АВТОНОМНОЕ ОПОРНО-КРЕПЕЖНОЕ СТЕНДОВОЕ УСТРОЙСТВО ИСКЛЮЧЕНИЯ ШТАТНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ОПОРНЫХ СВЯЗЕЙ ВИБРОШУМОАКТИВНОГО НАВЕСНОГО АГРЕГАТА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а более конкретно - к области исследований виброакустических процессов колесных транспортных средств, для определения эффективности звукоизоляционных и виброизоляционных качеств кузова, оперативной диагностики и выявления причин высоких уровней вибрации и шума отдельных агрегатов, а также количественной (сравнением уровней виброакустических сигналов) и качественной (сравнением спектральных составов виброакустических сигналов) оценки путей передачи виброакустической энергии в кабину транспортного средства (салон автомобиля) при работе электровентилятора системы охлаждения двигателя.
Технология эффективных и экономически оправданных приемов исследований и доводки автомобиля по виброакустике предусматривает выбор наиболее рациональных путей снижения внутреннего шума (шума внутри кабины или пассажирского салона) и вибрации (сиденья, органов управления, пола) легкового автомобиля, связанных с доработкой конструкции конкретных виброшумоактивных агрегатов, ответственных за генерирование этой виброакустической энергии. Он возможен в том случае, когда определен конкретный вклад как каждого потенциального источника, так и всех передающих звеньев и путей в формировании виброакустических полей автомобиля. Известно, что шум и вибрации в салоне автомобиля определяются, в основном, следующими составляющими: структурной составляющей, передающейся от источников шума и вибрации через твердые элементные связи конструкций, агрегатов и систем с кузовом автомобиля, в частности через опорные механические связи силового агрегата и агрегатов трансмиссии в виде виброизоляторов (опоры подвески), через элементы силового каркаса и панели кузова, а также воздушной составляющей звуковой энергии, проникающей в салон
автомобиля от источников излучения воздушным путем через открытые коммуникационные каналы или панели со слабой зкукоизоляцией в воздушное пространство салона автомобиля, в дальнейшем - воздушная составляющая.
Каждый отдельный виброшумоактивный источник, и вклад его структурной и воздушной составляющих в формирование звукового поля в салоне легкового автомобиля целесообразно оценивать с реализацией технологии разрыва (устранения) твердых опорных связей и, соответственно, разрыва пути передачи вибрационной энергии на структуру кузова легкового автомобиля со стороны колеблющегося на этих опорных связях корпуса источника. В этом случае, воздушная составляющая определяется путем энергетического вычитания звуковой энергии структурной составляющей от суммарной звуковой энергии, регистрируемой в кабине (салоне) транспортного средства.
Известно устройство для такого освобождения кабины транспортного средства от всех - механических опорных связей с остовом транспортного средства, транспортирующих вибрационную энергию в кабину, а так же удержания кабины в заданном первоначальном положении относительно остова подвеской, изолированной («разорванной») от кабины транспортного средства по авторскому свидетельству СССР №893665, представленное в виде опорно-крепежного устройства типа «лебедки», удерживающего кабину транспортного средства и позволяющего проводить таким образом раздельное определение вклада структурной и воздушной составляющих шума, проникающих в кабину при одновременном освобождении от кабины всех опорных связей. Данное устройство позволяет оценить вклад воздушной составляющей (шума, излучаемого непосредственно вибрирующими стенками корпуса силового агрегата и передаваемого в кабину исключительно воздушным путем), а также, при известном уровне шума в салоне при действующих твердых (с опорами) и воздушных путях передачи, вычесть методами энергетического суммирования (или вычитания) уровень шума структурной составляющей (передаваемой исключительно твердым путем). Данное техническое решение обладает рядом существенных недостатков, связанных с его ограниченным применением из-за больших габаритов и, соответственно, существенными звукоотражающими эффектами, искажающими реальное звуковое поле в зоне исследуемого транспортного средства, что существенно снижает объективность регистрируемых параметров акустических полей в кабине транспортного средства, а также с неудобством использования устройства типа "лебедка", с точки зрения точного
вывешивания и фиксации малогабаритных навесных агрегатов кузова и двигателя, расположенных в стесненном пространстве моторного отсека (с малыми зазорами корпуса силового агрегата и навесных агрегатов относительно панелей моторного отсека кузова). Тем более, что в данном случае (для варианта исследования легкового автомобиля) требуется по крайней мере демонтаж капота кузова, что недопустимо исказит реальное акустическое поле автомобиля.
