Шумоизоляционная обивка кузова автомобиля

Шумоизоляционная обивка кузова автомобиля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и представляет собой конструкцию шумоизоляционной обивки кузова колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля.

Известны различные типы шумоизоляционных обивок кузова автомобиля, например, в виде плосковырубных (плоских листов заданной геометрической формы) или цельноформованных (преимущественно неплоских, повторяющих сложную геометрическую форму встречной сопрягаемой поверхности кузова) деталей. Плосковырубные шумоизоляционные обивки, как правило, обладают более низкой стоимостью, устанавливаются преимущественно на панелях кузова, имеющих развитые плоские участки поверхностей или которые содержат небольшие неплоские рельефы типа неглубоких подштамповок или малогабаритных приварных усилителей (панели переднего и среднего пола, панели боковин и пола багажного отделения, лицевые панели крыши, дверей и т.д.), и применяются как в условиях серийного, так и массового производства автомобилей. В это же время плосколистовые (не формованные) шумоизоляционные обивки обладают, как правило, более низкой звукоизоляционной эффективностью. Более низкая звукоизоляционная эффективность плосковырубных шумоизоляционных обивок обусловлена наличием образующихся побочных воздушных путей передачи звуковой энергии через неполностью прилегающие слабоизолированные зоны шумоактивных поверхностей панелей кузова неплоской геометрической формы (к примеру, поверхности тоннеля, порогов, усилителей панелей пола), а также образованные не плотно состыкованные торцевые щели между несколькими мозаично сопрягающимися плоскими шумоизоляционными обивками. Более широкое применение, в особенности для крупносерийного и массового производства автомобилей, в том числе из-за более низкой трудоемкости монтажа шумоизоляционных обивок, находят цельноформованные шумоизоляционные обивки, по своей геометрической форме повторяющие пространственные контуры сопрягаемых поверхностей шумоактивных панелей кузова (включая выраженные неплоские участки поверхностей), позволяющие более качественно (беззазорно) звукоизолировать поверхности шумоактивных панелей кузова сложной геометрической формы. С другой стороны, технологические процессы изготовления цельноформованных шумоизоляционных обивок позволяют оптимизировать их акустические, весовые и стоимостные характеристики, придавая структуре материала в заданных локализованных зонах шумоизоляционных обивок различную толщину, плотность, пористость, жесткость в соответствии с отличающимися вибрационными и звукоизлучательными характеристиками зон панели (панелей) кузова. Также современные конструкции цельноформованных шумоизоляционных обивок наделены большим количеством выполняемых полезных функций (являются многофункциональными изделиями) - несущей, декоративно-эстетической, теплоизоляционной и пр. Они являются также более технологичными изделиями с меньшей трудоемкостью монтажа в процессе конвейерной сборки автомобилей. Указанные преимущества цельноформованных шумоизоляционных обивок и позволяют обеспечивать им большую распространенность в конструкциях современных легковых автомобилей.

