Автономное опорно-крепежное стендовое устройство исключения штатных механических опорных связей виброшумоактивного навесного агрегата транспортного средства

Авторы патента:

7 G01M7/02 -

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а более конкретно - к области исследований виброакустических процессов колесных транспортных средств, для определения эффективности звукоизоляционных и виброизоляционных качеств кузова, оперативной диагностики и выявления причин высоких уровней вибрации и шума отдельных агрегатов, а также количественной (сравнением уровней виброакустических сигналов) и качественной (сравнением спектральных составов виброакустических сигналов) оценки путей передачи виброакустической энергии в кабину транспортного средства (салон автомобиля) при работе электровентилятора системы охлаждения двигателя. Исследуемый автомобиль установлен на горизонтальном участке полубезэховой акустической камеры. Несущий каркас опорно-крепежного устройства исключения механических опорных связей состоит из соединенных между собой при помощи четырех болтов вертикальной стойки и массивного основания, и установлен на полу непосредственно под моторным отсеком автомобиля. На стойке при помощи монтажно-регулировочного стержня производится регулировка высоты расположения электровентилятора в сборе с кожухом, дистанционными специальными гайками и монтажной плитой таким образом, чтобы совпадали контрольные метки индикатора пространственного положения, нанесенные краской на кожухе и радиаторе, в результате чего обеспечивается соответствие монтажной компоновки модуля в пространстве моторного отсека согласно технической документации на автомобиль и обеспечивается заданное взаимное пространственное положение электровентилятора в сборе с кожухом и радиатором и исключаются твердые контактные механические связи передачи динамических возбуждений между радиатором и кожухом электровентилятора в зоне их сопряжения. Таким образом,

электровентилятор системы охлаждения двигателя при помощи заявляемого опорно-крепежного устройства исключения опорных твердых связей полностью отсоединяется от структуры кузова исследуемого легкового автомобиля. При исследований и доводке автомобиля по виброакустике, использование полезной модели позволяет оптимизировать мероприятия по снижению внутреннего шума и вибраций автомобиля.

Технология эффективных и экономически оправданных приемов исследований и доводки автомобиля по виброакустике предусматривает выбор наиболее рациональных путей снижения внутреннего шума (шума внутри кабины или пассажирского салона) и вибрации (сиденья, органов управления, пола) легкового автомобиля, связанных с доработкой конструкции конкретных виброшумоактивных агрегатов, ответственных за генерирование этой виброакустической энергии. Он возможен в том случае, когда определен конкретный вклад как каждого потенциального источника, так и всех передающих звеньев и путей в формировании виброакустических полей автомобиля. Известно, что шум и вибрации в салоне автомобиля определяются, в основном, следующими составляющими: структурной составляющей, передающейся от источников шума и вибрации через твердые элементные связи конструкций, агрегатов и систем с кузовом автомобиля, в частности через опорные механические связи силового агрегата и агрегатов трансмиссии в виде виброизоляторов (опоры подвески), через элементы силового каркаса и панели кузова, а также воздушной составляющей звуковой энергии, проникающей в салон

автомобиля от источников излучения воздушным путем через открытые коммуникационные каналы или панели со слабой зкукоизоляцией в воздушное пространство салона автомобиля, в дальнейшем - воздушная составляющая.

Каждый отдельный виброшумоактивный источник, и вклад его структурной и воздушной составляющих в формирование звукового поля в салоне легкового автомобиля целесообразно оценивать с реализацией технологии разрыва (устранения) твердых опорных связей и, соответственно, разрыва пути передачи вибрационной энергии на структуру кузова легкового автомобиля со стороны колеблющегося на этих опорных связях корпуса источника. В этом случае, воздушная составляющая определяется путем энергетического вычитания звуковой энергии структурной составляющей от суммарной звуковой энергии, регистрируемой в кабине (салоне) транспортного средства.

