Определение параметров такта сжатия и механического шума двигателя автомобиля
Контрольная работа - Транспорт, логистика
Другие контрольные работы по предмету Транспорт, логистика
? звукового давления в диапазоне частот 10... 20000 Гц. Поэтому для приближения оценок субъективного восприятия звуков различной частоты их корректируют по частоте, а полученную величину называют уровнем звука (шума) и выражают ее в децибелах.
Современные поршневые двигатели автомобилей и дорожно-строительных машин на номинальном режиме излучают 2...3 Вт акустической мощности, а на расстоянии 1 м вокруг работающего на стенде двигателя уровни шума составляют от 104 до 120 дБ.
Спектр шума двигателя характеризует распределение энергии его излучения по частотному диапазону. Акустическое излучение двигателя сосредоточено в области от 20 до 8000 Гц.
Источники и излучатели шума двигателя. Причинами возникновения шума в двигателе являются:
аэродинамическое взаимодействие газовой среды на входе в двигатель и выходе из него, а также движущихся тел (вентилятора) с газовой средой;
взаимодействие колеблющихся поверхностей двигателя с окружающей средой.
Источниками шума двигателя являются процессы, одновременно или последовательно возникающие при осуществлении рабочего цикла.
При впуске из области перед горловиной впускного патрубка происходит всасывание воздуха, в результате чего возникает акустическое излучение, которое называют шумом впуска, а излучаемую при этом акустическую мощность обозначают Wвп. При движении по впускному тракту свежий заряд будет взаимодействовать со стенками и другими элементами конструкции и вызывать их колебание, что также будет создавать шум.
При сжатии, сгорании и расширении энергия подводится к деталям, формирующим камеру сгорания, что вызывает их колебание.
От них колебательная энергия передается на наружные поверхности двигателя и частично излучается ими в виде шума от сгорания (Wсг).
При выпуске происходит истечение отработавших газов в атмосферу и выделяется также какое-то количество энергии, которое приводит к возникновению шума выпуска (Wвып). Движущиеся по выпускному тракту отработавшие газы взаимодействуют ср стенками трубопроводов, глушителя, вызывая их колебания, которые приводят к шумоизлучению наружных поверхностей.
При работе в механизмах двигателя могут возникать удары сопрягаемых деталей, что вызывает шум (Wуд).
Работа агрегатов двигателя (вентилятора, топливоподающего насоса и др.) вызывает возникновение шума Wаг.
Опрокидывающий момент вызывает колебания двигателя на подвеске, которые также приводят к излучению звуковой энергии.
Излучателями шума двигателя являются:
наружные стенки двигателя и установленных на нем агрегатов;
впускная горловина;
горловина выпуска;
вентилятор системы охлаждения.
Влияние каждого из данных излучателей на уровень шума всего двигателя зависит от многих факторов: типа двигателя, особенностей рабочего процесса, конструкции, режима работы и т.п.
Сопротивление рассмотренных составляющих акустического баланса двигателя позволяет выделить наиболее существенные составляющие шума двигателя, указать причины возникновения, изучить процесс формирования, найти наиболее рациональные пути уменьшения шума.
Уменьшение шума с учетом основополагающих принципов акустики следует начинать в первую, очередь с подавления наиболее громких источников.
Основные направления снижения шума и вибрации двигателя сводятся к следующему:
формированию рабочего процесса двигателя, обеспечивающего минимально возможный подвод энергии к конструкции двигателя на всех режимах его работы;
конструированию рациональной по шумоизлучению структуры двигателя и его элементов.
Колебательная энергия от источника ее возникновения до поверхностей, которые ее излучают, распространяется через детали двигателя. Для ее снижения можно или препятствовать распространению по конструкции (виброизоляция), или поглощать ее на пути распространения (вибропоглощение) с помощью ввода в конструкцию поглотителей колебательной энергии в виде специальных вибродемпфирующих материалов или устройств. Это позволяет снизить уровень виброскорости на излучающей шум поверхности. Также для снижения шума уменьшают площадь излучающей поверхности.
Снизить шум работающего двигателя в составе автомобиля можно путем создания препятствий на пути его распространения (звукоизоляция) и нанесением на поверхности, воспринимающие шум, специальных шумопоглощающих покрытий (звукопоглощение). Звукоизоляция сводится к созданию различных экранов, капотов и капсул для двигателя. Однако применение последних двух решений связано со значительными дополнительными затратами как в производстве, так и в эксплуатации. Также усложняется охлаждение двигателя, его эксплуатационное обслуживание, а в ряде случаев ухудшается топливная экономичность. Такое решение оправдано при работе двигателя в специальных условиях. Применение звукопоглощающих мастик связано с проблемами их термостойкости, долговечности и стоимости.
Методы борьбы с шумом аэродинамического происхождения аналогичны: создание конструкций с требуемым уровнем шума (вентилятор, корпуса воздушного фильтра и глушителя), применение глушителей шума, основанных на формировании совокупности резонансных объемов и на использовании специальных материалов, обеспечивающих звукопоглощение.
Уровень механического шума двигателя определяется по формуле:
,
где L - уровень механического шума двигателя, дБ;
n - частота вращения коленчатого вала, об/мин-1;
Pе - м?/p>