Для изготовления шумоизоляционных обивок кузова автомобиля используют разнообразные акустические материалы. Под термином «акустический материал» в отношении структур шумоизоляционных обивок кузова подразумеваются материалы, наделенные эффективными физическими свойствами звукопоглощения, звукоотражения или звукоизоляции (сочетающей интегральные свойства звукопоглощения и звукоотражения). В более широком (общем) виде, не рассматриваемом в данной заявке, в комплекс (перечень) эффективных физических свойств дополнительно включаются также параметры виброизоляции и вибродемпфирования. Как правило, плосковырубные и цельноформованные шумоизоляционные обивки кузова содержат в своем структурном составе монтажную часть из одного или нескольких слоев пористого звукопоглощающего материала и лицевую часть из одного или нескольких слоев плотного (весового) воздухонепроницаемого звукоотражающего материала. Монтажная пористая часть шумоизоляционной обивки может быть изготовлена из волокнистых материалов на основе натуральных (хлопковых, шелковых, джутовых, сизальных, льняных, конопляных и др.), белковых (животного происхождения), синтетических (акриловых, полиэстеровых, полиоксадиазольных, полиимидных, углеродных, арамидных, полипропиленовых, нейлоновых, и т.д.), минеральных волокон (базальтовых, керамических, стеклянных и т.д.), или из вспененных открытоячеистых материалов (на основе уретанового, нитрильного, винилового, бутадиен-стирольных каучуков и т.д.). Волокна могут пропитываться связующим, содержащим, к примеру, фенилметилполисилоксан, полиорганоэлементосилазан, тетрабромдифенилпропан, фенолформальдегид, полиимид и т.д., или же в состав волокон могут быть включены (равномерно распределены) термоплавкие связующие волокна (например, полипропиленовые). Структура пористого материала состоит из упругого скелета, занимающего часть общего объема образованной структуры, включающей многочисленные сообщающиеся полости и каналы (для вспененных открытоячеистых материалов) или сообщающиеся капиллярные каналы (для волокнистых материалов), заполненные упругой воздушной средой. В качестве плотного звукоотражающего материала лицевой части используются композиции на основе битума, полимеров (полиэтилена, полипропилена, сополимера этилена с винилацетатом, поливинилхлорида), каучука, этиленпропилендиенового мономера, производных каучука, различные битумно-полимерные или полимерно-каучуковые композиции и др.

В частности, известна структура шумоизоляционной обивки кузова автомобиля (далее шумоизоляционной обивки), описанная в патенте РФ на полезную модель №51943, опубликованном 10.03.2006, содержащая монтажную часть из слоя пенополиуретана, лицевую часть из слоя полимерного материала на основе соединения этиленпропиленового каучука с полиэтиленом или сополимера этилена с винилацетатом, имеющего толщину 2-3 мм, удельный поверхностный вес 3,0…4,5 кг/м², а также, дополнительно содержащая декоративный слой в виде коврового покрытия.

В патенте Великобритании на изобретение №2421251, опубликованном 21.06.2006, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя материала на основе смеси коксуемых акриловых волокон и волокон полиэстера, слой расплавленного полипропилена и лицевую часть из слоя этиленпропилендиенового мономера (ЭПДМ).

В патенте Великобритании на изобретение №2163388, опубликованном 26.02.1986, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из двух слоев вспененного эластичного материала, имеющих при этом различные сопротивления потоку воздуха, лицевую часть из слоя плотного звукоотражающего материала, декоративный слой в виде коврового покрытия.

В патенте РФ на изобретение №2296066, опубликованном 27.03.2007, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя пенополиуретана, полиэтиленовую пленку толщиной 0,1…0,5 мм, нанесенную с тыльной стороны монтажной части, и лицевую часть толщиной 1,5…2,0 мм из слоя материала на основе полиуретана.

Общим недостатком описанных выше известных структур шумоизоляционных обивок является их относительно высокий удельный вес при недостаточно высокой звукоизоляционной эффективности. Высокий удельный вес обусловлен использованием в структуре данных шумоизоляционных обивок лицевой части из материалов на основе тяжеловесных компонентов, а недостаточно высокая звукоизоляционная эффективность вызвана интенсивным динамическим возбуждением структуры пористой монтажной части с соответствующей передачей этого вибрационного возбуждения плотной лицевой части с последующим его колебанием и переизлучением звуковой энергии, а также недостаточно высокими звукопоглощающими свойствами пористой монтажной части.

Все большее, а зачастую радикальное, усовершенствование эксплуатационных характеристик автомобилей при непрерывно ужесточающихся безопасностных и экологических требованиях национальных и международных стандартов ведет к существенному усложнению их конструкций, в том числе и к нежелательному ухудшению их весовых и стоимостных параметров. Тенденция снижения веса кузова автомобиля предусматривает применение несущих металлических панелей из тонкостенных и легковесных материалов (например, используя сплавы алюминия, магния, полимеры и т.д.), включая при этом снижение веса деталей интерьера салона, в том числе веса деталей пакета шумоизоляции. В это же время отмечается рост динамических (вибрационных) нагрузок, передаваемых со стороны силового агрегата и узлов ходовой части, способствующий интенсификации виброакустических излучений, формирующихся в замкнутом пространстве пассажирского салона автомобиля. Данная ситуация усугубляется тем, что сами технические требования к акустическим характеристикам материалов и конструкциям деталей также существенно возросли вследствие предъявляемых более высоких требований потребителями к акустическому комфорту. Этими факторами и определяется необходимость снижения веса и стоимости шумоизоляционных обивок кузова при одновременном увеличении их акустической эффективности.

