RU189172U1 - Device for assessing the level of gas-dynamic noise of the exhaust system of engines of wheeled vehicles - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к технике измерений акустического шума.Устройство для оценки газодинамического шума системы выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания содержит полубезэховую акустическую камеру с жестким звукоотражающим полом, а также расположенные в камере звукоизолирующую перегородку, подвеску системы выпуска отработавших газов, исследуемую систему выпуска отработавших газов, звукопоглощающие маты и емкости.Исследуемая система выпуска отработавших газов упруго закреплена на подвеске. Звукопоглощающие маты размещены на поверхности пола полубезэховой камеры под исследуемой системой выпуска. Каждый из глушителей системы выпуска отработавших газов размещен в емкости, которая, после размещения глушителя в ее полости, заполнена сыпучим шумовибродемпфирующим материалом.Технический результат - повышение точности измерений уровней газодинамического шума системы выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания колесных транспортных средств.1 н.п. ф., 3 ил.The invention relates to a technique for measuring acoustic noise. A device for evaluating the gas-dynamic noise of an exhaust gas system of internal combustion engines contains a semi-anechoic acoustic chamber with a hard sound-reflecting floor, as well as a sound-insulating partition in the chamber, an exhaust system suspension, an exhaust system under investigation, sound-absorbing mats and tanks. The exhaust system under investigation is elastically fixed on the suspension. Sound-absorbing mats are placed on the floor surface of a semi-anechoic chamber under the exhaust system under investigation. Each of the silencers of the exhaust system is placed in the tank, which, after placing the silencer in its cavity, is filled with bulk noise-damping material. The technical result is an increase in the accuracy of measurement of the gas-dynamic noise levels of the exhaust system of the internal combustion engines of wheeled vehicles. f., 3 Il.

Description

Изобретение относится к технике исследований источников шума колесных транспортных средств, выполняемых в акустической полубезэховой камере и конкретно имеет отношение к конструкциям устройств, применяемых для экспериментальных стендовых исследований газодинамического шума системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств.The invention relates to a technique for researching the sources of noise of wheeled vehicles, performed in an acoustic semi-anechoic chamber, and specifically relates to the structures of devices used for experimental bench studies of the gas-dynamic noise of the exhaust system of engines of wheeled vehicles.

Решение проблемы уменьшения акустического загрязнения окружающей среды и улучшения акустического комфорта наземных колесных транспортных средств - важная актуальная задача разработчиков и исследователей транспортной техники, требующая больших материальных, временных и интеллектуальных затрат. Наиболее мобильными и продуктивными процессами исследований и доводки, в частности, колесных транспортных средств по шуму и виброкомфорту являются экспериментальные исследования, проводимые в стендовых условиях, с привлечением многообразной техники имитации скоростных и нагрузочных режимов, идентичных дорожным (полевым) условиям испытаний (например, динамических стендов с беговыми барабанами), стационарной измерительной и анализирующей аппаратуры. Постоянные, не зависящие от погоды и состояния дорожного покрытия условия испытаний, удобство съема и анализа измерительной информации способствуют все более широкому распространению стендовых исследований виброакустических процессов, протекающих в наземных колесных транспортных средствах. Ввиду того, что основным виброшумоактивным источником транспортного средства является его энергетическая установка -двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и, в особенности, его система газообмена, включающая систему впуска и систему выпуска отработавших газов, как наиболее интенсивных источников шума, то весьма важно проводить их исследования и доводку на динамическом стенде при имитации различных скоростных и нагрузочных режимов (изменяя обороты ДВС, угол открытия дроссельной заслонки и т.п.) в аналогичных условиях свободного звукового поля (в которых находится транспортное средство на автостраде или полевых условиях в процессе его эксплуатации).Solving the problem of reducing acoustic pollution of the environment and improving the acoustic comfort of land-based wheeled vehicles is an important urgent task of the developers and researchers of transport equipment, which requires a lot of material, time and intellectual costs. The most mobile and productive processes of research and refinement, in particular, wheeled vehicles for noise and vibrocomfort are experimental studies conducted in bench conditions, with the involvement of a diverse technique of simulating speed and load conditions identical to the road (field) test conditions (for example, dynamic with running drums), stationary measuring and analyzing equipment. Permanent, independent of the weather and the condition of the pavement, test conditions, ease of removal and analysis of the measurement information contribute to the wider dissemination of bench studies of vibroacoustic processes occurring in land-based wheeled vehicles. Due to the fact that the main vibromoise-active source of the vehicle is its power plant — an internal combustion engine (ICE) and, in particular, its gas exchange system, including the intake system and exhaust system, as the most intense sources of noise, it is very important to conduct their research and fine-tuning on a dynamic stand when simulating various speed and load modes (changing engine speed, throttle opening angle, etc.) under similar conditions of free sound fields (in which the vehicle is located on the highway or field conditions during its operation).

Достаточно полную имитацию условий скоростных и нагрузочных режимов движения автомобиля в реальных дорожных условиях можно достичь на стендах с беговыми барабанами, практика использования которых нашла широкое распространение на предприятиях производящих автотранспортную технику и в НИИ. С другой стороны - условия свободного звукового поля возможно реализовать поместив этот динамический стенд с беговыми барабанами в специальное строительное сооружение - полубезэховую или безэховую акустическую камеру.A sufficiently complete imitation of the conditions of speed and load driving modes in real road conditions can be achieved at stands with cross-country drums, the practice of which has been widely used at enterprises producing motor vehicles and at research institutes. On the other hand, it is possible to realize the conditions of a free sound field by placing this dynamic stand with running drums in a special building - a semi-anechoic or anechoic acoustic chamber.

