Betrieb - des VEB Weimarkombinat . ГДР, 1973 прототип .

   iZ5 W fOOO ZOffO ifSDO

   бмм

   f

   фигЪ

   uL,db

   Фиг.Ч&L . вВ

   .

   т

   f, Г 14

   /

   ULd6

   63 1К t50 saewKims aoBm /,/v

   фиг 7

   I

   фиг 9