Шумоизоляционные обивки кузова легкового автомобиля, монтируются на панелях щитка передка, переднего, среднего, заднего пола пассажирского салона и багажного отделения. Естественно, что перечисленный элементный состав шумоизоляционного пакета может быть как несколько более узким (с меньшим числом деталей), так и несколько более широким.

Известны технические решения, в которых проблема увеличения звукоизоляционной эффективности шумоизоляционных обивок решается за счет того, что в ее структуру включаются дополнительные слои материалов, позволяющие более эффективно снижать передачу вибрационного возбуждения от колеблющейся панели кузова и увеличивать звукопоглощающие свойства пористой монтажной части.

В частности, в международной заявке на изобретение №2005/069273, опубликованной 28.07.2005, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя вспененного материала, лицевую часть и дополнительный слой подложки, соединенный с нижней стороной монтажной части и отделяющий ее от панели кузова.

В международном патенте на изобретение №01/92086, опубликованном 12.06.2001, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из пяти слоев прессованного материала, одного слоя материала на основе пенополиуретана, а также лицевую часть из слоя материала на основе латекса.

В европейском патенте на изобретение №1682385, опубликованном 16.07.2006, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя пористого звукопоглощающего материала, лицевую часть из слоя плотного звукоотражающего материала и дополнительный пористый звукопоглощающий слой, расположенный на внешней поверхности лицевой части.

При использовании описанных выше известных структур шумоизоляционных обивок в определенной степени решается проблема увеличения звукоизоляционной эффективности. Однако существенными недостатками представленных технических решений является усложнение технологий их изготовления, увеличение стоимости, трудоемкости изготовления, увеличение удельного веса и толщины шумоизоляционных обивок (уменьшения полезного объема пространства пассажирского салона, усложнение компоновки агрегатов и систем кузова в пассажирском салоне автомобиля).

Известны технические решения, в которых в определенной степени решается проблема снижения удельного веса за счет использования лицевой части из одного или нескольких слоев пористого уплотненного воздухопроницаемого звукоизоляционного материала взамен плотного воздухонепроницаемого звукоотражающего. Ввиду того что общий вес классической структуры (содержащей в своем составе монтажную часть из пористого звукопоглощающего материала и лицевую часть из плотного звукоотражающего материала) в отдельных случаях до 80% определяется непосредственно весом лицевой части, вполне естественной представляется задача снижения веса именно этой части вплоть до ее полного исключения. С практической точки зрения это достигается заменой классической звукоизоляционной системы типа «пружина-масса» в составе лицевой части из плотного звукоотражающего материала (масса) и монтажной части из пористого звукопоглощающего материала (пружина) на звукоизоляционную-звукопоглощающую систему «пружина-масса», получившую название «ультралайт». Данная система содержит две пористых части - лицевую часть из пористого уплотненного воздухопроницаемого звукоизоляционного материала (колеблющаяся пористая масса), обладающую интегральными свойствами преимущественного звукопоглощения и в определенной степени звукоотражения, и монтажную часть из пористого материала (деформируемая пористая пружина), обладающего преимущественно свойствами высокого звукопоглощения. Лицевая часть такой колебательной системы, обладая более высокой плотностью и массой относительно монтажной части, при падении на ее внешнюю поверхность звуковых волн, а также под воздействием структурного вибрационного возбуждения, передаваемого со стороны вибрирующей панели кузова, совершает собственные деформационные динамические колебания на мягкой пористой пружине (пористой монтажной части). Обладая свойствами сквозной продуваемости воздушным потоком в такой пористой структуре, в это же время обеспечиваются (сохраняются) и достаточно высокие звукопоглощающие свойства. Таким образом, реализуются условия двухстороннего поглощения звуковой энергии шумоизоляционной обивкой как со стороны излучения звука вибрирующей тонколистовой панелью кузова, на которой смонтирована шумоизоляционная обивка (с тыльной стороны монтажной части), так и при падении отраженных звуковых волн (образованного диффузного звукового поля) со стороны зашумленного пространства пассажирского салона (с внешней стороны лицевой части) с встречным прохождением их через сквозную пористую структуру материала лицевой части и далее в пористую структуру материала монтажной части.

