Способ виброакустических исследований транспортных средств с автоматизированной коробкой переключения передач и имитатор для его осуществления

Группа изобретений относится к метрологии. Осуществляют серию предварительных заездов и регистрацию параметров внешнего шума транспортного средства на мерном участке. Производят предварительную идентификацию и ранжирование источников шума. Транспортное средство устанавливают в безэховой камере на горизонтальной площадке с дистанцированием его ведущих колес от поверхности площадки. По результатам предварительной идентификации и ранжирования источников шума задают контрольные точки, где осуществляют установку акселерометров. В режиме набора частоты вращения выполняют предварительные измерения и запись на записывающее устройство параметров виброускорений, зарегистрированных акселерометрами в заданных контрольных точках. Производят демонтаж ведущих колес, взамен которых устанавливают имитатор привода колес. 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 параметров виброускорений и сопоставление с данными предварительной идентификации и ранжирования источников внешнего шума. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области технической акустики, в частности к виброакустическим исследованиям транспортных средств, преимущественно легковых автомобилей, оборудованных автоматизированной коробкой переключения передач (далее - АКПП).

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.

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.

Из патента на изобретение РФ №2439528, МПК 6 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.

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.

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.

Задачей предлагаемого способа и устройства для его осуществления является расширение функциональных возможностей виброакустических исследований транспортных средств, преимущественно автомобилей, оборудованных АКПП.

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.

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.

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.

Устройство имитатора привода колес, далее имитатор, используемого в процессе проведения уточняющих исследований по заявляемому способу, и схема его применения поясняются рисунками:

Фиг. 1, где схематически показано устройство имитатора привода колес,

Фиг. 2, где схематически показано применение имитатора.

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.

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.

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.

Заявляемый способ виброакустических исследований транспортного средства испытаний по изобретению реализуется ниже приведенным образом.

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.

Установка акселерометров завершает подготовку транспортного средства к этапу 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 виброускорений, зарегистрированных акселерометрами в заданных контрольных точках и запись их параметров на записывающее устройство (не показано).

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.

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 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.

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.

1. Способ виброакустических исследований транспортных средств с автоматизированной коробкой переключения передач, 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, отличающийся 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 установки имитатора привода колес 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 параметров виброускорений и сопоставление с данными предварительной идентификации и ранжирования источников внешнего шума, на основании сравнительно-сопоставительного анализа принимают решение о необходимости производства доводочных работ.

2. Имитатор привода колес для виброакустических исследований транспортных средств с автоматизированной коробкой переключения передач, содержащий горизонтально расположенную балку, две разнесенных, неподвижно соединенных с балкой, вертикальных стойки, 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.

3. Имитатор привода колес по п. 2, отличающийся тем, что каждая из полуосей имитатора выполнена снабженной шарниром равных угловых скоростей, расположенным с отступом от опоры вращения.

4. Имитатор привода колес по п. 2, отличающийся тем, что балка, стойки и раскосы выполнены полыми, заглушенными, сформированными из толстостенных металлических труб, заполненными сыпучим вибродемпфирующим материалом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к определению технического состояния редуктора, и может быть использовано при испытаниях силовых зубчатых передач при различных условиях нагружения и смазывания.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к испытательной технике для исследования и испытания редукторов. Способ определения вариативности передаточного отношения редуктора заключается в том, что обеспечивают исходные значения частоты вращения входного вала, момента торможения выходного вала редуктора и определяют вариативность передаточного отношения дискретно по разности времени вращения входного и выходного валов на базовых углах их поворота, при этом базовый угол поворота входного вала в i раз больше базового угла поворота выходного вала, где i - номинальное значение передаточного отношения редуктора.