Известно устройство для такого освобождения кабины транспортного средства от всех - механических опорных связей с остовом транспортного средства, транспортирующих вибрационную энергию в кабину, а так же удержания кабины в заданном первоначальном положении относительно остова подвеской, изолированной («разорванной») от кабины транспортного средства по авторскому свидетельству СССР №893665, представленное в виде опорно-крепежного устройства типа «лебедки», удерживающего кабину транспортного средства и позволяющего проводить таким образом раздельное определение вклада структурной и воздушной составляющих шума, проникающих в кабину при одновременном освобождении от кабины всех опорных связей. Данное устройство позволяет оценить вклад воздушной составляющей (шума, излучаемого непосредственно вибрирующими стенками корпуса силового агрегата и передаваемого в кабину исключительно воздушным путем), а также, при известном уровне шума в салоне при действующих твердых (с опорами) и воздушных путях передачи, вычесть методами энергетического суммирования (или вычитания) уровень шума структурной составляющей (передаваемой исключительно твердым путем). Данное техническое решение обладает рядом существенных недостатков, связанных с его ограниченным применением из-за больших габаритов и, соответственно, существенными звукоотражающими эффектами, искажающими реальное звуковое поле в зоне исследуемого транспортного средства, что существенно снижает объективность регистрируемых параметров акустических полей в кабине транспортного средства, а также с неудобством использования устройства типа "лебедка", с точки зрения точного

вывешивания и фиксации малогабаритных навесных агрегатов кузова и двигателя, расположенных в стесненном пространстве моторного отсека (с малыми зазорами корпуса силового агрегата и навесных агрегатов относительно панелей моторного отсека кузова). Тем более, что в данном случае (для варианта исследования легкового автомобиля) требуется по крайней мере демонтаж капота кузова, что недопустимо исказит реальное акустическое поле автомобиля.

Известно также опорно-крепежное устройство поочередного исключения опорных вибрационных связей силового агрегата с кузовом при технологических процессах исследований и доводки автомобилей по виброакустике на динамометрическом исследовательском стенде с беговыми барабанами по заявке на полезную модель РФ №36882, МПК 7 G 01 M 7/02, публ. 27.03.2004, состоящее из составного жесткого несущего каркаса, огибающего сверху моторный отсек автомобиля, закрепленного к установочным проемам стенда, механизма перемещения и подвеса силового агрегата в виде регулировочных винтов с прикрепленными троссами (стержнями) и крепежными петлями (кронштейнами) для закрепления силового агрегата. Данное устройство позволяет исследовать эффективность звукоизоляционных и виброизоляционных качеств кузова и опор подвески силового агрегата автомобиля, а также определять количественный и качественный энергетический вклад отдельных опор в виброакустическое поле автомобиля. Данное известное техническое решение принимается за прототип.

К числу причин, содержащихся в известном прототипе, препятствующих получению технического результата, достижение которого обеспечивается заявляемой полезной моделью, можно отнести следующие:

Во-первых затруднено, а в ряде случаев невозможно его применение для количественных и качественных исследований виброакустических процессов автомобиля, формируемых работой малогабаритных агрегатов автомобиля, и навесных агрегатов двигателя, скомпонованных в моторном отсеке кузова, ввиду необходимости демонтажа или доработки отдельных элементов кузова (капота), что недопустимо, так как это может существенно изменить динамическую виброакустическую систему автомобиля, исказить реальное звуковое поле исследуемого объекта, в частности автомобиля, и, в конечном счете, ведет к необъективности выполненных измерений;

Во-вторых ограниченность использования опорно-крепежного устройства исключительно применением на динамометрическом исследовательском стенде с беговыми барабанами, имеющем специальные установочные проемы для

монтажа несущих стоек опорно-крепежного устройства, что делает невозможным проведение оперативной диагностики и оценки дефектных малогабаритных виброшумоактивных агрегатов моторного отсека кузова в условиях производственных и ремонтных помещений или на открытом пространстве, не имеющих специального установочного оборудования для монтажа опорно-крепежного устройства.

