способ измерения внешнего шума автомобиля

Формула изобретения

Способ измерения внешнего шума автомобиля, заключающийся в серии измерений уровней шума с левой и правой сторон автомобиля, движущегося по мерному участку в режиме разгона поочередно на различных передачах относительно неподвижного микрофона, из которых выбирают максимальное значение уровня, отличающийся тем, что после проведения измерений к глушителю выпуска отработавших газов автомобиля присоединяют дополнительный глушитель и проводят измерение уровня внешнего шума со стороны автомобиля и на передаче, соответствующих максимальному значению уровня внешнего шума автомобиля без дополнительного глушителя, а затем по величине разности между максимальным уровнем внешнего шума автомобиля без дополнительного глушителя и уровнем внешнего шума автомобиля с дополнительным глушителем определяют вклад глушителя выпуска отработавших газов во внешнее звуковое поле автомобиля.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области акустики транспортных средств, более конкретно к способу измерения внешнего шума автомобиля, и может быть использовано для определения вклада глушителя выпуска отработавших газов во внешнее звуковое поле автомобиля с целью выбора рациональных путей снижения внешнего шума автомобиля и уменьшения затрат по его акустической доводке.

Известен способ измерения внешнего шума автомобиля, описанный в ГОСТ Р 41.51-99 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств, имеющих не менее четырех колес, в связи с производимым ими шумом», Издательство стандартов, г.Москва, 2000 г., стр.12, 13, который заключается в том, что на мерном участке измеряют уровень шума движущегося в режиме разгона автомобиля с левой и правой его сторон (понятия «левая» и «правая» стороны автомобиля определяются относительно направления его движения). Измерения проводят для различных передач. Микрофон устанавливают на расстоянии 7,5±0,2 м от контрольной линии СС' (см. рис.1 на стр.15 упомянутого ГОСТа). За результат измерений внешнего шума автомобиля принимают максимальное значение уровня, реализовавшегося при измерениях. Приведенный способ выбран в качестве прототипа как наиболее близкий по сути к заявляемому техническому решению.

Прежде, чем перейти к критике прототипа, необходимо отметить следующее. Внешний шум автомобиля является суммой отдельных составляющих его источников, к которым относятся двигатель, системы газообмена двигателя (система выпуска отработавших газов и система впуска воздуха для процесса сгорания топлива), агрегаты трансмиссии (коробка передач, мосты), вентилятор системы охлаждения двигателя, шины и некоторые другие. Основным источником внешнего шума, как правило, является двигатель. Следующим по значимости вклада во внешнее звуковое поле автомобиля источником (в особенности, для грузовых автомобилей с мощными дизельными двигателями) является система выпуска отработавших газов. При недостаточно высокой эффективности уровень шума, излучаемый глушителем системы выпуска отработавших газов (газодинамическая составляющая выпуска), может превалировать над шумом двигателя. Вклад остальных из перечисленных источников шума во внешнее звуковое поле незначителен и начинает сказываться только после существенного снижения шума двигателя и глушителя. Таким образом, двигатель и глушитель выпуска отработавших газов являются основными источниками шума, определяющими внешнее звуковое поле автомобиля, и успешное решение задачи по его снижению существенным образом зависит от определения вклада этих источников во внешнее звуковое поле, поскольку необходимо правильно выбрать одно из направлений работ: либо снижать шум двигателя, либо повышать эффективность глушителя.

Недостатком способа-прототипа является то, что он не позволяет определить вклад отдельных источников шума во внешнее звуковое поле автомобиля (в частности, глушителя), поскольку на расстоянии 7,5 м, как описано в ГОСТ Р 41.51-99, источники невозможно идентифицировать с достаточной точностью. Следствием этого может стать выбор неэффективного пути снижения внешнего шума автомобиля, который не даст положительных результатов, повлечет излишние материальные и финансовые затраты и т.д.

Задачами, решаемыми настоящим изобретением, являются:

- идентификация источников внешнего шума автомобиля путем определения вклада глушителя выпуска отработавших газов во внешнее звуковое поле;

- уменьшение затрат на акустическую доводку автомобиля в части внешнего шума.

Достигается это тем, что после проведения серии измерений внешнего шума автомобиля по известному способу-прототипу:

- к глушителю выпуска отработавших газов автомобиля присоединяют дополнительный глушитель;

- проводят измерение внешнего шума со стороны автомобиля и на передаче, соответствующих максимальному значению уровня внешнего шума автомобиля без дополнительного глушителя;

- по величине разности между максимальным уровнем внешнего шума автомобиля без дополнительного глушителя и уровнем внешнего шума автомобиля с дополнительным глушителем определяют вклад глушителя выпуска отработавших газов во внешнее звуковое поле автомобиля.