В связи с этим, современные технологии исследования акустических процессов, реализующихся на транспортных средствах (автомобилях, тракторах, мотоциклах и пр. видах колесных транспортных средств) предусматривают, в частности, применение специальных низкошумных беговых барабанов, позволяющих имитировать различные скоростные и нагрузочные режимы работы энергетических и трансмиссионных агрегатов транспортных средств в условиях размещения их в специальных безэховых или полубезэховых акустических камерах, способствующих формированию свободного звукового поля в зонах измерений.In this regard, modern technologies for the study of acoustic processes implemented on vehicles (cars, tractors, motorcycles, and other types of wheeled vehicles) include, in particular, the use of special low-noise running drums, which allow to simulate various speed and load modes of energy and transmission units of vehicles in the conditions of their placement in special anechoic or semi-anechoic acoustic chambers that contribute to the formation of free sound field in the measurement zones.

Безэховая (полностью заглушенная) или полубезэховая (заглушенная, с отражающим полом) испытательные камеры представляют собой помещение, установленное на отдельном, виброизолированном от основного здания фундаменте. В такой камере размещается динамический стенд с беговыми барабанами (или моторный тормозной стенд), виброизолированный от основного здания и корпуса камеры. Привод и тормозная установка размещаются в подвальном, или находящимся на одном уровне с камерой, специальном машинном помещении. Для приближения акустических свойств камеры к свободному звуковому полю выполняется направленное согласование акустических импедансов (сопротивлений) воздушной среды в свободном пространстве камеры и в пористой структуре звукопоглощающего материала, облицовывающего (футерующего) звукоотражающие поверхности стен, потолка, пола. Именно, поэтому конструкция звукопоглощающей облицовки стен (пола, потолка) камеры выполняется пористой и имеет структурную плотность (пористость), плавно изменяющуюся по глубине покрытия в направлении распространения звуковых волн к жесткой звукоотражающей поверхности стен (пола, потолка). Причем, наибольшая плотность пористой звукопоглощающей облицовки реализуется непосредственно у стенок камеры, а наименьшая - на внешнем (приемном) поверхностном слое звукопоглощающей футеровки стен и потолка помещения испытательной камеры. Необходимые условия такого волнового согласования сред распространения и поглощения звука в зонах стен и потолка достигаются, в частности, применением различных объемных поглотителей звука клиновой формы (клинья, кулисы). Основными материалами, из которых изготавливаются звукопоглощающие поглотители, являются открытоячеистый пенополиуретан, стекловолокно, супертонкое базальтовое волокно, винипор с огнестойкой пропиткой.Anechoic (completely muffled) or semi-anechoic (muffled, with a reflective floor) test chambers are a room installed on a separate foundation that is vibro-isolated from the main building. In such a camera is placed a dynamic stand with running drums (or a motor brake stand), vibroisolated from the main building and the camera body. The drive and brake installation are placed in the basement, or on the same level as the camera, in a special engine room. To approximate the acoustic properties of the chamber to a free sound field, directional matching of acoustic impedances (resistances) of the air in the free space of the chamber and in the porous structure of sound-absorbing material, revealing (lining) sound-reflecting surfaces of walls, ceiling and floor is performed. That is why the design of sound-absorbing wall cladding (floor, ceiling) of the chamber is porous and has a structural density (porosity), smoothly changing over the depth of the coating in the direction of propagation of sound waves to the rigid sound-reflecting surface of the walls (floor, ceiling). Moreover, the highest density of porous sound-absorbing lining is realized directly at the walls of the chamber, and the smallest - on the outer (receiving) surface layer of the sound-absorbing lining of the walls and ceiling of the test chamber. The necessary conditions for such a wave matching of sound propagation and absorption media in the zones of walls and ceilings are achieved, in particular, by using various wedge-shaped volume sound absorbers (wedges, backstage). The main materials from which sound-absorbing absorbers are made are open-cell polyurethane foam, fiberglass, superthin basalt fiber, fire-resistant impregnated vinipore.

