ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ДОВОДОЧНЫХ РАБОТ ПО ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДОЖДЯ НА ВИБРОАКУСТИКУ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2015 года по МПК G01M17/00 G01M3/02 G01M7/02 

Изобретение относится к технике имитации атмосферных условий, в частности дождя, воздействующих на колесное транспортное средство и оказывающих влияние на виброакустический комфорт в салоне (кабине) транспортного средства, в частности легкового автомобиля, и конкретно имеет отношение к конструкциям испытательных стендов, используемых в процессе исследовательских и доводочных работ по виброакустике колесных транспортных средств.

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, стационарной измерительной и анализирующей аппаратуры. Постоянные, не зависящие от погоды и состояния дорожного покрытия условия испытаний, удобство съема и анализа измерительной информации способствуют, в связи с этим, все более широкому распространению стендовых исследований виброакустических процессов, протекающих в наземных колесных транспортных средствах.

Технология эффективных и экономически оправданных приемов исследований и доводки автомобиля по виброакустике предусматривает выбор наиболее рациональных путей снижения внутреннего шума (шума внутри кабины или пассажирского салона), связанных как с доработкой конструкции конкретных виброшумоактивных агрегатов, ответственных за генерирование этой виброакустической энергии, так и всех передающих звеньев и путей их передачи в процессах формирования виброакустических полей автомобиля. Известно, что шум и вибрации в салоне автомобиля определяются, в основном, следующими составляющими: структурной составляющей, передающейся от источников шума и вибрации через твердые элементные связи конструкций, агрегатов и систем с кузовом автомобиля, в частности через опорные механические связи силового агрегата, его системы выпуска и агрегатов трансмиссии в виде упругодемпфирующих виброизоляторов (опор подвески), на элементы силового каркаса и панели кузова, а также воздушной составляющей звуковой энергии, проникающей в салон автомобиля от источников излучения через открытые коммуникационные каналы или панели со слабой звукоизоляцией в воздушное пространство салона автомобиля. Источниками структурной и воздушной составляющей шумовой энергии, передающейся в салон легкового автомобиля, помимо работающих узлов и агрегатов самого автомобиля, могут являться внешние воздействия атмосферных условий, например, скорость и направление ветра, дождь, град и т.д. В условиях возрастающей конкуренции среди производителей легковых автомобилей для улучшения потребительских свойств в области виброакустического комфорта кроме стандартных, регламентируемых отраслевыми ГОСТами и правилами видов испытаний важно проводить исследовательские и доводочные работы по оценке влияния внешнего воздействия атмосферных условий, в частности дождя, на виброакустику автомобиля с целью последующей оптимизации, например, элементов экстерьера автомобиля, оказывающих влияние на акустический комфорт в пассажирском салоне. Как правило, такие виды испытаний проводятся в дорожных условиях при наличии свободного звукового поля и соответствующих атмосферных влияний. Это приводит к зависимости от погодных условий (например, невозможно оценивать влияние дождя в зимнее время или в засушливую погоду летом), что, несомненно, приводит к увеличению сроков исследовательских и доводочных работ в области виброакустики автомобиля. Предлагаемое техническое решение направлено на реализацию возможности проведения стендовых виброакустических испытаний автомобиля в условиях свободного звукового поля вне испытательного помещения или в условиях полубезэховой акустической камеры, оборудованной дренажной системой сбора воды, с применением установки, имитирующей воздействие дождя на элементы экстерьера исследуемого автомобиля.

