ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2007 года по МПК B62D25/20 G10K11/16 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности транспортного машиностроения, и представляет собой конструкцию колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля, силовые элементы кузова которого выполнены в виде коробчатых пустотелых сечений (порогов, усилителей, стоек), которые оборудованы локальными герметизирующими звукоизолирующими элементами, перекрывающими воздушные звукопередающие проходные сечения пустотелых силовых элементов в заданных зонах.

Каркас кузова легкового автомобиля представляет собой пространственную полую силовую структуру с сообщающимися между собой воздушными звукопередающими каналами, образуемыми полыми силовыми элементами и, в связи с этим, сообщающими зашумленные пространства моторного отсека и багажного отделения с обитаемым водителем и пассажирами пространством пассажирского салона, в котором требуется обеспечить высокий акустический комфорт водителю и пассажирам. Известным техническим решением, используемым в автомобилестроении, частично решающим проблему повышения звукоизоляции пространства пассажирского салона путем его герметизации за счет воздействия на конструктивные элементы, в частности полости полых силовых элементов кузова, является применение так называемых акустических заглушек (пробок), запечатывающих проходные сечения указанных воздушных каналов, образуемых пустотелыми силовыми элементами каркаса кузова легкового автомобиля (порогами, стойками, усилителями). Акустические заглушки, как правило, представляют собой вспенивающийся полимер, устанавливаемый в заданную локальную зону полости силового элемента, активизирующийся при высокой температуре. В качестве основы вспенивающегося полимера может быть использована запрограммированная пена, эластичный закрытоячеистый пенополиуретан, термопластичный полимер закрытоячеистой структуры. Отдельные варианты конструкций заглушек содержат в своей структуре мелкоразмерные сквозные каналы, обеспечивающие частичное удаление жидкости (влаги), без эффективной и полной эвакуации указанной жидкости из образованной замкнутой полости вследствие большого гидравлического сопротивления таких каналов, а только способствующие ее частичному испарению за счет слабого продувания сквозного коробчатого канала набегающим воздушным потоком через мелкоразмерный, с большим гидросопротивлением канал в заглушке в процессе движения автомобиля. Для неподвижной установки заглушки в заданном локальном месте полого сечения пустотелого канала силового каркаса кузова известно использование крепежных скобок, приварных штырей, механических застежек или липкой ленты. В частности, согласно известной информации [1] - Jack Yamaguchi, Three Operating Modes of Mitsubishi's GDI V8, Automotive Engineering International, March 2000, p.28 - отмечено использование в полостях силовых элементов кузова уретановых заглушек для снижения уровней шума в салоне автомобиля Mitsubishi GDIV8. Согласно публикации [2] - R.J.Chang, Bart Biche and Achilles Chiotis, Design and Acoustic Performance of Baffles Based on Programmed Heat-activated Foams, SAE TECHNICAL PAPER SERIES 1999-01-1673, reprinted from proceedings of the 1999 Noise and Vibration Conference - представлены базовые особенности применения новой запрограммированной пены, активизированной высокой температурой и используемой в качестве акустической заглушки, полностью запечатывающей сечение сквозного коробчатого канала. В нерасширенном состоянии (до активизации) закладной элемент из вспенивающегося полимерного материала представляет собой в сечении квадрат приблизительно в два дюйма. При активизации в процессе высокотемпературного нагрева (например, процессе сушки автомобильного кузова при t=140...200°C после технологического процесса его окраски), пена направляет свое расширение согласно геометрии сечения «зашивки» в соответствии с конкретными геометрическими параметрами сечения полого элемента кузова. Для обеспечения повышенной величины звукоизоляции, обеспечиваемой вспенивающейся герметизирующей заглушкой, конструкция заглушки выполняется двухстеночной (двойной), см. фиг.2 [2]. В этом случае реализуется дополнительный звукоизоляционный эффект, обеспечиваемый двойным процессом отражения звука при двойном скачкообразным изменении волнового сопротивления прохождению энергии звуковых волн через двойную перегородку с воздушной прослойкой, вызванным скачкообразным изменением жесткости и плотности структуры заглушки и упругой воздушной среды, в которой распространяются звуковые волны в пустотелом коробчатом канале (волноводе) распространения звука. Обеспечение высокой герметизации и звукоизоляции пустотелых сечений коробчатых каналов связано, однако, с ухудшением коррозионной стойкости и долговечности кузова автомобиля в процессе его эксплуатации.