Измерение шума выпуска отработавших газов ДВС колесного транспортного средства (в частности, легкового автомобиля) для оценок достигнутых значений уровней излучаемого газодинамического шума выпуска, последующих сравнительных оценок эффективности шумозаглушающих характеристик глушителей шума системы выпуска, а также корпусного шума, излучаемого динамически возбуждаемыми стенками корпусов глушителей, трубопроводов и тонкостенных термоизолирующих экранов элементов системы выхлопа отработавших газов производится с использованием измерительных микрофонов, располагаемых вблизи (на заданном конкретном расстоянии) от свободного (открытого) среза выхлопной трубы или от вибрирующей шумоизлучающей стенки корпусного элемента системы выпуска ДВС автомобиля, установленного в акустической полубезэховой камере на динамическом стенде с беговыми барабанами. Во время стендовых акустических исследований системы выпуска отработавших газов ДВС колесного транспортного средства, установленного на беговых барабанах динамического стенда, как правило, очень трудно добиться необходимой точности результатов измерений уровней звука при оценках эффективности шумозаглушающих характеристик различных конструкций глушителей. Причина сложности получения объективных результатов заключается в наличии высокого уровня "паразитного" маскирующего шумового фона в точке измерений (в зоне установки измерительного микрофона) вблизи среза выхлопной трубы. Высокий "паразитный шумовой фон", воспринимаемый в данном случае как "помехи", передается в эту измерительную зону в первую очередь из пространства моторного отсека исследуемого транспортного средства в виде шумового излучения работающего ДВС (излучения звука от вибрирующих поверхностей корпусных деталей ДВС, аэрогазодинамического шума систем впуска и охлаждения ДВС), от вращающихся на барабанах стенда шин, контактирующих с рабочей поверхностью беговых барабанов стенда и излучающих шум вследствие этого взаимодействия, шума излучаемого трансмиссионными агрегатами транспортного средства, а также от корпусного шума глушителей шума выпуска и пр. Проблему ослабления уровня "паразитного" маскирующего шумового фона специалисты в области акустических исследований решают, например, применением дополнительных шумоизолирующих устройств в виде специальных акустических экранов, капсул, звукоизолирующих перегородок. Более эффективным методом является вывод выхлопной трассы вне пространства кузова колесного транспортного средства для максимального удаления от источников «паразитного шумового фона» и последующего звукоизолирования этих источников.Measurement of exhaust gas emission noise of a wheeled vehicle (in particular, a passenger car) for evaluating the achieved values of the radiated gas noise emission levels achieved, subsequent comparative evaluations of the efficiency of the noise damping characteristics of the exhaust system silencers, as well as the body noise emitted by the dynamically excited body walls of the silencers, pipelines and thin-walled insulating screens elements of the exhaust gas system is produced using measuring microphones located close to (at a given specific distance) from the free (open) cut of the exhaust pipe or from the vibrating sound-emitting wall of the housing element of an automobile engine exhaust system installed in an acoustic semi-anchored chamber on a dynamic stand with running drums. During bench acoustic studies of the exhaust system of an internal combustion engine of a wheeled vehicle mounted on the cross-drums of a dynamic stand, it is usually very difficult to achieve the required accuracy of sound level measurements when evaluating the effectiveness of the noise-damping characteristics of various silencer designs. The reason for the difficulty of obtaining objective results lies in the presence of a high level of "parasitic" masking noise background at the measurement point (in the installation area of the measuring microphone) near the cut of the exhaust pipe. High "parasitic noise background", perceived in this case as "interference", is transmitted to this measurement zone primarily from the space of the engine compartment of the vehicle under study in the form of noise radiation from a working internal combustion engine (sound radiation from the vibrating surfaces of engine parts of the engine, aero-gas dynamic noise systems intake and cooling of the internal combustion engine), from tires rotating on the drums of the stand, which come into contact with the working surface of the stand’s drums and emit noise due to this interaction, the noise is radiated About transmission units of the vehicle, as well as from the case noise of exhaust silencers, etc. Experts in the field of acoustic research solve the problem of attenuating the level of "parasitic" masking noise background, for example, by using additional noise-insulating devices in the form of special acoustic screens, capsules, and soundproof partitions. A more effective method is to output the exhaust path outside the body space of the wheeled vehicle for maximum distance from the sources of "parasitic noise background" and the subsequent sound insulation of these sources.

Из публикации Klaus Peter Mayer und Bernd Nowotny "Ein Berechnungsverfahren fur Abgasschalldampfer von Viertaktmotoren", MTZ Motortechnische Zeitschrift 42 (1981) №10, стр. 391-396 известен комплекс для оценки шума системы выхлопа ДВС, содержащий две расположенные рядом, разделенные межкамерной перегородкой, испытательные камеры. В одной из камер установлен моторный стенд, с установленной на стенде исследуемой системой выпуска, а в другой, которая выполнена звукозаглушенной, установлен измерительный микрофон. При этом свободный срез хвостовой части выхлопной трубы исследуемой системы выпуска выводится через соединительное окно в межкамерной перегородке в звукозаглушенную камеру. Данный комплекс для оценки шума системы выхлопа ДВС является сложным и дорогостоящим, требует строительства двух дорогостоящих камер. Кроме того, цитируемый комплекс измерительных камер характеризуется, с одной стороны, сложностью трассирования выхлопной трубы через соединительное окно межкамерной перегородки объектов испытаний (зависит от конкретной модели двигателя и конструктивных особенностей выхлопной системы), а с другой стороны, сложностью обеспечения высокой звукоизолирующей способности упомянутой межкамерной перегородки. В особенности сказанное относится к применению выхлопных автомобильных систем, в которых корпуса глушителей и нейтрализаторов располагаются не соосно, в частности, в случае применения выхлопных систем со сдвоенными выхлопными трассами (характерно для автомобилей с V-образными 8-цилиндровыми двигателями).From the Klaus Peter Mayer und Bernd Nowotny publication "Ein Berechnungsverfahren fur Abgasschalldampfer von Viertaktmotoren", MTZ Motortechnische Zeitschrift 42 (1981) No. 10, pp. 391-396, a complex for estimating the noise of the exhaust system of an internal combustion engine is known, which contains two adjacent, separated by chambers, between two chambers that are located next to each other, divided by chamber overlap, and between the chambers overlap of the internal combustion engine. test chambers. In one of the chambers, a motor stand was installed, with the exhaust system under investigation installed on the stand, and in the other one, which was made sound-damped, a measuring microphone was installed. In this case, a free cut of the tail part of the exhaust pipe of the exhaust system under investigation is output through the connecting window in the inter-chamber partition into the sound-damped chamber. This complex for assessing the noise of the exhaust system of the internal combustion engine is complex and expensive, and requires the construction of two expensive cameras. In addition, the cited complex of measuring chambers is characterized, on the one hand, by the complexity of tracing the exhaust pipe through the connecting window of the inter-chamber partition of test objects (depends on the specific engine model and design features of the exhaust system), and on the other hand, the difficulty of ensuring the high sound-insulating ability of the said intercameral partition . In particular, this applies to the use of automotive exhaust systems in which the muffler and neutralizer bodies are not aligned, in particular, in the case of exhaust systems with dual exhaust trails (typical for cars with V-shaped 8-cylinder engines).