Из описания патента на изобретение Российской Федерации №2294785, МПК6 A63J 5/00, публ. 20.06.2005 г. известна воздуходувная установка для создания локальных погодных условий или для их имитации. Установка содержит платформу, выполненную в виде жесткой сварной рамы, на которой расположена опора для установки поворотной турели с карданным подвесом на подшипник, моторамой с двигателем, воздушным винтом, компрессором сжатого воздуха, защитным кожухом и аккумулятором. На платформе с нижней стороны расположены ролики, откидывающиеся рычаги с колесами, фиксаторы этих рычагов, цилиндры-подъемники, винтовая опора с башмаком по центру платформы с одной стороны; а с другой стороны платформы расположена откидная поворотная вилка с водилом, цилиндром-подъемником и колесами, слева и справа платформы установлены на кронштейнах откидные сошники с башмаками, выдвижной сошник, расположенный со стороны откидной поворотной вилки, прямо под ней, кресло оператора, аккумулятор и электропривод, генераторы дыма с форсункой, генераторы дождя и тумана с насосом, емкости с распыляемой жидкостью или суспензией и с кнопкой управления, генератор запаха с форсункой и кнопкой управления; на карданном подвесе расположены рычаги управления двигателем, рычаг разворота двигателя, приборная доска контроля режимов работы двигателя и фиксаторы пространственного положения двигателя. Недостатком известной воздуходувной установки является сложность изготовления, а также наличие крупногабаритных звукоотражающих поверхностей, существенно искажающих условия свободного звукового поля вне пространства испытательного помещения или приближенные условия к свободному звуковому полю в полубезэховой акустической камере в случае использования вышеуказанной воздуходувной установки в процессе виброакустических испытаний автомобиля. В этом случае возникнет так называемое диффузное звуковое поле в результате переотражения звуковых волн, генерируемых испытуемым автомобилем, от жестких поверхностей воздуходувной установки, что вызовет дополнительное, «паразитное» излучение звуковой энергии на поверхности элементов экстерьера автомобиля и не позволит выполнить качественную, достоверную оценку влияния дождя на виброакустические показатели автомобиля. Кроме этого, конструкция известной воздуходувной установки подразумевает присутствие оператора, управляющего ее работой, что требует привлечения дополнительных трудовых ресурсов.

Из описания к патенту на изобретение Российской Федерации №2207536, МПК6 G01M 15/00, публ. 27.06.2003 г. известны климатические камеры для испытания машин. Климатические камеры содержат, как правило, теплоизоляционные помещения, в которых установлены стенды для ускоренных имитационных испытаний машин в разных экстремальных температурных режимах. Камеры снабжены холодильными и нагревательными устройствами, смотровыми стеклами, осветительными лампами, световой и звуковой сигнализацией, а также устройствами для увлажнения, запыления, создания ветра, изменения атмосферного барометрического давления и выполнены с возможностью создания имитации климатических условий с разными параметрами. Обладая многофункциональными свойствами, тем не менее такие климатические камеры не предназначены для проведения виброакустических испытаний автомобиля ввиду отсутствия условий, приближенных к условиям свободного звукового поля, наличия жестких присоединительных связей строительных конструкций и технологического оборудования камеры, что создает дополнительное, не связанное с эксплуатацией автомобиля в реальных дорожных условиях, вибровозбуждение узлов, агрегатов, а также оцениваемых элементов экстерьера исследуемого автомобиля.

Из описания к патенту Японии JPS 57184943, МПК3 G01M 17/00, публ. 13.11.1982 известна установка для испытаний транспортного средства в условиях ветра и дождя, в которой воздух циркулирует по воздуховоду, который открыт в передней и задней частях испытательного отсека. Поток воздуха формируется в продувочной части воздуховода с помощью вентилятора и обтекателей. Дождевой распылитель установлен перед исследуемым транспортным средством по ходу нисходящего из воздуховода потока воздуха. Струи воды, имитирующие дождь, упоминавшегося дождевого распылителя поступают из емкости, снабженной водяным насосом, и попадают на транспортное средство с воздушным потоком, поступающим из продувочной части воздуховода. Таким образом воспроизводятся условия ветра и дождя, имитирующие движение автомобиля под дождем, что позволяет проводить различные виды дождевых тестов. К недостаткам упомянутой установки следует отнести отсутствие возможности проведения испытаний в условия свободного звукового поля внешней среды, необходимость строительства специального помещения, монтажа дополнительного оборудования, предназначенного для обеспечения воздуходувного комплекса.

