Акустический моторный стенд для исследовательских и доводочных работ по заглушению шума системы впуска двигателя внутреннего сгорания
Стенд со смонтированным на нем объектом исследований - системой впуска ДВС в сборе с ДВС и его навесными агрегатами установлен в безэховой камере с звукопрозрачным полом. Корпус ДВС в сборе с системой впуска и навесными агрегатами охвачен объемным звукоизолирующим кожухом (ОЗК) с входной торцевой частью для подключения вентиляторной воздуходувки стенда и сквозным коммуникационным отверстием для отвода среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС вне полости кожуха, смонтированного как на несущих элементах устройств крепления ДВС на стенде, так и на отдельной опорной стойке, виброизолированно смонтированной на несущих элементах звукопрозрачного пола безэховой камеры. Входная торцевая часть ОЗК герметично сопряжена с соплом вентиляторной воздуходувки с помощью гибкого виброизолирующего соединительного элемента, образующего направляющий канал для направленного принудительного подвода охлаждающего воздуха к термонагруженным элементам ДВС, расположенным внутри кожуха. Несущая оболочка кожуха выполнена в виде сплошного или перфорированного листа, или металлической проволочной сетки. Внешняя поверхность несущей оболочки кожуха футерована пористым звукопоглощающим материалом с защитным звукопрозрачным слоем. Структура кожуха может содержать отдельные термостойкие фрагменты футеровок. Кроме того, сквозное коммуникационное отверстие сопряжения кожуха с проходящим через структуру кожуха воздухозаборным патрубком воздухоочистителя системы впуска ДВС содержит плотно и беззазорно охватывающий его в зоне сопряжения с кожухом эластичный уплотнитель. Изобретение позволяет повысить точность и объективность производимых оценок. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к контрольно-диагностическому оборудованию, в частности к испытательному стенду для проведения стендовых исследовательских и доводочных работ по заглушению шума системы впуска двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).
При проведении опытно-конструкторских работ (ОКР) при разработке, исследованиях, доводке и постановке на производство конструкций ДВС широкое распространение получили стендовые испытания ДВС. В спектре исследовательских и доводочных работ при стендовых испытаниях ДВС важное место занимают работы по заглушению газодинамического и корпусного шума системы впуска ДВС, являющегося одним из основных источников возбуждения и излучения акустической энергии (в окружающую среду или кабину (салон) транспортного средства, используещего ДВС в качестве энергетической установки). Современные технологии виброакустических исследований и доводки конструкций ДВС предусматривают использование специальных строительных сооружений в виде виброизолированных безэховых или полубезэховых акустических камер, низкошумных приводных (тормозных) механизмов стендов, разнообразных устройств функционирования и управления работой стенда, измерительной и анализирующей аппаратуры
В качестве базового оборудования стенд испытаний ДВС содержит:
- автономный (виброизолированный) фундамент для поглощения вибраций, возникающих из-за действия в двигателе неуравновешенных сил и моментов инерции;
- фундаментную плиту (пазовую) для установки исследуемого ДВС и тормоза;
- стойки для установки и крепления ДВС на фундаментной плите;
- нагрузочный тормоз (гидравлический, электрический) для поглощения развиваемой ДВС мощности с устройством измерения крутящего момента на валу двигателя (тормоза);
- вал и специальные муфты для соединения коленвала ДВС с валом тормоза;
- устройства и коммуникации для подачи в двигатель охлаждаемого смазочного масла, охлаждающей жидкости системы охлаждения ДВС, отвода в атмосферу отработавших и картерных газов двигателя;
- устройства и коммуникации для питания двигателя топливом и воздухом с соответствующими датчиками и приборами для измерения расхода, температуры, давлений воздуха и топлива;
- специальные устройства для регулирования и определения отдельных параметров, влияющих на рабочий процесс и показатели ДВС (угол опережения зажигания, состав смеси, угол опережения начала впрыска);
- системы, обеспечивающие регулирование и управление ДВС в процессе испытаний;
- пульт с размещенными на нем органами пуска и управления ДВС;
- приборы для контроля работы двигателя и приборы для регистрации замеряемых величин;
- дополнительные устройства и приборы, предназначенные для специальных исследований с целью определения отдельных параметров ДВС (токсичности, дымности, шума, вибраций, тепловой напряженности, деформаций отдельных деталей и т.п.).