Известно также опорно-крепежное устройство поочередного исключения опорных вибрационных связей силового агрегата с кузовом при технологических процессах исследований и доводки автомобилей по виброакустике на динамометрическом исследовательском стенде с беговыми барабанами по заявке на полезную модель РФ №36882, МПК 7 G 01 M 7/02, публ. 27.03.2004, состоящее из составного жесткого несущего каркаса, огибающего сверху моторный отсек автомобиля, закрепленного к установочным проемам стенда, механизма перемещения и подвеса силового агрегата в виде регулировочных винтов с прикрепленными троссами (стержнями) и крепежными петлями (кронштейнами) для закрепления силового агрегата. Данное устройство позволяет исследовать эффективность звукоизоляционных и виброизоляционных качеств кузова и опор подвески силового агрегата автомобиля, а также определять количественный и качественный энергетический вклад отдельных опор в виброакустическое поле автомобиля. Данное известное техническое решение принимается за прототип.
К числу причин, содержащихся в известном прототипе, препятствующих получению технического результата, достижение которого обеспечивается заявляемой полезной моделью, можно отнести следующие:
Во-первых затруднено, а в ряде случаев невозможно его применение для количественных и качественных исследований виброакустических процессов автомобиля, формируемых работой малогабаритных агрегатов автомобиля, и навесных агрегатов двигателя, скомпонованных в моторном отсеке кузова, ввиду необходимости демонтажа или доработки отдельных элементов кузова (капота), что недопустимо, так как это может существенно изменить динамическую виброакустическую систему автомобиля, исказить реальное звуковое поле исследуемого объекта, в частности автомобиля, и, в конечном счете, ведет к необъективности выполненных измерений;
Во-вторых ограниченность использования опорно-крепежного устройства исключительно применением на динамометрическом исследовательском стенде с беговыми барабанами, имеющем специальные установочные проемы для
монтажа несущих стоек опорно-крепежного устройства, что делает невозможным проведение оперативной диагностики и оценки дефектных малогабаритных виброшумоактивных агрегатов моторного отсека кузова в условиях производственных и ремонтных помещений или на открытом пространстве, не имеющих специального установочного оборудования для монтажа опорно-крепежного устройства.