Для устранения указанных недостатков, становится актуальной задача по разработке компромиссного технического решения, позволяющего интегрировать элементы имитации воздействия атмосферных условий на исследуемый автомобиль в условия свободного звукового поля внешней среды или в приближенные условия свободного звукового поля акустической полубезэховой камеры, оборудованной дренажной системой сбора воды.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в реализации возможности исследования влияния внешнего воздействия дождя на виброакустический комфорт в салоне автомобиля в условиях свободного звукового поля внешней среды или в стендовых условиях полубезэховой акустической камеры, оборудованной дренажной системой сбора воды, что позволяет повысить качество исследовательских и доводочных работ за счет одновременного учета шумовых характеристик, генерируемых воздействием дождя и звукового поля внешней среды.

Указанный технический результат при осуществлении заявляемого изобретения достигается тем, что в испытательном стенде для исследовательских и доводочных работ по оценке влияния внешнего воздействия дождя на виброакустику автомобиля, содержащем установку имитации дождя, состоящую из четырех регулируемых по высоте телескопических стоек с установленным на них дождевальным устройством, выполненным в виде открытого корпуса с дном, перфорированным сквозными отверстиями, устройство подачи воды с расходомером и запорной арматурой, измерительную и анализирующую виброакустическую аппаратуру, установленную в салоне исследуемого ТС, размещенного под дождевальным устройством, установка имитации дождя выполнена с возможностью перемещения посредством колес со стопорным механизмом, закрепленных на регулируемых телескопических стойках, стенки открытого корпуса дождевального устройства образованы скрепленными между собой фигурными планками с угловым и Z-образным профилем, при этом дно открытого корпуса, перфорированное сквозными отверстиями, выполнено в виде съемной панели. Кроме того, колеса со стопорным механизмом, закрепленные на регулируемых телескопических стойках, могут быть выполнены из демпфирующего материала, а дно открытого корпуса может быть перфорировано сквозными отверстиями, диаметр которых соответствует величине из диапазона от 6 до 7 мм.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид испытательного стенда для исследовательских и доводочных работ по оценке влияния внешнего воздействия дождя на виброакустику автомобиля.

На фиг.2-5 представлена конструкция составных элементов заявляемого в качестве изобретения испытательного стенда.

Испытательный стенд для исследовательских и доводочных работ по оценке влияния внешнего воздействия дождя на виброакустику автомобиля содержит установку имитации дождя 1, состоящую из четырех регулируемых по высоте телескопических стоек 2 с установленным на них дождевальным устройством 3, выполненным в виде открытого корпуса 4 с дном 5, перфорированным сквозными отверстиями 6, устройство подачи воды 7 с расходомером 8 и запорной арматурой 9, измерительную и анализирующую виброакустическую аппаратуру (не показана), установленную в салоне исследуемого автомобиля 10, размещенного под дождевальным устройством 3. При этом установка имитации дождя 1 выполнена с возможностью перемещения посредством колес 11 со стопорным механизмом 12, закрепленных на регулируемых телескопических стойках 2. Колеса 11 выполнены преимущественно из демпфирующего материала. Каждая из телескопических стоек 2 состоит из внешней 13 и внутренней 14 труб. Внутренняя труба 14 входит в полость внешней трубы 13 с возможностью изменения своего вертикального положения. Фиксация необходимого вертикального положения производится фиксатором 15, который представляет собой винт с гайкой, жестко установленный на поверхности внутренней трубы 14 и входящий в продольный паз 16 внешней трубы 13. Верхняя часть внутренней трубы 14 содержит кронштейн 17, к которому монтируется открытый корпус 4 посредством болтового соединения 18. Стенки открытого корпуса 4 дождевального устройства 3 образованы жестко скрепленными между собой продольными 19 и поперечными 20 фигурными планками с угловым 21 и Z-образным 22 профилем. Дно 5 открытого корпуса 4, перфорированное сквозными отверстиями 6, диаметр которых соответствует величине из диапазона от 6 до 7 мм, выполнено в виде съемной панели. По периметру панели адгезивным способом герметично смонтированы планки с угловым профилем 21, соединяемые болтом и гайкой 23 с поверхностью планок с Z-образным 22 профилем. Устройство подачи воды 7 может быть подключено к системе водоснабжения, наиболее близко расположенной к месту проведения испытаний.