Нагружающий механизм стенда для испытаний тросового привода относится к устройствам для испытаний дистанционного тросового привода управления механизмами. Механизм содержит электродвигатель с блоком управления, который задает усилие сопротивления перемещению, шарико-винтовую пару, преобразующую линейное перемещение троса во вращение вала электродвигателя, датчики усилия и углового перемещения.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания зубчатых передач с замкнутым контуром. Устройство содержит внутреннее зубчатое колесо c внутренними зубьями, сконфигурированное для зацепления с подлежащей испытанию малой шестерней, причем ось внутреннего зубчатого колеса зафиксирована относительно оси подлежащей испытанию малой шестерни, опору, на которой установлено внутреннее зубчатое колесо, центральный элемент передачи движения, выполненный с возможностью вращательного движения относительно неподвижной оси, фиксированной относительно оси внутреннего зубчатого колеса, обеспеченной внутренними зубьями, малую шестерню, чтобы приводить в движение внутреннее зубчатое колесо, сконфигурированную для зацепления с внутренними зубьями внутреннего зубчатого колеса, подвижную опору, на которой закреплена малая шестерня, приводящая внутреннее зубчатое колесо, опору для подлежащей испытанию малой шестерни, фиксированную относительно опоры внутреннего зубчатого колеса, средство для запуска во вращение подвижной опоры относительно оси внутреннего зубчатого колеса, когда запущена во вращение сборка, составленная из подлежащей испытанию малой шестерни, внутреннего зубчатого колеса со своими внутренними зубьями, центрального элемента передачи движения и малой шестерни, приводящей внутреннее зубчатое колесо.

Изобретение относится, в частности, к диагностике газотурбинных двигателей, имеющих в конструкции шестерни редуктора. При реализации способа оценивают изменение парциальных вибраций редуктора в фазовой области вибрационного акустического сигнала двигателя, которые определяют как разность между известными допустимыми значениями амплитуды вибраций шестерни, определенными в результате приемочных испытаний двигателя, и экстремальными значениями функции амплитуды вибрации, вычисляемыми на частоте зацепления зубьев и на интервале времени, кратном периоду диагностируемой шестерни.

Изобретение относится к стендовым испытаниям узлов транспортных средств. Предложена автоматизированная система управления нагружающим устройством для стендовых испытаний автомобильных энергетических установок, в которой устройство имитации колеса содержит блок модели привода, который в реальном автомобиле связывает вал испытываемого силового агрегата энергоустановки с колесами, и интегрирующее звено, постоянная времени которого равна моменту инерции имитируемого колеса и коэффициент усиления равен радиусу имитируемого колеса.

Изобретение относится к устройствам для моделирования воздействия аэродинамической нагрузки на раскрывающиеся элементы летательных аппаратов при наземных испытаниях.

Изобретение относится к области машиностроения, к устройствам для испытания механизмов, в частности для испытаний дистанционного тросового привода управления механизмами, например коробками передач.

Изобретение относится к способу вибрационной акустической диагностики и может быть использовано для диагностики в эксплуатационных условиях дефектов, зарождающихся в зубьях шестерен.
Изобретение относится к способу диагностики технического состояния мотоцикла. Способ заключается в том, что мотоцикл с выключенным двигателем устанавливают на расстоянии 0,5 м от неподвижного объекта.

Группа изобретений относится к метрологии. Осуществляют серию предварительных заездов и регистрацию параметров внешнего шума транспортного средства на мерном участке. Производят предварительную идентификацию и ранжирование источников шума. Транспортное средство устанавливают в безэховой камере на горизонтальной площадке с дистанцированием его ведущих колес от поверхности площадки. По результатам предварительной идентификации и ранжирования источников шума задают контрольные точки, где осуществляют установку акселерометров. В режиме набора частоты вращения выполняют предварительные измерения и запись на записывающее устройство параметров виброускорений, зарегистрированных акселерометрами в заданных контрольных точках. Производят демонтаж ведущих колес, взамен которых устанавливают имитатор привода колес. 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 параметров виброускорений и сопоставление с данными предварительной идентификации и ранжирования источников внешнего шума. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх