СИСТЕМА АКТИВНОГО ПОДАВЛЕНИЯ ШУМА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к автомобилестроению, а именно к системам снижения шума от двигателей внутреннего сгорания.
Двигатель при работе создает шум на частотах, кратных частоте вращения его коленчатого вала. Источниками шума являются системы впуска и выпуска двигателя и его собственная вибрация.
В технике давно известно явление, когда волны звукового давления, равные по величине и противоположные по фазе, взаимно уничтожаются. Так, известна система активного звукоподавления (Патент Российской Федерации на полезную модель №38027, F 02 B 77/13, В 60 13/08, 2004 г.), содержащая датчик положения коленчатого вала, установленный на двигателе, электронный блок компенсации звукового поля, акустическую систему и электронный блок управления подачей топлива. Эта система при надлежащей настройке по контрольным точкам конкретного салона автомобиля, составления соответствующей таблицы компенсационной гармоники и введения ее в память электронного блока компенсации звукового поля позволяет создавать противоположный фазе второй оборотной гармоники двигателя сигнал, который, суммируясь с общим шумом двигателя, обеспечивает некоторое снижение его уровня.
Недостатком указанной системы является необходимость проведения ее достаточно трудоемкой предварительной настройки и предварительного составления таблицы компенсационной гармоники для каждого конкретного салона автомобиля, поскольку все они имеют свои особенности распространения звукового поля.
Технический результат, достигаемый заявляемым решением, заключается в исключении необходимости предварительной настройки системы, поскольку теперь она обладает способностью к самонастраиванию. При этом сохранена относительно невысокая стоимость системы.
Указанный результат достигается тем, что в состав системы активного подавления шума, содержащей установленный на двигателе датчик положения коленчатого вала, электронный блок компенсации звукового поля и акустический блок, включен микрофон, устанавливаемый в той зоне автомобиля, уровень шума в которой требуется уменьшить. В электронном блоке компенсации звукового поля в качестве микроконтроллера используется 8-ми битный микроконтроллер с RISC архитектурой со встроенным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) семейства AVR. Это снижает стоимость системы.
Система может использоваться для снижения внутреннего шума в салоне автомобиля и для снижения шума в его подкапотном пространстве.
Заявляемая система иллюстрируется схемой, на которой обозначены:
1 - микрофон;
2 - датчик положения коленчатого вала;
3 - электронный блок компенсации звукового поля;
4 - акустический блок.
При обеспечении снижения шума на месте водителя громкоговоритель (акустический блок 4) устанавливается в салоне между двигателем (источник шума) и водителем. Микрофон 1 предпочтительнее устанавливать вблизи головы водителя..
Система активного подавления шума автомобильного двигателя работает следующим образом:
После установки системы на автомобиль запускается программа калибровки. Полученную при калибровке зависимость амплитуды и фазы звука от частоты программа сохраняет во встроенной в микроконтроллер памяти (EEPROM).
При эксплуатации системы на микроконтроллер поступают сигнал с микрофона 1 и датчика 2 положения коленчатого вала. Микроконтроллер оцифровывает сигнал с микрофона 1 и рассчитывает, с использованием синхронизирующего сигнала датчика 2, амплитуду и фазу оборотных гармоник двигателя в общем шуме. Далее по данным из памяти (EEPROM) им рассчитывается сигнал гашения и производится его синтез. Сигнал гашения с электронного блока 3 поступает на акустический блок 4, звуковые колебания которого, суммируясь с находящимися в противофазе звуковыми волнами оборотных гармоник двигателя, снижают уровень общего шума.