Для проведения стендовых виброакустических исследовательских и доводочных работ на ДВС нашли широкое применение специализированные нагрузочные стенды, установленные в специальных акустических (полузаглушенных или безэховых) камерах [например, 1, 2, 3, 4]:
[1] Adam Gavine. The American Way. Testing Technology International, November, 2000, p.28...31;
[2] ГУП НИЦИАМТ «Акустический центр выполнит:». Автомобильная промышленность, 2000, №11, 1.
[3] Peter Brandstatt, Helmut V.Fuchs and Manfred Roller. Novel silencers and absorbers for wind tunnels and acoustic test cells. Noise Control Eng. J. 50(2), 2002 Mar-Apr, 41-49.
[4] Peter Gutzmer und Reimer Pilgrim. Motorakustische Versuchs-und Meβtechnik bei Porsche. MTZ, Motortechnische Zeitschrift, 48 (1987), 2, 47...50.
В частности, в [1] приведен пример использования полузаглушенной акустической камеры фирмы «Крайслер» (США), в [2] - акустический моторный стенд центрального автополигона ГУП НИЦИАМТ (г.Дмитров Московской обл.) с жестким звукоотражающим полом, на пазовой плите которого с помощью специальных стоек закреплен исследуемый ДВС. Тормозные (или приводные - на режимах прокрутки двигателя без реализации в нем рабочего процесса) установки стенда (их 2) находятся на этом же уровне вне помещения акустической камеры и располагаются за стенами камеры в соседнем помещении (помещение машинного зала). Исследуемый ДВС с тормозной балансирной машиной соединяется с помощью специальных приводных валов (валов отбора мощности), обеспечивающих передачу крутящего или тормозного момента между ними. Концевые участки приводных валов закреплены с помощью специальных стоек к пазовой плите и непосредственно поверхности пола камеры. Трубопроводы и различные коммуникационные элементы систем питания, охлаждения, отвода выхлопных газов выводятся из пространства акустической камеры через специальные звукоизолированные проемы в полу (пазовой плите) камеры в машинное отделение стенда, оборудованное различными технологическими системами и агрегатами обеспечения функционирования стенда. Недостатками используемой концепции акустического моторного стенда является применение камеры с жестким звукоотражающим полом, искажающим реальное звуковое поле исследуемого ДВС (в особенности, - излучение звука нижней частью ДВС, находящейся в непосредственной близости от звукоотражающей поверхности пола, которая, как правило, у всех поршневых ДВС является наиболее шумовиброактивной). Именно в связи с этим нижняя зона двигателя представляет для исследователей и доводчиков ДВС наибольший практический интерес и требует выполнения в этой зоне наиболее трудоемких и, по-возможности, наиболее точных и объективных исследований. С другой стороны, применение в качестве соединительных приводных элементов, соединяющих коленчатый вал ДВС и вал отбора мощности тормозной машины стенда, длинных карданных валов с опорными подшипниками в вертикальных стойках, установленных на пазовой плите и непосредственно полу камеры, вызывает проблемы их центровки с коленчатым валом исследуемого ДВС и, как следствие, генерирование вибросил на частотах и порядковых гармониках их вращения, передаваемых через опорные связи как непосредственно исследуемому ДВС, вызывая его дополнительное шумоизлучение, так и некоторым присоединенным структурам акустической камеры (например, полу камеры), что влечет дополнительное искажение регистрируемых шумовых характеристик как исследуемого ДВС, так и излучение «паразитного» звука непосредственно защитными кожухами валов стенда, а также и излучение «паразитного» звука непосредственно полом акустической камеры, вследствие передачи этого вибрационного возбуждения на пол (пазовую плиту) через опорные стойки валов.
