ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩАЯ ВНУТРЕННЯЯ ПАНЕЛЬ КАБИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1995 года по МПК B60R13/08 G10K11/16 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к звукопоглощающим панелям, которыми облицовывают с внутренней стороны кабины автомобилей, тракторов, комбайнов, погрузчиков и других транспортных средств.

Эксплуатация указанных выше транспортных средств сопровождается, как правило, повышенным шумом, который оказывает на водителя раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и значительно замедляет психические реакции. Отрицательное влияние шума на водителя тем больше, чем выше уровень шума в кабине и чем продолжительнее его воздействие.

Интенсивность шума в кабине транспортного средства зависит не только от шума, проникающего в нее извне, но и от отраженного от внутренних стенок кабины звука. Снижение отраженной составляющей звука в кабине достигается путем размещения на внутренней поверхности кабины звукопоглощающих панелей. Эффективность таких панелей характеризуется коэффициентом звукопоглощения, который лежит в пределах от 0 до 1; причем чем выше значение этого коэффициента, тем эффективнее панель.

Следует особо подчеркнуть, что специфической особенностью звукопоглощающих панелей кабин транспортных средств является ограничение их толщины величиной до 40 мм, так как при больших толщинах сокращается свободный объем кабины и возрастает ее масса.

Известен целый ряд звукопоглощающих панелей, которые применяют для внутренней облицовки кабин транспортных средств АТМ-1, АТМ-3, ВТ-4, ВТ-4С, ШОМ-20, ШОМ-30.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является звукопоглощающая панель кабины транспортного средства [1] содержащая сотовую конструкцию из бумаги, стенки которой перпендикулярны к стенке кабины, сплошной монтажный слой, примыкающий к стенке кабины, и облицовочную пластину, перфорированную сквозными отверстиями, которая перекрывает торцы сот со стороны, противоположной сплошному монтажному слою; при этом образуются замкнутые ячейки, причем на каждую ячейку приходится одно отверстие облицовочной пластины.

Основным недостатком известного устройства, принятого в качестве прототипа, является узкий диапазон поглощения звуковых частот, обусловленный следующими причинами:
замкнутые ячейки, образованные сотами, сплошным монтажным слоем и облицовочной пластиной, перфорированной сквозными отверстиями так, что на каждую ячейку приходится одно отверстие, представляют собой известный в акустике резонатор Гельмгольца, который обеспечивает эффективное звукопоглощение в очень узком диапазоне звуковых частот (см. например, Заборов В.И. и др. Защита от шума и вибрации в черной металлургии. М. Металлургия, 1988, с.64 и формулы на с.72);
изготовление сотовой конструкции со стенками, наклонными к сплошному монтажному слою, не изменяет физики работы резонатора Гельмгольца (объем ячейки везде остается также постоянным);
применение в облицовочной пластине сквозных отверстий разного диаметра (D₁ и D₂) не позволяет существенно расширить диапазон поглощаемых резонатором звуковых частот;
жесткая связь сотовой конструкции со сплошным монтажным слоем и облицовочной пластиной, перфорированной сквозными отверстиями, не позволяет последней работать в качестве мембранного поглотителя звуковой энергии, расширяя тем самым диапазон поглощаемых звуковых частот.

Указанные выше недостатки устранены в предлагаемом изобретении, сущность которого заключается в том, что звукопоглощающая панель снабжена слоем поролона, расположенным между монтажным слоем и торцами сот, причем последние заполнены хаотично ориентированными волокнами, и сквозные отверстия и облицовочной пластине расположены группами симметрично относительно геометрических центров участков пластины, ограниченных контурами сот; кроме того, толщина слоя поролона и высота стенок сотовой конструкции по площади панели переменны по взаимно противоположным направлениям при постоянной толщине панели. Облицовочная пластина, перфорированная сквозными отверстиями, и стенки сот выполнены из обивочного водостойкого картона марки ВО (ГОСТ 6659-83).

Предлагаемое изобретение позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия в кабине транспортного средства за счет снижения интенсивности отраженного звука. Это достигается путем повышения коэффициента звукопоглощения предлагаемой панели в низко-среднечастотном диапазоне звуковых частот.

На фиг. 1 изображена предлагаемая панель, вид сверху; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Панель содержит слой поролона 1, облицованный с одной стороны сплошным монтажным слоем 2, а с другой стороны к слою поролона 1 пристыкована сотовая конструкция таким образом, что стенки сот 3, перпендикулярные к стенке кабины, с одной стороны своими торцами приклеены к слою поролона 1, а с другой стороны, обращенной внутрь кабины, торцы стенок сот 3 перекрыты облицовочной пластиной 4, перфорированной сквозными отверстиями. При этом образуются замкнутые ячейки 5, которые заполнены хаотично ориентированными волокнами, а сквозные отверстия в облицовочной пластине 4 расположены группами симметрично относительно геометрических центров 6 участков пластины, ограниченных контурами сот. Кроме того, толщина слоя поролона 1 и высота стенок 3 сотовой конструкции по площади панели переменны по взаимно противоположным направлениям при постоянной толщине панели.

Форма ячеек сот в плане может быть круглой, прямоугольной, ромбической или представлять различное сочетание прямолинейных и криволинейных участков. Однако с точки зрения технологичности изготовления панели и особенностей ее работы ячейки сот следует выполнять квадратными или прямоугольными.

