УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ОТВОДА ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ПРИ СТЕНДОВЫХ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к устройствам для дистанционного отвода выхлопных газов системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания при стендовых виброакустических испытаниях автомобиля.
Известен элемент системы вьпяжной вентиляции повышенного давления (заявка ФРГ № 3832030, МПК5 G10K 11/16, публ. 29.03.90 № 13) с применением нескольких сообщающихся и перекрываемых труб и шумопоглощающей панели, отличающийся сложностью, относительно высокими гидросопротивлениями и ограниченностью применения.
Известен шумоподавляющий элемент, встраиваемый в трассу воздуходува (заявка ФРГ № 3830346, МПК5 G10K 11/16, F16L 55/02, В32В 3/24,5/18, публ. 15.03.90 №11), отличающийся применением открытоячеистого пенопласта, гофрированного перфорированного шланга, обтянутого звукопоглощающим матом. Устройство применимо лишь для систем воздухоподачи, не защищено от воздействия твердых частиц и конденсата, содержащихся в выхлопных газах ДВС, и не способно осуществлять эффективный (дистанционный - на расстоянии от источника) отсос выхлопных газов.
Известна звукопоглощающая система для вентиляционных и дегазирующих трактов, описанная в заявке ФРГ № 3544022, МКИ4 G10K -11/16, F24F13/00, публ. 87.06.19 № 25, содержащая волокнистый корпус и жалюзи, выполненные из минеральных волокон и смещенные одна относительно другой. Применение волокнистой структуры корпуса и жалюзи позволяет уменьшать шум транспортируемого по системе газового потока. Однако, геометрическая форма устройства не позволяет использовать его в качестве эффективного дистанционного заборника газов, а отсутствие специальной защитной пленки на поверхностях корпуса и жалюзи не позволяет избегать потерь звукопоглощающих качеств устройства в процессе длительной эксплуатации, вследствие его
закоксовывания частицами конденсата и сажи, содержащихся в выхлопных газах
Известен шумоглушитель для установки на входном и выходном концах проточного канала для транспортировки газообразной среды (заявка ФРГ № 3432049, МКИ4 G10K 11/16, F16L 55/02,публ. 13.03.86 № 11), содержащий большое число перегородок из звукопоглощающего материала, подвешенных к специальным несущим стержням. Недостатком данного устройства является его громоздкость, вызывающая дополнительный шумоотражающий эффект, нежелательный для устройств дистанционного отсоса газов.
Известно устройство в виде наконечника звукопоглощающей трубы (патент Франции № 2644923, МПК5 G10K 11/16, F24F 7/06, 13/24, публ. 28.09.90 №39), в котором располагаются звукопоглощающие перегородки. Перегородки располагаются перпендикулярно потоку, что позволяет увеличивать звукопоглощающий эффект при малых габаритах устройства. Очевидным недостатком устройства являются его повышенные гидравлические сопротивления, недопустимые в зоне открытого забора выхлопных газов ДВС, выбрасываемых в окружающее пространство свободным срезом выхлопной трубы двигателя транспортного средства.
Известен шумоглушитель для канала истечения газообразной среды (заявка ФРГ № 3401210, МКИ4 G10K 11/16, F02M 35/12, F01N 1/24, публ. 25.07.85 №30), содержащий корпус из шумопоглощающего материала. Внутри корпуса выполнен кольцевой канал и периметр сечения канала расширяется от зоны истечения газа. Такая конструкция позволяет увеличивать звукопоглощающий эффект от использования большой площади звукопоглощения в конусообразном кольцевом канале. Однако, большая площадь поверхности соприкосновения пульсирующего, транспортируемого по устройству газа в узком щелевом кольцевом канале, в случае его больших массовых (объемных) расходов, вызывает существенный рост гидравлических сопротивлений тракта. Также, рассмотренное устройство не может быть использовано для целей эффективного дистанционного отсоса газа установкой от зоны истечения газа с некоторым расстоянием.
В качестве прототипа принято устройство по заявке Японии №62-55160 МКИ4 G10K 11/16, В04С 3/00, публ. 18.11.87 № 6-1379, предназначенное для глушения шума и удаления инородных частиц из газового потока и используемого в процессах исследовательских и доводочных работ на стендовых испытательных
.///J /
установках типа аэродинамической трубы, которое может быть принято в качестве прототипа. Устройство содержит специальный канал для ввода (засасывания) газа и направления его по спиральной траектории дальше по пространству цилиндрического корпуса, стенки которого футерованы звукопоглощающим материалом. Недостатком устройства являются:
-большой звукоотражающий эффект от внешней поверхности корпуса стенки, искажающий звуковое поле в зоне измерительного микрофона, близкорасположенного от корпуса;
-повышенные гидравлические сопротивления, вызываемые изменением направления транспортировки засасываемого газового потока по корпусу устройства (резкие повороты потока).