Из патента на изобретение DE 4019581, 5 МПК G01M 15/00, публ. 02.01.1992, известно устройство для оценки корпусного и газодинамического шума систем выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащее комплекс, состоящий из трех камер, одна из которых выполнена безэховой. Где выхлопной трубопровод выполнен выведенным в безэховую камеру. Существенным недостатком данной конструкции является ее узкая специализация, сложность и дороговизна строительного сооружения, сложность монтажа выхлопной системы двигателя, невозможность многоцелевого (универсального) использования данной испытательной камеры. Излучение звука исследуемой системы выпуска производится в заглушенную камеру относительно небольших размеров (объема), что неблагоприятно с точки зрения получения объективных результатов измерений вследствие формирования интенсивного вклада отраженного акустического поля (в сравнении с излучением звука в пространство крупногабаритных камер).From patent for invention DE 4019581, 5 IPC G01M 15/00, publ. 01/02/1992, a device is known for estimating corporeal and gas-dynamic noise of exhaust systems of an internal combustion engine, comprising a complex consisting of three chambers, one of which is beechoic-free. Where the exhaust pipe is made derived in an anechoic chamber. A significant disadvantage of this design is its narrow specialization, complexity and high cost of building construction, the complexity of installation of the engine exhaust system, the impossibility of multi-purpose (universal) use of this test chamber. The sound emission of the exhaust system under investigation is produced in a muffled chamber of relatively small size (volume), which is unfavorable from the point of view of obtaining objective measurement results due to the formation of an intense contribution from the reflected acoustic field (in comparison with sound emission into the space of large cameras).

Из публикации Mineichi INAGAWA, Коо NAKAMURA "Reducing Exhaust System Noise of Heavy Trucks", JSAE Review, 1980, №2, p. 41-52, фиг. 15, стр. 48 известно устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска ДВС колесного транспортного средства, в частности, грузового автомобиля. Данное устройство предусматривает трассирование исследуемой системы выпуска вбок за пространство колесного транспортного средства. При этом вблизи транспортного средства со стороны выхлопной трассы и вблизи свободного среза выхлопной трубы установлены звукоизолирующие панели несущие конструктивные элементы которых, в свою очередь, обеспечивают трассирование трубопроводов исследуемой системы выпуска. Недостатком данного устройства является интенсивная передача вибровозбуждения, генерируемого корпусным и газодинамическим шумом исследуемой системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, на пол испытательной камеры посредством конструктивных элементов звукоизолирующих панелей, что вызывает дополнительное динамическое возбуждение пола испытательной камеры и, соответственно, излучение им дополнительного структурного шума, искажающего реальные характеристики акустического излучения элементов системы выпуска.From Mineichi INAGAWA, Koo NAKAMURA Publication "Reducing Exhaust System Noise of Heavy Trucks", JSAE Review, 1980, No. 2, p. 41-52, FIG. 15, p. 48, a device is known for investigating hull and gas-dynamic noise of an exhaust system of an internal combustion engine of a wheeled vehicle, in particular, a truck. This device provides for tracing the studied exhaust system to the side of the wheeled vehicle space. At the same time, near the vehicle, on the side of the exhaust line and near the free cut of the exhaust pipe, there are sound-insulating panels bearing structural elements of which, in turn, ensure the routing of pipelines of the exhaust system under study. The disadvantage of this device is the intensive transfer of vibration generated by the body and gas dynamic noise of the studied exhaust system of the internal combustion engine to the floor of the test chamber through the structural elements of soundproof panels, which causes additional dynamic excitation of the floor of the test chamber and, accordingly, the emission of additional structural noise that distorts real characteristics of acoustic radiation elements of the exhaust system.

Из публикации Frank Lehringer "Die Berechnung der akustischen Eigenschaften von Abgasanlagen mit Hilfe von Transfermatrizen", Automobil Industrie, 1988, №6, стр. 3-15, известноустройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска двигателя внутреннего сгорания колесного транспортного средства, снабженное звукоизолирующими экранами опорные стойки которых использованы также в целях трассирования исследуемой выхлопной системы. Данное устройство обладает такими же недостатками, что и предыдущее устройство.From Frank Lehringer "Die Berechnung der akustischen Eigenschaften von Abgasanlagen mit Hilfe von Transfermatrizen", Automobil Industrie, 1988, No. 6, pp. 3-15, a well-known device for studying the engine and gas-dynamic noise of an exhaust system of a wheeled vehicle equipped with sound insulation screens supporting posts which are also used in order to trace the exhaust system under investigation. This device has the same disadvantages as the previous device.