Известна конструкция акустической заглушки в виде термопластичного полимера закрытоячеистой структуры, представленная в международном патенте на изобретение WO 01/92063 А1 - [3], фирмы Rieter Automotive International AG. Указанная акустическая заглушка устанавливается в замкнутых пустотелых сечениях силовых элементов каркаса кузова и эффективно заграждает передачу звуковых волн, распространяемых в каналах пустотелых силовых элементов кузова, в обитаемое пространство пассажирского салона автомобиля, что, в конечном итоге, повышает акустический комфорт в салоне. Однако применение данной конструкции связано с естественным ухудшением коррозионной стойкости кузова в зонах пустотелых коробчатых элементов, ограниченных акустическими заглушками, вследствие возможного накопления в них конденсата.

Известен конструктивный элемент из пенопласта для звукоизоляции полостей, описание которого приведено в патенте Российской Федерации на изобретение 2155689 - [4]. Данный пористый легкодеформируемый пенопластовый элемент для звукоизоляции полостей в сжатом состоянии ваккуумирован и установлен герметично в замкнутой оболочке из воздухонепроницаемой пленки для обеспечения его малых габаритов и последующего свободного ввода в полость пустотелого элемента, выполнен с возможностью дальнейшего расширения его объемных габаритов с получением формы, ограниченной, по меньшей мере, двумя стенками полости, после ввода в нее путем открывания (разрыва, прокалывания) пленки при доступе воздуха. В результате своих упругих пружинящих свойств, в частности используемого полиуретанового мягкого пенопласта, и, по меньшей мере, одного тяжелого слоя, состоящего из полиуретанового хлопьевидного комбинированного пенопласта, данный элемент перекрывает проходное сечение пустотелого канала передачи звука, обеспечивая определенный звукоизолирующий эффект. Недостатком данного технического решения, как и других вышеуказанных известных конструкций транспортных средств, пассажирский салон (кабина) которых обладает улучшенной звукоизоляцией, у которых проблема повышения звукоизоляции полостей полых силовых элементов кузова решается применением герметичных изолирующих заглушек, конструкции которых представлены в [1]-[4], является малоэффективный или совсем неэффективный отвод конденсата (влаги), накапливающегося в образованных замкнутых локальных полостях, в частности, участков порогов пола кузова, ограниченных зонами установки данных заглушек, что, в конечном итоге, может уменьшать коррозионную стойкость и долговечность транспортного средства в процессе его эксплуатации. При этом при наличии сквозных, не закрытых технологическими пробками, отверстий в стенках порогов кузова, на участках, ограниченных заглушками, выполняющих непосредственную функцию слива краски в технологическом процессе окраски (после окунания кузова в окрасочной камере) и последующей сушки кузова, существенно усиливается передача шумовой энергии через указанные технологические отверстия в пустотелые коробчатые элементы кузова из зашумленной зоны пространства под полом кузова (шумовая энергия, передающаяся из моторного отсека, шум, генерируемый шинами, шум трансмиссионных агрегатов, шум системы выпуска отработавших газов) и далее - непосредственно в пространство салона автомобиля через указанные отверстия (незакрытые отверстия в стенках порогов кузова выполняют роль шумопередающих каналов из пространства под полом кузова в пространство пассажирского салона).

Предлагаемое техническое решение позволяет устранить указанные выше недостатки.