Акустический моторный стенд ф. BMW (см. [3]) содержит полностью безэховую камеру, а исследуемый ДВС устанавливается на звукопрозрачном решетчатом полу, что дает возможность проводить качественные исследования шумового излучения со стороны нижней части ДВС. Тормозная установка находится на одном уровне с ДВС в соседнем помещении за стеной безэховой камеры. Недостатком, также как и в [1], [2], является применение в качестве соединительной связи длинного вала, что вызывает проблемы его центровки с коленчатым валом исследуемого ДВС и, как следствие, генерирование вибросил на частотах и порядковых гармониках их вращения, передаваемых через опорные связи непосредственно исследуемому ДВС, вызывая его дополнительное шумоизлучение.
Более прогрессивным методом исследования и регистрации акустической энергии, излучаемой ДВС в стендовых условиях, является использование концепции акустического моторного стенда, описанного в публикации [4], применяемого в исследовательском центре фирмы «Порше» (ФРГ). В данном случае он предусматривает применение тормозного (нагрузочного) стенда, установленного по центру камеры внизу под поверхностью пола полностью заглушенной безэховой акустической камеры. Передача крутящего (тормозного) момента осуществляется при этом бесконечной гибкой связью - гладкоременной передачей. В этом случае пол акустической камеры выполнен полностью виброизолированным от автономного фундамента, на котором установлен приводной (тормозной) стенд, а его поверхность (пола) покрыта эффективным шумопоглощающим материалом (специальными шумопоглощающими клиньями). Корпус двигателя, как объект исследования, в этом случае располагается вблизи геометрического центра воздушного пространства камеры, т.е. в зоне, наиболее удаленной от звукоотражающих поверхностей (с «наилучшей акустикой»). Нижняя зона исследуемого ДВС не находится вблизи звукоотражающей поверхности пола, как это имело место в [1] и [2], а является открытой для качественных, объективных измерений параметров акустического поля исследуемого ДВС.
Из патента ФРГ 4019581 А1 - [5] известна конструкция испытательного стенда ф. «БМВ» для исследований и доводочных работ по газодинамическому источнику шума ДВС - система выпуска отработавших газов. Испытательный стенд представлен в виде комплекса двух камер с выводом выхлопной трассы в отдельное безэховое помещение. Существенным недостатком данной конструкции является сложность и дороговизна строительного сооружения, сложность компоновки выхлопной трассы, невозможность многоцелевого (универсального) использования данной испытательной камеры. Излучение звука свободным срезом выхлопной трубы исследуемой системы выпуска производится в заглушенную камеру относительно небольших размеров (объема), что неблагоприятно с точки зрения получения объективных результатов измерений вследствие формирования интенсивного вклада отраженного акустического поля (в сравнении с излучением звука в пространство крупногабаритных камер).
Известен акустический моторный стенд, входящий в состав устройства для оценки уровня корпусного шума ДВС, описание которого приведено в [6] - свидетельстве на полезную модель Российской Федерации №20804, 27.11.2001, Бюл. №33, принимаемый в качестве ПРОТОТИПА. В данном случае описанное устройство для оценки уровня корпусного шума ДВС, содержащее комплект виброакустической, измерительной, анализирующей и регистрирующей аппаратуры, объект исследований - ДВС, установленный на испытательном стенде в безэховой акустической камере с приточно-вытяжной вентиляцией, систему выхлопа, которая герметично выведена в технологическую систему отсоса выхлопных газов испытательного стенда, и крыльчатку вентилятора системы охлаждения ДВС, приведенную в нерабочее состояние, в комплексе обеспечивает исключение вклада уровней газодинамической составляющей шума системы впуска ДВС в точках установки измерительных микрофонов, расположенных вокруг корпуса ДВС, за счет герметичного подсоединения открытого среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя с гибким шлангом, осуществляющим забор воздуха в ДВС из полости сопла приточной вентиляции акустической камеры. В это же время, в практике исследовательских и доводочных работ по виброакустике ДВС часто приходится решать прямо противоположную задачу - исключать вклад уровней корпусного шума ДВС при исследовательских и доводочных работах по акустике элементов системы впуска ДВС. Это необходимо для качественной и количественной оценки звукового излучения, производимого элементами системы впуска ДВС и, в частности, газодинамического шума, производимого открытым срезом воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС, при существенном снижении шума «посторонних акустических помех» для получения объективных оценок в более широком динамическом и частотном диапазонах. В данном случае «посторонними акустическими помехами» является излучение звука, производимое вибрирующими поверхностями корпуса ДВС, вибрирующими стенками навесных вспомогательных агрегатов ДВС, а также аэродинамический шум вентиляторной воздуходувки, охлаждающей термонагруженные детали исследуемого ДВС в условиях моторного бокса. Известные акустические моторные стенды, конструкция которых представлена в [1]-[6], не содержат специализированных устройств и технологий для обеспечения требуемой высокой звукоизоляции корпусного шума в технологиях исследовательских и доводочных работ по оценке эффективности устройств заглушения шума системы впуска ДВС. Именно для решения данной технической задачи и предназначен акустический моторный стенд, конструкция которого представлена в заявляемом изобретении.
