КАПОТ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ

КАПОТ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ
Полезная модель относится к конструктивным элементам кузовов, преимущественно легковых автомобилей и предназначена в основном для уменьшения шума, излучаемого транспортным средством в окружающую среду.
Вибрирующие стенки корпусных деталей двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС), такие как блок и головка цилиндров, масляный поддон, клапанная крышка головки блока, кожух ограждения привода вспомогательных агрегатов и другие вибрирующие жёсткие структуры внешних оболочек двигателя и автомобиля, сосредоточенные в пространстве моторного отсека (отсека силового агрегата) - как источники структурного шума, а так же источники аэродинамического шума, такие как воздухозаборный срез патрубка воздухоочистителя, крыльчатка вентилятора системы охлаждения, крыльчатка генератора и т.п., формируют в частично замкнутом пространстве моторного отсека звуковое поле с увеличенной концентрацией шумовой энергии. Поток шумовой энергии из этого частично замкнутого пространства в первую очередь излучается в окружающую среду через открытые проёмы нижней части моторного отсека, отражаясь от поверхности капота, щитка передка, брызговиков колёс и брызговиков двигателя. Некоторая часть звуковой энергии из моторного отсека передаётся через щиток передка в замкнутое пространство салона (кабину) автомобиля ввиду ограниченной звукоизолирующей способности стенок салона, а некоторая - частично поглощается щумопоглощающей облицовкой на внутренней поверхности капота (если такая имеется). Ввиду того, что отражаемые от капота, щитка передка, брызговиков колёс и брызговиков двигателя звуковые волны практически не поглощаются своими жёсткими поверхностями и, в конечном итоге, излучаются наружу в окружающую среду
МПК B62D 29/00, B60R 13/08.
через открытые вентиляционные проёмы, то очень важно на этих звукоотражающих поверхностях мотоотсека установить эффективные шумопоглощающие накладки, которые позволят частично поглотить эту шумовую энергию, не только за счёт расширения активной поверхности шумопоглошения в моторном отсеке, но уменьшить возможность образования повысотных стоячих звуковых волн, которые могут образовываться по высоте воздушного столба, заключенного между поверхностями капота и брызговиков двигателя и усиливаюш;их шумовое излучение.
Предлагаемая полезная модель позволяет качественно повысить шумопоглощаюш;ие качества конструкции капота моторного отсека.
Известна конструкция капота кузова транспортного средства, см. авторское свидетельство СССР № 1729882, кл. B62D 29/00, публ. 30.04.92, бюлл. 16, выполненного из вспененного (с закрытыми порами) металла, в частности алюминия или титана, при этом панель капота выполняется монолитно из материала основы с постепенным увеличением плотности материала от основы к внешней поверхности панели. Со стороны моторного отсека панель капота может быть облицована декоративной плёнкой или иными неткаными материалами. Описанная монолитная панель капота может обладать демпфирующими свойствами, что обусловлено наличием в её составе пористых сплавов металлов. Однако на практике такие конструкции капотов остались невостребованными из-за ряда нерешённых вопросов технологии изготовления и связанных с технологией очень значительных затрат в производстве.
Шумопоглошающая облицовка капотов автомобилей классической компоновки производства АО АВТОВАЗ, в частности автомобиля ВАЗ-2103, см. Каталог запасных частей Автомобили ВАЗ-2101, 2102, 21011, 2103, ВО Запчастьэкспорт, СССР, М.; Внешторгиздат, с. 328, дет. 2103-5002110, выполнена в виде многослойной панели, состоящей из шумопоглошающего слоя волокнистого нетканого текстильного полотна и/или пенистого материала, защищённогос одной стороны декоративной плёнкой ПВХ
(полихлорвиниловой), а с другой - материалом перкалино (типа марли). Крепление к металлическим поверхностям капота осуществляется с помощью пластмассовых кнопок в специально выполненных отверстиях в структуре рёбер жёсткости капота.
Известная конструкция шумопоглощающей облицовки является тонкослойной и малоэффективной с точки зрения поглощения звука. Перфорированная облицовочная плёнка ПВХ со стороны двигателя допускает возможность попадания воды со стороны моторного отсека, как при эксплуатации автомобиля, так и в процессе его мойки. С другой стороны, через перфорацию возможно выпадание частиц волокнистого материала (в частности стекловолокнистого ) с нежелательным попаданием его в систему впуска, что может привести к засорению элементов системы питания двигателя. Плёнка не является термоотражающей, некачественно моется и, ввиду её достаточной толщины, является в значительной степени щумоотражающей, что и ухудщает шумопоглощающие характеристики в целом. Крепление облицовки посредством пластмассовых кнопок является не только дорогостоящей, но и сравнительно трудоёмкой технологической операцией.
Кроме того, такое крепление не обеспечивает дополнительный эффект виброщумодемпфирования самой металлической панели капота, возбуждаемой как жёстким структурным путём, так и упругими звуковыми волнами в пространстве мотоотсека, воздушным путём. Этот эффект не обеспечивается ввиду того, что отсутствует адгезия колеблющейся металлической поверхности панели капота со структурой шумовибродемпфирующей облицовки.
В качестве прототипа приняты капоты, производимые АВТОВАЗом для переднеприводных автомобилей ВАЗ 2108, 2109 и их модификаций, см. Автомобили ВАЗ-2108, 2109. Устройство, техническое обслуживание и ремонт, издание второе., М., Легион, 1997, с.147, рис.8-22. Рассматриваемый капот выполнен в виде тонкого штампованного металлического листа, усиленного со стороны моторного отсека рёбрами жёсткости.
Отсутствие в конструкции капотов средств шумодемпфирования обусловлено наличием в прототипе тех нежелательных факторов, которые уже были упомянуты выше, а также действием на момент начала производства достаточно мягких норм на внешний шум автотранстпортных средств. В частности, тонкие штампованные металлические листы (панели) капотов, имеющие развитую по площади поверхность, и подверженные сильному вибрационному и аэродинамическому воздействию со стороны находящегося в моторном отсеке работающего силового агрегата и акустических резонансных явлений, имеющих место в объёме моторного отсека, становятся эффективными излучателями звука, причём капоты могут вносить заметный вклад звуковой
энергии в общее акустическое энергетическое поле транспортного средства. С другой стороны, жёсткая звукоотражающая поверхность капотов не поглощает звуковые волны в пространстве отсека и, таким образом, не уменьшает шум транспортного средства в целом.
Цель полезной модели - снижение акустической активности панели капота.
Сущность полезной модели заключается в том, что известный капот, выполненный в виде штатной, тонколистовой, штампованной, с развитой поверхностью панели, на внутренней поверхности которой (т.е. со стороны моторного отсека) сформированы рёбра жёсткости, снабжён многослойной, самоклеящейся, шумовибродемпфирующей облицовкой, которая своим клеевым покрытием, с высокой адгезией, монтируется на внутреннюю поверхность панели капота, в пространствах ограниченных рёбрами жёсткости, при этом облицовка, как минимум содержит тонкий защитный слой звукопрозрачной плёнки, слой мягкого пористого (пенистого, волокнистого) звукопоглощающего материала и в некоторых случаях - слой тяжёлого (весового) вибродемпфирующего материала, например, на основе битумной мастики, на поверхности которого находится слой липкого адгезионного вещества (самоклеящееся покрытие). Торцы облицовки, для полного исключения попадания внутрь её структуры влаги и грязи и, в конечном итоге, для повышения её долговечности и сохранения шумовибродемпфирующих качеств, при необходимости могут быть выполнены герметичными.
Такая конструкция капота практически не загромождает полезное пространство моторного отсека, не ухудшает его вентилируемость и требуемый теплосъём с термонагруженных стенок наиболее термонагруженных деталей двигателя. Использование штатных конструкций капотов является экономически целесообразным, т.к. используется уже имеющаяся конструкция в качестве несущего и защитного элемента для монтажа и использования многослойной шумовибродемпфирующей облицовки.Ниже приводится
графическое описание предлагаемой полезной модели.
На фиг.1 показано сечение шумовибродемпфирующей (далее ШВД) облицовки;
На фиг.2 и 3 приведена схема размещения ШВД облицовки на внутренней поверхности панели капота полноприводного автомобиля ВАЗ-21214, а на фиг.З приведены 1/3 октавные спектры внешнего шума автомобиля ВАЗ-21214,
характеризующие положительный эффект, достигаемый в результате установки ШВД облицовки (см. пунктирную линию спектра);
На фиг.4 и 5 приведены аналогичная схема и 1/3 октавный спектр шума для автомобиля классической компоновки, типа седан ВАЗ-21073;
На фиг.6 и 7 - аналогичная схема и 1/3 октавный спектр шума для автомобиля классической компоновки, типа комби ВАЗ-21044;
Полезная модель содержит штатную (уже имеющуюся в составе кузова транспортного средства) панель 1 капота, выполненную в виде тонколистовой, штампованной, с развитой поверхностью металлической детали, снабжённой рёбрами жёсткости 2. С внутренней, по отношению к моторному отсеку стороны, между рёбрами 2 жёсткости, панель 1 снабжена самоклеящейся шумовибродемпфирующей облицовкой 3. Облицовка 3 многослойная (поскольку она является многофункциональной) и, в частности, содержит: тонкий защитный слой 4 звукопрозрачной плёнки, слой 5 мягкого пористого (пенистого, волокнистого) звукопоглощающего материала, слой 6 тяжёлого (весового) вибродемпфирующего материала (как отдельный вариант исполнения) и слой 7 липкого, обладающего высокими адгезионными свойствами материала. Торцы 8 облицовки могут быть выполнены герметичными, что достигается одним из известных технических приёмов, например, термическим способом (оплавлены).