Из публикации Frank Lehringer und Dieter Kattge "Schallabstrahlung von Abgasanlagen", ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 87 (1985) 10, стр. 559-563, фиг. 3, 4, стр. 560, известно устройство для исследования корпусного и газодинамического шума системы выпуска двигателя внутреннего сгорания колесного транспортного средства, содержащее сформированную звукоизолирующими экранами выгородку, где размещены и элементы исследуемой системы выпуска, и измерительные микрофоны, установленные с приближением к трубопроводам и корпусам глушителей исследуемой системы выпуска. При этом экраны являются жесткими опорными связями трубопроводов выхлопной трассы, принимающими вибрационное воздействие от вибрирующих участков трубопроводов, что приводит к динамическому возбуждению структур экранов и, соответственно, к переизлучению структурного шума вибрирующих стенок перегородок в пространство с установленными измерительными микрофонами. Кроме этого, большая площадь поверхности установленных перегородок вызывает возникновение звукоотражающих эффектов от падающих на перегородки звуковых волн, излучаемых элементами исследуемой системы выпуска с последующим искажением звукового поля в измерительных точках. Вышеперечисленные недостатки приводят к искажению реальных шумозаглушающих характеристик глушителей шума выпуска двигателя колесного транспортного средства. Цитируемое устройство, кроме упомянутых выше недостатков, характеризуется также большими габаритами и высокой трудоемкостью процесса подготовки системы выпуска к исследованиям.From Frank Lehringer und Dieter Kattge, "Schallabstrahlung von Abgasanlagen", ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 87 (1985) 10, pp. 559-563, FIG. 3, 4, p. 560, a device is known for investigating the corpus and gas-dynamic noise of an exhaust system of an internal combustion engine of a wheeled vehicle, which contains a fence formed by soundproof screens where both the elements of the exhaust system under study and measuring microphones are installed that are installed close to pipes and bodies silencers studied exhaust system. In this case, the screens are rigid supporting links of the exhaust pipelines that receive vibration from vibrating sections of pipelines, which leads to dynamic excitation of screen structures and, accordingly, to re-radiation of structural noise from vibrating walls of partitions to the space with installed measurement microphones. In addition, a large surface area of the installed partitions causes sound-reflecting effects from the sound waves incident on the partitions, emitted by the elements of the exhaust system under investigation, followed by distortion of the sound field at the measuring points. The above drawbacks lead to a distortion of the real noise-attenuating characteristics of the exhaust silencers of a wheeled vehicle engine. The cited device, in addition to the above-mentioned disadvantages, is also characterized by large dimensions and high complexity of the process of preparing the exhaust system for research.

Из патента на полезную модель RU 48224, МПК G01M 17/00, G01H 5/00, публ. 27.09.2005 известно устройство для оценки уровня корпусного шума, излучаемого элементами системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств, включающее в себя полубезэховую камеру, содержащую звукоотражающий пол и беговые барабаны с установленным на барабанах транспортным средством, звукоизолирующую перегородку, подвеску системы выпуска отработавших газов, закрепленную на полу полубезэховой камеры через виброизолирующие подложки, исследуемую систему выпуска отработавших газов, упруго закрепленную на подвеске, а также легкосъемные звукопоглощающие маты и измерительные микрофоны, размещенные в непосредственной близости от элементов исследуемой системы выпуска. Где звукоизолирующая перегородка выполнена с возможностью трассирования исследуемой системы выпуска через звукоизолирующий массив перегородки, расположенной со смещением к установленному на барабанах транспортному средству, а звукопоглощающие маты расположенными на поверхности пола полубезэховой камеры под исследуемой системой выпуска.From the patent for utility model RU 48224, IPC G01M 17/00, G01H 5/00, publ. 09/27/2005 a device is known for estimating the level of body noise emitted by elements of the exhaust system of engines of wheeled vehicles, comprising a semi-anechoic chamber containing a sound-reflecting floor and running drums with a vehicle mounted on the drums, a sound-insulating partition, an exhaust system suspension, mounted on the floor of a semi-anechoic chamber through anti-vibration substrates, the exhaust gas system under investigation, elastically fixed on the suspension , as well as easily removable sound-absorbing mats and measuring microphones, placed in close proximity to the elements of the exhaust system under study. Where the soundproofing partition is made with the possibility of tracing the exhaust system under study through the soundproofing bulkhead array located offset to the vehicle mounted on the drums, and the sound-absorbing mats located on the floor surface of the semi-anechoic chamber under the exhaust system under investigation.

Данное устройство характеризуется высокими акустическими свойствами вследствие применения виброизолированной от пола подвески и упругого крепления исследуемой системы выпуска, а также вследствие наличия звукоизолирующей перегородки и звукопоглощающих матов. Вместе с тем, указанное устройство не позволяет проводить высокоточные измерения уровней газодинамического шума системы выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, регистрируемые вблизи открытого среза выхлопной трубы глушителя. Указанное обусловлено корпусным шумом, излучаемым элементами системы выпуска, преимущественно стенками корпусов камер глушителей, искажающим реальное акустическое поле, образованное газодинамическими пульсациями отработавших газов.This device is characterized by high acoustic properties due to the use of a vibration-insulated suspension from the floor and the elastic attachment of the exhaust system under investigation, as well as due to the presence of a sound-insulating partition and sound-absorbing mats. However, this device does not allow for high-precision measurements of the gas-dynamic noise levels of the exhaust gas system of internal combustion engines recorded near the open section of the exhaust pipe of the muffler. This is due to the case noise emitted by elements of the exhaust system, mainly by the walls of the enclosures of the silencing chambers, which distort the actual acoustic field formed by the gas-dynamic pulsations of the exhaust gases.

