Способ измерения шума производимого шинами автотранспортного средства находящегося в движении



Способ измерения шума производимого шинами автотранспортного средства находящегося в движении
Способ измерения шума производимого шинами автотранспортного средства находящегося в движении
Способ измерения шума производимого шинами автотранспортного средства находящегося в движении

 


Владельцы патента RU 2520701:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (RU)

Изобретение относится к области испытания автомобиля. Проводят серию измерений уровня шума автомобиля, движущегося по мерному участку в режиме разгона, производят запись полученных значений, получают диаграмму значений записанного уровня шума автомобиля и определяют значение его скорости при пересечении микрофонной линии. Проводят серию измерений уровня шума автомобиля, движущегося по мерному участку накатом со скоростью, равной наперед заданному значению, таким образом, чтобы скорости, полученные при пересечении автотранспортным средством микрофонной линии, в обеих сериях измерений совпадали. Получают диаграмму записанных значений уровня шума автотранспортного средства, движущегося накатом. Проводят идентификацию шума, производимого шинами в общем уровне шума движущегося АТС, путем сравнения значений общего уровня шума АТС, полученных в режиме разгона со значениями уровня шума АТС, полученных в режиме наката с применением поправки на расстояние, определяющей зависимость изменения уровня шума от расстояния между источником шума и шумомером. Достигается определение вклада шума шин в общем шуме, производимом транспортным средством во время движения. 3 ил.

 

Изобретение относится к области акустики автотранспортных средств (далее АТС), в частности - к способам измерения внешнего шума АТС, и может быть использовано для идентификации шума, производимого шинами, и определения его вклада в общий уровень шума АТС.

В связи с постоянно растущим числом АТС, вредное воздействие транспортного шума признано одной из самых широко распространенных экологических проблем современности.

В настоящее время ведущими мировыми производителями АТС ведется активная работа по снижению шума, излучаемого в окружающую среду. Важной составляющей указанной деятельности является разработка методов и способов проведения испытаний АТС как на стадии проектирования, так и в процессе производства.

Установлено, что общий внешний шум, излучаемый АТС в окружающую среду, складывается из совокупности шумов, источниками которых являются рабочие узлы, механизмы, системы АТС, а также шумы, возникающие при движении, генерируемые в том числе шинами и дорожным покрытием. Исследования показали, что в ближайшей перспективе мероприятия, направленные на снижение шума за счет модернизации узлов и систем АТС, являются дорогостоящими и малоэффективными, и в то же время, что улучшение акустических показателей возможно за счет применения малошумных шин и качественно новых дорожных покрытий.

В этой связи, актуальной задачей является разработка экономичного, технологичного и достоверного способа измерения шума, направленного на идентификацию и эффективную оценку той части общего шума АТС, находящегося в движении, которая производится шинами.

Известны различные способы и технические решения для их реализации, направленные на решение вышеуказанной задачи, например, "Прибор для измерения шума между шиной и дорожным покрытием" из описания полезной модели к патенту CN2876737, МПК6 G01H 17/00, опубл. от 18.08.2006 г., включающему контрольно-измерительный прибор для использования между дорожным покрытием и шиной, относящийся к устройствам измерения шума. Прибор включает последовательно связанные: терминал накопителя данных скорости, кодирующее устройство, первый источник питания звукового давления и последовательно связанный с ними микрофон, звуковой проводниковый аппарат, и второй источник питания звукового давления. Первый и второй источники питания звукового давления соединены с объединяющим накопителем. Терминал накопителя данных скорости закреплен на ступице колеса транспортного средства и вращается вместе с ним. Входной вал кодирующего устройства подключен в соединение с центром терминала накопителя данных скорости и с его выходным терминалом-накопителем, соединенным с первым источником питания звукового давления через кабель. Один конец соединительного плеча закреплен на кодирующем устройстве, а другой соединен со звуковым проводниковым аппаратом, так, чтобы микрофон примыкал к шинам и основанию дорожного покрытия и перемещался вместе с колесами. Устройство предназначено для измерения шума между дорожным покрытием и шиной в процессе движения и позволяет исключить влияние других шумов.

