ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Полезная модель относится к техническим средствам, улучшающим акустический климат в кабине (пассажирском салоне) транспортного средства и имеет отношение к конструкции элементов транспортного средства, изолирующих и герметизирующих объем пассажирского салона (кабины) от внешней среды.
Весьма актуальной является задача разработки транспортных средств с высоким виброакустическим комфортом на рабочем месте (кабине) водителя, что связано с его возможным утомлением от воздействия высоких шумов и вибраций и, в конечном итоге, с безопасностью эксплуатации транспортного средства. Для пассажирских отделений (салона) транспортных средств также актуальна задача обеспечения в них высокого виброакустического комфорта с точки зрения создания повышенных потребительских свойств и конкурентоспособности.
Одними из доминирующих путей передачи шумовой энергии в кабину (пассажирский салон) транспортного средства являются коммуникационные связи между пространством кабины (пассажирского салона) и моторным отсеком или другим пространством вне кабины (пассажирского салона), в котором находится шумовиброактивный агрегат или система, связанная с кабиной (пассажирским салоном) конкретной коммуникационной связью в виде жестких структурных вибрирующих элементов (тяг, рычагов, вилок, коромысел, кабелей, трубопроводов, шлангов) или же воздушных зазоров, образованных коммуникационными узлами и системами в стенке кабины, в виде открытых окон, либо элементов уплотнителей, чехлов, экранов со слабой звукоизоляцией, установленных в зонах указанных окон, легко, без существенного ослабления передающих шумовую энергию в кабину (пассажирский салон) воздушным путем. Зонами таких коммуникационных связей, транспортирующих вибрационную и шумовую энергию в кабину (пассажирский слон) колесного транспортного средства, являются, окна, расположенные в, например, панели щитка передка в зонах прохождения рулевого вала, установки педали управления углом открытия дроссельной заслонкой, тормозов, педали сцепления, а так же рычагов управления трансмисионными
агрегатами (коробкой передач, раздаточной коробкой) в зонах отверстий тоннеля пола кузова. Наиболее шумовиброактивными узлами передачи шумовой и вибрационной энергии в кабину (пассажирский салон) через коммуникационные окна из перечисленных выше, являются трансмиссионные агрегаты - коробка передач и раздаточная коробка. В особенности, данная проблема является актуальной в том случае, когда привод переключения передач выполнен без использования податливого звена гибкой тросовой связи, а используется традиционный жесткий рычажный привод переключения передач с развитым (габаритным) окном в котором смонтированы органы управления данными трансмиссионными узлами. В этом случае, такой механизм привода, как правило, является добротным вибрационным и шумовым мостиком между вибрирующим силовым агрегатом, зашумленной зоной пространства (под полом кузова) транспортного средства (автомобиля) и пространством салона (кабины), в которой необходимо обеспечить приемлемый виброакустический комфорт.
Известно устройство уплотняющего элемента в стенке транспортного средства, через которую проходит коммуникационный элемент типа кабеля, при этом по обе стороны стенки образован перепад давления, патент США №2620208, НКИ 286-15, 1952. Герметичное разобщение пространств разделительной стенкой обеспечивается применением плотно закрепленного резинового уплотнителя сферической формы или же конусообразного гофрированного уплотнительного элемента с возможностью обеспечения гибкой связи. Недостатком указанного технического решения является низкая звукоизолирующая способность зоны окна, не содержащая в своем составе как структурных весовых слоев увеличения звукоизоляции оболочки уплотнения, так и звукопоглощающего пористого слоя.
Известно устройство уплотняющего звукоизолирующего узла в окне прохождения коммуникационной связи узла органа управления транспортного средства, заявка Франции №2674200, МКИ B 60 R 13/06, 1992, в котором частично устранены недостатки выше рассмотренного устройства по патенту США №2620208. За счет введения двухконтурного уплотнения резиновыми манжетами с образованным воздушным зазором между ними, увеличивается эффект звукоизоляции окна, что является положительным фактом. Однако, ввиду того что в известном техническом решении практически не используется пористый звукопоглощающий слой в замкнутом пространстве между манжетами (включена лишь малая периферическая часть плоской пористой шумопоглощающей панели), то это не позволяет эффективно поглощать высокочастотную звуковую энергию.
Аналогичным недостатком обладает и известное техническое решение по заявке ФРГ №3841187А, МКИ G 10 K 11/16, 1990, в котором звукопоглощающий эффект реализуется только в незначительной по площади звукопоглощения торцевой зоне соединительного канала слоя пористой звукопоглощающей панели, а наличие открытого воздушного зазора « ос» влечет к значительной потере звукоизолирующего эффекта.
