[1]Изобретение относится к области технической акустики, в частности к виброакустическим исследованиям транспортных средств, преимущественно легковых автомобилей, оборудованных автоматизированной коробкой переключения передач (далее - АКПП).
[2]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 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 фиксации и анализа измерительной информации способствуют, в связи с этим, все более широкому распространению стендовых исследований виброакустических процессов, протекающих в наземных колесных транспортных средствах.
[3]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 упруго-демпфирующих 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. Одним из повышенных источников шума и вибрации автомобиля является трансмиссия, в частности, коробка передач. Автомобили, оборудованные АКПП, характеризуются возможной повышенной передачей вибрационной энергии на кузовные элементы с последующим переизлучением шума в салон автомобиля на режиме холостого хода при удержании автомобиля рабочей тормозной системой в режиме «D» (Drive). Источниками трансмиссионной вибрации и шума могут быть как гидротрансформатор, так и механические элементы - упорные игольчатые подшипники, обгонные муфты, дисковые фрикционные элементы управления, зубчатые зацепления планетарных рядов. 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 вклада путей передачи вибрационной энергии, передающейся от трансмиссионных узлов к панелям кузова автомобиля с целью последующей оптимизации, например, элементов подвески автомобиля, оказывающих влияние на виброакустический комфорт в пассажирском салоне.
[4]Из патента на изобретение РФ №2439528, МПК6 G01M 17/007, G01M 15/00, G01H 9/00, опубл. 10.01.2012, известен принимаемый в качестве прототипа способ идентификации источников шума автомобилей, заключающийся в осуществлении серии предварительных заездов и регистрации параметров внешнего шума транспортного средства на мерном участке, в последующей предварительной идентификации и ранжировании источников шума, в дальнейшей установке транспортного средства на горизонтальной площадке, с дистанцированием его ведущих колес от поверхности площадки, и в проведении уточняющих исследований.
[5]В процессе уточняющих исследований в режиме набора частоты вращения коленчатого вала двигателя, от частоты холостого хода до максимальной, проводят измерение и запись на запоминающее устройство параметров внешнего шума с левой и правой стороны транспортного средства для заданных условиями испытаний передач, получают спектрограммы записанного шума, наносят соответствующие каждой передаче расчетные значения характерных частот и их гармоник, проводят окончательную идентификацию источников шума и их ранжирование в диапазоне частот вращения коленчатого вала.
[6]Способ-прототип направлен на определение источников внешнего и внутреннего шума транспортного средства комбинированным расчетно-экспериментальным методом. Однако, данный способ не позволяет произвести оценку путей передачи вибрационной энергии, производимой трансмиссией, в частности АКПП, в обитаемый отсек (кокпит) транспортного средства. Такая оценка необходима для проведения доводочных работ, направленных на уменьшение уровней вибрации, передающихся на панели кузова и, соответственно, уровней структурного (корпусного) шума, переизлучаемого в кокпит транспортного средства с сопутствующим ухудшением виброакустического комфорта.
[7]Задачей предлагаемого способа и устройства для его осуществления является расширение функциональных возможностей виброакустических исследований транспортных средств, преимущественно автомобилей, оборудованных АКПП.
[8]Задача решается в способе, заключающемся в осуществлении серии предварительных заездов и регистрации параметров внешнего шума транспортного средства на мерном участке, в последующей предварительной идентификации и ранжировании источников шума, в дальнейшей установке транспортного средства на горизонтальной площадке, с дистанцированием его ведущих колес от поверхности площадки, и в проведения уточняющих исследований.