Во время стендовых виброакустических испытаний автомобиля на динамометрическом стенде с беговыми барабанами для отвода отработавших газов двигателя используется, в частности, технологическая система отсоса отработавших выхлопных газов, содержащая шланг вытяжной вентиляционной установки, плотно и жестко устанавливаемый на срез хвостовой трубы основного глушителя шума системы выпуска. Жесткая установка шланга на хвостовую трубу глушителя исключает процесс излучения звука свободным срезом трубы воздушным путем (в открытое пространство камеры), что при замерах внешнего и внутреннего шума автомобиля искажает реальные результаты испытаний, так как исключается из процесса формирования общего (суммарного) звукового поля автомобиля - один из его основных составляющих источников шума. Жесткое подключение дополнительной массы шланга к трассе автомобильной выхлопной системы также вызывает нежелательные изменения динамических нагрузок на несущие опорные резиновые элементы (подвеску) выхлопной системы и, т.о., искажает реальные пути и вклады от передачи твердым путем виброакустической энергии на пол кузова и шум внутри пространства салона автомобиля (внутренний шум автомобиля). Кроме того, химически активный конденсат, содержащийся в выхлопных газах, из системы выпуска отработавших газов двигателя автомобиля свободно попадает в магистраль технологической системы отсоса выхлопных газов, что влечет последующую интенсивную коррозию трубопроводов системы.
автомобиля, исследователи и доводчики конструкций глушителей шума автомобильных систем выпуска отработавших газов вынуждено используют свободный выпуск отработанных газов двигателя (и свободное излучение звука открытым срезом хвостовой трубы) в пространство акустической камеры. Такая технологическая процедура вызывает проблемы загазованности пространства камеры или же необходимость применения приточно-вытяжной вентиляции пространства камеры очень высокой производительности, что, как правило, связано с увеличением ее шума и стоимости.
Предлагаемое техническое решение позволяет в значительной степени устранить обозначенные выше недостатки.
Сущность полезной модели заключается в том, что в известном устройстве для дистанционного отвода выхлопных газов при стендовых виброакустических испытаниях автомобиля на динамометрическом стенде с беговыми барабанами, которых может быть размещён в большой акустической полубезэховой камере, содержащем средство для принудительного отсоса выхлопных газов, смонтированное в зоне расположения среза выхлопной трубы основного глушителя шума системы выпуска, корпус которого выполнен в виде заборного направляющего устройства газового потока, внутренние стенки корпуса которого футерованы звукопоглощающим материалом, средство для принудительного отвода выхлопных газов смонтировано в зоне расположения среза выхлопной трубы основного глушителя шума системы выпуска и подключено к технологической системе вытяжной вентиляционной установки, выполнено в виде дистанционного передвижного отсасывающего раструба, имеющего форму усечённого раскрьп ого полуконуса, наружные и внутренние стенки которого футерованы звукопоглощающим материалом, облицованным защитной звукопрозрачной газовлагонепроницаемой термостойкой плёнкой и установленного на определённом расстоянии от среза выхлопной трубы, и снабжено цилиндрическим присоединительным насадком для подключения шланга отсоса выхлопных газов технолотческой системы вьп-яжной вентиляционной установки. Передвижной дистанционный раструб смонтирован на несущем каркасе, который дополнительно снабжён накопителем конденсата, тормозным устройством и рукояткой управления и неуправляемыми, со стороны рукоятки управления, и управляемыми колёсами с поворотной головкой, со стороны выхлопной трубы основного глушителя шума. Накопитель конденсата выхлопных газов выполнен в виде подштамповки в донной части и отбортовки
,
нижней части среза раструба. Панели несущего каркаса могут быть выполнены перфорированными. Либо, как вариант конструктивного исполнения, панели несущего каркаса могут быть выполнены в виде проволочной сетчатой структуры, футерованной с обеих сторон звукопоглощающим материалом, облицованным звуконепроницаемой термостойкой плёнкой. Внешняя и внутренняя поверхности раструба футерованы эффективным самоклеящимся звукопоглощающим материалом, внешняя поверхность которого облицована тонкой, защитной, газовлагонепроницаемой, термостойкой , звукопрозрачной фольгой, например, алюминизированной полиэстеровой плёнкой, толщиной 100 мкм. Несущий каркас устройства контактирует с полом акустической камеры посредством управляемых и неуправляемых колёс, которые окантованы массивными обрезиненными ходовыми ободами. Возможен и вариант, когда колёса на несущем каркасе закреплены с возможностью складывания, при этом днище несущего каркаса контактирует с полом акустической полубезэховой камеры через пористую виброизолирующую структуру. При этом, в качестве пористой виброизолирующей структуры могут быть использованы, в частности, листовая губчатая резина, или листовой пенополиуретан, или иной близкий по своим физико-механическим свойствам высокоэффективный виброшумодемпфирующий материал. Сущность полезной модели поясняется на чертежах, где:
-на фиг.1 показан общий вид полубезэховой акустической камеры с динамометрическим стендом, на беговых барабанах которого установлен исследуемый автомобиль, в зоне выхлопной трубы которого установлено предлагаемое устройство;