Аналогичным недостатком обладает также известное техническое решение по А.С.СССР №414421, МКИ F 16 J 15/34, 1974, предусматривающее применение подвижной относительно стенки обоймы с уплотнением и уплотнительной прокладки, прикрепленной к стенке. В данном техническом решении слабо решена проблема увеличения звукоизолирующей способности узла, отсутствуют элементы поглощения воздушного шума с внешней стороны стенки.
Известно техническое решение управляющего узла трансмиссионного агрегата по патенту США №2174504, НКИ 74-473, 1939, в котором для обеспечения герметичного уплотнения рычага переключения коробки передач использована резьбовая крышка с подпружиненной подвижной пластиной перекрывающей отверстие выхода вала рычага. Данное техническое решение обладает существенным недостатком интенсивного возбуждения и переизлучения корпусного (структурного) шума коробки передач тонкостенной крышкой и подвижной пластиной вследствие высокой вибропроводимости и виброшумовозбуждения металлических и жестких полимерных материалов, используемых в качестве конструкционных для изготовления таких крышек и пластин. Вследствие этого, указанное интенсивное шумовое излучение попадает в кабину водителя или пассажирский салон транспортного средства, что нежелательно.
Известно техническое решение, направленное на улучшенную герметизацию выходного отверстия подвижного сочленения в зоне рукоятки механизма переключения, патент США №3971564, МКИ F 16 J 15/16, 1976, выполненное в идее подвижных сопрягаемых жестких сферических поверхностей с и без промежуточного уплотнительного элемента. Недостатком данного технического решения является интенсивное виброшумовозбуждение структуры подвижного сочленения, недостаточная степень звукоизоляции и отсутствие элементов звукопоглощения непосредственно в зоне выходного отверстия подвижного уплотнительного узла.
Известно техническое решение, заявка ФРГ DT 2353417 А1, МКИ В 60 К 20/02, 1975, направленное на улучшение звукоизоляции зоны сопряжения подвижных элементов рычага переключения передач с полом кузова автомобиля путем использования двухслойного (с
воздушным зазором между слоями) эластичного (резинового) кожуха, охватывающего рукоятку переключения передач, крышку механизма переключения передач и структуру пола кузова. При этом для улучшения виброизоляции эластичных структур кожуха и рукоятки рычага переключения передач применены упругие виброизолирующие втулки, что способствует ослаблению передачи вибрационного возбуждения и снижает переизлучаемый шум. Данное техническое решение характеризуется слабой степенью звукопоглощения (и соответственно изоляции) высокочастотного шума, генерируемого трансмиссионными агрегатими.
Известно техническое решение по патенту США №4029324, МКИ F 16 J 15/16, 1977, предусматривающее применение уплотнительных, шумоизолирующих и шумопоглощающих элементов в зоне отверстия (окна) прохождения подвижного рычага управления трансмиссионным агрегатом. Недостатком известного решения является малая площадь поверхности пористого звукопоглотителя, выполняющего, в основном, роль «мягкого податливого» элемента при перемещении рычага в различные пространственные положения. Соответственно, в этом случае, по сути, не реализуется процесс эффективного поглощения звуковой энергии, передаваемой от шумоизлучающих трансмиссионных агрегатов в пространство кабины вследствие незначительной площади поверхности поглотителя звуковых волн.