Особенностью предлагаемой щумовибродемпфирующей облицовки является её структура и то, что она монтируется клеевым соединением на внутреннюю поверхность штатных панелей капота.
Структура облицовки включает внешний защитный слой 4 из тонкой звукопрозрачной плёнки, при этом достаточно прочной, с высокими эксплуатационными характеристиками, (защищающий следующий звукопоглощающий слой 5 от загрязнения, попадания влаги, топлива, моторного масла), хорошо моющийся, выдерживающий температуру до + 100 град.°С и невоспламеняемый (самозатухающий). Далее, следует непосредственно пористый (пенистый, волокнистый) слой 5 звукопоглощающего материала, который связан адгезивным слоем с одной стороны с защитным слоем 4, а с другой стороны - с вибродемпфирующим слоем 6 тяжёлого (весового) материала, например, на основе битумной мастики, или непосредственно клеевым слоем 7, посредством которого облицовка крепится на обезжиренную поверхность металлической панели капота 1. Для варианта толстостенных (жёстких, тяжёлых) капотов применение вибродемпфирующего слоя в общей структуре облицовки
необязательно. Для тонкостенных вариантов конструктивного исполнения капотов, во избежание возбуждения резонансных структурных вибраций и корпусного шума непосредственно панелями 1 капота, в структуре облицовки наличие весового вибродемпфирующего слоя 6 является, как правило, целесообразным.
Для облегчения монтажа на криволинейные или изогнутые поверхности панелей 1 капотов и обеспечения возможности использования менее дорогого с меньшей адгезией клеевого слоя, структура облицовки может иметь сквозные или глухие надрезы (в первую очередь в жёстком весовом слое) или отверстия. Также при монтаже облицовки на панелях 1 капотов может быть использован мозаичный принцип, т.е. в пределах конкретной поверхности панели, ограниченной рёбрами жёсткости 2, облицовка 3 может составляться из нескольких модулей, идентичных по своей структуре, но разных по геометрии. Хотя не исключено использование материалов облицовки с различной структурой по составу и толщине.
Оснащение внутренней поверхности панелей 1 капотов шумодемпфирующей облицовкой, с хорошей адгезией контактирующей с панелями 1, позволяет, в первую очередь, задемпфировать резонансные отклики этой динамической звукоизлучательной системы, за счёт преобразования энергии изгибных вибраций металлических панелей 1 капотов в тепловую энергию, выделяемую в процессе деформирования вязкоупругого весового слоя 6, а также увеличить звукоизоляцию панелей 1, за счёт устранения резонансных совпадений и увеличения массы панелей.
В отличие от известных технических решений, предлагаемая полезная модель не предусматривает введения дополнительных или специальных конструкций капотов, загромождающих проход для вентилирования мотоотсека и создающих проблемы теплосьёма с термонагруженных поверхностей двигателя, а предусматривает использование штатных конструкций капотов, предусмотренных применением в серийных автомобилях и эффективное снижение внещнего шума которых обусловлено наличием на их внутренних поверхностях шумодемпфирующей облицовки, уменьшающей количество звуковой энергии, излучаемой в окружающую среду через штатные вентиляционные отверстия в моторном отсеке автомобиля. По той же причине, не увеличивается шумовая энергия, вынужденно отражаемая от поверхностей капота и вынужденно направляемая на вертикальную стенку моторного отсека
(щиток передка), разделяющую пространство зашумлепного моторного отсека п пространство салона автомобиля, в котором также желательно получить минимальную шумовую энергию для обеспечения акустического комфорта (конкурентоспособность, безопасность, утомляемость).
В известных технических рещениях с герметичными развитыми экранами, перекрытие верхней части моторного отсека, как правило, неизбежно сопряжено с увеличением внутреннего щума. А в заявляемом решении, за счёт поглощения (а не отражения) звуковой энергии облицовкой, при наличии достаточно больших вентиляционных отверстий, выпускающих не поглощённую часть звуковой энергии в окружающую среду, не наблюдается повышения внутреннего шума в салоне.
По той же причине не ухудшается теплосъём с поверхностей двигателя и исключаются проблемы применения более производительной системы охлаждения. Использование штатных конструкций капотов позволяет зпачительпо сократить срок подготовки производства, поскольку остаётся тот же технологический процесс сборки на конвейере автомобиля. Исключается и практически необходимая оптимизация производства модифицированного мотоотсека с точки зрения его вентилируемости, теплосъёма, загрязпяемости и надёжности защиты, аэродинамики передней части автомобиля, в сравнении с исходной базовой моделью, т.к. геометрия базовых капотов моторного отсека практически не меняется.