Procedimiento de optimización del confort acústico y vibratorio en un habitáculo móvil.

Procedimiento de optimización del rendimiento acústico y vibratorio en el interior de un habitáculo móvil que consiste en:

- establecer la lista de los indicadores de confort que son los criterios definitorios de la calidad del rendimiento acústico y vibratorio y proporcionar valores objetivo de esos indicadores,

- establecer la lista de las imposiciones referentes a la totalidad o parte del conjunto del habitáculo y ligadas a varios proveedores de equipos, siendo las imposiciones información relativa a todos los requerimientos distintos a los referentes al confort acústico o vibratorio,

- definir datos de entrada influyentes en la generación, la propagación y la transmisión de los campos vibratorios y acústicos en el interior del habitáculo, estando ligados los datos de entrada a varios proveedores de equipos y quedando limitados ciertos datos de entrada por imposiciones,

- estimar los valores de los indicadores de confort del habitáculo en función de los datos de entrada,

- comparar los valores estimados con los valores objetivo,

- cuando los valores estimados no se corresponden con los valores objetivo, actuar aisladamente o en combinación sobre la totalidad o parte de los datos de entrada,

- repetir iterativamente las etapas de estimación de los valores de los indicadores de confort del vehículo, de su comparación con los valores objetivo y de actuación sobre los datos de entrada, en orden a asegurar la convergencia de los valores de los indicadores de confort hacia los valores objetivo.

Procedimiento de optimización del confort acústico y vibratorio en un habitáculo móvil

La invención se refiere a un procedimiento de reducción de los efectos acústicos y vibratorios molestos en un habitáculo, especialmente en un habitáculo móvil tal como un vehículo, en particular un vehículo automóvil.

Aparte de los vehículos automóviles u otros tipos de vehículos tales como los camiones, autocares, maquinaria agrícola, la invención es de aplicación en todo tipo de ingenios de locomoción que presentan un habitáculo cerrado o sensiblemente cerrado, tales como los aviones, los trenes, los barcos, los submarinos...

De entre todas las cualidades que concurren en el confort en los modernos medios de transporte tales como los trenes y los automóviles, el confort acústico y vibratorio resulta determinante. En efecto, las demás fuentes de molestia de origen mecánico, térmico, de visibilidad, etc. ya han sido más o menos controladas. Pero la mejora del confort acústico y vibratorio presenta nuevas dificultades.

Se distinguen diferentes tipos de perturbaciones del confort acústico en un vehículo:

- los ruidos de origen aerodinámico, es decir, creados por el rozamiento del aire sobre el vehículo en desplazamiento,

- los ruidos exteriores transmitidos por vía aérea, originados, por ejemplo, en el adelantamiento de otros vehículos, o tales como los ruidos de motor (especialmente al pasar por un túnel o cerca de un objeto que refleja las ondas sonoras, tal como un muro de hormigón), ruidos de boca de tubo de escape, ruidos de rodadura, o incluso los ruidos de retrovisor (ruidos que tienen un origen aerodinámico pero que se propagan por vía aérea),

- los ruidos de impactos, tales como la lluvia golpeando el vehículo,

- los ruidos inducidos por sólidos, es decir, los ruidos transmitidos por la caja del vehículo, que tienen por origen, por ejemplo, las vibraciones del motor (especialmente a determinadas velocidades de rotación del motor), de línea de escape, de los amortiguadores, del grupo motopropulsor...

Del mismo modo, existen diferentes tipos de perturbaciones del confort vibratorio:

- las vibraciones procedentes del tren de rodadura que son transmitidas a la caja, generadas, por ejemplo, por la rodadura sobre la calzada y transmitidas a la caja por los amortiguadores, y

- las vibraciones procedentes del grupo motopropulsor (motor, caja de cambios, línea de escape) y transmitidas a la

caja.

En el diseño de vehículos, por lo común se distinguen el ensamblador y los proveedores de equipos.

El ensamblador se encarga del diseño global, del ensamblaje y de la comercialización de los vehículos, bien sea directamente, o bien recurriendo a una subcontratación parcial o total.

Los proveedores de equipos se encargan del diseño y de la realización de piezas o equipos que sirven para la construcción del vehículo, bien sea directamente, o bien recurriendo a una subcontratación parcial o total.

En su actividad de diseño sobre el vehículo completo o sobre ciertas piezas o equipos, el equipo constituido por el ensamblador y por uno o varios de sus proveedores de equipos recibe el nombre de "equipo de diseño".

Se han realizado numerosos esfuerzos por parte de los ensambladores y determinados proveedores de equipos con el fin de mejorar el confort acústico y vibratorio en el interior del habitáculo del vehículo, por ejemplo utilizando revestimientos absorbentes en el interior del vehículo, o proveyendo, para la mecánica del vehículo, piezas de vinculación de elastómero, o incluso proveyendo mejoras técnicas en los acristalamientos, especialmente:

- Se han modificado las formas de los acristalamientos, se ha mejorado la penetración en el aire y disminuido las turbulencias que son, por sí mismas, fuentes de ruidos.