Согласно заявляемому техническому решению, на отдельных участках нижних (донных) и верхних стенок коробчатых пустотелых сечений порогов пола кузова, ограниченных по длине установленными в них акустическими заглушками, выполняющими дополнительные звукоизолирующие функции для замкнутого воздушного пространства салона легкового автомобиля за счет введения ими разделяющего изолирующего воздействия в сечениях воздушных звукопроводящих элементов, соединяющих обитаемое воздушное пространство салона с зашумленными полостями моторного отсека и багажного отделения, в стенках пустотелых сечений порогов кузова выполняются дренажные и перепускные отверстия, при этом к перепускному отверстию присоединен перепускной патрубок в виде трубки цилиндрической прямой или изогнутой формы, с выводом открытого входного среза патрубка в зоны коробчатой пустотелой полости порога пола, отстоящих на расстоянии, кратном 1/4L, от торцев акустических заглушек, где L - длина полости, ограниченная указанными торцами, на расстоянии кратном 1/4B, от продольных стенок коробчатой пустотелой полости, где В - ширина полости, ограниченной указанными продольными стенками, а также на расстоянии, кратном 1/4Н, от верхней и нижней стенок коробчатой пустотелой полости, где Н - высота указанной полости. Ось дренажного отверстия, в свою очередь, проходит через зону, отстоящую на расстоянии, кратном 1/4L и 1/4В. Такое конструктивное исполнение коробчатой пустотелой полости порога пола кузова, ограниченной по длине акустическими заглушками, с отдельными участками, сообщающимися, с одной стороны, с открытой окружающей средой (пространством под полом кузова), а с другой стороны - с пространством пассажирского салона легкового автомобиля, обеспечивающие эффективный вывод (эжектирующий отсос) образующейся в процессе эксплуатации автомобиля влаги из замкнутых (заглушками) участков полостей коробчатых сечений порогов за счет возникающего перепада давлений воздушной среды в зонах между внутренним воздушным пространством салона (включая воздушные полости порогов) и внешней поверхности зоны стенки кузова, под порогами (т.е. образуемого перепада давлений, обусловленного избыточным давлением воздуха в пространстве салона кузова и образующимся разрежением, формируемым с внешней стороны нижней стенки порога пола кузова движущегося транспортного средства). При этом, за счет применения удлиненного по конструкции трубчатого перепускного патрубка, реализуется дополнительный звукозаграждающий волновой элемент ослабления звуковой связи, обладающий более высокой звукоизоляцией в области низких звуковых частот, по сравнению, например, с «тонким» (без формирования трубчатого канала) отверстием такой волновой связи, выполняемым в виде сквозного отверстия в стенке донной части порога кузова, слабо заграждающей интенсивную передачу низко- и среднечастотной звуковой энергии через такой «тонкий» звукопередающий элемент волновой связи из зашумленной зоны пространства под полом кузова (шумовая энергия, передающаяся из моторного отсека, шум, генерируемый шинами, шум трансмиссионных агрегатов, шум системы выпуска отработавших газов) в обитаемое водителем и пассажирами пространство салона (кабину) автомобиля. Соответствующее взаимное несоосное расположение осей дренажного отверстия и открытого среза перепускного патрубка в зонах 1/2 (1/4)L, 1/2 (1/4)В и 1/2 (1/4)Н исключит как прямую лучевую передачу высокочастотных звуковых волн из зашумленного пространства под полом кузова в обитаемое пространство салона (кабины) транспортного средства, так и дополнительно ослабит резонансную передачу звука через ограниченную объемную воздушную полость порога (расширительную резонаторную камеру) на низших собственных четных (ввиду того что узлы низшей четной 2-ой собственной воздушной моды полости отмеченной камеры локализируются в ¹/₄ и ³/₄ длин характерных размеров ограниченного фрагмента пола (L, B, H), а узел 1-ой и 3-ей собственных нечетных мод локализируется в ¹/₂ длины характерного размера полости (L, B, H)) собственных акустических модах колебаний воздушного объема V, сосредоточенного в ограниченной воздушной коробчатой полости порога кузова длиной L.

Сущность изобретения поясняется на чертежах.

На фиг.1 представлен общий вид заявляемого в качестве изобретения транспортного средства, в частности легкового автомобиля, содержащего силовой каркас кузова, в коробчатых элементах которого применены акустические заглушки, в стенках которых (коробчатых элементов, ограниченных акустическими заглушками) выполнены дренажные и перепускные отверстия, а в полость коробчатого элемента выведен перепускной патрубок, присоединенный к перепускному отверстию.