Известны конструкции шумоизолирующих экранов, предназначенных для заглушения шума «посторонних помех» при выполнении исследовательских работ по оценке источников шума ДВС. В частности, в [7] - Everett Armold and Warner Frazer (Detroit Diesel Corp.), W.J.J.Hoge (Noise Cancellation Technologies, Inc.). Development of a Prototype Active Muffler for the Detroit Diesel 6V-92 ТА Industrial Engine. Статья SAE №911045, стр.57-66, представлена конструкция шумоизолирующего экрана (см. фиг.3, 5 данной публикации), применяемого при исследовании шума системы выпуска дизельного двигателя 6V-92 ТА, для изоляции корпусного шума ДВС. Экран выполнен в виде прямоугольного деревянного щита, футерованного слоем пористого звукопоглощающего материала толщиной 25 мм. Недостатком данного экрана является его жесткая крупногабаритная конструкция, не дающая возможности применить экран для звукоизоляции корпусного шума ДВС и аэродинамического шума вентиляторной воздуходувки в технологиях исследования газодинамического шума системы впуска ДВС, в особенности - компактных конструкций систем впуска, в случаях расположения свободного среза воздухозаборного патрубка непосредственно вблизи корпуса ДВС (например, впускные шланги, патрубки короткой длины, когда расходомер воздуха, ресивер, акустические резонаторы и камера воздухоочистителя в сборе с фильтрующим элементом сгруппированы в виде интегрированного в единый компактный корпус модуля впуска).
Сущность изобретения заключается в том, что в известном акустическом моторном стенде, установленном в безэховой камере с звукопрозрачным полом, содержащем, в частности, нагрузочный тормоз, элементы механической связи вала ДВС с валом нагрузочного тормоза, комплекты регулирующей, измерительной и анализирующей аппаратуры, объект исследования - ДВС в сборе с системой впуска и навесными агрегатами, смонтированный на стенде с помощью несущих цельнометаллических продольных и поперечных направляющих и цельнометаллических стоек, система выпуска отработавших газов ДВС сообщена с технологической трассой отсоса выхлопных газов, крыльчатка вентилятора системы охлаждения ДВС, как правило, демонтирована, как интенсивный источник постороннего шума - корпус ДВС в сборе с системой впуска и навесными агрегатами охвачен объемным звукоизолирующим кожухом (далее - кожухом) с входной торцевой частью для подключения вентиляторной воздуходувки стенда и сквозным коммуникационным отверстием для отвода среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС вне полости кожуха, смонтированного как на элементах устройства крепления ДВС на стенде, так и на отдельной опорной стойке, виброизолированно смонтированной на несущих элементах звукопрозрачного пола безэховой камеры посредством резьбового соединения через виброизолирующие прокладки; при этом торцевая входная часть кожуха герметично сопряжена с соплом вентиляторной воздуходувки с помощью гибкого виброизолирующего соединительного элемента (например, гофрированный толстостенный резиновый шланг), образующего направляющий канал для принудительного, направленного подвода