Анализ мировых тенденций в проектировании современных бензиновых двигателей, страница 41

Основные источники шума при работе силовой установки:

- система впуска и выпуска;

- цилиндропоршневая группа;

- топливная аппаратура;

- зубчатые передачи;

- газораспределительный механизм.

Так как работа двигателя не требует постоянного присутствия людей (органы управления и контроля вынесены на приборную панель), шум удовлетворяет техническим нормам и не превышает предельно допустимых значений.

7.5 Расчет общего шума двигателя

Расчет уровня шума проводится графоаналитическим методом для точки, удаленной от двигателя на полметра. Двигатель устанавливается на специальный акустический стенд в условиях открытого пространства. Ограничивающие поверхности стенда облицованы звуконепроницаемым материалом. При работе мотора возникает шумовое поле, уровень которого регламентируется отраслевой нормой, а также требованиями Европейского Содружества по акустической активности силового агрегата.

По отечественной классификации (ГОСТ 12.1.003-83 «Шум Общие требования безопасности») рассматриваемый шум является широкополосным непостоянным колеблющимся во времени шумом. При проведении расчета используем диаграммы Скуридина. По заданному числу оборотов (6000 об/мин) и мощности (140 кВт) в системе координат «Эффективная мощность (Ne) – обороты коленчатого вала (n)» проводим прямую, параллельную прямой интенсивности из точки пересечения с прямой интенсивности шума L. На продолжении этой прямой определяем уровень шума мотора.

Уровень механического шума.

Существуют методы экспериментального определения шумовых характеристик машин (ГОСТ 12.1.028-80 «Шум Определение шумовых характеристик источников шума Ориентировочный метод»; ГОСТ 19358-85 «Внешний и внутренний шум автотранспортных средств Допустимые уровни и методы измерений»). Мы же будем использовать ряд эмпирических соотношений для примерного определения шума.

Уровень механического шума от источника – двигателя внутреннего сгорания в общем случае вычисляется по формуле:

L_мех = L₁ + L₂.

L₁ – уровень шума, излучаемый 1 м² боковой поверхности двигателя, дБ. Величина определяется по диаграммам в зависимости от мощности агрегата и числа оборотов коленчатого вала мотора. В нашем случае L₁ предположительно равен 70 дБ.

L₂ – поправка, учитывающая излучение шума в зависимости от конструктивных особенностей двигателя (величина зазоров в сопряжениях, демпфирующее влияние масляного слоя).

L₂=f(C,L);

К₁ – коэффициент, учитывающий демпфирующее влияние масляного     слоя: 1,2;

k1=f(v,δ), где v=30 сСm, δ=0.3 мм.

a – количество блоков в двигателе: 1;

D – диаметр цилиндра: 0,081м;

S – ход поршня: 0,077 м;

i – число цилиндров в блоке: 5;

Ρc – 14,1·10⁵ Па·с/м – удельное акустическое сопротивление среды;

G – масса двигателя: 0,125 т;

Из номограммы находим: L2= -14 дБ

В итоге получаем: L=L1+L2=70-14=66 дБ.

Шум механической природы не должен превышать 78 Дб согласно СН 3223-85 «Санитарные нормы допустимого уровня шума на рабочих местах».

Для снижения уровня шума от моторной установки применяются следующие мероприятия:

-  активный трехэлементный глушитель шума системы выпуска звукоизоляция моторного отсека: облицовка звукопоглощающим материалом поверхностей моторного отсека. Материал должен обладать коэффициентом поглощения не менее 0,5 при 500 Гц

-  экранирование деталей, где невозможно обойтись традиционными методами звуковой защиты, например, выпускные коллектора, была реализована максимально возможная жесткость конструкции;

-  оптимизация рабочего процесса по шумовым требованиям: ограничение жесткости сгорания, максимального давления сгорания и прочее.

Данный двигатель соответствует техническим нормам согласно СН 3223-85.

7.6 Вибрация

Вибрация - это механическое колебательное движение системы с упругими связями; движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты.

Причиной возбуждения вибраций в двигателе являются возникающие при работе неуравновешенные силовые воздействия. Источником такого дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей, а также неправильная установка и эксплуатация оборудования.