Также известно устройство для измерения шума в ближнем акустическом поле дорожной шины, описанное в патенте CN 201488808, МПК6 G01H 17/00, опубл. от 21.05.2009 г., которое содержит микрофон, линию передачи данных, устройство записи данных, и последовательно связанные между собой: монтажную панель арки колеса, звуконепроницаемые щиты и противоударную защиту. Звуконепроницаемый щит включает передний, тыловой и боковой звуконепроницаемые щиты, которые прочно соединены с помощью болтов, причем верхние поверхности переднего звуконепроницаемого щита и тылового звуконепроницаемого щита расположены в непосредственной близости от шасси транспортного средства. При этом, кривизна монтажной панели арки колеса соответствует кривизне арки испытываемого колеса транспортного средства. Арка колеса, на которой установлена монтажная пластина, прочно связана со стенкой звуконепроницаемого щита и кузовом транспортного средства посредством болтового соединения. Противоударная защита закреплена у основания звуконепроницаемых щитов. Устройство крепления микрофона располагается со стороны тылового звуконепроницаемого щита. Звуконепроницаемые щиты расположены вокруг шины, формируя полузамкнутый контур, при этом, помимо выполнения функции изолятора, щиты поглощают звук, источником которого является транспортное средство, что позволяет исключить воздействие указанного звука на микрофон и, таким образом, повысить точность проводимых измерений.

Вышеописанные устройства позволяют определить шум качения одной конкретной шины, но не позволяют определить вклад шума шин во внешний шум АТС в каждом его положении на мерном участке, и, тем более, при указанном способе установки микрофона невозможно оценить вклад шума качения всех четырех шин одновременно.

Из описания к патенту US 2006266120, МПК6 G01H 1/00, опубл. 30.11.2006, известен "Способ и система для определения составляющей шума шин в общем уровне шума в салоне транспортного средства", заключающийся в установке микрофонов на колесе и в салоне автомобиля и определении передаточной функции шума от колеса в салон АТС. Данный способ также невозможно применить для определения вклада шума качения шин во внешний шум АТС, находящегося в движении.

В качестве прототипа, как наиболее близкого по совокупности отличительных признаков, выбран «Способ измерения внешнего шума автотранспортного средства Баженова», описанный в патенте РФ №2392603, МПК6 G01М 17/007, G01M 15/00, опубл. 20.06.2010 г., заключающийся в серии измерений шума при проезде АТС в режиме разгона на различных передачах относительно неподвижного микрофона, из которых выбирают максимальное значение. Затем при дополнительном проезде АТС записывают внешний шум на запоминающее устройство на передаче и со стороны АТС, соответствующих максимальному значению. После чего рассчитывают характерные частоты агрегатов автомобиля, получают спектрограмму записанного внешнего шума и наносят на нее расчетные значения характерных частот. Далее производят второй дополнительный заезд АТС с записью шума, причем измерительный микрофон устанавливают на АТС. После этого получают спектрограмму шума при втором дополнительном заезде, наносят на нее расчетные значения характерных частот, идентифицируют источники шума и с учетом этого по первому дополнительному проезду АТС проводят ранжирование источников.

Недостатками указанного способа являются низкая точность идентификации источников шума, а также то, что указанный способ не позволяет оценить вклад шума, производимого шинами, в общий уровень измеряемого шума, поскольку широкополосный шум, производимый шинами, не содержит ярко выраженных дискретных частот.

Задача, на решение которой направлено применение предлагаемого изобретения, заключается в получении технологичного, достоверного и экономичного способа идентификации шума, производимого шинами в общем внешнем шуме АТС, находящегося в движении.

Указанная задача решается при техническом оснащении, соответствующем известным требованиям, изложенным в действующих нормативных документах, в том числе, в ГОСТах 41.51-99(ЕЭК ООН 51) и 31333-2006 (ИСО 7188:1994), а также Директиве ЕС 2001/43/ЕС.