Задачей полезной модели было создание устройства для высоко точной оценки уровня газодинамического шума системы выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания колесных транспортных средств.The task of the utility model was to create a device for highly accurate assessment of the level of gas-dynamic noise of the exhaust gas exhaust system of wheeled vehicles.

Указанная задача решается в устройстве для оценки уровня шума системы выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания колесных транспортных средств, содержащем полубезэховую акустическую камеру с жестким звукоотражающим полом, а также расположенные в камере звукоизолирующую перегородку, подвеску системы выпуска отработавших газов, исследуемую систему выпуска отработавших газов, упруго закрепленную на подвеске, измерительные микрофоны, и звукопоглощающие маты, размещенные на поверхности пола полубезэховой камеры в зоне расположения элементов исследуемой системы выпуска.This problem is solved in the device for assessing the noise level of the exhaust system of internal combustion engines of wheeled vehicles, containing a semi-anechoic acoustic chamber with a hard sound-reflecting floor, as well as a sound-insulating partition located in the chamber, an exhaust system suspension, the exhaust system under investigation, is elastic mounted on the suspension, measuring microphones, and sound-absorbing mats placed on the floor surface of the semi-anechoic chamber in the zone the location of the elements of the studied exhaust system.

Задача решается тем, что корпуса глушителей шума исследуемой выхлопной трассы помещены в емкости, полость которых заполнена сыпучим шумовибродемпфирующим веществом.The task is solved by the fact that the cases of the silencers of the investigated exhaust path are placed in tanks, the cavity of which is filled with loose shumovibodempfiruyuschey substance.

При этом, оппозитно расположенные торцевые стенки емкостей выполнены снабженными технологическими вырезами и крышками вырезов, сформированными с образованием отверстий обеспечения трассирования трубопроводов исследуемой выхлопной системы; упомянутые трубопроводы выполнены установленными в упомянутых отверстиях с использованием шумовиброизолирующих прокладок.At the same time, the opposed end walls of the tanks are made with technological cuts and cut-out lids, formed with the formation of holes for tracing the pipelines of the exhaust system under investigation; The above-mentioned pipelines are installed in the aforementioned holes using noise and vibration isolating pads.

Полезная модель поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 показаны полубезэховая акустическая камера с расположенными в ней транспортным средством, звукоизолирующей перегородкой, подвеской системы выпуска отработавших газов, исследуемой системой выпуска отработавших газов и звукопоглощающими матами. Где позициями показаны:FIG. 1 shows a semi-anechoic acoustic chamber with a vehicle located in it, a sound-insulating partition, an exhaust gas system suspension, an exhaust system under investigation and sound-absorbing mats. Where positions are shown:

1 - полубезэховая камера;1 - semi anechoic chamber;

2 - звукопоглощающая облицовка кулисного типа;2 - sound absorbing lining of rocker type;

3 - пружины;3 - springs;

4 - фундамент динамического барабанного стенда;4 - the foundation of a dynamic drum stand;

5 - беговые барабаны;5 - running drums;

6 - колесное транспортное средство;6 - wheeled vehicle;

7 - звукоизолирующая перегородка;7 - soundproof partition;

8 - измерительный микрофон;8 - measuring microphone;

9 - исследуемая система выпуска отработавших газов;9 - exhaust gas system under investigation;

10 - подвеска выхлопной трассы;10 - exhaust pipe suspension;

11 - раструб устройства для дистанционного отвода выхлопных газов;11 - a bell of the device for remote exhaust gas exhaust;

12 - пол испытательной полубезэзовой камеры;12 - the floor of the test semi-freezing chamber;

13 -звукопоглощающие маты;13 sound absorbing mats;

14 - емкости с глушителем и сыпучим вибродемпфирующим веществом.14 - tanks with a silencer and a loose vibration damping agent.

На фиг. 2 показано поперечное сечение емкости, охватывающей глушитель исследуемой системы выпуска отработавших газов. Где позициями показаны:FIG. 2 shows a cross-section of the tank, covering the silencer of the exhaust system under investigation. Where positions are shown:

15 - глушитель исследуемой системы выпуска;15 - muffler of the exhaust system under investigation;

16 - вибродемпфирующее вещество;16 - vibration damping substance;

17 - люковое закрытие емкости;17 - hatch cover capacity;

18 - рукоятка люкового закрытия емкости18 - handle hatch cover capacity

На фиг. 3 показан вид емкости со стороны одного из трубопроводов глушителя.FIG. 3 shows a tank view from the side of one of the muffler pipelines.

Где позициями показаны:Where positions are shown:

19 - технологический вырез;19 - technological cut;

20 - трубопровод глушителя;20 - muffler pipe;

21 - шумовибродемпфирующая прокладка емкости;21 - shumovibrodampfiruyuschaya gasket capacity;

22 - крышка технологического выреза;22 - technological cutout cover;

23 - шумовибродемпфирующая прокладка крышки;23 - shumovibrodampfiruyuschaya lid gasket;

24 - резьбовые отверстия.24 - threaded holes.