В это же время наличие в такой взаимосвязанной структуре двух частей различной плотности, жесткости, пористости обуславливает соответствующий скачкообразный перепад волновых сопротивлений в зоне сопряжения этих частей с созданием дополнительного звукоотражающего эффекта со стороны уплотненной лицевой части в направлении монтажной части, образуя определенный звукоизоляционный эффект шумоизоляционной обивки, что в целом повышает ее шумопонижающие свойства.

В частности, в заявке Японии на изобретение №2004/294619, опубликованной 26.04.2006, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя пористого звукопоглощающего материала, соединенную с помощью клеевого звукопрозрачного слоя с лицевой частью из слоя пористого уплотненного звукоизоляционного материала.

В патенте России на изобретение №2198798, опубликованном 20.02.2003, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя волокнистого или вспененного материала, лицевую часть из слоя уплотненного, с микропористой структурой аналогичного материала, имеющего сопротивление продуванию 500…2500 Н×с/м^-3 и удельный поверхностный вес 0,3…2,0 кг/м².

В международном патенте на изобретение №01/40025, опубликованном 07.06.2001, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая несколько чередующихся монтажных и лицевых частей из различных пористых материалов, один декоративный слой в виде коврового покрытия, при этом используемые пористые материалы имеют различные структурные составы, плотность, сопротивление продуванию.

В патенте США на изобретение №6720068, опубликованном 10.09.1999, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя пористого звукопоглощающего материала и лицевую часть из слоя пористого уплотненного материала. В частности, монтажная часть выполняется из волокнистого нетканого материала с удельным поверхностным весом не более 2 кг/м² и толщиной не более 50 мм или из вспененного открытоячеистого материала плотностью 16…32 кг/м³ и толщиной не менее 6 мм. Лицевая часть выполняется из микроволокнистого материала с толщиной волокна 1…10 мкм, преимущественно 2…5 мкм, величина сопротивления продуванию этого материала составляет 500…4000 Н×с/м^-3.

В патенте США на изобретение №6145617, опубликованном 07.05.1998, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть, по крайней мере, из одного слоя пористого звукопоглощающего материала и лицевую часть из слоя, выполненного на основе микропористого материала, имеющего величину сопротивления продуванию 500…2500 Н×с/м^-3, удельный поверхностный вес 0,3…2,0 кг/м² и обладающего заданной изгибной жесткостью 0,05…10,5 Н×м.

В международном патенте на изобретение №9818656, опубликованном 07.05.1998, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть, по крайней мере, из одного слоя пористого звукопоглощающего материала, и лицевую часть из слоя микропористого материала, имеющего величину сопротивления продуванию 900…2000 Н×с/м^-3, удельный поверхностный вес 0,3…0,7 кг/м², а также обладающего заданной изгибной жесткостью 0,027…0,275 Н×м.

В европейском патенте на изобретение №1428656, опубликованном 16.06.2004, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая слой акустически прозрачной легкой пленки, расположенной между монтажной частью из вспененного пористого звукопоглощающего материала и лицевой частью из слоя пористого уплотненного звукоизоляционного материала. Использование такой структуры шумоизоляционной обивки позволяет направленно «настраивать» акустические свойства, балансируя свойствами звукопоглощения и звукоотражения. При этом материал лицевой части имеет величину сопротивления продуванию 500…2500 Н×с/м^-3, удельный поверхностный вес 0,2…1,6 кг/м², а также заданную изгибную жесткость 100…100000 Па. Слой акустически прозрачной легкой пленки выполнен из полимерного материала (типа полиэтилена) и имеет толщину 0,01 мм.

В патенте Франции на изобретение №2889617, опубликованном 03.08.2005, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя пористого звукопоглощающего материала, лицевую часть из слоя пористого уплотненного звукоизоляционного материала и декоративный слой в виде коврового покрытия. Пористый материал монтажной части выполнен из смеси термопластичных волокон, а пористый уплотненный материал лицевой части из нетканых волокон, смешанных с полимеризационными частицами и мягкими термопластичными волокнами. Пористый уплотненный материал лицевой части в поверхностной структуре шумоизоляционной обивки имеет, по крайней мере, один изменяющийся параметр - поверхностный вес, толщину, концентрацию волокон (в единичном объеме структуры), концентрацию полимерных частиц, концентрацию термопластичных волокон в заданных поверхностных и объемных зонах, определенных по результатам выполненной локализации звуковых полей. Слой пористого материала монтажной части имеет, по крайней мере, один изменяющийся параметр - поверхностный вес, концентрацию волокон, концентрацию полимерных частиц. Слой пористого уплотненного материала монтажной части имеет плотность 150…1500 кг/м³, плотность полимерных частиц 500…2000 кг/м³, отношение длины полимерных частиц к толщине составляет 5…100. Для обеспечения заданных адгезионных свойств наименьший размер полимерных частиц должен быть равен 3…30 мм.

Описанные структуры шумоизоляционных обивок, состоящие из пористых частей с различными физическими свойствами, также известны и по отдельным научно-техническим публикациям, к примеру:

[1] Hinne Bloemhof. «Haut nahe Zusammen arbeit», Automobil Industrie, November, 2000, S.46…50.

[2] Christopher A. Sawyer. «Less Weight, More Quiet», Automobile Design & Production, 2002, v.114, №7, S. 14…15.

[3] Kami Buchholz. «System approach to NVH reduction», Automotive Engineering, 2002, v.101, №8, p.45…46.

[4] Hinne Bloemhof. «Autos konnen auch zu leise sein», Automobil mdustrie/Innenausstattung, Mai, 2001, S.56…57.

Недостатком таких известных типов шумоизоляционных обивок по приведенным и анализируемым выше техническим решениям является их недостаточно высокая звукоизоляционная эффективность в низко- и среднечастотном звуковом диапазоне, доминирующем в типичном шумовом спектре пространства пассажирского салона легкового автомобиля. В особенности это критично при использовании такого типа шумоизоляционных обивок для практических задач ослабления интенсивного (доминирующего) низкочастотного звука, что имеет место, в частности, в легковых автомобилях оборудованных виброактивными низкооборотными дизельными силовыми агрегатами. Также в большинстве случаев весьма проблематичным является использование таких шумоизоляционных обивок при их монтаже на таких типичных доминирующих (наиболее) интенсивных излучателях низко- и среднечастотного звука, как щиток передка кузова современного легкового автомобиля. Использование микропористой структуры пористого уплотненного материала лицевой части вызывает необходимость строгого (в жестких технологических допусках) обеспечения заданных физико-механических параметров сопротивления продуванию и жесткостных характеристик скелетной структуры материалов составных слоев при использовании сложного технологического оборудования. Условия строгого соблюдения заданных параметров в рамках жестких допусков при производстве материалов составных частей и их последующем скреплении в единый структурный модуль (технологической «сшивке») ведет к существенному усложнению технологических операций, а также к возможной потере звукоизоляционной эффективности данных шумоизоляционных обивок при недостаточно строгом соблюдении данных условий.