охлаждающего воздуха к термонагруженным элементам ДВС, расположенным внутри кожуха. Несущая оболочка кожуха выполнена в виде сплошного перфорированного или тонкостенного металлического листа (предпочтительней из легкодеформируемого металла - алюминиевого, медного, свинцового), проволочной металлической сетки или из аналогичных материалов, а внешняя поверхность несущей оболочки футерована пористым звукопоглощающим материалом с защитным звукопрозрачным слоем; сквозное коммуникационное отверстие сопряжения кожуха с воздухозаборным патрубком воздухоочистителя системы впуска ДВС содержит плотно и беззазорно охватывающий его в зоне сопряжения с кожухом эластичный (например, резиновый, пористый пенистый или волокнистый) уплотнитель. Свободный звукоизлучающий срез воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска располагается при этом вне пространства, охваченного кожухом корпуса ДВС с навесными агрегатами в сборе, т.е. в зоне, где обеспечен более низкий шумовой фон от «посторонних» источников шума (ДВС с навесными агрегатами, вентиляторная воздуходувка). Внешняя звукопоглощающая футеровка кожуха обеспечивает при этом более слабое отражение звуковых волн, излучаемых непосредственно свободным срезом воздухозаборного патрубка воздухоочистителя. Таким образом, реализуются условия обеспечения более широкого динамического и частотного диапазона исследований шума впуска. Измерительный микрофон устанавливается непосредственно вблизи излучающего звук свободного среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС (расстояние от микрофона до среза патрубка определяется конкретной технологической процедурой исследователя). Интегрирование кожуха посредством гибкого виброизолирующего элемента с соплом вентиляторной воздуходувки позволяет принудительно и направленно охлаждать наиболее термонагруженные элементы ДВС с одновременным ослаблением шума, генерируемого соплом вентиляторной воздуходувки звукоизолирующей структурой оболочки кожуха. Структура кожуха может содержать отдельные термостойкие фрагменты футеровок (например, из базальтовых или стеклянных волокон).
Сущность изобретения иллюстрируется на чертежах.
На фиг.1 представлена полностью заглушенная безэховая акустическая камера, в которой установлен, заявляемый в качестве изобретения, акустический моторный стенд для исследовательских и доводочных работ по заглушению шума системы впуска ДВС.
На фиг.2 представлен фрагмент конструкции предлагаемого акустического моторного стенда для исследовательских и доводочных работ по заглушению шума системы впуска ДВС, содержащий устройство крепления ДВС на стенде с смонтированным объемным звукоизолирующим кожухом.
На фиг.3 показана схема монтажа отдельной стойки крепления кожуха к звукопрозрачному полу испытательной камеры.
На фиг.4, 5, 6 представлены структурные составляющие кожуха.
На фиг.7 показан фрагмент кожуха с отверстием сопряжения с воздухозаборным патрубком воздухоочистителя системы впуска ДВС.
На фиг.8 показан узел сопряжения кожуха с соплом вентиляторной воздуходувки с помощью гибкого соединительного элемента.