Общие характеристики заявляемого устройства, с опорой на известный уровень техники, понятны из графических материалов Фиг. 1…3 и пояснений к обозначениям, примененным на этих фигурах, детали же будут понятны из ниже следующего описания.The general characteristics of the claimed device, based on the prior art, are clear from the graphic materials of FIG. 1 ... 3 and explanations of the symbols used in these figures, the details will be clear from the following description.

Исследуемая система выпуска 9 отработавших газов (из уровня техники известно, что содержит трубопроводы 20 и глушители 15) выполнена упруго закрепленной на подвеске 10. Звукопоглощающие маты 13 выполнены уложенными на полу 12 полубезэховой камеры 1 под испытываемой системой выпуска 9.The exhaust system 9 under investigation (it is known in the prior art that it contains pipelines 20 and silencers 15) is made elastically fixed on the suspension 10. Sound-absorbing mats 13 are laid on the floor 12 of the semi-anechoic chamber 1 under the exhaust system 9 under test.

С целью реализации полезной модели каждый из глушителей 15 исследуемой системы выпуска 9 выполнен размещенными в емкости 14, заполненной сыпучим вибродемпфирующим веществом 16, в качестве которого может быть использованы кварцевый песок, свинцовая или чугунная дробь, а также их сочетание в заданных условиями испытаний пропорциях. Каждая из емкостей 14 сформирована в виде открытой сверху, относительно пола 12 полубезэховой камеры 1, преимущественно, прямоугольной коробки, выполненной из толстостенного листового металла, снабженной плотно устанавливаемым люковым закрытием 17, содержащим рукоятку 18. Расположенные ортогонально, относительно продольной геометрической оси выступающих из глушителя 15 трубопроводов 20, стенки каждой из емкостей 14 выполнены снабженными технологическими вырезами 19, сформированными с возможностью дистанцированного, относительно стенок и люкового закрытия 17, размещения глушителя в полости емкости 14. Каждая из емкостей 14 выполнена снабженной крышками 22 технологических вырезов 19, выполненными из толстостенного листового металла. Крышки 22 и технологические вырезы 19 выполнены и расположены с образованием отверстий трассирования трубопроводов 20 исследуемой системы 9 выпуска, сформированных с возможностью дистанцированного прохождения стенок трубопроводов 20 относительно стенок упомянутых отверстий. Позиционирование и плотность установки крышек 22 обеспечены применением резьбовых крепежных элементов (не показаны); на Фиг. 3 условно показаны выполненные в стенках емкости 14 расположенные вблизи периферии технологических вырезов 18 резьбовые отверстия (обозначены поз.24) и выполненные в крышках 22 со смещением к их периферии (в соответствии с расположением резьбовых отверстий 24) без резьбовые отверстия (показаны без нумерации).In order to implement the utility model, each of the silencers 15 of the exhaust system 9 under investigation is placed in a tank 14 filled with loose vibration-damping substance 16, which can be used quartz sand, lead or cast iron, as well as their combination in the proportions specified by the test conditions. Each of the containers 14 is formed in the form of an open top, relative to the floor 12 semi-anechoic chamber 1, mainly a rectangular box made of thick-walled sheet metal, fitted with a tightly installed hatch cover 17 containing a handle 18. Arranged orthogonal to the longitudinal geometric axis protruding from the muffler 15 pipelines 20, the walls of each of the containers 14 are made equipped with technological cutouts 19, formed with the possibility of distanced relative to the walls and l kovogo closure 17, the muffler placement in the cavity of the container 14. Each of containers 14 is provided with caps 22, technological recesses 19 made of a thick-walled sheet metal. The covers 22 and technological notches 19 are made and positioned to form the openings of the tracing of the pipelines 20 of the exhaust system 9 under investigation, which are formed with the possibility of distancing the passage of the walls of the pipelines 20 relative to the walls of the said openings. The positioning and installation density of the covers 22 are provided by the use of threaded fasteners (not shown); in FIG. 3 conventionally shown made in the walls of the container 14 located near the periphery of the technological cutouts 18 threaded holes (indicated by 24) and made in the covers 22 offset to their periphery (in accordance with the arrangement of the threaded holes 24) without threaded holes (shown without numbering).

Каждая из емкостей 14 выполнена снабженной уплотнителями, любой из которых образован шумовибродемпфирующей прокладкой 21 емкости и шумовибродемпфирующей прокладкой 23 крышки, соответственно установленными между трубопроводами 20 расположенного в емкости 14 глушителя и стенками отверстий трассирования трубопроводов. Прокладки 21 и 23 выполнены из негорючего, стеклянного или базальтового, волокнистого материала.Each of the containers 14 is made equipped with seals, any of which is formed by a noise-damping gasket 21 of the container and a noise-damping damping gasket 23 of the lid, respectively, installed between the pipes 20 of the muffler located in the container 14 and the walls of the pipeline route holes. Gaskets 21 and 23 are made of non-combustible, glass or basalt, fibrous material.

Измерительный микрофон 8 выполняют расположенным, как правило, вблизи открытого среза хвостовой трубы исследуемой системы 9 выпуска отработавших газов под заданными условиями испытаний углом и на заданном условиями испытаний расстоянии.The measuring microphone 8 is performed located, as a rule, near the open cut of the tail pipe of the investigated system 9 of the exhaust gases under the given test conditions angle and at a distance specified by the test conditions.