На фиг.2 представлена схема продольного сечения фрагмента полого участка пустотелого силового элемента кузова (в частности, участка порога пола кузова), герметично ограниченного на концах двумя торцевыми акустическими заглушками, содержащего в стенке с внешней стороны порога пола (со стороны дорожного покрытия) сквозное эжектирующее дренажное отверстие, выполненное в виде локальной отогнутой щелевой просечки стенки порога кузова, а с внутренней стороны порога пола (со стороны пассажирского салона) - от его верхней стенки, находящейся в пространстве пассажирского салона автомобиля, во внутреннее пространство пустотелой полости порога пола кузова выведен перепускной патрубок в виде трубки прямой цилиндрической формы, повышающий звукоизоляцию канала связи от зашумленного пространства под полом кузова легкового автомобиля, при этом оси дренажного отверстия и открытого среза трубчатого перепускного патрубка расположены от торцевых стенок коробчатой пустотелой полости в зонах ¹/₂L и ¹/₄L, где L - длина полости, ограниченная торцами акустических заглушек, а открытый срез трубчатого перепускного патрубка, кроме этого, установлен от верхней стенки порога пола в зоне ¹/₂Н, где Н - высота пустотелой полости порога пола. Такое взаимное расположение указанных осей исключит как прямую лучевую передачу высокочастотных звуковых волн из зашумленного пространства под полом кузова в обитаемое пространство салона (кабины) транспортного средства, так и дополнительно ослабит резонансную передачу звука через ограниченную объемную воздушную полость порога на низших собственных продольных и повысотных акустических модах колебаний воздушного объема, сосредоточенного в ограниченной воздушной коробчатой полости порога кузова.

На фиг.3 представлена схема поперечного сечения фрагмента полого участка пустотелого силового элемента кузова (в частности, участка порога пола кузова), герметично ограниченного на концах двумя торцевыми акустическими заглушками, содержащего в стенке с внешней стороны порога пола (со стороны дорожного покрытия) сквозное эжектирующее дренажное отверстие, выполненное в виде локальной отогнутой щелевой просечки стенки порога кузова, а с внутренней стороны порога пола (со стороны пассажирского салона) - от его верхней стенки, находящейся в пространстве пассажирского салона автомобиля, во внутреннее пространство пустотелой полости порога пола кузова выведен перепускной патрубок в виде трубки прямой цилиндрической формы, повышающий звукоизоляцию канала связи от зашумленного пространства под полом кузова легкового автомобиля, при этом оси дренажного отверстия и открытого среза трубчатого перепускного патрубка расположены в зоне ¹/₂В, где В - ширина полости, ограниченной ее продольными стенками. Такое взаимное расположение указанных осей дополнительно ослабит резонансную передачу звука через ограниченную объемную воздушную полость порога на низших собственных продольных и нечетных поперечных акустических модах колебаний воздушного объема, сосредоточенного в ограниченной воздушной коробчатой полости порога кузова.

На фиг.4 представлена схема продольного сечения фрагмента полого участка пустотелого силового элемента кузова (в частности, участка порога пола кузова), герметично ограниченного на концах двумя торцевыми акустическими заглушками, содержащего в стенке с внешней стороны порога пола (со стороны дорожного покрытия) сквозное эжектирующее дренажное отверстие, выполненное в виде локальной отогнутой щелевой просечки стенки порога кузова, а с внутренней стороны порога пола (со стороны пассажирского салона) - от его верхней стенки, находящейся в пространстве пассажирского салона автомобиля, во внутреннее пространство пустотелой полости порога пола кузова выведен перепускной патрубок в виде трубки изогнутой цилиндрической формы, повышающий звукоизоляцию канала связи от зашумленного пространства под полом кузова легкового автомобиля, при этом оси дренажного отверстия и открытого среза трубчатого перепускного патрубка расположены от торцевых стенок коробчатой пустотелой полости в зонах ¹/₂L и ¹/₄L, где L - длина полости, ограниченная торцами акустических заглушек, а открытый срез трубчатого перепускного патрубка, кроме этого, установлен от верхней стенки порога пола в зоне ¹/₂Н, где Н - высота пустотелой полости порога пола. Такое взаимное расположение указанных осей исключит как прямую лучевую передачу высокочастотных звуковых волн из зашумленного пространства под полом кузова в обитаемое пространство салона (кабины) транспортного средства, так и дополнительно ослабит резонансную передачу звука через ограниченную объемную воздушную полость порога на низших собственных продольных и повысотных акустических модах колебаний воздушного объема, сосредоточенного в ограниченной воздушной коробчатой полости порога кузова.

На фиг.5 представлена схема поперечного сечения фрагмента полого участка пустотелого силового элемента кузова (в частности, участка порога пола кузова), герметично ограниченного на концах двумя торцевыми акустическими заглушками, содержащего в стенке с внешней стороны порога пола (со стороны дорожного покрытия) сквозное эжектирующее дренажное отверстие, выполненное в виде локальной отогнутой щелевой просечки стенки порога кузова, а с внутренней стороны порога пола (со стороны пассажирского салона) - от его верхней стенки, находящейся в пространстве пассажирского салона автомобиля, во внутреннее пространство пустотелой полости порога пола кузова выведен перепускной патрубок в виде трубки изогнутой цилиндрической формы, повышающий звукоизоляцию канала связи от зашумленного пространства под полом кузова легкового автомобиля, при этом оси дренажного отверстия и открытого среза трубчатого перепускного патрубка расположены в зоне ¹/₂В, где В - ширина полости, ограниченной ее продольными стенками. Такое взаимное расположение указанных осей дополнительно ослабит резонансную передачу звука через ограниченную объемную воздушную полость порога на низших собственных продольных и нечетных поперечных акустических модах колебаний воздушного объема, сосредоточенного в ограниченной воздушной коробчатой полости порога кузова.

Позициями на фиг.1-5 обозначены:

1 - кузов транспортного средства (легковой автомобиль), содержащий коробчатые сечения силового каркаса;

2 - салон автомобиля;

3 - багажное отделение автомобиля;

4 - моторный отсек;

5 - сечение коробчатого пустотелого силового элемента порога кузова;

6 - нижняя внешняя (донная) стенка порога кузова (со стороны дорожного покрытия);

7 - верхняя внутренняя стенка порога кузова (со стороны пассажирского салона);

8 - акустическая заглушка;

9 - перепускное отверстие порога кузова (со стороны пассажирского салона);

10 - дренажное эжектирующее отверстие порога кузова (со стороны дорожного покрытия);

11 - трубчатый перепускной патрубок;

12 - открытый входной срез трубчатого перепускного патрубка;

- избыточное давление воздуха в пространстве пассажирского салона (кабины) кузова легкового автомобиля;

- разрежение (пониженное давление), образуемое под поверхностью стенки пола кузова в зоне внешней стороны донной стенки пола (порога) кузова движущегося транспортного средства (легкового автомобиля).

На фиг.6-77 представлены схемы возможных вариантов взаимного расположения дренажных отверстий и трубчатых перепускных патрубков в пустотелом силовом элементе кузова легкового автомобиля, где:

L - длина воздушной полости внутри пустотелого коробчатого силового элемента порога пола кузова, ограниченной на концах торцами установленных акустических заглушек;

В - ширина воздушной полости, образуемой продольными противолежащими стенками пустотелого коробчатого силового элемента порога пола кузова, ограниченной торцами установленных акустических заглушек (средний размер, определяемый по длине L);

Н - высота воздушной полости, образуемой нижней и верхней противолежащими стенками пустотелого коробчатого силового элемента порога пола кузова, ограниченного торцами установленных акустических заглушек (средний размер, определяемый по длине L);

V - объем образованной воздушной полости коробчатого пустотелого силового элемента кузова длиной L, ограниченной торцами установленных акустических заглушек.

На фиг.78-82 представлены эпюры распределения полей звуковых давлений на низших собственных модах фрагмента пустотелого порога кузова в виде аппроксимированного цилиндра с основанием стенки в виде акустической заглушки поперечного сечения порога.

На отдельных участках верхних стенок 7 коробчатых пустотелых сечений порогов пола кузова 5 ограниченной длины L, содержащих на концах герметизирующие акустические заглушки 8, устанавливаются перепускные патрубки 11, присоединенные к перепускному отверстию 9, выполненные в виде трубок прямой или изогнутой цилиндрической формы, с одновременным выполнением на участках нижних внешних (донных) стенок 6 коробчатых пустотелых сечений порогов пола кузова 5, сквозных эжектирующих дренажных отверстий 10. Такое конструктивное исполнение транспортного средства, содержащего в коробчатых силовых элементах кузова (порога пола) «удлиненные» трубчатые перепускные патрубки, обеспечивает эффективный вывод (отсос) образующейся влаги (конденсата) из замкнутых полостей коробчатых сечений порогов пола кузова, ограниченных на концах акустическими пробками, за счет возникающего перепада давлений между воздушной средой в пространстве салона и внешней воздушной средой в зоне вне кузова, непосредственно у стенок 6, под порогами пола (т.е. вследствие образованного перепада давлений, обусловленного избыточным давлением в пространстве салона кузова - на фиг.2-5 обозначено знаком «+» - и образуемым разрежением с внешней стороны стенки пола кузова 6, со стороны дорожного покрытия в зоне нижней стенки порога - на фиг.2-5 обозначено знаком «-») движущегося транспортного средства. При этом обеспечивается высокая звукоизоляция пространства салона кузова за счет существенного ослабления процесса передачи звука перепускным патрубком 11 через пустотелые коробчатые силовые элементы кузова в пространство пассажирского салона (кабины) как со стороны моторного отсека и багажного отделения за счет применения акустических пробок, так и со стороны зашумленного пространства под полом кузова, при применении удлиненных перепускных патрубков 11, ограниченных сквозными отверстиями 9 и 12 (с большей массой колеблющегося воздушного столба в трубчатом патрубке), т.е. обеспечивающего реализацию инерционного волнового заграждающего элемента звуковой связи с более высокой звукоизоляцией, что создает, в конечном итоге, меньшую передачу звуковой энергии в обитаемое пространство салона (кабины) через такой элемент волновой связи из зашумленной зоны пространства под полом кузова. На фиг.6-77 представлены примеры схем возможных вариантов расположения дренажных и перепускных отверстий и патрубков. Предпочтительней, из-за существенного повышения звукоизолирующего эффекта, связанного с исключением возбуждения и/или передачи возбужденных низших собственных продольных, поперечных и повысотных мод воздушного объема, сосредоточенного в ограниченной воздушной коробчатой полости порога кузова, конструктивное исполнение пустотелого силового элемента кузова (его участка, ограниченного акустическими заглушками) с расположением в разных плоскостях осей дренажного отверстия и открытых срезов перепускных патрубков во внутренней полости объема пустотелого участка (см. фиг.2-77), что исключит как прямую лучевую передачу высокочастотных звуковых волн из зашумленного пространства под полом кузова в обитаемое пространство салона (кабины) транспортного средства, так и дополнительно ослабит резонансную передачу звука через ограниченную объемную воздушную полость порога (расширительную резонаторную камеру) на низших собственных четных (ввиду того что узлы низших четных собственных воздушных мод полости отмеченной камеры (второй собственной моды) локализируются в ¹/₄ и ³/₄ длин L характерных размеров ограниченного фрагмента пола (L, B, H), а узлы низших собственных нечетных мод (первой и третьей собственной моды) локализируются в ¹/₂ длины L характерного размера полости (L, B, H)) собственных акустических модах колебаний воздушного объема V, сосредоточенного в ограниченной воздушной коробчатой полости порога кузова длиной L. Ввиду того что фрагмент полого сечения порога кузова, ограниченный торцевыми воздухонепроницаемыми акустическими заглушками, представляет собой акустический волновод типа расширительной резонаторной камеры длиной L, шириной В и высотой Н, то в воздушной полости такого волновода формируются собственные акустические моды (собственные формы колебаний), которые могут способствовать как негативному усилению, так и благоприятному ослаблению передачи акустической энергии через пространство указанного волновода при выполнении в нем открытых каналов связи, подводящих и отводящих акустическую энергию из соответствующих пространственных зон полости. В пространстве такого акустического волновода, ограниченного газонепроницаемыми стенками, возбуждаются собственные моды на кратных частотах f_L, f_В и f_Н, соответственно по длине, ширине и высоте такого волновода, между противоположными стенками которого укладывается целое число длин полуволн на этих частотах и кратных им гармониках:

f_L=n(c/2L) Гц, n=1, 3, 5... - для нечетных продольных собственных мод;

n=2, 4, 6... - для четных продольных собственных мод;

с - скорость звука.

f_В=n(c/2B) Гц, n=1, 3, 5... - для нечетных поперечных собственных мод;

n=2, 4, 6... - для четных поперечных собственных мод;

f_Н=n(с/2Н) Гц, n=1, 3, 5... - для нечетных повысотных собственных мод;

n=2, 4, 6... - для четных повысотных собственных мод.