Изобретение, изображенное на фиг.1, представляет собой моторный стенд, смонтированный в безэховой акустической камере 1, с установленной внизу под поверхностью пола 2 приводной (тормозной) балансирной асинхронной (или постоянного тока) машиной 3 на виброизолированном специальными пружинами 4 автономном фундаменте 5. Внутренняя бетонная оболочка 6 камеры 1 установлена по периметру пола 7 на специальных пружинах 8 и полностью изолирована от внешней бетонной оболочки 9 (принцип строительства «камера в камере»). Пол 10 акустической камеры 1 виброшумоизолирован от фундамента 5, на котором установлена балансирная асинхронная машина 3, резиновыми уплотнениями 11. Поверхность пола 10, 2, стен 6 и потолка 12 камеры 1 покрыта специальными шумопоглощающими клиньями (кулисами) 13. Балансирная асинхронная машина 3 через элементы механических связей передает крутящий (тормозной) момент через нижний вал 14, установленный в корпусе 15 нижнего опорного подшипникового узла, приводной ремень 16, верхний вал 17, закрытый защитным кожухом 18. Область вращения приводного ремня 16 закрыта защитным кожухом 19. Объект испытаний - ДВС 20 монтируется через упругие резинометаллические опоры 21 и усиленные кронштейны на несущих элементах устройства крепления ДВС на стенде - вертикальных стойках 23, имеющих возможность перемещаться по поперечным направляющим 24 и фиксироваться в необходимом положении. Поперечные направляющие 24, в свою очередь, могут свободно перемещаться при выполнении монтажных работ и фиксироваться вдоль продольных направляющих 25. Продольные направляющие балки 25 устройства крепления ДВС на стенде, стойки 26 защитного кожуха 18, корпус 27 верхнего опорного подшипникового узла смонтированы на несущем силовом каркасе 28. Несущие элементы пола испытательной камеры выполнены в виде звукопрозрачных решеток 29, установленных на опорных стойках и изолированных от рамы 30 несущего силового каркаса 28. Воздушная полость камеры 1 вентилируется высокопроизводительной приточной 31 и вытяжной 32 вентиляцией. Корпус ДВС и его вспомогательные навесные агрегаты, смонтированные на испытательном стенде, охвачены кожухом 33, имеющим сквозное отверстие сопряжения 34, в которое беззазорно, с использованием уплотнителя, выведен воздухозаборный патрубок 35 воздухоочистителя. Торцевая входная часть звукоизолирующего кожуха 33 герметично сопряжена с соплом вентиляторной воздуходувки 36 с помощью узлового гибкого виброизолирующего соединительного элемента 37 (например, гофрированного резинового шланга), образующего направляющий канал для подвода охлаждающего воздуха к термонагруженным деталям ДВС.
Сущность изобретения поясняется графически.
На фиг.2 представлен фрагмент конструкции заявляемого акустического моторного стенда, содержащий кожух 33, охватывающий испытуемый ДВС в сборе с вспомогательными навесными агрегатами. В предлагаемом варианте исполнения кожух 33 смонтирован с одной стороны ДВС (со стороны расположения воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска) на вертикальных стойках 23 устройства крепления ДВС на стенде посредством фиксации установочного кронштейна 38 кожуха 33 штатным стягивающим болтом 39 вертикальной стойки 23. С противоположной стороны ДВС кожух 33 смонтирован на отдельной стойке 40, содержащей монтажные шпильки 41 и 42, на которые устанавливается и фиксируется гайками 43 и 44 боковая часть кожуха 33. Стойка 40 (см. фиг.3) выполнена в виде металлической трубы с внутренней резьбой в ее нижней части и устанавливается на решетке звукопрозрачного пола 29 посредством резьбового соединения - ввинчиванием монтажного болта 45 в нижнюю полость трубчатой стойки и прижатием ее к решетке пола 29. Для уменьшения передачи вибрационного возбуждения на структуру кожуха 33 труба стойки 40 смонтирована к полу через упругую (например, резиновую) виброизолирующую прокладку 46. При необходимости, возможно выполнение крепления кожуха 33 к корпусу ДВС через другие эффективные виброизолирующие элементы (на эскизах не показано) или применение комбинированного крепления кожуха, сочетающего варианты монтажа к вертикальным стойкам 23, поперечным направляющим балкам 24, к корпусу ДВС. Несущая металлическая оболочка 47 кожуха 33 выполняется из тонкостенного сплошного или перфорированного листа (см. фиг.4, 5 - например, алюминиевого, медного, свинцового и т.