[9]Задача решается тем, что по результатам предварительной идентификации и ранжирования источников шума определяют контрольные точки, где осуществляют установку акселерометров. В процессе уточняющих исследований в режиме набора частоты вращения коленчатого вала двигателя от частоты холостого хода до максимальной и на заданных условиями испытаний режимах работы трансмиссии выполняют предварительные измерения и запись на записывающее устройство параметров виброускорений, зарегистрированных акселерометрами в заданных контрольных точках. Затем, производят демонтаж ведущих колес и штатных приводных полуосей транспортного средства взамен которых устанавливают имитатор привода колес. После чего, в режиме набора частоты вращения коленчатого вала двигателя от частоты холостого хода до максимальной на заданных условиями испытаний режимах работы трансмиссии, выполняют повторное измерение и запись на записывающее устройство параметров виброускорений, зарегистрированных акселерометрами в заданных контрольных точках. После завершения повторных измерений и записи параметров виброускорений производят их сравнение с данными предварительных измерений и сопоставление с данными предварительной идентификации и ранжирования источников внешнего шума. На основании сравнительно-сопоставительного анализа принимают решение о необходимости производства доводочных работ.
[10]Для реализации предлагаемого способа виброакустических исследований автомобиля используют имитатор привода колес, образованный горизонтально расположенной балкой, двумя разнесенными неподвижно соединенными с балкой вертикальными стойками, отстоящие от балки концы каждой из которых выполнены снабженными опорами вращения, а также раскосами и полуосями имитатора, где балка выполнена с возможностью крепления к полу испытательной камеры поперечно к продольной геометрической оси автомобиля, отстоящие от стоек концы каждого из раскосов выполнены с возможностью крепления к полу испытательной камеры, каждая из полуосей имитатора выполнена с возможностью установки одного из ее оппозитных концов в опоре вращения стойки, а другого из ее оппозитных концов в гнезде полуоси трансмиссии испытываемого транспортного средства.
[11]Устройство имитатора привода колес, далее имитатор, используемого в процессе проведения уточняющих исследований по заявляемому способу, и схема его применения поясняются рисунками:
[12]Фиг. 1, где схематически показано устройство имитатора привода колес,
[13]Фиг. 2, где схематически показано применение имитатора.
[14]Этап повторных измерений процесса уточняющих исследований по изобретению реализуется, в том числе, посредством имитатора 1, образованного горизонтально расположенной балкой 2, двумя разнесенными и жестко соединенными с балкой вертикальными стойками 3, отстоящие от балки 2 концы каждой из которых выполнены снабженными опорами вращения 4, а также раскосами 5 и установленными в опорах вращения полуосями 6 имитатора, каждая из которых снабжена шарниром равных угловых скоростей 7, расположенным с отступом от опоры вращения 4. В качестве шарниров равных угловых скоростей 7 предпочтительно использовать штатные шарниры, входящие в конструкцию исследуемого автомобиля. Торцы балки 2 и отстоящие от стоек 3 концы раскосов 5 выполнены снабженными крепежными гнездами 8. Балка 2, стойки 3 и раскосы 5 выполнены полыми, заглушенными, сформированными из толстостенных металлических труб, заполненными сыпучим вибродемпфирующим материалом (например, кварцевым песком). Отстоящие от опоры вращения концы полуосей 6 имитатора выполнены сформированными с возможностью их установки в гнезда полуосей (не показаны) трансмиссии (не показана) испытываемого транспортного средства 9.
[15]Процесс уточняющих исследований по изобретению реализуется в безэховой камере (не показана), содержащей горизонтальную площадку, образованную полом (не показан) безэховой камеры или установленной на полу массивной пазовой плитой 10, подготовленным к испытаниям транспортным средством 9 (показан легковой автомобиль), неподвижно расположенным на пазовой плите 10 безэховой камеры, установленным с дистанцированием его ведущих колес от поверхности пазовой плиты 10, а также имитатором 1, расположенным на пазовой плите 10 под транспортным средством 9. Имитатор 1 выполнен неподвижно закрепленным на пазовой плите 10 безэховой камеры посредством крепежных гнезд 8, сформированных в торцах балки 2 и на отстоящих от опор вращения 4 концах раскосов 5 (элементы сопряжения гнезд с пазовой плитой не показаны). Балка 2 имитатора 1 выполнена установленной поперечно, относительно продольной геометрической оси транспортного средства 9. При этом оппозитные к опорам вращения 4 концы каждой из полуосей 6 имитатора 1 выполнены установленными в гнезда полуосей (не показаны) трансмиссии (не показана) испытываемого транспортного средства 9.