Предлагаемый способ предусматривает следующие этапы:

- подготовка измерительного оборудования и испытательной площадки с мерным участком, на всем протяжении которого через равные интервалы расстояний наносят метки;

- проведение серии измерений уровня шума АТС, движущегося по мерному участку в режиме разгона;

- запись запоминающим устройством цифрового или аналогового типа полученных значений, включающих значения скорости АТС в положениях заданных метками;

- получение диаграммы значений записанного общего уровня шума АТС и графика значений скорости АТС;

- определение значения скорости АТС при пересечении микрофонной линии;

- проведение серии измерений уровня шума АТС, движущегося в режиме наката со скоростью, равной наперед заданному значению, таким образом, чтобы скорости полученные при пересечении АТС микрофонной линии в обеих сериях измерений совпадали;

- запись полученных фактических значений уровня шума и значений скорости АТС в положениях, заданных метками запоминающим устройством аналогового или цифрового типа;

- получение диаграммы записанных значений уровня шума и графика значений скорости АТС, движущегося накатом;

- идентификация расчетным путем из общего уровня шума движущегося АТС, шума, производимого шинами, на основании полученных значений с учетом поправки на расстояние, определяющей зависимость изменения уровня шума от расстояния между источником шума и шумомером;

- получение диаграммы значений уровня шума, производимого шинами движущегося АТС в каждой заданной метками позиции мерного участка.

Особенности и преимущества предлагаемого способа поясняются следующим детальным описанием и иллюстрациями, на которых:

на фиг. 1 изображена схема испытательной площадки с мерным участком и измерительным оборудованием, в состав которого, в частности, входят:

1 - шумомеры или эквивалентные устройства измерения шума;

2 - прибор измерения скорости;

3 - фотостворы;

4 - запоминающее устройство цифрового или аналогового типа;

5 - электронно-вычислительный прибор.

на фиг. 2 представлены диаграммы и графики, построенные по фактическим значениям, полученным в результате проводимых измерений, в том числе, диаграмма значений уровня шума, производимого шинами, движущегося АТС 6;

на фиг. 3 представлен график зависимости изменения значений уровня шума от расстояния между источником шума - АТС и шумомером - поправки на расстояние Л.

Реализация заявляемого способа осуществляется следующим образом.

Готовится испытательная площадка с мерным участком, который представляет собой горизонтальную прямолинейную поверхность с твердым и ровным покрытием, акустические характеристики которого позволяют в условиях свободного звукового поля исключить возникновение между источником звука и микрофоном помех, превышающих 1 дБ.

Мерный участок обозначается на испытательной площадке линиями (фиг.1):

АА' - линией фиксации положения передней части 7 движущегося АТС 6;

ВВ' - линией фиксации положения задней части 8 движущегося АТС 6;

СС' - осевой линией, совпадающей с продольной осью движущегося АТС 6;

РР' - линией, на которой установлен шумомер 1 или эквивалентная система измерения шума, например, микрофоны, установленные с обоих сторон от перпендикулярно расположенной линии СС на расстоянии 7,5 м и направленные друг на друга на высоте от 0,9 до 1,3 м над горизонтальной поверхностью.

Общая длина мерного участка составляет 20 метров плюс габаритная длина АТС 6. Линии АА' и ВВ' расположены соответственно на 10 м впереди и позади линии РР'. В промежутке между линиями АА' и ВВ' через интервалы равных между собой расстояний задаются равноудаленные от линии РР' метки 9, относительно которых определяют положение АТС на мерном участке. Кроме того, для измерений скорости движущегося АТС 6 на мерном участке установлен прибор измерения фотостворы 3. Все указанные приборы, посредством высокоскоростного, например, проводного 10 или беспроводного соединения, связаны с запоминающим устройством 4 цифрового или аналогового типа, подключенного, в свою очередь, к электронно-вычислительному прибору, например персональному компьютеру 5.

Проводят первую серию измерений общего уровня шума АТС 6, состоящую из, по меньшей мере, двух проездов АТС 6 по мерному участку, в одном направлении, в режиме разгона, при котором АТС 6 двигается по прямой линии, по направлению к мерному участку, таким образом, чтобы плоскость продольного сечения АТС 6 находилась как можно ближе к линии СС'. В момент, когда передняя часть 7 АТС 6 пересекает линию АА', производится полное и максимально быстрое нажатие педали подачи топлива (не показана) до упора и удержание ее в этом положении до тех пор, пока задняя часть 8 АТС 6 не пересечет линию ВВ', затем, как можно быстрее, педаль подачи топлива отпускается. Одновременно с этим, на запоминающем устройстве 4 аналогового или цифрового типа производят запись полученных значений, включающих значения скорости АТС 6 в момент пересечения передней частью 7 движущегося АТС 6 заданных меток 9, нанесенных через равные интервалы расстояний на всем протяжении мерного участка.

На основании результатов измерений получают диаграмму 11 значений записанного общего уровня шума АТС 6 (фиг.2) и график 12 значений скорости АТС 6 в режиме разгона (фиг.2), из которого определяют значение скорости АТС 6 (фиг.2), полученное при пересечении АТС 6 микрофонной линии РР'.

Затем проводят вторую серию измерений уровня шума АТС 6, состоящую из, по меньшей мере, двух проездов АТС 6 по мерному участку, в одном направлении в режиме наката, при котором в момент, когда передняя часть АТС 6 пересекает линию АА', производится отключение двигателя и рычаг переключения передач (не показаны) переводится в нейтральное положение. При этом, АТС 6 придается скорость, равная наперед заданному значению, таким образом, чтобы скорости АТС 6 (фиг.2), полученные при пересечении АТС 6 микрофонной линии РР', в обоих сериях измерений, совпадали. Одновременно с этим, на запоминающем устройстве 4 аналогового или цифрового типа производят запись фактически полученных значений, в том числе, скоростей 13 АТС 6 в каждой заданной метками 9 позиции мерного участка (фиг.2), после чего получают диаграмму 14 записанных значений уровня шума АТС 6, движущегося накатом (фиг.2.).

Важное значение для точности последующих расчетов имеет полнота охвата АТС 6, движущимся в режиме наката всего диапазона скоростей 12, полученного после проведения первой серии измерений значений скорости АТС 6, двигавшегося в режиме разгона.

Идентификация шума, производимого шинами в общем уровне шума движущегося АТС 6, проводится путем сравнения значений 11 общего уровня шума АТС 6, полученных в режиме разгона со значениями 14 уровня шума АТС 6, полученных в режиме наката. Результат прямого сравнения значений содержит значительную погрешность, так как одному и тому же положению АТС 6 относительно заданных меток 9 соответствуют разные значения скорости и наоборот, соотнесение значений скоростей не соответствует положению АТС 6 относительно микрофонной линии РР'. Для учета возникающей погрешности производят преобразование полученных значений с применением поправки на расстояние (фиг.3), определяющей зависимость изменения уровня шума от расстояния между источником шума - АТС 6 и шумомером 1 и рассчитываемой по формуле:

Δ = 10 lg ( S 2 + 7.5 2 7.5 2 ) ,дБ

где S - расстояние между источником шума - АТС до микрофонной линии, м; 7.5 - расстояние от продольной оси АТС до шумомера или эквивалентной системы измерения шума, м.

Таким образом, первоначально производится суммирование поправки на расстояние Δ с соответствующими значениями 14 уровня шума АТС 6, полученными при проведении серии измерений, двигающегося в режиме наката АТС 6. Затем скорректированные таким образом значения уровня шума в совокупности с значениями скорости АТС, движущегося в режиме наката, сопоставляют с значениями скорости АТС, движущегося в режиме разгона, и определяют соответствующие им значения уровня шума, из которых затем производят обратное вычитание поправки на расстояние Δ, в результате чего, на основании рассчитанных значений, получают диаграмму 15 уровня шума, производимого шинами движущегося АТС, в каждой заданной метками 9 позиции мерного участка. Последовательность действий способа завершена.

Достоинством заявляемого способа является то, что его использование позволяет при наличии стандартного оборудования и минимального количества заездов АТС, получить достоверные показатели уровня шума производимого шинами АТС, находящегося в движении, в каждом положении АТС на мерном участке. Одним из примеров использования предлагаемого способа, например, является оперативная оценка акустических характеристик комплекта шин, предназначенного для эксплуатации преимущественно в зимних условиях, установленных на серийно изготовленные АТС различных модельных модификаций.