Эффективность шумоизолирующих экранов, сформированных из широко применяемых в промышленности шумопоглощающих материалов, при относительно небольших толщинах экранов, ограничена областью средних и высоких частот ввиду слабого звукопоглощения на низких частотах. Кроме того, возможность применения экранов, в ряде случаев, ограничена компоновочными характеристиками полубезэховой камеры, а также размещаемого в камере оборудования и объекта испытаний.The effectiveness of noise insulating screens, formed from widely used in industry noise absorbing materials, with relatively small screen thicknesses, is limited to the area of medium and high frequencies due to the weak sound absorption at low frequencies. In addition, the possibility of using screens, in some cases, is limited by the layout characteristics of the semi-anechoic chamber, as well as the equipment placed in the chamber and the test object.

Размещение глушителя в емкости 14, заполненной сыпучим вибродемпфирующим веществом 16, звукоизолирует, по меньшей мере с частичным поглощением звуковой энергии, «паразитный» шумовой сигнал глушителя 15 в широкополосной области звукового спектра; наличие шумовибродемпфирующих прокладок 21, 23, установленных между трубопроводами 20 расположенного в емкости 14 глушителя и стенками отверстий трассирования трубопроводов минимизирует передачу вибродинамических пульсаций глушителя 15 и трубопроводов 20 на стенки емкости 14.The placement of the muffler in the tank 14 filled with bulk vibration-damping substance 16 insulates, at least with partial absorption of sound energy, the “parasitic” noise signal of the muffler 15 in the broadband region of the sound spectrum; the presence of noise vibration damping pads 21, 23 installed between the pipelines 20 of the silencer located in the tank 14 and the walls of the pipeline trace openings minimizes the transmission of the vibrodynamic pulsations of the silencer 15 and the pipelines 20 to the walls of the tank 14.

Использование полезной модели сводит к минимуму уровень шумовых помех, исходящих, в первую очередь, от излучающих структурный шум стенок корпусов глушителей выхлопной трассы, что обеспечивает повышение точности и объективности результатов оценки уровней газодинамического шума системы выпуска отработавших газов двигателей колесных транспортных средств.The use of the utility model minimizes the level of noise interference emanating primarily from the emitting structural noise of the walls of the hulls of the exhaust silencers, which improves the accuracy and objectivity of the results of the assessment of the gas-dynamic noise levels of the exhaust system of wheeled vehicle engines.

Claims (6)

1. Устройство для оценки уровня газодинамического шума системы выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания колесных транспортных средств, содержащее полубезэховую акустическую камеру с жестким звукоотражающим полом, а также расположенные в камере звукоизолирующую перегородку, подвеску системы выпуска отработавших газов, исследуемую систему выпуска отработавших газов, упруго закрепленную на подвеске, измерительные микрофоны, и звукопоглощающие маты, размещенные на поверхности пола полубезэховой камеры в зоне расположения элементов исследуемой системы выпуска, отличающееся тем, что корпуса глушителей шума исследуемой выхлопной системы помещены в емкости, полость которых заполнена сыпучим шумовибродемпфирующим веществом.1. Device for assessing the level of gas-dynamic noise of the exhaust system of internal combustion engines of wheeled vehicles, containing a semi-anechoic acoustic chamber with a hard sound-reflecting floor, as well as a sound-insulating partition in the chamber, an exhaust system suspension, an exhaust system under investigation, elastically fixed on the suspension, measuring microphones, and sound-absorbing mats placed on the floor surface of the semi-anechoic chamber in the space zheniya investigated elements of the exhaust system, characterized in that the housing investigated silencing exhaust noise are placed in the vessel, which cavity is filled with bulk material shumovibrodempfiruyuschim. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая из емкостей выполнена заполненной кварцевым песком.2. The device according to claim 1, characterized in that each of the containers is made filled with quartz sand. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая из емкостей выполнена заполненной свинцовой или чугунной дробью.3. The device according to claim 1, characterized in that each of the containers is made filled with lead or cast iron shot. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая из емкостей выполнена заполненной смесью дроби и кварцевого песка.4. The device according to p. 1, characterized in that each of the containers is made filled with a mixture of shot and quartz sand. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая из емкостей выполнена снабженной технологическими вырезами и крышками технологических вырезов изготовленными и расположенными с образованием отверстий трассирования трубопроводов исследуемой системы выпуска, сформированными с возможностью дистанцированного прохождения стенок трубопроводов относительно стенок упомянутых отверстий, а также с возможностью дистанцированного, относительно стенок емкости, размещения глушителя в полости емкости.5. The device according to claim 1, characterized in that each of the containers is provided with technological cuts and technological cuts lids made and arranged with the formation of pipeline tracing holes of the exhaust system under investigation, formed with the possibility of distant passage of the pipe walls relative to the walls of said holes, as well as the possibility of distanced, relative to the walls of the tank, placing the muffler in the cavity of the tank. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая из емкостей выполнена снабженной шумовибродемпфирующими уплотнителями, сформированными из негорючего волокнистого материала, установленными между трубопроводами расположенного в емкости глушителя и стенками отверстий трассирования трубопроводов.6. The device according to claim 1, characterized in that each of the containers is provided with shumovibrodampfiruyuschim seals formed of non-combustible fibrous material installed between the pipelines located in the tank of the muffler and the walls of the openings of the tracing of pipelines.

Images