Из источника [5] - Harter Job fur leichtes Vlies. Automobil-Entwicklung, November, 2001, с.72, известна структура шумоизоляционной обивки, для изготовления монтажной части которой используется волокнистый материал «эволон», имеющий микропористую структуру, получаемую при использовании сверхтонких нитей полимерного гранулата с определенной величиной линейной плотности. Использование такого материала для изготовления монтажной части шумоизоляционной обивки кузова автомобиля позволяет повысить ее звукоизоляционную эффективность за счет увеличения звукопоглощающих свойств пористого слоя, а также снизить удельный вес за счет использования такой легковесной структуры данного материала. Однако использование представленного технического решения позволяет увеличивать звукоизоляционную эффективность преимущественно лишь в высокочастотном звуковом диапазоне в типичной области наиболее эффективной работы пористых звукопоглощающих материалов. При этом использование такой легковесной структуры связано с сопутствующим снижением ее звукоизоляционных свойств в области низких и средних частот. Также технологический процесс изготовления сверхтонких нитей требует дорогостоящего высокотехнологичного оборудования, исходного сырья высокого качества, специального дорогостоящего связующего термоактивного вещества, позволяющего сохранять данные свойства после формования. В конечном итоге использование такого материала наряду с положительным эффектом снижения удельного веса и увеличением звукоизоляционной эффективности в высокочастотном диапазоне вызывает существенное увеличение стоимости шумоизоляционных обивок при нежелательном падении звукоизоляционной эффективности в низко- и среднечастотной области звукового спектра.

Известны также структуры шумоизоляционных обивок, в которых увеличение звукоизоляционной эффективности и снижение удельного веса достигаются за счет целенаправленного придания структуре пористого материала монтажной части заданных неоднородных (анизотропных) объемных или поверхностных физико-механических свойств. В частности, из источника [6] - Kevin A. Buck. «The Next Step in Acoustical Part Weight Reduction», Noise and Vibration Conference Proceedings, 1999, SAE Technical paper 1999-01-1685, p.1…5, известна структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя анизотропного пенополиуретана и лицевую часть из плотного звукоотражающего материала.

В патенте РФ на изобретение №2270767, опубликованном 27.02.2006, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя вспененного открытоячеистого газопроницаемого материала, лицевую часть из слоя плотного газонепроницаемого материала и декоративного слоя в виде коврового покрытия. При этом структуре пористого материала монтажной части сообщена различная величина жесткости в пределах границ сопрягаемой с панелью кузова нижней поверхностью, отдельные группы более жестких или мягких участков структуры пористого материала образованы обособленными группами ячеек (пор) различного размера.

В международном патенте на изобретение №9529951, опубликованном 09.11.1995, описана структура шумоизоляционной обивки, изготовленная из хлопьев вспененного материала различных размеров, смешанных с небольшим количеством дисперсии полиуретана. Образованная структурная композиция обладает выраженными свойствами анизотропии, распределенными по объему структуры шумоизоляционной обивки.

В международном патенте на изобретение №0142053, опубликованном 14.06.2001, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя пористого материала, лицевую часть из плотного звукоотражающего материала и декоративный слой в виде коврового покрытия. При этом пористый материал монтажной части состоит из открытоячеистого пенополиуретана, изготовленного с использованием двух компонентов - полиола и изоцианата, а пропорция полиола и изоцианата в смеси при изготовлении сообщает заданную неоднородность физических свойств материала по поверхности пористого материала.

Из источника [7] - Т.Alts, The significance of anisotropy for the acoustical effectiveness of visco-elastic foams, Unikeller Conference 89, 1989, с.8/1…8/23, известная структура шумоизоляционной обивки содержит лицевую часть из слоя плотного звукоотражающего материала, сопрягаемую с монтажной частью, изготовленной из пенополиуретана, с выраженными анизотропными свойствами.

Использование известных технических решений, приведенных выше, базирующихся на придании анизотропных свойств одной из частей шумоизоляционной обивки, позволяет в определенной степени увеличить звукоизоляционную эффективность шумоизоляционной обивки за счет повышения звукопоглощающих и вибродемпфирующих свойств пористого материала монтажной части. Однако использование подобных модифицированных структур анизотропных пористых материалов монтажной части не позволяет эффективно снижать удельный вес, и в конечном итоге стоимость шумоизоляционных обивок, а более того, из-за высокой сложности технологических процессов при использовании дорогостоящего технологического оборудования приводит к ее существенному удорожанию.