Соответственно, ослабление передачи акустической энергии через такой ограниченный волновод (в данном случае - из зашумленного пространства под днищем кузова в пространство салона) базируется на исключении интенсивного возбуждения и/или на исключении передачи уже возбужденной собственной моды путем расположения каналов (отверстий) подвода и отвода акустической энергии (соответственно - пространственной зоны размещения эжектирующего дренажного отверстия или открытого входного среза перепускного патрубка) в узлах колебаний собственных акустических мод воздушного объема, формирующихся по длине, ширине и высоте данного акустического волновода. В противном случае, например при пространственном расположении отмеченных каналов подвода и отвода акустической энергии в пучностях колебаний собственных акустических мод, будет происходить усиление передаваемой в салон автомобиля акустической энергии на частотах данных акустических мод. Ввиду того что наиболее энергоемкими являются низшие собственные моды в виде трех первых низших собственных мод (n=1, 2, 3), то и оптимизация взаимного расположения отверстий (входных срезов перепускных патрубков) в стенках волновода (пустотелого ограниченного фрагмента порога кузова длиной L) производится на трех низших собственных модах:

f_L1, f_L2 и f_L3;

f_B1, f_B2 и f_B3;

f_H1, f_H2 и f_H3.

Эпюры распределения полей звуковых давлений на низших собственных продольных модах воздушного объема фрагмента пустотелого порога кузова в виде аппроксимированного цилиндра с основанием стенки в виде акустической заглушки поперечного сечения порога приведены на фиг.78. При этом необходимо заметить, что наиболее важной (первостепенно важной) является рациональная взаимная компоновка отверстий (входных срезов патрубков) по длине (L) ограниченного заглушками фрагмента порога кузова как наиболее габаритного размера акустического волновода с наиболее низкими значениями (низкочастотными) собственных мод f_L1, f_L2 и f_L3 по отношению к более высокочастотным и менее энергоемким собственным модам f_B1, f_B2, f_B3 и f_H1, f_H2, f_H3. На примере анализа распределения полей звуковых давлений по длине (L) ограниченного заглушками акустического волновода на трех низших собственных модах f_L1, f_L2 и f_L3 видно, что, например, при расположении входного (для подвода звуковой энергии) дренажного отверстия в акустический волновод длиной L, в точку 1 (посредине длины волновода) - низшие первая (f_L1) и третья (f_L3) собственные моды возбуждаться в полости волновода в этом случае не будут ввиду расположения пространственной зоны возбуждения отверстия в узле колебаний (нулевом значении звуковых давлений) на этих модах. В это же время, четная низшая собственная мода f_L2 в этом случае будет интенсивно возбуждаться, т.к. расположение пространственной зоны возбуждения отверстия в точке 1 соответствует его размещению в зоне пучности колебаний звуковых давлений этой собственной моды f_L2. Однако при расположении открытого входного среза перепускного патрубка в точках 2, 2' или 2'' акустическая энергия на этой собственной моде f_L2 не будет выводиться (передаваться) из полости ограниченного заглушками волновода (пустотелого коробчатого порога) в пространство салона автомобиля, так как зона расположения входного среза перепускного патрубка находится в узлах (нулевых значениях) колебаний звуковых давлений на второй собственной моде f_L2. Таким образом, исключается усиление передачи звуковой энергии из зашумленного пространства под днищем кузова в салон легкового автомобиля на всех трех низших собственных продольных модах акустического волновода длиной L (f_L1, f_L2 и f_L3) за счет исключения возбуждения в полости волновода нечетных собственных мод f_L1 и f_L3 и за счет исключения передачи возбужденной второй собственной моды f_L2 путем соответствующего взаимного пространственного расположения дренажного отверстия и входного открытого среза перепускного патрубка. Аналогичным образом, исключается процесс усиления передачи акустической энергии из зон подвода (точка 1) в зону передачи в салон (точка 2) при расположении эжектирующего дренажного отверстия в узлах второй собственной моды f_L2, а входного среза перепускного патрубка - в общем узле колебаний первой и третьей собственных мод f_L1 и f_L3 (см. фиг.79). В соответствии с этим, наиболее предпочтительно при несоосном размещении дренажных отверстий и открытых срезов перепускных патрубков в замкнутых полостях силовых элементов соответственно располагать срезы (отверстия) в зонах ¹/₂L и ¹/₄L. Также, по аналогичным причинам, ввиду идентичного протекания колебательных процессов и по другим пространственным направлениям волновода как трехмерного объекта предпочтительней соответствующее расположение открытых срезов перепускных патрубков в зонах ¹/₂В и ¹/₄В (В - ширина полости, ограниченной продольными стенками коробчатого сечения порогов пола), см. фиг.80 и 81, и ¹/₂Н и ¹/₄Н (Н - высота коробчатой пустотелой полости порога пола кузова), см. фиг.82. Такое рациональное, с точки зрения увеличения звукоизоляции, расположение открытых срезов перепускных патрубков дополнительно предотвращает резонансное усиление передачи звука воздушным путем в обитаемое водителем и пассажирами пространство салона через воздушные полости ограниченных коробчатых полостей порогов пола кузова на их собственных поперечных и повысотных акустических модах, что, в конечном итоге, дополнительно увеличивает их звукоизолирующую способность и способствует повышению акустического комфорта в пассажирском салоне (кабине) автомобиля.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности транспортного машиностроения, и представляет собой конструкцию колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля, силовые элементы кузова которого выполнены в виде коробчатых пустотелых сечений: порогов, усилителей, стоек, которые оборудованы локальными герметизирующими звукоизолирующими элементами, перекрывающими воздушные звукопередающие проходные сечения пустотелых силовых элементов в заданных зонах. Транспортное средство, в частности легковой автомобиль, содержит силовые коробчатые элементы кузова, внутри полостей которых локально размещены герметизирующие звукоизолирующие элементы в виде акустических заглушек, перекрывающих проходные сечения полостей с образованием ограниченных длин пустотелых силовых элементов в виде конечных длин акустических волноводов. В стенках отдельных ограниченных длин участков пустотелых элементов, отделяемых/образуемых торцами акустических заглушек, в частности, в полостях порогов пола кузова, граничащих с пространством пассажирского салона и внешней, окружающей кузов транспортного средства, средой, выполнены сквозные дренажные отверстия и трубчатые перепускные патрубки. Оси дренажных отверстий и/или открытых входных срезов трубчатых перепускных патрубков расположены от торцевых стенок коробчатой пустотелой полости в зонах, отстоящих на расстоянии, кратном 1/4L, где L - длина полости, ограниченная торцами акустических заглушек. Изобретение повышает акустический комфорт в пассажирском салоне, кабине автомобиля. 5 з.п. ф-лы, 82 ил.