В качестве материала стенок сот 3 и облицовочной пластины 4, с точки зрения санитарно-гигиенических требований, применен обивочный водостойкий картон марки ВО (ГОСТ 6659-83), а в качестве волокон, заполняющих ячейки 5 сотовой конструкции, использованы нироновые волокна (ТУ 6-06-34-4-79), обладающие высокой термостойкостью и малой гигроскопичностью, что позволяет сохранять их акустические свойства при эксплуатации транспортных средств в условиях с повышенной температурой и влажностью (например, субтропики).

При падении звуковых волн на панель облицовочная пластина 4 приходит в колебательное движение. Находящиеся в замкнутых ячейках 5 воздух и волокнистый материал демпфируют колебания пластины 4 и способствуют эффективному поглощению низкочастотных составляющих звука. Этому же способствует и то, что стенки сот 3 опираются на слой поролона 1, который является легкодеформируемым материалом. Величину поглощения звука на низких частотах можно регулировать за счет изменения жесткости стенок сот 3, изготавливая их, например, из стеклопластика. Изменение жесткости стенок сот 3 влияет на размах колебаний пластины 4 и, в соответствии с этим, изменяется поглощение звука на низких частотах (пластина 4 работает как мембранный поглотитель). Расположение сквозных отверстий в пластине 4 группами симметрично относительно геометрических центров 6 участков пластины 4, ограниченных контурами сот, способствует более равномерному прогибу этих участков пластины 4 и тем самым эффективному поглощению звука на низких частотах. Расширению диапазона поглощения звука на низких и средних частотах способствует и то, что толщина слоя поролона 1 и высота стенок 3 сотовой конструкции по площади панели переменны по взаимно противоположным направлениям при постоянной толщине панели. Средне- и высокочастотные составляющие звуковых волн, прошедшие через облицовочную пластину 4, проводят в колебательное движение скелет материала, находящегося в замкнутых ячейках 5, и воздух в порах поролона 1. Вследствие трения слоев воздуха о волокна и стенки пор, а также процессов теплообмена происходит эффективное поглощение средне- и высокочастотных составляющих звука.

В таблице приведены коэффициенты звукопоглощения в третьоктавных полосах частот для предлагаемой панели и панелей-аналогов. Испытания проводились интерференционным методом на трубе Кундта модели 4002 фирмы "Брюль и Къер" (Дания).

Предлагаемая панель имела следующие параметры: размеры ячеек сот в плане 100х100 мм, толщина слоя поролона в пределах одной ячейки составляла от 19 до 21 мм, а высота стенок сот от 8 до 10 мм; толщина облицовочной пластины 1,2 мм, диаметр отверстий перфорации 2 мм, число отверстий, приходящихся на одну ячейку, 32 (стенки сот и облицовочная пластина были выполнены из водостойкого картона марки ВО, а замкнутые ячейки сот заполнены нитроновыми волокнами).

Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что предлагаемая панель при тех же габаритных размерах обеспечивает в диапазоне частот 200-630 Гц коэффициент звукопоглощения в 1,2-1,4 раза выше, чем панель-аналог марки ШОМ-30.

Следовательно, применение панели предлагаемой конструкции для внутренней облицовки кабин транспортных средств будет способствовать улучшению санитарно-гигиенических условий труда на рабочих местах водителей.

Использование: в транспортном машиностроении, а именно в конструкциях звукопоглощающих панелей, которыми облицовывают с внутренней стороны кабины автомобилей, комбайнов, тракторов, погрузчиков и других транспортных средств. Сущность изобретения: звукопоглощающая внутренняя панель кабины транспортного средства содержит сотовую конструкцию, стенки которой перпендикулярны к стенке кабины, сплошной монтажный слой, закрывающий со стороны кабины торцы сот, и облицовочную пластину, перфорированную сквозными отверстиями и закрывающую с другой стороны, обращенной внутрь кабины, сотовую конструкцию с образованием замкнутых ячеек, при этом она снабжена слоем поролона, расположенным между монтажным слоем и торцами сот, причем последние заполнены хаотично ориентированными волокнами, а сквозные отверстия в облицовочной пластине расположены группами симметрично относительно геометрических центров участков пластины, ограниченных контурами сот. Кроме того, толщина слоя поролона и высота стенок сотовой конструкции по площади панели переменны по взаимно противоположным направлениям при постоянной толщине панели. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩАЯ ВНУТРЕННЯЯ ПАНЕЛЬ КАБИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая сотовую конструкцию, стенки которой перпендикулярны стенке кабины, сплошной монтажный слой, закрывающий со стороны последней торцы сот и облицовочную пластину, перфорированную сквозными отверстиями и закрывающую с другой, обращенной внутрь кабины, стороны сотовую конструкцию с образованием замкнутых ячеек, отличающаяся тем, что она снабжена слоем поролона, расположенным между монтажным слоем и торцами сот, причем последние заполнены хаотично ориентированными волокнами, а сквозные отверстия в пластине расположены группами симметрично относительно геометрических центров участков пластины, ограниченных контурами сот. 2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что толщина слоя поролона и высота стенок сотовой конструкции по площади панели переменны по взаимно противоположным направлениям при постоянной толщине панели. 3. Панель по п.1, отличающаяся тем, что стенки сотовой конструкции выполнены из стеклопластика. 4. Панель по п.1, отличающаяся тем, что волокна ячеек сот выполнены из нитрона.