п.), охватывающего, в качестве экранирующего звукоизолирующего кожуха, «посторонние звукоизлучающие поверхности» вибрирующих и излучающих шум стенок корпуса ДВС и его навесных агрегатов. Возможно конструктивное исполнение несущей оболочки 47 в виде металлической проволочной сетки (см. фиг.6) - медной, алюминиевой, стальной. Внешняя поверхность несущей оболочки 47 (обращенная к стороне расположения измерительного микрофона 48) футерована пористым звукопоглощающим материалом 49 (например, открытоячеистым ППУ, волокнистым пористым звукопоглощающим матом из стеклянных, базальтовых или других типов волокон), обеспечивающим ослабление эффекта отражения звуковых волн, генерируемых непосредственно исследуемым источником звука (свободным срезом воздухозаборного патрубка системы впуска ДВС), т.е. способствующим образованию свободного звукового поля волн, непосредственно излучаемых исследуемым точечным излучателем (свободным срезом воздухозаборного патрубка) в сферическое пространство среды распространения - воздушную среду измерительного помещения безэховой камеры. Внешняя поверхность пористого звукопоглощающего материала 49 может быть облицована защитным звукопрозрачным слоем 50 (например, тонкой алюминизированной пленкой, малифлизом и т.п.). Выполнение несущей оболочки 47 перфорированной (полностью или на отдельных участках) в ряде случаев позволяет увеличить эффект подавления уровней шумов, излучаемых «посторонними источниками» - корпусом ДВС с его навесными агрегатами и соплом вентиляторной воздуходувки за счет улучшения условий поглощения генерируемых ими звуковой энергии, внешней пористой футеровкой кожуха несущей оболочки. Также, выполнение структуры несущей оболочки в виде перфорированной структуры позволяет избежать преобразование ее в заметный вторичный излучатель звука в случаях ее интенсивного вибрационного возбуждения (из-за, например, недостаточно эффективной виброизоляции опорных связей в наиболее термонагруженных зонах виброактивного корпуса ДВС или стенда).
В структуре кожуха 33 (см. фиг.7) имеется сквозное коммуникационное отверстие сопряжения 34 с воздухозаборным патрубком 35 воздухоочистителя системы впуска ДВС, плотно и беззазорно охватывающего его в зоне прохождения патрубка через структуру кожуха за счет применения эластичного (например, резинового, пенистого или волокнистого) уплотнителя 51, обладающего приемлемым звукоизолирующим эффектом и мягкой эластичной структурой, с высокой виброизоляцией, исключающей жесткое виброшумовозбуждение оболочки кожуха. Свободный звукоизлучающий срез воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска располагается при этом вне пространства, охваченного кожухом корпуса ДВС с навесными агрегатами в сборе, т.е. в зоне, где обеспечен наиболее низкий шумовой фон от «посторонних» источников шума (ДВС с навесными агрегатами). Внешняя звукопоглощающая футеровка кожуха обеспечивает при этом более слабое отражение звуковых волн, излучаемых непосредственно свободным срезом патрубка воздухоочистителя. В наиболее термонагруженных участках кожуха предпочтительней использовать внешнюю пористую футеровку из термостойких базальтовых или стеклянных волокон. Таким образом, реализуются условия обеспечения более широкого динамического и частотного диапазона исследований шума впуска. Измерительный микрофон 48 устанавливается непосредственно вблизи излучающего звук свободного среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС (расстояние от микрофона до среза патрубка определяется конкретной технологической процедурой исследователя).
Торцевая входная часть кожуха 33 герметично сопряжена с соплом вентиляторной воздуходувки 36 посредством гибкого виброизолирующего соединительного узла 37 (см. фиг.8), выполненного, например, в виде толстостенного гофрированного резинового шланга с жесткими стыковочными фланцами 52 (например, металлическими или из полимерного материала) по краям, соединяющимися болтовым соединением 53 с одной стороны - с фланцем 54, смонтированным в торце сопла вентиляторной воздуходувки 36, а с другой стороны - с фланцем 55, содержащимся в торцевой части кожуха 33. Такое соединение кожуха с вентиляторной воздуходувкой образует герметичный направляющий канал и обеспечивает направленное поступление потока охлаждающего воздуха непосредственно внутрь полости кожуха, к термонагруженным деталям исследуемого ДВС, обеспечивая их направленное эффективное охлаждение, и вместе с тем происходит процесс дополнительной звукоизоляции и звукопоглощения аэродинамического шума, генерируемого исходящим из сопла вентиляторной воздуходувки потоком охлаждающего воздуха, что благоприятно для понижения шумового паразитного фона в точке измерений шума впуска.