1. Транспортное средство, в частности легковой автомобиль, содержащее силовые коробчатые элементы кузова, внутри полостей которых локально размещены герметизирующие звукоизолирующие элементы в виде акустических заглушек, перекрывающих проходные сечения полостей с образованием ограниченных длин пустотелых силовых элементов в виде конечных длин акустических волноводов, отличающееся тем, что в стенках отдельных ограниченных длин участков пустотелых элементов, отделяемых/образуемых торцами акустических заглушек, в частности в полостях порогов пола кузова, граничащих с пространством пассажирского салона и внешней, окружающей кузов транспортного средства средой, выполнены сквозные дренажные отверстия и трубчатые перепускные патрубки, при этом оси дренажных отверстий и/или открытых входных срезов трубчатых перепускных патрубков расположены от торцевых стенок коробчатой пустотелой полости в зонах, отстоящих на расстоянии, кратном 1/4L, где L - длина полости, ограниченная торцами акустических заглушек.2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что оси дренажных отверстий и/или открытых входных срезов трубчатых перепускных патрубков расположены в зонах, отстоящих на расстоянии, кратном 1/4В, от продольных стенок коробчатой пустотелой полости, где В - ширина полости, ограниченной указанными продольными стенками.3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что оси открытых входных срезов трубчатых перепускных патрубков расположены в зонах, отстоящих на расстоянии, кратном 1/4Н, от верхней и нижней стенок коробчатой пустотелой полости, где Н - высота полости, ограниченной указанными стенками.4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что проекции центров отверстий или открытых срезов трубчатых элементов на нижнюю стенку коробчатого сечения размещены со смещением между собой.5. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что трубчатый перепускной патрубок имеет форму прямого цилиндра.6. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что трубчатый перепускной патрубок имеет форму изогнутого цилиндра.