В третьих, ограниченность применения опорно-крепежного устройства отсоединения опорных механических связей силового агрегата для использования на колесных транспортных средствах различных массо-габаритных показателей (внешних габаритов) в связи с отсутствием конструктивных элементов, позволяющих проводить регулировку высоты расположения балки несущего каркаса

Именно, для устранения основных недостатков известных технических устройств, используемых в технологиях исследований и доводки автомобиля по виброакустике при определении вкладов структурной и воздушной составляющей виброакустической энергии, передающейся в салон легкового автомобиля методом исключения твердых опорных связей модуля электровентилятора со структурой кузова и предназначено заявляемое опорно-крепежное устройство

В отличие от известных устройств, в заявляемой полезной модели предлагается использовать мобильное малогабаритное опорно-крепежное устройство исключения опорных связей, которое состоит из нескольких взаимосвязанных элементов, а именно:

Жесткого несущего универсального каркаса компактной конструкции, устанавливаемого снизу на пол (поверхность дорожного покрытия) непосредственно под моторным отсеком колесного транспортного средства В этом случае, в отличие от прототипа, не требуется демонтаж отдельных элементов передней части кузова типа демонтажа капота, что таким образом, сохраняет неизменной конструкцию исследуемого кузова автомобиля с штатными звукоизолирующими элементами копотирования (экранирования) и повышает точность и объективность результатов измерений. Несущий каркас выполнен в виде стойки, выполненной, например, из стальной трубы прямоугольного сечения, и закрепленной посредством болтов на массивном автономном основании (например, в виде отдельного стального монолитного или коробчатого, заполненного сыпучим виброгасящим веществом, типа кварцевого песка, цилиндра), виброизолированном от пола испытательной камеры посредством

опорных резиновых подушек, или, как вариант исполнения с применением установочной поперечины (например, в виде стального швелера, имеющего крепежные установочные пазы), закрепленной посредством болтовых соединений в штатные установочные проемы стенда с беговыми барабанами. Данная конструкция несущего каркаса опорно-крепежного устройства обеспечивает ему низкую степень звукоотражения ввиду его малых габаритов, по сравнению с конструкцией типа "лебедка" (см. аналог) и делает возможным, в отличие от прототипа, многоцелевое универсальное использование заявляемого устройства как в условиях различных испытательных камер, так и в условиях производственных помещений или на открытом пространстве при проведении исследовательских, диагностических и дефектовочных операций;

Компактного и универсального составного механизма перемещения и подвеса навесных агрегатов, например, модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя, относительно несущего каркаса, содержащего вертикальный монтажно-регулировочный стержень (выполненного, например, из стального профиля П-образного сечения, подвижно, с зазорами охватывающего прямоугольную трубу стойки каркаса), имеющего, в отличие от прототипа, возможность как дискретной («грубой») так и плавной («точной») регулировки высоты подвеса исследуемого малогабаритного виброшумоактивного источника (в данном случае, модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя), что может быть обеспечено наличием на противоположных сторонах монтажно-регулировочного стержня соосных монтажных отверстий и пазов, а также дистанционные гайки и стыковочную промежуточную монтажную плиту (например, из стальной пластины с приваренными монтажными шпильками) для штатного (или измененного заданными целями испытаний) крепления исследуемого виброшумоактивного агрегата (например, модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя) к монтажно-регулировочному стержню;

Индикатора заданного пространственного положения исследуемого виброшумоактивного источника (модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя) в моторном отсеке легкового автомобиля для контроля положения демонтированного от связей с кузовом модуля электровентилятора в пространстве моторного отсека, с целью исключения непосредственного контактного замыкания, например, стенки кожуха модуля электровентилятора с радиатором системы охлаждения двигателя, закрепленного на элементах передней части кузова (моторного отсека) - в виде контрольных меток,

нанесенных красящим веществом на кожухе, радиаторе и кузове (как минимум, в трех сопрягаемых зонах кожуха и радиатора, и в трех сопрягаемых зонах радиатора и кузова).