Практическое применение заявляемого акустического моторного стенда для исследовательских и доводочных работ по заглушению шума системы впуска ДВС позволяет ослабить негативное влияние на процессы объективных измерений звукового излучения шума, производимого ДВС, его навесными агрегатами и вентиляторной воздуходувкой стенда, за счет эффективной изоляции шумового излучения «посторонних источников шума» в точке (точках) измерений, а также уменьшить искажение звукового поля, генерируемого исследуемым излучением системы впуска, за счет ослабления отражения звуковых волн от внешней поверхности кожуха путем их поглощения пористым слоем кожуха. Это позволяет увеличить динамический и частотный диапазон измерений исследуемых акустических параметров системы впуска ДВС (звукового излучения системы впуска ДВС) и, таким образом, повысить точность и объективность производимых оценок. Кроме этого, обеспечивается защита чувствительного элемента измерительного микрофона от воздействия высоких температур в случае расположения микрофона вблизи термонагруженных деталей ДВС, а также эффективное охлаждение этих термонагруженных деталей и узлов, находящихся во внутреннем пространстве звукоизолирующего кожуха, с одновременной эффективной звукоизоляцией и звукопоглощением аэродинамического шума, генерируемого исходящим из сопла вентиляторной воздуходувки потоком охлаждающего воздуха.
1. Акустический моторный стенд для исследовательских и доводочных работ по заглушению шума системы впуска двигателя внутреннего сгорания (далее - ДВС), установленный в безэховой камере с звукопрозрачным полом, содержащий нагрузочный тормоз, элементы механической связи коленчатого вала ДВС с валом нагрузочного тормоза, комплекты регулирующей и измерительной аппаратуры, объект исследований - ДВС в сборе с системой впуска и навесными агрегатами, смонтированный на стенде с помощью несущих цельнометаллических продольных и поперечных направляющих и цельнометаллических стоек, при этом система выпуска отработавших газов ДВС подключена к технологической трассе отсоса выхлопных газов, отличающийся тем, что корпус ДВС в сборе с системой впуска и навесными агрегатами охвачен объемным звукоизолирующим кожухом с входной торцевой частью для подключения вентиляторной воздуходувки стенда и сквозным коммуникационным отверстием для отвода среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя системы впуска ДВС вне полости кожуха, смонтированного на несущих элементах устройств крепления ДВС на стенде, так и на отдельной опорной стойке, виброизолированно смонтированной на несущих элементах звукопрозрачного пола безэховой камеры, при этом входная торцевая часть объемного звукоизолирующего кожуха герметично сопряжена с соплом вентиляторной воздуходувки с помощью гибкого виброизолирующего соединительного элемента, образующего направляющий канал для направленного принудительного подвода охлаждающего воздуха к термонагруженным элементам ДВС, расположенным внутри объемного звукоизолирующего кожуха; несущая оболочка кожуха выполнена в виде сплошного или перфорированного листа или проволочной сетки, внешняя поверхность несущей оболочки кожуха футерована пористым звукопоглощающим материалом с защитным звукопрозрачным слоем, кроме того, сквозное коммуникационное отверстие сопряжения кожуха с проходящим через структуру кожуха воздухозаборным патрубком воздухоочистителя системы впуска ДВС содержит плотно и беззазорно охватывающий его в зоне сопряжения с кожухом эластичный уплотнитель.
2. Акустический моторный стенд по п.1, отличающийся тем, что объемный звукоизолирующий кожух содержит отдельные термостойкие футеровки.
3. Акустический моторный стенд по п.1, отличающийся тем, что опорная стойка смонтирована на несущих элементах звукопрозрачного пола посредством виброизолирующих прокладок и резьбового соединения.
4. Акустический моторный стенд по п.1, отличающийся тем, что несущая оболочка кожуха выполнена из легко деформируемого металла, например, на основе алюминия, меди или свинца.