Данный способ успешно апробирован на стадии проектирования и в процессе производства автомобилей ОАО АВТОВАЗ.

Способ измерения шума производимого шинами автотранспортного средства, находящегося в движении, при котором проводят серию измерений уровня шума автотранспортного средства, движущегося по мерному участку отличающийся тем, что предварительно проводят серию измерений уровня шума автотранспортного средства, движущегося по мерному участку в режиме разгона, одновременно с этим, запоминающим устройством цифрового или аналогового типа производят запись полученных значений, включающих значения скорости автотранспортного средства в положениях заданных метками, нанесенными через равные интервалы расстояний на всем протяжении мерного участка, после чего получают диаграмму значений записанного уровня шума автотранспортного средства и определяют значение его скорости при пересечении микрофонной линии, затем проводят серию измерений уровня шума автотранспортного средства, движущегося по мерному участку накатом со скоростью равной наперед заданному значению, таким образом, чтобы скорости, полученные при пересечении автотранспортным средством микрофонной линии в обоих сериях измерений совпадали, одновременно с этим, запоминающим устройством цифрового или аналогового типа производят запись полученных фактических значений, после чего получают диаграмму записанных значений уровня шума автотранспортного средства движущегося накатом, после чего проводят идентификацию шума, производимого шинами в общем уровне шума движущегося АТС, путем сравнения значений общего уровня шума АТС, полученных в режиме разгона со значениями уровня шума АТС, полученных в режиме наката с применением поправки на расстояние, определяющей зависимость изменения уровня шума от расстояния между источником шума и шумомером, и рассчитываемой по формуле:
Δ = 10 lg ( S 2 + 7.5 2 7.5 2 ) , дБ
где S - расстояние между источником шума - АТС и микрофонной линией, м.;

7.5 - расстояние от продольной оси АТС до шумомера или эквивалентной системы измерения шума, м,
на основании рассчитанных значений получают диаграмму уровня шума, производимого шинами движущегося АТС, в каждой заданной метками позиции мерного участка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу определения крутильной податливости гидромеханической трансмиссии. Способ включает нагружение слоя грунта траками гусеничного трактора с гидромеханической трансмиссией, неподвижно зафиксированного посредством силоизмерительного устройства, плавное увеличение нагрузки, регистрацию значения касательного усилия грунтозацепа трака на грунт, измерение деформации грунта, построение графика зависимости деформации грунта от касательного усилия грунтозацепа трака на грунт, определение по точке излома прямой графика предельного касательного усилия грунтозацепа трака на грунт, регистрацию угла поворота ведущей звездочки трактора, построение графика зависимости угла поворота ведущей звездочки трактора от касательного усилия грунтозацепа трака на грунт.

Изобретение относится к области транспортных средств (ТС), более конкретно к способам определения акустических характеристик салонов ТС, и может быть использовано при акустической доводке проектируемых образцов ТС.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям испытательных стендов, связанных с доводкой и определением ресурса автомобилей, строительно-дорожных машин, колесных тракторов.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к стендам для диагностирования тормозов транспортных средств. Стенд содержит две подвижные в продольном направлении опоры с горизонтальной контактной поверхностью для установки колес испытываемой оси, раздельный привод подвижных опор посредством стальных канатов, наматываемых на тяговые барабаны, расположенные на одном приводном валу, вращающемся в установочных подшипниках посредством двигателя и вариатора, шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении. Стенд также содержит устройство, сигнализирующее о начале движения подвижных опор, устройство для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода, полимерное покрытие, датчики веса, начала движения и силы на каждой опоре, датчики угловых скоростей колес, сигналы от которых через усилитель и аналого-цифровой преобразователь поступают на обработку в компьютер, барабан со стальным канатом для возвращения подвижных опор в исходное рабочее положение, платформу, на которой расположены шариковые направляющие одной из подвижных опор, имеющую возможность перемещаться в поперечном направлении на направляющих скольжения посредством ходовой винтовой передачи, и роликовые опоры для полноприводных автотранспортных средств. Достигается повышение качества измерения параметров торможения для получения достоверного диагноза технического состояния тормозов. 2 ил.

