Способ крепления кузова к раме транспортного средства

Изобретение относится к области автомобилестроения, более конкретно к способам крепления кузова к раме транспортного средства. Способ заключается в том, что кузов устанавливают на раму с применением упругих элементов, после чего фиксируют положение кузова на раме посредством элементов крепления. Предварительно определяют собственные частоты акустических колебаний газовой среды кузова, после чего устанавливают кузов на раму транспортного средства без применения упругих элементов. Проводят дорожные испытания транспортного средства с измерением шума внутри кузова и получают его частотный спектр. Идентифицируют полученные при дорожных испытаниях частоты спектра шума с собственными частотами акустических колебаний газовой среды кузова и определяют частоту, на которой при дорожных испытаниях реализуется максимальный уровень звукового давления. Определяют зоны узлов вертикальной колебательной скорости рамы транспортного средства при ее изгибных колебаниях на частоте, величина которой близка к частоте максимального уровня звукового давления в кузове. Затем в зонах узлов вертикальной колебательной скорости рамы устанавливают упругие элементы и фиксируют положение кузова на раме посредством элементов крепления. Технический результат - повышение потребительских свойств снижением шума внутри кузова. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к способам крепления кузова к раме транспортного средства, и предназначено для снижения шума внутри кузова транспортного средства (ТС).

Известен аналог заявляемого технического решения, описанный в патенте РФ №2031301, МПК 7 F16M 7/00, дата публикации 20.03.1995 г., содержащий жестко связанные с кузовом лапки, стремянки с гайками, охватывающие лапки и участки рамы в каждой точке крепления, опорные планки, установленные в контакте с соответствующими участками рамы в местах крепления, шайбы, а также упругий элемент, выполненный в виде пружин, каждая из которых установлена на соответствующей стремянке между шайбой и планкой. Недостатком аналога является то, что вибрации с рамы беспрепятственно передаются через лапки к основанию кузова и возбуждают его колебания, которые, в свою очередь, могут создать интенсивный шум внутри кузова, которым может быть, например, салон автобуса.

В качестве прототипа, как наиболее близкого по технической сути, выбрано устройство крепления кузова к раме ТС, описанное в книге авторов Сарафанова Ю.К. и Антипова Л.И. «Автобус КавЗ-685», М.: изд-во «Транспорт», 1976 г., стр.200, рисунок 93, содержащее жестко связанные с кузовом пластины основания, расположенные в каждой точке крепления, охватывающие участки рамы стремянки с гайками, опорные пластины, установленные в контакте с соответствующими участками рамы в местах крепления и размещенные между опорными пластинами и гайками шайбы, а также упругие элементы, выполненные в виде резиновых прокладок, устанавливаемых между пластинами основания кузова и рамой. Недостатком прототипа является то, что точки крепления кузова к раме ТС могут совпасть с зонами пучностей (максимумов) колебательной скорости рамы при ее изгибных колебаниях в вертикальной плоскости. Если при этом частота изгибных колебаний рамы окажется близкой к одной из частот собственных колебаний газовой среды кузова, то в нем может возникнуть акустический резонанс, характеризующийся высоким уровнем звукового давления, что снижает потребительские свойства ТС в целом.

Задачей, решаемой настоящим изобретением является повышение потребительских свойств ТС за счет исключения акустических резонансов внутри кузова.

Достигается это тем, что:

- предварительно определяют собственные частоты акустических колебаний газовой среды кузова;

- после этого устанавливают кузов на раму ТС без применения упругих элементов;

- проводят дорожные испытания ТС с измерением шума внутри кузова и получают его частотный спектр;

- идентифицируют полученные при дорожных испытаниях частоты спектра шума с собственными частотами акустических колебаний газовой среды кузова и определяют частоту, на которой при дорожных испытаниях реализуется максимальный уровень звукового давления в кузове;

- после этого определяют зоны узлов вертикальной колебательной скорости рамы ТС при ее изгибных колебаниях на частоте, величина которой близка к частоте максимального уровня звукового давления в кузове;

- в зонах узлов вертикальной колебательной скорости рамы устанавливают упругие элементы и фиксируют положение кузова на раме посредством элементов крепления.

Суть заявляемого способа поясняется на фиг.1, где схематично представлен кузов, установленный на раму ТС. Кузов 1 (это может быть салон автобуса, салон вахтового автомобиля и т.д.) имеет балку основания 2, выполненную, например, в виде швеллера, которая устанавливается на раму 3 (рама 3 на фиг.1 изображена в изогнутом состоянии) через упругие элементы 4 и фиксируется посредством элементов крепления 5, например, стремянок, как показано на виде I (фиг.2), опорных пластин 6 и гаек 7 (на фиг.1 элементы крепления для простоты не показаны). XOYZ - прямоугольная система координат, ось Х является осью симметрии рамы 3.

Реализация заявляемого способа осуществляется следующим образом.

Предварительно определяют собственные частоты акустических колебаний газовой среды кузова 1, что может быть сделано расчетными методами, например, посредством программы ANSYS, либо экспериментальным путем с помощью синусоидального акустического сигнала, излучаемого громкоговорителем со сканированием по частоте и измерением шума в трех-четырех точках кузова. В результате этого получают набор собственных частот, на которых реализуются акустические колебания газовой среды кузова 1 резонансного типа. После этого устанавливают кузов 1 на раму 3 ТС без применения упругих элементов 4 и фиксируют его положение на раме с помощью элементов крепления 5, 6 и 7. Затем проводят дорожные испытания ТС с измерением шума внутри кузова согласно нормативным документам, например, ГОСТ Р 51616-2000 «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний», М.: изд-во Стандартов, 2002 г., и получают частотный спектр измеренного шума. После этого идентифицируют полученные при дорожных испытаниях кузова 1 частоты спектра шума с собственными частотами акустических колебаний газовой среды кузова 1 и определяют частоту, на которой при дорожных испытаниях реализуется максимальный уровень звукового давления в кузове 1 (эта частота, как правило, является одной из собственных частот колебаний газовой среды салона, для реализации которой создались благоприятные условия). Определив эту частоту (обозначим ее, например, f₀), далее определяют зоны расположения узлов (минимумов) вертикальной колебательной скорости рамы 3 ТС (вдоль оси Z на фиг.1) при ее изгибных колебаниях на частоте, которая близка к частоте (либо равна ей) максимального уровня звукового давления в кузове 1, т.е. на частоте f₀. На практике достаточно исследовать частотный диапазон изгибных колебаний рамы f₀-0,1f₀≤f≤f₀+0,1f₀. Для этого раму 3 возбуждают тональной вибрацией с частотой f₀ и с помощью акселерометров определяют зоны узлов вертикальной колебательной скорости рамы при ее изгибных колебаниях (в плоскости XOZ). На фиг.1 узловые зоны обозначены как A₁, А₂ и А₃ (зоны пучностей (максимумов) колебательной скорости рамы в плоскости X0Z на фиг.1 обозначены как B₁ и В₂). После этого в зонах расположения узлов вертикальной колебательной скорости рамы устанавливают упругие элементы 4, например, резиновые прокладки и фиксируют положение кузова 1 на раме 3 с помощью элементов крепления, состоящего, например, из стремянок 5, опорных пластин 6 и гаек 7. Таким образом, установка упругих элементов 4 в зонах узлов вертикальной колебательной скорости рамы 3 при ее изгибных колебаниях на частоте, близкой к частоте, на которой реализуется максимальное звуковое давление в кузове 1 при дорожных испытаниях ТС, позволяет свести к минимуму передачу возбуждений с рамы к основанию кузова, что, в свою очередь, приводит к существенному снижению уровня шума внутри кузова и исключает возникновение акустических резонансных явлений в кузове. Следует отметить, что указанную в заявляемом способе последовательность действий осуществляют не для каждого ТС, сходящего с конвейера, а только для характерного представителя типа ТС. Заявляемый автором способ опробован на автобусе специальном Урал-3255 и его модификациях, которые предназначены для перевозки людей в условиях бездорожья (лесозаготовки, тундра, гористая местность и т.д.). Величина снижения шума в кузове (салоне автобуса) составила 6,5...9 дБА (за счет снижения низкочастотных составляющих спектра шума на частотах 80...120 Гц), что позволило полностью решить проблему шума внутри кузова.

Учитывая новизну, наличие отличительных признаков и промышленную применимость предложения автора, заявитель считает, что заявляемое техническое решение может быть защищено патентом на изобретение.

Способ крепления кузова к раме транспортного средства, заключающийся в том, что кузов устанавливают на раму с применением упругих элементов, после чего фиксируют положение кузова на раме посредством элементов крепления, отличающийся тем, что предварительно определяют собственные частоты акустических колебаний газовой среды кузова, после чего устанавливают кузов на раму транспортного средства без применения упругих элементов, проводят дорожные испытания транспортного средства с измерением шума внутри кузова и получают его частотный спектр, затем идентифицируют полученные при дорожных испытаниях частоты спектра шума с собственными частотами акустических колебаний газовой среды кузова и определяют частоту, на которой при дорожных испытаниях реализуется максимальный уровень звукового давления, после чего определяют зоны узлов вертикальной колебательной скорости рамы транспортного средства при ее изгибных колебаниях на частоте, величина которой близка к частоте максимального уровня звукового давления в кузове, а затем в зонах узлов вертикальной колебательной скорости рамы устанавливают упругие элементы и фиксируют положение кузова на раме посредством элементов крепления.