- Se realizan acristalamientos laminados, cuyo intercalario cuenta con propiedades de mejora del amortiguamiento vibratorio y del aislamiento acústico que confieren al habitáculo una buena protección contra los ruidos aerodinámicos y/o los ruidos de origen aéreo y/o los ruidos de origen sólido. Cabe citar como intercálanos aquellos que presentan las características descritas en la patente EP 387148 - B1 y en la solicitud de patente EP 84475.

- Se emplean juntas de estanqueidad dispuestas entre la carrocería del vehículo y el acristalamiento y constituidas a partir de uno o varios materiales cuyas características permiten un amortiguamiento vibratorio. Las solicitudes de patente PCT/FR3/2417 y FR 4/987 especifican las características que cumplen tales juntas.

- Se han creado zonas de radiación en contrafase con las zonas de radiación creadas por la excitación del

acristalamiento sometido a un campo vibratorio, con el fin de disminuir la radiación global del acristalamlento.

- Se ha propuesto modificar localmente la vinculación acrlstalamlento/carrocería a nivel de la junta periférica; por ejemplo, la disminución del desplazamiento del acristalamlento en la junta periférica únicamente sobre una parte limitada de la periferia del acristalamlento permite realizar un acristalamiento desprovisto al menos del primer modo impar de radiación cuando este es excitado por un campo acústico (solicitud de patente EP 98866).

Sin embargo, la realidad es que las diversas soluciones propuestas independientemente por cada proveedor de equipos o por el ensamblador no forzosamente convienen para todos los vehículos. Los inventores han evidenciado que, especialmente, el tamaño del vehículo, su habitáculo, el tipo de materiales utilizados en su construcción cumplen asimismo una función en la propagación de los campos vibratorios y en lo que respecta a las frecuencias más particulares para las cuales estos campos vibratorios originan una perturbación del confort acústico o vibratorio.

Es importante destacar que la Invención no sólo se consagra a la reducción del nivel acústico y vibratorio, sino que también se consagra a una mejora del confort acústico y vibratorio que estriba especialmente en la mejora del ruido o de las vibraciones residuales, prefiriendo por ejemplo los ruidos continuos a los ruidos intermitentes.

Así pues, la invención tiene por finalidad el proporcionar una nueva estrategia en el diseño de soluciones que aseguran un confort global, tanto acústico como vibratorio, y adaptadas a cada tipo de habitáculo.

La invención propone así considerar, en combinación, los principales parámetros que influyen en la generación, la propagación y la transmisión de los campos vibratorios y acústicos a través y en el interior del habitáculo, teniendo en cuenta el tipo de vehículo, su forma, sus materiales constitutivos y, en particular, el comportamiento vibro- acústico de los acristalamientos, que radica especialmente en la forma del acristalamiento, en la estructura del acristalamiento, en la internara acristalamiento/habitáculo.

La invención proporciona un procedimiento de optimización del control del confort acústico y vibratorio en el interior de un habitáculo cumpliendo con un pliego de prescripciones técnicas proporcionado por el constructor, en cuanto a rendimiento acústico, rendimiento vibratorio y coste de los medios que se habrán de poner en práctica para obtener prestaciones de mejora del confort, velando en particular por la viabilidad de los elementos, por no aumentar los espesores de los acristalamientos de manera inconsiderada por motivos de peso, por no degradar la calidad óptica a través de los acristalamientos, por no degradar el comportamiento mecánico del habitáculo, por asegurar la aptitud a la limpieza del acristalamlento según su forma...

El procedimiento de la Invención lo lleva a la práctica el ensamblador destinado a encargarse del diseño global del habitáculo y/o al menos un proveedor de equipos destinado a encargarse del diseño de una parte del habitáculo.

De acuerdo con la invención, el procedimiento de optimización del rendimiento acústico y vibratorio en el interior de un habitáculo móvil consiste en:

- establecer la lista de los Indicadores de confort que son los criterios definitorios de la calidad del rendimiento acústico y vibratorio y proporcionar valores objetivo de esos indicadores,

- establecer la lista de las Imposiciones referentes a la totalidad o parte del conjunto del habitáculo y ligadas a varios proveedores de equipos, siendo las Imposiciones información relativa a todos los requerimientos distintos a los referentes al confort acústico o vibratorio,

- definir datos de entrada influyentes en la generación, la propagación y la transmisión de los campos vibratorios y acústicos en el interior del habitáculo,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de optimización del rendimiento acústico y vibratorio en el interior de un habitáculo móvil que consiste en:

- establecer la lista de los indicadores de confort que son los criterios definitorios de la calidad del rendimiento acústico y vibratorio y proporcionar valores objetivo de esos indicadores,

- establecer la lista de las imposiciones referentes a la totalidad o parte del conjunto del habitáculo y ligadas a varios proveedores de equipos, siendo las imposiciones información relativa a todos los requerimientos distintos a los referentes al confort acústico o vibratorio,

- definir datos de entrada influyentes en la generación, la propagación y la transmisión de los campos vibratorios y acústicos en el interior del habitáculo, estando ligados los datos de entrada a varios proveedores de equipos y quedando limitados ciertos datos de entrada por imposiciones,

- estimar los valores de los indicadores de confort del habitáculo en función de los datos de entrada,

- comparar los valores estimados con los valores objetivo,

- cuando los valores estimados no se corresponden con los valores objetivo, actuar aisladamente o en combinación sobre la totalidad o parte de los datos de entrada,

- repetir iterativamente las etapas de estimación de los valores de los indicadores de confort del vehículo, de su comparación con los valores objetivo y de actuación sobre los datos de entrada, en orden a asegurar la convergencia de los valores de los indicadores de confort hacia los valores objetivo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que los criterios definitorios de la calidad de rendimiento acústico y vibratorio consisten en indicadores físicos mensurables referentes al habitáculo móvil en su conjunto o a una pieza o a un equipo del habitáculo.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que los indicadores físicos incluyen en particular el nivel de la presión acústica en determinados puntos del habitáculo, el nivel del desplazamiento, de la velocidad o de la aceleración vibratoria en determinados puntos del habitáculo, el indicador psico-acústico o de inteligibilidad en determinados puntos del habitáculo, el nivel de potencia acústica radiada por una pieza o un equipo, el nivel de esfuerzo inyectado por una pieza o un equipo, el coeficiente de absorción acústica de determinadas piezas o equipos, el aislamiento acústico de determinadas piezas o equipos, el coeficiente de amortiguamiento vibratorio aportado por determinadas piezas o equipos, la atenuación vibratoria aportada por un sistema de fijación entre dos piezas o equipos.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se establece la lista de las imposiciones absolutas que necesariamente deben cumplirse para garantizar determinadas funciones reputadas como esenciales y sobre las que es imperativo no actuar, y la lista de las imposiciones indefinidas asociadas a su intervalo de evolución, es decir, las características cuyos valores pueden evolucionar sin menoscabo de la calidad global del vehículo definiendo las proporciones o intervalos para los cuales se puede hacer variar estos valores.

5. Procedimiento según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que los datos de entrada incluyen la geometría y/o las dimensiones del vehículo y de elementos constitutivos del vehículo, los valores de propiedades físicas de los materiales y los estados de comportamiento de los elementos constitutivos del vehículo frente a las excitaciones acústicas y vibratorias en forma de valores, de bases modales, de funciones de transferencia, de espectros o interespectros.

6. Procedimiento según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que se utilizan medios de diseño para estimar magnitudes destinadas a ser correlacionadas con los valores objetivo de los criterios definitorios de la calidad del rendimiento acústico y vibratorio, y para comparar esas magnitudes con los valores objetivo.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que se definen dichos medios de diseño antes de cualquier etapa de estimación de los valores de confort.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por que los medios de diseño están basados en aproximaciones experimentales y/o predictivas totalmente numéricas.

9. Procedimiento según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que los datos de entrada son modificados conservando tal cual los datos de entrada congelados por una imposición absoluta, o modificando los datos de entrada relativos a imposiciones indefinidas, dentro del marco que se les ha fijado, o modificando libremente los datos de entrada que son independientes de toda imposición.

1. Procedimiento según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que cuando, tras

un cierto número de iteraciones que se ha creído suficiente según la complejidad del problema planteado, ningún juego de datos de entrada ha permitido alcanzar los objetivos, se redefinen estos últimos redefiniendo en particular los datos de entrada y eventualmente las imposiciones.

11. Procedimiento según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que cuando se termina el procedimiento de optimización, se establece un balance de los datos de entrada que han permitido alcanzarlos.

12. Procedimiento según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que se modifica de manera espacial la forma de un modo de radiación del acristalamiento cuando dicho acristalamiento es excitado por un campo acústico o vibratorio.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que para el acristalamiento se suprime al menos el o los modos de radiación que se acoplan con uno o varios modos de resonancia del habitáculo.

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se desfasa de manera frecuencial un modo de radiación del acristalamiento con relación a un modo de resonancia del habitáculo.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que se generan fenómenos acústicos en contrafase con relación a las radiaciones en el habitáculo.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se actúa sobre la naturaleza del material de la junta periférica asociada entre el acristalamiento y el habitáculo.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se modifica el acoplamiento mecánico entre el acristalamiento y el habitáculo.

18. Procedimiento según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que es llevado a la práctica por el ensamblador destinado a encargarse del diseño global del habitáculo y/o por al menos un proveedor de equipos destinado a encargarse del diseño de una parte del habitáculo.

19. Procedimiento según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que se aplica en un habitáculo para vehículo, en particular vehículo automóvil, camión, autocar, máquina agrícola, tren.

2. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado por que se aplica en un habitáculo para avión, barco, submarino.