В третьих, ограниченность применения опорно-крепежного устройства отсоединения опорных механических связей силового агрегата для использования на колесных транспортных средствах различных массо-габаритных показателей (внешних габаритов) в связи с отсутствием конструктивных элементов, позволяющих проводить регулировку высоты расположения балки несущего каркаса
Именно, для устранения основных недостатков известных технических устройств, используемых в технологиях исследований и доводки автомобиля по виброакустике при определении вкладов структурной и воздушной составляющей виброакустической энергии, передающейся в салон легкового автомобиля методом исключения твердых опорных связей модуля электровентилятора со структурой кузова и предназначено заявляемое опорно-крепежное устройство
В отличие от известных устройств, в заявляемой полезной модели предлагается использовать мобильное малогабаритное опорно-крепежное устройство исключения опорных связей, которое состоит из нескольких взаимосвязанных элементов, а именно:
Жесткого несущего универсального каркаса компактной конструкции, устанавливаемого снизу на пол (поверхность дорожного покрытия) непосредственно под моторным отсеком колесного транспортного средства В этом случае, в отличие от прототипа, не требуется демонтаж отдельных элементов передней части кузова типа демонтажа капота, что таким образом, сохраняет неизменной конструкцию исследуемого кузова автомобиля с штатными звукоизолирующими элементами копотирования (экранирования) и повышает точность и объективность результатов измерений. Несущий каркас выполнен в виде стойки, выполненной, например, из стальной трубы прямоугольного сечения, и закрепленной посредством болтов на массивном автономном основании (например, в виде отдельного стального монолитного или коробчатого, заполненного сыпучим виброгасящим веществом, типа кварцевого песка, цилиндра), виброизолированном от пола испытательной камеры посредством
опорных резиновых подушек, или, как вариант исполнения с применением установочной поперечины (например, в виде стального швелера, имеющего крепежные установочные пазы), закрепленной посредством болтовых соединений в штатные установочные проемы стенда с беговыми барабанами. Данная конструкция несущего каркаса опорно-крепежного устройства обеспечивает ему низкую степень звукоотражения ввиду его малых габаритов, по сравнению с конструкцией типа "лебедка" (см. аналог) и делает возможным, в отличие от прототипа, многоцелевое универсальное использование заявляемого устройства как в условиях различных испытательных камер, так и в условиях производственных помещений или на открытом пространстве при проведении исследовательских, диагностических и дефектовочных операций;
Компактного и универсального составного механизма перемещения и подвеса навесных агрегатов, например, модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя, относительно несущего каркаса, содержащего вертикальный монтажно-регулировочный стержень (выполненного, например, из стального профиля П-образного сечения, подвижно, с зазорами охватывающего прямоугольную трубу стойки каркаса), имеющего, в отличие от прототипа, возможность как дискретной («грубой») так и плавной («точной») регулировки высоты подвеса исследуемого малогабаритного виброшумоактивного источника (в данном случае, модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя), что может быть обеспечено наличием на противоположных сторонах монтажно-регулировочного стержня соосных монтажных отверстий и пазов, а также дистанционные гайки и стыковочную промежуточную монтажную плиту (например, из стальной пластины с приваренными монтажными шпильками) для штатного (или измененного заданными целями испытаний) крепления исследуемого виброшумоактивного агрегата (например, модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя) к монтажно-регулировочному стержню;
Индикатора заданного пространственного положения исследуемого виброшумоактивного источника (модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя) в моторном отсеке легкового автомобиля для контроля положения демонтированного от связей с кузовом модуля электровентилятора в пространстве моторного отсека, с целью исключения непосредственного контактного замыкания, например, стенки кожуха модуля электровентилятора с радиатором системы охлаждения двигателя, закрепленного на элементах передней части кузова (моторного отсека) - в виде контрольных меток,
нанесенных красящим веществом на кожухе, радиаторе и кузове (как минимум, в трех сопрягаемых зонах кожуха и радиатора, и в трех сопрягаемых зонах радиатора и кузова).
Сущность полезной модели иллюстрируется на чертежах. На фиг.1 показан установленный в полубезэховой акустической камере легковой автомобиль с заявляемым опорно-крепежным устройством исключения твердых опорных связей малогабаритных виброшумоактивных агрегатов, расположенных в моторном отсеке. Устройство установлено непосредственно на полу испытательной камеры. Возможны варианты применения заявляемого устройства для автомобиля, установленного на стенде с беговыми барабанами (фиг.2), и для проведения диагностических и дефектовочных операций в условиях производственных помещений (например, станции технического обслуживания) на автомобиле, установленном на подъемнике (фиг.З), смотровой яме или на открытой площадке.