Наиболее близким к заявляемому по сущности и достигаемому техническому эффект является техническое решение по патенту США №4817968, МКИ F 16 J 15/14, 1989, которое принимается в качестве ПРОТОТИПА. В данном известном техническом решении, для эффективного поглощения шумовой энергии, генерируемой трансмиссионными агрегатами автомобиля, и передаваемой в пространство кабины (пассажирского салона) через зону соединительного окна (коробки передач, раздаточной коробки) в панели пола кузова, в зоне которых непосредственно смонтированы узлы привода механизма переключения передач, установлен объемный пористый звукопоглощающий элемент, выполненный в виде гофрированной монолитной пористой звукопоглощающей структуры,. обеспечивающей безотрывное от рукоятки и чехла, деформирование этой структуры в зоне структуры гофр, податливых на изгиб и сжатие пористых ППУ, за счет их легкого принудительного деформирования в процессе пространственных перемещений рычага переключения передач. Данная конструкция позволяет улучшить акустический комфорт в кабине (пассажирском салоне) транспортного средства за счет частичного поглощения воздушного шума, генерируемого трансмиссионными агрегатами в процессе реализации рабочих процессов,
осуществляемых при пересопряжении зубьев шестерен, находящихся в зацеплении, в процессе вращения и вибраций валов в подшипниковых узлах, в процессах изгибных, крутильных колебаний валов и картерных деталей агрегатов и т.п., который, в конечном итоге, излучается внешними стенками картерных деталей трансмиссионных агрегатов в окружающую среду, а также передается в виде воздушного шума, в рабочее пространство кабины (пассажирского салона), как существенный нежелательный акустический дефект, через соединительное окно тоннеля пола, в котором смонтированы детали механизма переключения передач. Данное коммуникационное окно, с смонтированными в нем деталями привода управления трансмиссионным узлом, как правило, обладает невысокой звукоизолирующей способностью и, в связи с этим, является достаточно добротным каналом передачи акустической энергии в кабину (пассажирский салон), генерируемой близкорасположенными трансмиссионными агрегатами транспортного средства. Незначительная по площади внешняя поверхность поглощения звуковых волн известным объемным монолитным пористым звукопоглотителем и относительно слабая степень использования объема указанной пористой структуры известного пористого поглотителя обуславливает в целом недостаточно высокий звукопоглощающий эффект. С другой стороны, отсутствие защитной звукопрозрачной влагонепроницаемой пленки со стороны входного коммуникационного окна -является существенным конструктивно-эксплуатационным недостатком известного технического решения (ПРОТОТИПА) в условиях эксплуатации транспортного средства на влажном (загрязненном) дорожном покрытии.
Сущность полезной модели заключается в том, что в известном транспортном средстве, содержащем, кузов, силовой и трансмиссионный агрегаты и, по крайней мере, один объемный пористый звукопоглощающий элемент, размещенный в коммуникационном окне тоннеля пола кузова и безотрывно охватывающий стержни рычагов управления коробкой передач и/или раздаточной коробкой, смонтированный под декоративными чехлами рычагов управления, звукопоглощающий элемент выполнен составными, из плоской многослойной звукопоглощающей прокладки и конусообразной детали, плоская многослойная звукопоглощающая прокладка смонтирована на внешней стороне панели тоннеля пола кузова, с возможностью полного перекрытия коммуникационного окна, структура прокладки включает слой вспененного открытоячеистого материала, липкий монтажный клеевой слой и слой звукопрозрачной влагомаслобензостойкой пленки, адгезивно смонтированной на пористой звукопоглощающей структуре со стороны,
противоположной монтажной поверхности прокладки, внутри конусообразной детали, охватывающей своей вершиной стержень рычага управления, образована замкнутая воздушная полость, при этом основание конусообразной детали опирается на внутреннюю поверхность тоннеля пола кузова, с полным перекрытием коммуникационного окна, при этом конусообразная деталь выполнена из звукопоглощающего вспененного открытоячеистого материала, а часть стержня рычага управления в зоне расположения его в коммуникационном окне, размещена внутри грязезащитного уплотнителя, обеспечивающего упругое беззазорное соединение стержня рычага с панелью тоннеля пола кузова.
На фиг.1 и, соответственно, фиг.2, в качестве примера конструктивного исполнения устройства, представлен фрагмент схемы полноприводного автомобиля повышенной проходимости с раздельными рычагами переключения коробки передач и раздаточной коробки;
На фиг.3 графически представлены общие уровни звукового давления в контрольной точке пространства пассажирского салона кузова легкового полноприводного автомобиля на режиме медленного разгона автомобиля с 2000 до 3000 об/мин на 4-й передаче, с углом открытия дроссельной заслонки более 50%, для 2-х комплектаций транспортного средства: без применения и с применением шумопоглощающих элементов по заявленному техническому решению;
На фиг.4 графически представлены 1/3-октавные спектры звукового давления в контрольной точке пространства пассажирского салона кузова легкового полноприводного автомобиля на оборотах двигателя 2600 об/мин, которые иллюстрируют эффективное ослабление высокочастотного излучения в салоне легкового автомобиля (на 4...12 дБ -в частотном диапазоне 500...8000 Гц).