Группа изобретений относится к учебной технике, может быть использована для исследования динамики мобильных транспортных средств, управляемых за счет разности скоростей вращения ведущих колес. Стенд для исследования движения робокара представляет собой платформу, установленную стационарно на осях двух колес, приводимых во вращение двигателями, управляемыми бортовым контроллером путем гибко задаваемого алгоритма (закона) управления. Виртуальная траектория движения робокара, получаемая при помощи датчиков скоростей вращения круговых платформ, на которые опираются колеса, с учетом математической модели динамики платформы, электропривода и закона управления, отображается на мониторе персональной электронно-вычислительной машины, связанной с контроллером, относительно положения задаваемой в процессе исследования кинематической траектории, также отображаемой на мониторе. Способ исследования процесса управления робокаром основан на сравнении заданной траектории движения с реальной траекторией при различных законах управления и содержит стенд для исследования движения. Достигается возможность проводить исследования динамики робокара на неподвижной стационарной установке. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Значения коэффициента определяют с помощью самого испытываемого транспортного средства при его перемещении по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения по величинам среднего расхода топлива двигателя и реализуемой средней скорости движения и коэффициент пропорциональности n, определяемый по выражению где ΨA - коэффициент сопротивления движению на дороге с ровным твердым покрытием; Vq - скорость, соответствующая контрольному расходу топлива, км/ч; qк - контрольный расход топлива, л/100. Коэффициент ΨA определяют по сумме коэффициентов сопротивления качению fo и сопротивлению воздуха fw. Технический результат - повышение точности коэффициента суммарного сопротивления движению для категорирования испытательных дорог при изменчивости и нестабильности их характеристик, особенно грунтовых дорог. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к испытанию и техническому диагностированию транспортных машин, в частности к способу и устройству испытания машин, преимущественно трактора, при трогании с места под нагрузкой. Машину присоединяют к тяговым устройствам с возможностью измерения силы тяги и касательных сил, приложенных к ободам ведущих колес, при этом применяют по крайней мере три динамометра, один из которых располагают по горизонтальной линии следа центра тяжести трактора. Устройство имеет упор с тяговым динамометром, а в основании имеются углубления, внутри которых установлены динамометры касательных сил, присоединенные к подвижным кареткам на опорных катках. Подвижные каретки состоят из роликов холостого движения и выдвижных зацепов, а на дне ниш имеются наклонные направляющие. Достигается возможность определения силы тяги на ободе ведущих колес. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к стендам для проверки технического состояния тормозов и подвески. Стенд содержит две подвижные в продольном направлении опоры, раздельный привод подвижных опор, шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении. Стенд также содержит платформу с шариковыми направляющими одной из подвижных опор, устройство, сигнализирующее о начале движения подвижных опор, устройство для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода, датчики веса, начала движения и силы на каждой опоре, датчики угловых скоростей вращения колес, датчики вертикальных перемещений, сигналы от которых через усилитель и аналого-цифровой преобразователь поступают на обработку в компьютер, роликовые опоры для полноприводных автотранспортных средств, устройства для фиксации последних на стенде, искусственные неровности импульсного воздействия для создания вынужденных колебаний подвески, измерительный компьютерный комплекс для снятия амплитудно-частотных характеристик подвески. Достигается расширение области применения стенда, измерение параметров торможения, в том числе при вынужденных колебаниях подвески, снятие амплитудно-частотных характеристик подвески. 5 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Способ измерения тяговых усилий трактора заключается в том, что создают регулируемое усилие сопротивления движению испытуемого трактора. Фиксируют значения полученных нагрузочных показателей. Для определенного типа трактора одновременно для каждого из нагрузочных показателей измеряют максимальную температуру поверхности выпускной трубы, показатели микроклимата и силу тяги на крюке трактора. Строят номограмму зависимости температуры выпускной трубы от нагрузочных показателей, индекса тепловой нагрузки внешней среды и силы тяги на крюке трактора. В полевых условиях измеряют максимальную температуру поверхности выпускной трубы и по номограмме определяют фактические тяговые усилия трактора. Достигается уменьшение времени на определение фактической загрузки трактора. 2 ил.
Наверх