Позициями на фиг.1-3 обозначены:
1 - исследуемый автомобиль
2 - модуль электровентилятора системы охлаждения двигателя
3 - радиатор системы охлаждения двигателя
4 - опорно-крепежное устройство исключения механических опорных связей модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя от структуры кузова в моторном отсеке автомобиля
5 - установочное основание
6 - полубезэховая акустическая камера
7 - удерживающий трос
8 - монтажная поперечина
9 - установочные проемы беговых барабанов стенда
10 - беговые барабаны стенда
11 - дополнительная стойка для монтажа опорно-крепежного устройства исключения механических опорных связей
12 - виброизолирующие опоры стойки
13 - подъемник
На фиг.4 изображено заявляемое устройство исключения опорных связей при варианте его установки непосредственно на полу испытательной камеры. Позициями на фиг.4 обозначены:
2 - модуль электровентилятора системы охлаждения двигателя
3 - радиатор системы охлаждения двигателя
14 - опоры подвески радиатора
15 - кузов исследуемого автомобиля
16 - дистанционные гайки
17 - промежуточная монтажная плита
18 - монтажно-регулировочный стержень
19 - стойка
20 - шайбы регулировочные
21 - основание стойки
22 - виброизолирующие опоры основания
23 - контрольные метки
24 - кожух электровентилятора
25 - крепежные кронштейны
26 - сыпучее виброгасящее вещество
На фиг.5 изображен монтажно-регулировочный стержень, входящий в состав заявляемого опорно-крепежного устройства исключения механических опорных связей модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя с кузовом и соединяющий между собой несущий каркас и механизм подвеса опорно-крепежного устройства.
Сущность заявляемой полезной модели как технического решения заключается в следующем:
Исследуемый автомобиль 1 установлен на горизонтальном участке полубезэховой акустической камеры 6. Несущий каркас опорно-крепежного устройства исключения механических опорных связей 4 состоит из соединенных между собой при помощи четырех болтов вертикальной стойки 19 и массивного основания 21, и установлен на полу непосредственно под моторным отсеком автомобиля. На стойке 19 при помощи монтажно-регулировочного стержня 18 производится регулировка высоты расположения электровентилятора 2 в сборе с кожухом 24, дистанционными специальными гайками 16 и монтажной плитой 17 таким образом, чтобы совпадали контрольные метки 23 индикатора пространственного положения, нанесенные краской на кожухе 24 и радиаторе 3, в результате чего обеспечивается соответствие монтажной компоновки модуля в пространстве моторного отсека согласно технической документации на
автомобиль и обеспечивается заданное взаимное пространственное положение электровентилятора 2 в сборе с кожухом 24 и радиатором 3 и исключаются твердые контактные механические связи передачи динамических возбуждений между радиатором и кожухом электровентилятора в зоне их сопряжения. Таким образом, электровентилятор 2 системы охлаждения двигателя при помощи заявляемого опорно-крепежного устройства исключения опорных твердых связей 4 полностью отсоединяется от структуры кузова исследуемого легкового автомобиля 1.
A
2
В процессе включения в работу электровенилятора системы охлаждения двигателя и вращения его крыльчатки в заданной зоне пространства моторного отсека создается реальное акустическое поле (воздушный шум) от работы электровентилятора (в штатном режиме - при питании от бортовой электросети автомобиля, или при запитке его от внешнего источника постоянного электрического тока на режиме, соответствующем штатному) и проводится количественная и качественная оценка виброакустических параметров автомобиля по интегральным уровням виброакустических параметров и/или их спектральному составу (уровней внутреннего шума в салоне автомобиля на уровне органов слуха водителя и/или задних пассажиров - L, дБА, виброускорений на сиденье водителя, на рулевом колесе, на панелях пола кузова и т.д. - а, м/с) для двух вариантов способа установки электровентилятора в моторном отсеке: при наложенных и исключенных механических опорных связях между электровентилятором и радиатором системы охлаждения двигателя и/или кузовом - при отсоединении твердых опорных связей радиатора с кузовом, после чего известными методами энергетического суммирования и вычитания определяются воздушная и структурная составляющие шума и вибрации автомобиля при работе электровентилятора системы охлаждения двигателя и их вклад в формирование общих (интегральных) уровней и доминирующего частотного спектра.