Испытательный стенд работает следующим образом.

В открытый корпус 4 установки имитации дождя 1 из устройства подачи воды 7 подается вода. Попадая на дно 5 открытого корпуса 4 вода проходит через сквозные отверстия 6. Поток разбивается на капли, капли отделяются от корпуса 4 и попадают на поверхность исследуемого автомобиля 10, имитируя дождь. Интенсивность воздействия дождя может регулироваться изменением высоты телескопических стоек и напора воды. Диаметр отверстий перфорации 6 выбран исходя из размерности капель дождя наибольшего размера. Высота стоек, их регулировка по высоте и сила напора воды позволяют имитировать осадки в диапазоне от небольшого дождя до сильного ливня. Соответственно увеличивается диапазон снимаемых измерительной виброакустической аппаратурой, установленной в салоне автомобиля, шумовых характеристик, генерируемых воздействием дождя.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Испытательный стенд для исследовательских и доводочных работ по оценке влияния внешнего воздействия дождя на виброакустику автомобиля содержит установку имитации дождя, состоящую из четырех регулируемых по высоте телескопических стоек с установленным на них дождевальным устройством, устройство подачи воды с расходомером и запорной арматурой, измерительную и анализирующую виброакустическую аппаратуру, установленную в салоне исследуемого ТС, размещенного под дождевальным устройством. Дождевальное устройство выполнено в виде открытого корпуса с дном, перфорированным сквозными отверстиями. Установка имитации дождя выполнена с возможностью перемещения посредством колес со стопорным механизмом, закрепленных на регулируемых телескопических стойках. Стенки открытого корпуса дождевального устройства образованы скрепленными между собой фигурными планками с угловым и Z-образным профилем. Дно открытого корпуса, перфорированное сквозными отверстиями, выполнено в виде съемной панели. Достигается повышение качества исследовательских и доводочных работ за счет реализации возможности исследования влияния внешнего воздействия дождя на виброакустический комфорт в условиях свободного звукового поля внешней среды. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Испытательный стенд для исследовательских и доводочных работ по оценке влияния внешнего воздействия дождя на виброакустику автомобиля, содержащий установку имитации дождя, состоящую из четырех регулируемых по высоте телескопических стоек с установленным на них дождевальным устройством, выполненным в виде открытого корпуса с дном, перфорированным сквозными отверстиями, устройство подачи воды с расходомером и запорной арматурой, измерительную и анализирующую виброакустическую аппаратуру, установленную в салоне исследуемого ТС, размещенного под дождевальным устройством, отличающийся тем, что установка имитации дождя выполнена с возможностью перемещения посредством колес со стопорным механизмом, закрепленных на регулируемых телескопических стойках, стенки открытого корпуса дождевального устройства образованы скрепленными между собой фигурными планками с угловым и Z-образным профилем, при этом дно открытого корпуса, перфорированное сквозными отверстиями, выполнено в виде съемной панели.

2. Испытательный стенд для исследовательских и доводочных работ по оценке влияния внешнего воздействия дождя на виброакустику автомобиля по п.1, отличающийся тем, что колеса со стопорным механизмом, закрепленные на регулируемых телескопических стойках, выполнены преимущественно из демпфирующего материала.

3. Испытательный стенд для исследовательских и доводочных работ по оценке влияния внешнего воздействия дождя на виброакустику автомобиля по п.1, отличающийся тем, что дно открытого корпуса перфорировано сквозными отверстиями, диаметр которых соответствует величине из диапазона от 6 до 7 мм.