[16]Описанные выше конструктивно-технологическое исполнение балки 2, стоек 3 и раскосов 5 имитатора 1, а также способ базирования имитатора 1 на пазовой плите 10 обеспечивают низкую вибровозбудимость имитатора 1 и, как следствие, отсутствие существенного «паразитного» влияния имитатора на виброакустические параметры исследуемого транспортного средства.
[17]Заявляемый способ виброакустических исследований транспортного средства испытаний по изобретению реализуется ниже приведенным образом.
[18]Для предварительной оценки виброакустических характеристик транспортного средства на мерном участке выполняют серию предварительных, на заданных условиями испытаний режимах работы трансмиссии, заездов транспортного средства с одновременной регистрацией и записью параметров внешнего шума, после чего осуществляют предварительную идентификацию и ранжирование источников шума. По результатам предварительной идентификации и ранжирования источников шума определяют контрольные точки, где впоследствии будет осуществлена установка акселерометров. Затем испытываемое транспортное средство размещают в безэховой камере (не показана) на горизонтальной площадке, образованной пазовой плитой 10, установленной на полу (не показан) безэховой камеры. Транспортное средство устанавливают с дистанцированием его ведущих колес от поверхности пазовой плиты 10. В контрольных точках, определенных по результатам предварительной оценки виброакустических характеристик транспортного средства, производят монтаж акселерометров (не показаны) и осуществляют их коммутацию с регистрирующей и измерительной аппаратурой безэховой камеры (не показаны). Контрольные точки, как правило, расположены на поверхности наиболее вибровозбудимых элементов транспортного средства, в числе которых замечены элементы подвески, опоры двигателя, элементы кузова, а также расположенные в кокпите рулевое колесо и рычаг переключения режимов работы АКПП.
[19]Установка акселерометров завершает подготовку транспортного средства к этапу уточняющих исследований.
[20]В режиме набора частоты вращения коленчатого вала двигателя, от частоты холостого хода до максимальной и на заданных условиями испытаний режимах работы трансмиссии, выполняют предварительные измерения виброускорений, зарегистрированных акселерометрами в заданных контрольных точках и запись их параметров на записывающее устройство (не показано).
[21]После проведения предварительных измерений производят демонтаж штатных колес и приводных полуосей (не показаны) транспортного средства 9, размещают имитатор 1 под транспортным средством 9, выполняют установку в гнезда полуосей (не показаны) трансмиссии (не показана) испытываемого транспортного средства 9 оппозитных к опорам вращения 4 концов полуосей 6 имитатора 1, а затем осуществляют фиксацию имитатора 1 на пазовой плите 10.
[22]После чего, в режиме набора частоты вращения коленчатого вала двигателя от частоты холостого хода до максимальной на заданных условиями испытаний режимах работы трансмиссии, выполняют повторное измерение и запись на записывающее устройство параметров виброускорений, зарегистрированных акселерометрами в заданных контрольных точках.
[23]После завершения повторных измерений и записи параметров виброускорений производят сравнение зарегистрированных частотных характеристик исследуемых виброакустических параметров в предварительном и повторном измерениях, а также их сопоставление с данными предварительной идентификации и ранжирования источников внешнего шума. На основании сравнительно-сопоставительного анализа выявляют наиболее критичные, с точки зрения передачи вибрационной энергии, зоны/элементы исследуемого транспортного средства, определяют пути передачи вибрационной энергии и принимают решение о необходимости производства доводочных работ.
[24]Предлагаемый способ виброакустических исследований автомобиля и устройство для его осуществления позволяет произвести оценку путей передачи вибрационной энергии, производимой трансмиссией, преимущественно АКПП, в кокпит транспортного средства, и, таким образом, расширить функциональные возможности известных способов исследования шума транспортного средства.