Суть заявляемого способа измерения внешнего шума автомобиля поясняется на чертеже, где схематично представлен автомобиль, содержащий двигатель 1, трубу 2 системы выпуска, по которой отработавшие газы от двигателя 1 подаются к глушителю 3, к которому присоединяется дополнительный глушитель 4 посредством гибкого металлорукава 5. Автомобиль имеет передний 6 и задний 7 мосты, на которые установлены колеса с шинами 8. Микрофон 9, предназначенный для измерения внешнего шума, отстоит на расстоянии =7,5 м от продольной оси симметрии автомобиля. Направление движения автомобиля показано стрелкой.

Реализация заявляемого способа измерения внешнего шума автомобиля осуществляется следующим образом. Сначала проводят серию измерений внешнего шума автомобиля с левой и правой его сторон при движении по мерному участку в режиме разгона поочередно на различных передачах с глушителем 3 (см. чертеж). При этом дополнительный глушитель 4 и гибкий металлорукав 5 не установлены. По результатам серии измерений выбирают максимальное значение уровня, реализовавшееся с определенной стороны автомобиля и на определенной передаче. Обозначим это значение L_max , которое реализовалось, например, на четвертой передаче с правой стороны автомобиля. После этого к глушителю 3 автомобиля присоединяют дополнительный глушитель 4 с помощью гибкого металлорукава 5 и вновь проводят измерения внешнего шума автомобиля с правой стороны, движущегося в режиме разгона на четвертой передаче. Обозначим измеренное при этом значение уровня шума L₀ . После этого получают разность L_max-L_o , по которой определяют вклад глушителя 3 во внешнее звуковое поле автомобиля (в точке расположения микрофона 9). Если L _max-L_o>0, то это говорит о том, что эффективность глушителя 3 недостаточна и в первую очередь при снижении внешнего шума автомобиля необходимо повышать эффективность глушителя 3. Если L_max-L_o=0, то эффективность глушителя 3 достаточна и необходимо снижать шум двигателя 1.

Предприятием ОАО «Автомобильный завод «Урал» изготовлен опытный образец дополнительного глушителя для реализации заявленного способа. Дополнительный глушитель выполнен в виде параллелепипеда квадратного сечения 300×300 мм длиной 2000 мм из стали толщиной 1,5 мм и имеет одну входную трубу 104 мм и две выходные трубы 104 мм длиной 700 мм. К входной трубе дополнительного глушителя с помощью фланцевого соединения крепится гибкий металлорукав, который вторым концом стыкуется к глушителю автомобиля. Гидравлическое сопротивление дополнительного глушителя составляет 3,5-4,0 кПа и не оказывает существенного влияния на работу двигателя. Со стороны входной трубы дополнительного глушителя внутри него установлен слой звукопоглощающего материала типа URSA для исключения возникновения акустических резонансных колебаний.

Заявляемый способ апробирован на автомобиле Урал-4320-41 с колесной формулой 6×6, дизельным двигателем ЯМЗ-236БЕ2 мощностью 250 л.с. и глушителем МАК-2.36-120.10.10. Результаты измерений внешнего шума автомобиля в дБА без дополнительного глушителя приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что максимальный уровень внешнего шума автомобиля составил 86,0 дБА и реализовался с правой стороны автомобиля при движении на третьей передаче, т.е. L_max =86,0 дБА. После этого на автомобиль был установлен описанный выше дополнительный глушитель и проведены измерения внешнего шума автомобиля с дополнительным глушителем при его движении в режиме разгона на третьей передаче с правой стороны автомобиля. Результаты трех измерений составили 84,5, 85,0 и 84,5 дБА (среднеарифметическое значение 84,7 дБА, значение по ГОСТ Р41.51-99 85,0 дБА). Таким образом, измеренное с дополнительным глушителем значение уровня составило L_o=85,0 дБА, а разность L_max-L _o=1,0 дБА > 0, откуда следует, что установка дополнительного глушителя приводит к снижению на 1,0 дБА внешнего шума автомобиля в точке установки микрофона, следовательно, проблему снижения внешнего шума данного автомобиля необходимо решать с повышения эффективности его глушителя, а затем, добившись значения L _max-L_o=0, приступать к снижению шума двигателя и других источников. Величина разности L_max-L _o=1,0 дБА является вкладом глушителя во внешнее звуковое поле данного автомобиля.

Применение предложенного способа измерения внешнего шума автомобиля позволяет проводить идентификацию источников внешнего шума автомобиля, что приводит к сокращению сроков работ и уменьшению затрат на его акустическую доводку по внешнему шуму. По мнению заявителя, заявляемый способ обладает новизной и существенными отличиями по сравнению с прототипом и может быть защищен патентом.