Работает предлагаемое устройство обычным образом. Для обеспечения высокого звукопоглощающего эффекта со стороны непосредственных источников генерирования шума трансмиссионных агрегатов (корпусные детали коробки передач и раздаточной коробки) 1 и элементов приводов 2, 3, передаваемых в пространство кабины (пассажирского салона) через коммуникационные окна 4, непосредственно над зонами окон, полностью перекрывая их, устанавливается плоская звукопоглощающая прокладка 5 из вспененного открытоячеистого материала, содержащая липкий монтажный клеевой слой 6 для монтажа ее на встречной поверхности панели тоннеля пола кузова 7 в зоне коммуникационного окна. Плоская звукопоглощающая прокладка содержит тонкую звукопрозрачную влагомаслобензостойкую пленку 8, адгезивно сшитую с пористой звукопоглощающей
структурой вспененного открытоячеистого материала. Основным шумопоглощающим элементом конструкции является, образованная из структуры пористого материала, полая конусообразная деталь 9, охватывающая в зоне ее вершины стержень рычага переключения 10 (фиг.1), либо стержень рукоятки 11 (фиг.2) рычага переключения, а основание которой опирается на поверхность панели тоннеля пола кузова между элементом крепления 12 грязезащитных уплотнителей (нижнего 13 и верхнего 14) рычага и срезом основной формованной шумоизоляции 15 в месте установки плоской пористой звукопоглощающей прокладки. Нижний грязезащитный уплотнитель рычага переключения коробки передач (фиг.1) выполнен в виде плоской разрезной лепестковой резиновой прокладки, верхний в виде гофрированного резинового чехла. Нижний и верхний уплотнители рычага переключения раздаточной коробки (фиг.2) выполнены в виде гофрированных резиновых чехлов. Обе звукопоглощающие детали (полый конус и плоская деталь) выполнены из пористого звукопоглощающего листового материала, преимущественно из акустического открытоячеистого пенополиуретана, обладающего высоким коэффициентом звукопоглощения в области средних и высоких частот звукового спектра. В это же время, плоская деталь снабжена внешним защитным слоем из тонкой звукопрозрачной пленкиВ смонтированном состоянии указанные детали образуют в отличие от прототипа замкнутую пустотелую конструкцию с достаточно большой площадью звукопоглощения (а не компактную, монолитную, как это имеет место у ПРОТОТИПА), сообщенную раскрытой конусообразной частью в направлении к зоне шумопередающего коммуникационного окна, и вследствие этого образуют эффективную звукопоглощающую «ловушку» объемного типа. Ввиду того, что реверберационный коэффициент звукопоглощения деталей (конусной и плоской), выполненных из пористого материала типа акустического открытоячеистого пенополиуретана, в высокочастотном диапазоне частот 1000...8000 имеет значения не ниже 0,8 (80%), а на внешней поверхности пористой конусообразной детали, повторяя ее форму, установлен декоративный чехол 16, охватывающий в зоне вершины стержень рукоятки рычага, с основанием, закрепленным на декоративной обивке тоннеля пола 17, в виде экранного элемента из плотного материала типа искусственной кожи, усиливающего звукоизоляционный эффект и усиливающий процессы отражения звука по направлению к пористому слою и увеличению поглощения звука в полом воздушном пространстве ограниченном замкнутой пористой оболочкой из листового пенополиуретана (в полости «ловушки»), то в конечном итоге - в кабину (пассажирский салон) транспортного средства передается уже эффективно ослабленная звуковая энергия от трансмиссионных агрегатов
транспортного средства. Этим и обуславливается существенный шумопонижающий эффект при простоте реализации, относительной дешевизне, улучшенной герметизации пространства кабины (пассажирского салона). На графике (фиг.3) представлены общие уровни звукового давления в контрольной точке пространства пассажирского салона кузова легкового полноприводного автомобиля повышенной проходимости на режиме медленного разгона с 2000 до 3000 об/мин автмобиля на 4-й передаче, с углом открытия дроссельной заслонки более 50%, 2-х комплектаций транспортного средства: без применения и с применением шумопоглощающих элементов по заявленному техническому решению. Наибольшее снижение общих уровней шума (до 3.6 дБ) зарегистрировано в диапазоне оборотов 2400...2700 об/мин. На графике (фиг.4) представлены 1/3-окгавные спектры звукового давления в пространстве пассажирского салона кузова легкового полноприводного автомобиля на оборотах двигателя 2600 об/мин, которые иллюстрируют эффективное ослабление высокочастотного излучения в салоне легкового автомобиля (на 4...12 дБ в частотном диапазоне 500...8000 Гц). В особенности, выделяется звукопонижающий эффект от использования заявляемого устройства на «характерной частоте» пересопряжения зубьев шестерен находящихся в зацеплении в раздаточной коробке передач (1/3-октава с центром 1600 Гц), где эффект подавления излучения звука - максимальный.
Вследствие того, что конусообразная конструкция звукопоглощающего чехла выполнена из мягкого пенополиуретана, то она не увеличивает усилия при деформировании структуры в процессе переключения передач и не вызывает самопроизвольного переключения передач, что является положительным эксплуатационным качеством.