-на фиг.2 изображена общая схема предлагаемого устройства;
-на фиг.З показан вариант конструктивного исполнения предлагаемого устройства в варианте складывания колес, когда днище несущего каркаса устройства контактирует с полом акустической камеры через пористую виброизолирующую структуру;
-на фиг.4 изображен вариант конструктивного исполнения устройства, когда панели несущего каркаса снабжены звукопоглощающими футеровками;
-на фиг .5 изображен вариант конструктивного исполнения устройства, когда панели несущего каркаса выполнены перфорированными и снабжены звукопоглощающими футеровками;
На фиг.2 представлена предлагаемая конструкция дистанционного передвижного отсасывающего раструба выхлопных газов в виде усеченного раскрытого полуконуса, устанавливаемого на определенном расстоянии от свободного среза выхлопной трубы (без жесткого подключения к трубопроводу системы выпуска отработавших газов, с цилиндрическим присоединительным насадком для подключения шланга отсоса выхлопных газов технологической системы вытяжной вентиляционной установки). Передвижной дистанционный раструб состоит из несущего каркаса 1, накопителя конденсата 2, всасывающего раструба 3, присоединительного насадка шланга 4, управляемых колес с поворотной головкой 5, неуправляемых колес 6, тормозного устройства и рукоятки управления 7. Накопитель конденсата 2 выхлопных газов выполнен в виде под штамповки в донной части и отбортовки нижней части среза раструба 3. Для дополнительного ослабления звукоотражающих эффектов оболочкой усеченного полуконуса, его несущий каркас 8 может выполняться не из сплошного металлического (или полимерного) листа, а содержать большие окна, или же каркас 8 может выполняться из проволочной сетчатой структуры, которая с 2-х сторон футеруется звукопоглощающим материалом (внешняя 9 и внутренняя 10 звукопоглощающие футеровки), облицованным защитной звукопрозрачной, термостойкой, газовлагонепроницаемой пленкой. Для исключения (ослабления) передачи вибрации на пол камеры 11 колеса 5 и 6 имеют массивные обрезиненные ходовые обода, что обеспечит виброшумодемпфирование (виброизоляцию) структуры раструба 3 от его возбуждения пульсирующим газовым потоком выхлопных газов. Геометрическая форма (габаритные размеры, угол раскрытия конусной части участка всасывающего раструба 3, площадь проходного сечения присоединительного насадка шланга 4, акустическая (звукопоглощающая) обработка поверхностей передвижного раструба) выбраны из условия слабого звукоотражающего эффекта и искажения звукового поля, вносимого раструбом 3 в зоне установки измерительного микрофона 12. Для ослабления дополнительных звукоотражающих эффектов и искажений звукового поля в зоне установки измерительного микрофона 12, условный диаметр сечения входного среза конуса не менее чем в 2 раза превышает расстояние между мембраной измерительного микрофона и свободным срезом хвостовой трубы глушителя 13 (условный приведенный диаметр входного среза равен периметру среза, деленному на число тс (3.14): ). 6
Поверхность раструба 3 с внешней и внутренней стороны футерована эффективным самоклеющимся звукопоглощающим материалом, внешняя поверхность которого облицованна тонкой защитной, термостойкой, влагогазонепроницаемойзвукопрозрачнойфольгой(Например,
алюминизированной полиэстеровой пленкой толщиной -100 мкм). Внешняя 9 и внутренняя 10 футеровка раструба 3 ослабляют звукоотражающее искажение звукового поля в зоне задней части автомобиля, где устанавливается измерительный микрофон 12, и, таким образом, повышается точность и объективность проводимых акустических исследований автомобилей. Для дополнительного ослабления искажения звукового поля, вносимого раструбом 3 в зоне хвостовой трубы глушителя 13 системы выпуска отработавших газов двигателя, предусмотрено использование установки нижней площадки раструба 3 (зона накопления конденсата) непосредственно на пол акустической полубезэховой камеры 11 через пористую виброизолирующую структуру 14 (листовую губчатую резину, листовой пенополиуретан). В этом случае возможен вариант передвижного колесного раструба с его опусканием (подъемом колесных осей). Данная конструкция позволит обеспечить как объективные акустические измерения, так и предотвратит коррозию трубопроводов технологической системы вытяжки выхлопных газов (см. эскизы).
Практическая реализация устройства позволяет повысить точность и объективность результатов стендовых виброакустических испытаний автомобиля, т.к. поверхность отсасывающего раструба слабо отражает звук в зону измерений (геометрия, двухсторонняя футеровка и заданная удаленность от излучателя звука и измерительного микрофона), а также ослабить коррозию трубопроводов технологической системы вытяжки выхлопных газов. Предлагаемое устройство просто и надежно в эксплуатации: звукопоглощающая футеровка не закоксовывается сажей дизельного ДВС транспортного средства и не впитывает влагу и химически активный конденсат, содержащиеся в выхлопных газах, вследствие использования защитной, термостойкой, влагогазонепроницаемой звукопрозрачной негорючей фольги, что, таким образом, исключает потерю пористости и звукопоглощающего эффекта материала футеровки, а используемая прочная, термостойкая, алюминизированная фольга (пленка) легко очищается (моется).