Мобильный шумоизолирующий технологический экран
MOBILE NOISE INSULATING PROCESS SCREEN

Изобретение относится к технике измерения газодинамического шума выхлопа и структурного шума от корпусов глушителей и нейтрализаторов, излучаемого системами выпуска отработавших газов (далее - СВОГ) двигателей транспортных средств, преимущественно автомобилей.
Измерение газодинамической и структурных составляющих шума глушителей СВОГ, для определения их соответствия заданным техническим требованиям и сравнительных оценок эффективности акустических качеств глушителей СВОГ, производится в ближнем поле у корпуса глушителя под днищем кузова автомобиля или вблизи среза выхлопной трубы, при помощи измерительных микрофонов, закрепляемых на специальных кронштейнах непосредственно на кузове автомобиля или на специальных штативах, установленных на полу акустической испытательной камеры.
При проведении как стендовых, так и дорожных акустических исследований СВОГ, как правило, невозможно добиться достоверности результатов измерений как при оценке структурной составляющей шума, так и газодинамической составляющей шума выхлопа. Причина сложности получения объективных результатов заключается в наличии высокого уровня маскирующего шумового фона от работающего двигателя, шин и взаимовлияния структурных и газодинамической составляющих шума соседних элементов СВОГ в точках измерений. Особенно это касается измерений структурной составляющей шума дополнительного глушителя, который находится значительно ближе к указанным выше источникам фонового шума. Без применения дополнительной изоляции указанных источников фонового шума, измерения структурной составляющей шума дополнительного, глушителя получаются некорректными.
Из описаний к изобретениям GB 2182481 МПК G10K 11/16, Е04В 1/84, публ. 13.05.1987, SU 1652997, МПК G10K 11/00, публ. 30.05.1991, GB 2251719, МПК G10K 11/16, публ. 15.07.1992, FR 2690000 МПК G10K 11/16, публ. 15.10.1993, а также к полезным моделям RU 20750, МПК В60R 13/08, публ. 27.11.2001, и RU 40796, МПК G01M 17/00, публ. 27.09.2004, известны звукоизолирующие панели и перегородки, отделяющие зону замера шума от высокого фонового излучения.
В качестве прототипа, как наиболее близкого по совокупности отличительных признаков, выбран известный из полезной модели RU 127917, МПК G 01М 17/00, публ. 10.05.2013, шумоизолирующий экран, сформированный каркасом, образованным штангой и выполненными на оппозитных концах штанги средствами крепления штанги на кузове автомобиля, а также многослойной шумоизолирующей панелью, закрепленной на штанге.
Недостатками данного технического решения, являются невозможность изменения длины штанги каркаса, что исключает применение экрана для акустических исследований СВОГ транспортных средств с шириной днища кузова, величина которой отличается от длины штанги, а также отсутствие на экране (на штанге) средств крепления кронштейнов применяемых в процессе испытаний измерительных микрофонов. Отсутствие на экране средств крепления кронштейнов измерительных микрофонов обуславливает необходимость использования длинных многоколенчатых микрофонных штативов, сформированных с возможностью закрепления штативов на днище кузова автомобиля посредством существующих на днище кузова технологических точек крепления, что увеличивает трудоемкость предшествующих испытаниям подготовительных работ. При этом в процессе испытаний автомобиля звенья упомянутых выше штативов подвергаются вибрационным воздействиям, что, в свою очередь, увеличивает погрешности измерений.
Задачей данного изобретения было создание шумоизолирующего экрана, обеспечивающего акустические исследования СВОГ автомобилей с различной шириной кузова, снижение трудоемкости процесса подготовки к акустическим исследованиям, а также повышение достоверности получаемых в процессе исследований измерений.
Задача решается в шумоизолирующем экране, сформированном каркасом и установленной на каркасе многослойной шумоизолирующей панелью, где каркас выполнен образованным штангой и расположенными на оппозитных концах штанги средствами крепления штанги к кузову автомобиля.
Задача решается тем, что штанга каркаса выполнена в поперечном сечении цилиндрической, направляющая которой суть квадрат, телескопической, снабженной, по меньшей мере, одним средством крепления кронштейна измерительного микрофона, установленным с возможностью его перемещения вдоль штанги, а также с возможностью фиксации на штанге. При этом шумоизолирующая панель сформирована, в плане, составной, выполненной с возможностью позиционирования на штанге, по меньшей мере, одного средства крепления кронштейна измерительного микрофона.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом изготовление заявляемого шумоизолирующего экрана возможен на стандартном оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий и материалов.
Особенности и преимущества настоящей полезной модели станут понятны из следующего описания со ссылкой на прилагаемые фигуры, иллюстрирующие варианты реализации:
На Фиг. 1 изображен фронтальный вид мобильного шумоизолирующего технологического экрана;
На Фиг. 2 изображено исследуемое ТС, неподвижно закрепленное на беговых барабанах стенда, в комплектации с частным вариантом размещения мобильных шумоизолирующих экранов и измерительных микрофонов;
фиг 3 - представлены диаграммы, иллюстрирующие эффективность мобильного шумоизолирующего технологического экрана при измерении в ближнем поле структурного шума дополнительного глушителя системы выпуска отработавших газов, в зависимости от оборотов двигателя и третьоктавный спектр на определенных оборотах двигателя.
Мобильный шумоизолирующий экран 1 сформирован каркасом и установленной на каркасе многослойной шумоизолирующей панелью 2. Каркас образован штангой 3, в поперечном сечении цилиндрической, направляющая которой суть квадрат, составной в продольном плане, содержащей звенья, выполненные с возможностью их телескопического взаимного смещения до заданного шириной днища испытываемого автомобиля положения, стопорными болтами 4, установленными с возможностью фиксации звеньев штанги в заданном положении, а также расположенными на оппозитных концах штанги 3 средствами крепления штанги к кузову автомобиля. Каждое из средств крепления штанги 3 к кузову автомобиля образовано неподвижной фасонной губкой 5, закрепленной на периферийном конце штанги 3, подвижной фасонной губкой 6, расположенной со стороны телескопического соединения с возможностью дистанцирования или сближения с неподвижной губкой 5, а также болтом 7. При этом неподвижная 5 и подвижная 6 губки, а также болт 7 каждого из средств крепления штанги сформированы с возможностью расположения соответствующих фланцев кузова испытываемого автомобиля между губками средств крепления штанги к кузову, а также с возможностью образования неподвижного соединения между неподвижной 5 и подвижной 6 губками и соответствующим им участком фланца кузова автомобиля.
Мобильный шумоизолирующий экран 1 выполнен снабженным, по меньшей мере, одним средством крепления кронштейна 8 измерительного микрофона 9, установленным на штанге 3 каркаса с возможностью его перемещения вдоль штанги, а также с возможностью фиксации на штанге в заданном условиями испытаний положении.
Средство крепления кронштейна 8 измерительного микрофона 9 образовано суппортом 10, охватывающим цилиндрическую поверхность штанги 3, стопорным болтом 4, расположенным с возможностью фиксации суппорта 10 на штанге 3 в требуемом условиями испытаний положении, а также установочной базой кронштейна 8 измерительного микрофона 9. При этом, установочная база может быть выполнена в виде сформированной на суппорте 10 опорной площадки, снабженной крепежным отверстием или гнездом (не показаны), или выступом 11, где упомянутые отверстие, гнездо или выступ могут быть оснащены резьбой (не показано), или в виде опорного, фасонного выступа 11, который, как вариант, может быть выполнен снабженным ортогонально расположенными, относительно продольной геометрической оси выступа, крепежными отверстием (показан штифт, установленный в непоказанном отверстии) или гнездом (не показано), в том числе, оснащенными резьбой (не показано). Все перечисленные выше элементы установочной базы хорошо известны из уровня техники, перечень их не является исчерпывающим.
На фиг. 1 показано, что шумоизолирующий экран 1 снабжен одним средством крепления кронштейна 8 измерительного микрофона 9, на фиг. 2 условно показано, что передний шумоизолирующий экран 1 обременен несением двух кронштейнов 8 крепления измерительных микрофонов 9, задний несением одного кронштейна 8 и, соответственно, одного микрофона 9 (количество кронштейнов 8 измерительных микрофонов 9, показанных на фиг. 2, соответствует количеству средств их крепления).
Геометрические размеры неподвижных 5 и подвижных 6 губок средств крепления штанги 3 на кузове автомобиля выбираются из условия гарантированного дистанцирования стопорных болтов 4 телескопического соединения штанги 3 и суппорта 10, установочных баз и расположенных на установочных базах кронштейнов 8 с установленными на них измерительными микрофонами 9 относительно днища 12 кузова любого из испытываемых автомобилей.
Многослойная шумоизолирующая панель 2 выполнена и установлена на штанге 3 с возможностью прилегания к днищу 12 кузова испытываемого автомобиля и к полу 13 испытательного стенда. При этом шумоизолирующая панель 2, в плане, сформирована составной (не показано), выполненной с возможностью выступания за пределы панели (через панель) кронштейна(ов) 8 измерительного(ых) микрофона(ов) 9 в сторону оцениваемого(мых) источника(ов) акустического шума, а также с беззазорным сопряжением составляющих панель элементов и проникающих через зону сопряжения участков упомянутых кронштейнов.
Работа устройства заявляемого экрана осуществляется следующим образом:
При проведении акустических измерений СВОГ исследуемого технического средства 14, мобильный шумоизолирующий экран 1 устанавливается поперек его продольной геометрической оси на максимально близком расстоянии от исследуемого глушителя 15 системы выпуска отработавших газов. Предварительно на штанге 3 размещают, по меньшей мере, один суппорт 10, устанавливают необходимую длину телескопической штанги 3, которая фиксируется при помощи стопорных болтов 4. Затем штангу 3 размещают под днищем 12 технического средства 14 и закрепляют на фланцах днища 12 посредством осуществляемого болтами 7 сжатия фланцев днища (не показаны) между неподвижными 5 и подвижными 6 губками средств крепления штанги 3. Размещают на установочной базе суппорта 10 штанги 3 кронштейн 8 измерительного микрофона 9. Положение штанги 3 относительно глушителя 15, положение суппортов 10 и кронштейнов 8 корректируют из условия расположения установленных на кронштейнах 8 измерительных микрофонов 9 на траверзе середины глушителя 15 перпендикулярно к его поверхности, а также на удалении 0.25 м от его поверхности и не менее 0.2 м от поверхности пола 13 испытательного стенда. При этом, выполнение штанги 3 в поперечном сечении квадратной, облегчает проведение упомянутых выше корректирующих действий. Затем устанавливают элементы шумопоглощающей панели 2. Последние располагают таким образом, чтобы, по возможности исключить (минимизировать) щели между днищем 12 технического средства 14 и элементами панели, между полом 13 испытательного стенда и элементами панели, а также между составляющими панель элементами и кронштейном 8 измерительного микрофона 9.
Как следует из результатов проведенных экспериментов, приведенных на фигуре 3, применение мобильного шумоизолирующего экрана позволяет значительно снизить уровень маскирующего шумового фона: Звукоизолирующий эффект экрана составил до 9 дБА по общему уровню шума и до 15 дБ в среднечастотной зоне 250…5000 Гц, что позволяет эффективно расширить динамический диапазон измерений шумозаглушающих характеристик исследуемых элементов СВОГ.
Мобильность предлагаемой конструкция обеспечивается простотой монтажа/демонтажа экрана за счет отсутствия необходимости использования специального инструмента и приспособлений, а также возможностью хранения и перевозки экрана в разобранном виде на легковом автомобиле, например, при проведении испытаний на удаленных полигонах.
При этом изобретение обеспечивает акустические исследования СВОГ автомобилей с различной шириной кузова, снижение трудоемкости процесса подготовки к акустическим исследованиям, а также повышение достоверности получаемых в процессе исследований измерений.
Заявляемое техническое решение не ограничивается показанным вариантом его реализации. Остаются возможными изменения различных конструктивных элементов, либо их замена на технически эквивалентные, не выходящие по совокупности характеризующих их признаков за пределы объема притязаний формулы изобретения.