Из источника [8] - Knut Becker, Jürgen Bukovics, Detlef Kosanke. «Entwicklung von Akustik und Schwingungscomfort am neuen Audi A6», Sonderausgabe von ATZ und MTZ, 2004, S.55…57, известна структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя пенополиуретана и лицевую часть из слоя плотного звукоотражающего материала, при этом толщина слоя пористого материала монтажной части равна 40 мм, а удельный поверхностный вес слоя плотного материала лицевой части равен 2,7 кг/м². В указанном источнике отмечено, что такой структурный состав материала шумоизоляционной обивки позволяет получить звукоизоляционную эффективность, не уступающую звукоизоляционной эффективности применяемой ранее в конструкции данного автомобиля шумоизоляционной обивки, содержащей монтажную часть из слоя пористого материала толщиной 10 мм и лицевую часть из слоя плотного материала с удельным поверхностным весом 5,6 кг/м². Таким образом, достигнуто компромиссное снижение удельного поверхностного веса шумоизоляционной обивки на 2 кг/м² (или на 30%) при сохранении заданной звукоизоляционной эффективности шумоизоляционной обивки. В это же время необходимо отметить, что использование данного технического решения эффективно лишь на панелях кузова, характеризующихся слабым низко- и среднечастотным излучением шума, присущих конструкциям транспортных средств с низкой виброшумоактивностью (с уже достигнутым относительно высоким виброшумокомфортом за счет применения многочисленных шумопонижающих мероприятий в агрегатах и системах транспортного средства). Представленная структура шумоизоляционной обивки позволяет сохранять приемлемую звукоизоляционную эффективность, в основном в высокочастотном диапазоне. Однако в низко- и среднечастотном диапазоне ее эффективность является недостаточно высокой. В то время как современные тенденции облегчения кузова автомобиля, связанные с применением более тонкостенных виброактивных панелей, связаны с увеличением их шумоактивности и требуют использования шумоизоляционных обивок более эффективных, в первую очередь, в низко- и среднечастотных диапазонах доминирующего шумового спектра.

В европейской заявке на изобретение №2006/018190, опубликованной 23.02.2006, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из слоя пенополиуретана и лицевую часть из слоя плотного материала на основе полиуретана. При этом составные части шумоизоляционной обивки имеют различную толщину, плотность и/или состав, определяемый величиной задаваемой звукоизоляции в определенной поверхностной зоне шумоизоляционной обивки, получая, таким образом, необходимые акустические и механические свойства.

Известны шумоизоляционные обивки, содержащие структурированные (модифицированные) составные части с целенаправленным приданием им заданной геометрической формы, жесткостных, демпфирующих, прочностных, долговечностных и прочих характеристик, позволяющие при этом снизить в определенной мере передачу вибрационной энергии верхнему весовому слою от колеблющейся тонколистовой панели кузова.

В частности, в заявке США на изобретение №2007/0020447, опубликованной 25.01.2007, описана структура шумоизоляционной обивки, содержащая монтажную часть из нескольких слоев и лицевую часть из одного слоя закрытоячеистого материала, выполненного на основе соединения полифенольной смолы и пенопласта, а также декоративный слой. Дополнительно структура шумоизоляционной обивки может содержать со стороны нижней поверхности монтажной части вибродемпфирующий слой и/или звукоотражающий слой с лицевой стороны (с установкой декоративного слоя сверху звукоотражающего слоя). Составные части шумоизоляционной обивки могут иметь структурированные поверхности (содержать несквозные тупиковые отверстия). При этом суммарная площадь проекции (на лицевую поверхность шумоизоляционной обивки) тупиковых отверстий составляет 3…50% от площади проекции лицевой поверхности шумоизоляционной обивки, диаметр тупиковых отверстий составляет 0,2…1,3 мм, глубина - 0,3…0,9 от толщины монтажной части. Общая толщина многослойной структуры шумоизоляционной обивки составляет 2…10 мм. Использование представленной структуры шумоизоляционной обивки, как следует из материалов указанной заявки, позволяет получить нормальный коэффициент звукопоглощения материала 0,04…0,19 усл. ед. в диапазоне частот 500…2000 Гц и 0,26…0,86 усл. ед. в диапазоне частот 2500…6300 Гц. Несомненным преимуществом использования данного технического решения является меньшая толщина относительно применяемых толщин типичных шумоизоляционных обивок. Однако существенным недостатком представленного технического решения является более низкая звукоизоляционная эффективность, обусловленная крайне низкими звукопоглощающими свойствами монтажной части (величина нормального коэффициента звукопоглощения менее 0,2 усл. ед.) в диапазоне частот 500…2000 Гц и недостаточно высокими звукопоглощающими свойствами (относительно типичных вспененных и волокнистых звукопоглощающих материалов, применяемых в качестве монтажной части шумоизоляционных обивок) в диапазоне частот 2500…6300 Гц. Другим недостатком представленного технического решения является сложность технологии изготовления заданного структурного состава шумоизоляционной обивки и в итоге существенно более высокая стоимость конечного изделия.

В заявке США на изобретение №2007/0085364, опубликованной 19.04.2007, описана структура многофункциональной шумоизоляционной обивки, содержащая структурный элемент, выполненный из полимерного материала (полиуретана, полипропилена и др.), монтажную часть из одного или нескольких слоев волокнистого или вспененного материала и декоративный слой. Структурный элемент с внутренней стороны имеет оребренный скелет, который при установке на панель кузова транспортного средства образует замкнутые полости. Монтажная часть располагается с внешней (со стороны салона) и/или с внутренней стороны структурного элемента. Образуемые полости между структурным элементом и панелью кузова могут выполнять полезную попутную функцию воздуховодов системы вентиляции и кондиционирования, обеспечивая также (при варианте установки пористого слоя с внутренней стороны структурного элемента) снижение шума транспортируемого воздушного потока в указанной системе вентиляции и кондиционирования. Основным требованием при использовании данной структуры шумоизоляционной обивки для обеспечения ее заданных шумоизоляционных свойств и сопутствующего шумопонижающего процесса транспортировки воздушного потока (при использовании структурного элемента в качестве воздуховода) является обеспечение высокой герметичности сопряжения шумоизоляционной обивки и панели кузова. Как следует из результатов экспериментальных исследований с использованием комплекса сообщенных акустических камер (безэховой и реверберационной), представленных в материалах указанной выше заявки, использование описанной структуры шумоизоляционной обивки позволило увеличить ее звукоизоляционную эффективность (по сравнению с вариантом структуры традиционной шумоизоляционной обивки) до 3 дБ в диапазоне частот 100…2000 Гц и на 7…9 дБ в диапазоне частот 2500…6300 Гц. При испытаниях (экспериментальных исследованиях) использовалась следующая конфигурация заявляемой шумоизоляционной обивки: толщина структурного элемента 30 мм, глубина замкнутых полостей, образуемых скелетом оребрения, составляет 20 мм, толщина монтажной части, располагаемой с внешней стороны структурного элемента, 10 мм, с внутренней стороны (в полостях) 5 мм. Конфигурация структуры традиционной шумоизоляционной обивки - монтажная часть из слоя пористого материала толщиной 20 мм, лицевая часть из слоя плотного материала толщиной 4,5 мм. Использование представленного технического решения позволило увеличить звукоизоляционную эффективность панелей кузова автомобиля преимущественно в диапазоне высоких частот (диапазон эффективной работы типичных звукопоглощающих материалов). Значительным недостатком известного технического решения является необходимость обеспечения высокой герметичности сопряжения шумоизоляционной обивки и панели кузова как при производстве (в условиях конвейерной сборки), так и в процессе эксплуатации автомобиля (в условиях воздействия динамических знакопеременных нагрузок). Другим недостатком является существенное усложнение и удорожание производства данной шумоизоляционной обивки, что обусловлено использованием дорогостоящих полимерных материалов для структурного элемента шумоизоляционной обивки и применения дополнительного оборудования для технологических процессов формообразования. Также при использовании полостей структурного элемента в качестве воздуховодов системы вентиляции и кондиционирования звукопоглощающие свойства материала слоев монтажных частей, располагающихся в данных полостях, могут значительно ухудшаться в процессе длительной эксплуатации транспортного средства. Этот факт может быть обусловлен накоплением аморфных частиц (пыли) и влаги, переносимой транспортируемым воздушным потоком, в пористой звукопоглощающей структуре.

Также