Сущность полезной модели иллюстрируется на чертежах. На фиг.1 показан установленный в полубезэховой акустической камере легковой автомобиль с заявляемым опорно-крепежным устройством исключения твердых опорных связей малогабаритных виброшумоактивных агрегатов, расположенных в моторном отсеке. Устройство установлено непосредственно на полу испытательной камеры. Возможны варианты применения заявляемого устройства для автомобиля, установленного на стенде с беговыми барабанами (фиг.2), и для проведения диагностических и дефектовочных операций в условиях производственных помещений (например, станции технического обслуживания) на автомобиле, установленном на подъемнике (фиг.З), смотровой яме или на открытой площадке.

Позициями на фиг.1-3 обозначены:

1 - исследуемый автомобиль

2 - модуль электровентилятора системы охлаждения двигателя

3 - радиатор системы охлаждения двигателя

4 - опорно-крепежное устройство исключения механических опорных связей модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя от структуры кузова в моторном отсеке автомобиля

5 - установочное основание

6 - полубезэховая акустическая камера

7 - удерживающий трос

8 - монтажная поперечина

9 - установочные проемы беговых барабанов стенда

10 - беговые барабаны стенда

11 - дополнительная стойка для монтажа опорно-крепежного устройства исключения механических опорных связей

12 - виброизолирующие опоры стойки

13 - подъемник

На фиг.4 изображено заявляемое устройство исключения опорных связей при варианте его установки непосредственно на полу испытательной камеры. Позициями на фиг.4 обозначены:

2 - модуль электровентилятора системы охлаждения двигателя

3 - радиатор системы охлаждения двигателя

14 - опоры подвески радиатора

15 - кузов исследуемого автомобиля

16 - дистанционные гайки

17 - промежуточная монтажная плита

18 - монтажно-регулировочный стержень

19 - стойка

20 - шайбы регулировочные

21 - основание стойки

22 - виброизолирующие опоры основания

23 - контрольные метки

24 - кожух электровентилятора

25 - крепежные кронштейны

26 - сыпучее виброгасящее вещество

На фиг.5 изображен монтажно-регулировочный стержень, входящий в состав заявляемого опорно-крепежного устройства исключения механических опорных связей модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя с кузовом и соединяющий между собой несущий каркас и механизм подвеса опорно-крепежного устройства.

Сущность заявляемой полезной модели как технического решения заключается в следующем:

Исследуемый автомобиль 1 установлен на горизонтальном участке полубезэховой акустической камеры 6. Несущий каркас опорно-крепежного устройства исключения механических опорных связей 4 состоит из соединенных между собой при помощи четырех болтов вертикальной стойки 19 и массивного основания 21, и установлен на полу непосредственно под моторным отсеком автомобиля. На стойке 19 при помощи монтажно-регулировочного стержня 18 производится регулировка высоты расположения электровентилятора 2 в сборе с кожухом 24, дистанционными специальными гайками 16 и монтажной плитой 17 таким образом, чтобы совпадали контрольные метки 23 индикатора пространственного положения, нанесенные краской на кожухе 24 и радиаторе 3, в результате чего обеспечивается соответствие монтажной компоновки модуля в пространстве моторного отсека согласно технической документации на

автомобиль и обеспечивается заданное взаимное пространственное положение электровентилятора 2 в сборе с кожухом 24 и радиатором 3 и исключаются твердые контактные механические связи передачи динамических возбуждений между радиатором и кожухом электровентилятора в зоне их сопряжения. Таким образом, электровентилятор 2 системы охлаждения двигателя при помощи заявляемого опорно-крепежного устройства исключения опорных твердых связей 4 полностью отсоединяется от структуры кузова исследуемого легкового автомобиля 1.

В процессе включения в работу электровенилятора системы охлаждения двигателя и вращения его крыльчатки в заданной зоне пространства моторного отсека создается реальное акустическое поле (воздушный шум) от работы электровентилятора (в штатном режиме - при питании от бортовой электросети автомобиля, или при запитке его от внешнего источника постоянного электрического тока на режиме, соответствующем штатному) и проводится количественная и качественная оценка виброакустических параметров автомобиля по интегральным уровням виброакустических параметров и/или их спектральному составу (уровней внутреннего шума в салоне автомобиля на уровне органов слуха водителя и/или задних пассажиров - L_A, дБА, виброускорений на сиденье водителя, на рулевом колесе, на панелях пола кузова и т.д. - а, м/с²) для двух вариантов способа установки электровентилятора в моторном отсеке: при наложенных и исключенных механических опорных связях между электровентилятором и радиатором системы охлаждения двигателя и/или кузовом - при отсоединении твердых опорных связей радиатора с кузовом, после чего известными методами энергетического суммирования и вычитания определяются воздушная и структурная составляющие шума и вибрации автомобиля при работе электровентилятора системы охлаждения двигателя и их вклад в формирование общих (интегральных) уровней и доминирующего частотного спектра.

1. Автономное опорно-крепежное стендовое устройство исключения штатных механических опорных связей виброшумоактивного навесного агрегата транспортного средства, например модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя легкового автомобиля, содержащее, в частности, изолированный от транспортного средства механизм перемещения и подвеса виброшумоактивного навесного агрегата, отличающееся тем, что силовой несущий каркас устройства выполнен в виде вертикальной стойки, закрепленной на массивном автономном основании, устанавливается на опорной поверхности снизу открытого проема моторного отсека и монтируется непосредственно в пространстве моторного отсека, а механизм перемещения и подвеса виброшумоактивного агрегата состоит из вертикального монтажно-регулировочного стержня и стыковочной промежуточной монтажной плиты, при этом промежуточная монтажная плита крепится к модулю электровентилятора системы охлаждения двигателя посредством дистанционных гаек.

2. Автономное опорно-крепежное стендовое устройство исключения штатных механических опорных связей виброшумоактивного навесного агрегата транспортного средства, типа модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя легкового автомобиля, по п.1, отличающееся тем, что массивное автономное основание несущего силового каркаса устройства выполнено в виде коробчатого цилиндра, заполненного сыпучим виброгасящим веществом, и виброизолировано от опорной поверхности (пола испытательной камеры или поверхности дорожного полотна) посредством опорных резиновых подушек.

3. Автономное опорно-крепежное стендовое устройство исключения штатных механических опорных связей виброшумоактивного навесного агрегата транспортного средства, типа модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя легкового автомобиля, по п.1, отличающееся тем, что вертикальная стойка несущего силового каркаса устройства смонтирована на горизонтальной установочной поперечине, выполненной в виде стального швелера, имеющего крепежные установочные пазы, которая, в свою очередь, закреплена в штатные установочные проемы стенда с беговыми барабанами.

4. Автономное опорно-крепежное стедовое устройство исключения штатных механических опорных связей виброшумоактивного навесного агрегата транспортного средства, типа модуля электровентилятора системы охлаждения двигателя легкового автомобиля, по п.1, отличающееся тем, что монтажно-регулировочный стержень механизма перемещения и подвеса виброшумоактивного агрегата выполнен в виде профиля П-образного сечения, подвижно, с зазорами охватывающего стойку несущего силового каркаса и имеющего на противоположных сторонах соосные монтажные отверстия и пазы, при этом обеспечивается возможность как дискретной ("грубой"), так и плавной ("точной") регулировки высоты подвеса исследуемого виброшумоактивного агрегата.

Похожие патенты: