Строительные машины и оборудование, справочник






Глушение шума двигателя


Категория:
   Устройство и работа двигателя


Глушение шума двигателя

Двигатель внутреннего сгорания является источником весьма сильного акустического шума. Акустический шум — это случайные механические колебания звукового диапазона в твердых, жидких и газообразных средах. Частота звукового диапазона колебаний составляет от 16…20 Гц до 16…20 кГц. Звуковой интервал частот делят на меньшие интервалы: низкочастотный—до 300…400 Гц; среднечастот-ный — от 300…400 до 800… 1000 Гц; высокочастотный— свыше 800…1000 Гц.

Наиболее распространенными характеристиками звуковых колебаний являются звуковое давление, интенсивность (сила) звука и уровни интенсивности звука и звукового давления.

Звуковое давление колебаний с частотой 1000 Гц, приблизительно равное 63 Па, воспринимается ухом человека в виде болевого ощущения (порог болевого ощущения). Весь диапазон уровня интенсивности звука между порогами ощущений при частоте 1000 Гц не превышает 130 дБ. Значения пороговых уровней и давлений при других частотах колебаний ввиду субъективности восприятия отличаются от значений этих величин для частоты 1000 Гц.



Совокупность частот, составляющих шум, называется спектром шума. Весь звуковой диапазон частот делят на частотные полосы — октавы. Октавой называется полоса частот, у которой верхняя граница в 2 раза больше нижней. Воздействие шума во всем звуковом диапазоне характеризуется величиной общего уровня шума. В дальнейшем вместо термина «общий уровень шума» будет употребляться термин «уровень шума».

Уровень шума двигателей внутреннего сгорания может достигать 120 дБ. Источниками шума являются узлы и агрегаты двигателя, а также газодинамические (гидравлические) процессы. Уровни шума некоторых источников приведены на рис. 2. Необходимо иметь в виду, что последовательность расположения отдельных источников по уровню шума для двигателей разных типов различна.

Источники шума делят на источники механического и газодинамического (гидравлического) происхождения.

Шум механического происхождения возникает вследствие неуравновешенности вращающихся частей механизмов и устройств, наличия сил инерции и моментов этих сил, соударении деталей в сочленениях и т. п.

Рис. 1. Кривые равной громкости звуков равной высоты

Рис. 2. Диаграмма уровней шума основных источников

Причинами шума газодинамического (гидравлического) происхождения являются возмущения, проявляющиеся при движении газообразной и жидкой сред в проточных частях механизмов и трубопроводах, при обтекании тел и сгорании топлива.

В окружающую среду шум передается в виде вибраций и колебаний наружных поверхностей двигателя, колебаний воздуха на впуске и выпуске. Наиболее интенсивные составляющие спектра шума находятся в области низких и средних частот и кратны частоте вращения коленчатого вала и числу цилиндров. Колебания деталей двигателя происходят либо с частотой вынуждающей силы, либо с собственной частотой (при кратковременном воздействии силы). Поэтому в спектре механического шума имеются также менее интенсивные составляющие собственных колебаний в области средних и высоких частот. Газодинамический шум вследствие периодичности процессов (в трубопроводах и цилиндре) имеет составляющие колебаний давлений в области низких и средних частот и высокочастотные составляющие вихревого происхождения (в органах газораспределения, в проточных частях нагнетателей и турбин).

В двигателях с наддувом вследствие повышенного расхода воздуха уровень интенсивности шума впускных и выпускных отверстий обычно выше соответствующих уровней шума от других источников. Высокочастотные составляющие газодинамического шума компрессоров имеют большую интенсивность по сравнению с интенсивностью соответствующих составляющих механического шума. Несмотря на то, что их уровни интенсивности ниже уровней интенсивности низкочастотной части спектра, они вызывают более неприятные ощущения у человека. Уровень шума на выпуске выше, чем на впуске, так как скорость течения выпускных газов больше.

Уровень шума снижают капотированием (или использованием звукопоглощающих перегородок) двигателя, с помощью конструктивных мероприятий, воздействием на процесс сгорания, установкой глушителей.

Капотирование применяют на автомобильных, тракторных и небольших стационарных двигателях.

Звукоизолирующие перегородки для снижения шума устанавливают в судовых и стационарных двигателях.

К конструктивным мероприятиям относятся: уменьшение зазора между поршнем и цилиндром; увеличение длины юбки поршня; применение дезаксиального криво-шипно-шатунного механизма и безударного профиля кулачка распределительного вала; увеличение толщины стенок втулки цилиндра в месте расположения камеры сгорания; использование шумоизолирующих прокладок и т.п. Обеспечение плавного перехода на индикаторной диаграмме от линии сжатия к линии сгорания и снижение скорости нарастания давления способствуют уменьшению уровня шума сгорания.

Уровень шума впуска и выпуска снижают с помощью глушителей. По принципу действия глушители делят на активные и реактивные.

В активных глушителях звуковая энергия превращается в теплоту при прохождении волны через сопротивления (сетки, перфорированные листы, звукопоглощающие материалы). Эффективность глушителя с перфорированным конусом выше, чем глушителя с звукопоглощающим материалом, однако сопротивление первого глушителя больше. Глушитель шума на линии всасывания в компрессор (активный) обычно состоит из ряда плоских металлических дисков, оплетенных тонким шерстяным войлоком, или изогнутых металлических дисков, оклеенных тонким войлоком.

Рис. 3. Схемы активных глушителей: а — с перфорированным конусом; б — с звукопоглощающим материалом

Рис. 4. Схемы реактивных глушителей: а — с расширительной камерой; б — с резонансными камерами

Рис. 5. Активно-реактивный глушитель впуска: 1 — фланец для крепления к впускному патрубку; 2 — реактивный глушитель; 3 – звукопоглотитель; 4— перфорированная трубка; 5 — защитная сетка; 6 — звукопоглотитель на крышке; 7 — винт для регулирования зазора впуска

Реактивные глушители представляют собой или расширительную камеру, или ряд резонансных камер. В этих глушителях происходит уменьшение амплитуд колебаний вследствие расширения потока газа.

Реактивные глушители эффективно заглушают низкочастотный шум, а активные высокочастотный. Обычно используют комбинацию глушителей обоих типов. На рис. 5 показан такой глушитель. Активным Элементом является перфорированная трубка, вокруг которой находится звукопоглотитель (стекловой-лок, минеральная шерсть, вата, пенопласт). Параллельно активному элементу включен реактивный глушитель, представляющий собой камеру тороидальной формы, закрытую крышкой с отверстиями.

Читать далее:

Категория: - Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины