technique and results of research of the basic...
TRANSCRIPT
Елесин А.Н., Галевко Ю.В., Иванова Т.В., Тюрин В.П. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ИСТОЧНИКОВ ШУМА ...
транспорт
Вектор науки ТГУ. № 2(16), 2011108
яния процесса сгорания можно оценить с помощью функции когерентности при одновременной регистрации силового возбуждения в цилиндре при сгорании, вибрации поверхно-сти клапанной крышки и звукового давления в точках изме-рения [3].
Впускной коллектор. Спектры виброскорости в точках 25, 26 на впускном коллекторе имеют спадающий харак-тер в диапазоне 20 – 2000 Гц, аналогично как на клапанной крышке.
ТНВД имеет наиболее высокие уровни виброскорости в третьоктавах 200 – 1000 Гц (точка 14). При полной нагрузке появляются резонансные частоты в третьоктавах 800,1000Гц.
Турбокомпрессор. Из спектров виброскорости на ком-прессоре в точке 18 следует, что корпус компрессора имеет резонансные частоты в диапазоне 200 – 4000 Гц, особенно в третьоктавах 200,315,500,630 Гц.
Фильтр топливный. На топливном фильтре (точка 32) наибольшие уровни виброскорости при прокрутке дизеля с частотах вращения коленчатого вала 2000 мин-1 .
Анализ третьоктавных спектров шума дизеля на номи-нальном режиме показывает, что общий уровень шума по шкале А определяется акустическим излучением в диапазо-не частот 400 – 12000 Гц и третьоктаве 160 Гц. Максималь-ный уровень шума в третьоктаве 1000 Гц. Наиболее вибро-активными деталями, являются масляный поддон, клапан-ные крышки, нижняя часть блок-картер, опоры двигателя. Вибрирующие наружные поверхности этих деталей опреде-ляют шум дизеля. Основными силовыми причинами возбуж-дения колебаний деталей являются удары в кинематических парах и процесс сгорания.
РЕКОМЕНДАЦИИ1. Необходимо с помощью корреляционно-спектрального
анализа уточнить влияние процесса сгорания на излучение шума наиболее виброактивными деталями [3].
2. Экспериментально определить вынужденные частоты и формы колебаний поддона и нижней части блок-картера.
3. Расчетным способом на основе 3D моделей провести исследование собственных частот и форм колебаний масля-ного поддона и клапанной крышки с целью улучшения их виброакустических характеристик за счет изменения формы наружных поверхностей, жесткостных, массовых и демпфи-рующих характеристик.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Галевко В.В., Исаев В.В., Кузьмин Н.П. Исследова-
ние акустических характеристик основных источников шума дизеля 8Ч 110/115. – В кн.: Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля. Сб. науч-ных трудов ЗИЛ, вып. 12. М.:Машиностроение, 1984, с.14-22.
2.Луканин В.Н., Галевко В.В. Результаты виброакустиче-ских исследований автомобильного V-образного дизеля 8Ч 110/115.- В кн: Снижение шума поршневых ДВС. Сборник научных трудов МАДИ,1984, с.25-36.
3.Галевко В. В. Теоретическое обоснование и результа-ты экспериментального исследования шума ДВС от процес-са сгорания с использованием корреляционно-спектральной теории. – Вестник МАДИ(ГТУ), вып.4,2005,с.36-43.
TECHNIQUE AND RESULTS OF RESEARCH OF THE BASIC SOURCES OF NOISE OF THE FOUR-ROW ENGINE FOR MOTOR STAND
V.V. Galevko, candidate of technical sciences, associate professorMoscow Auto-Road State University, Moscow (Russia)
G.G. Nadarejshvili, candidate of technical sciences, general directorOpen Company «Scientific and technical center of modernization of a batch production», Moscow (Russia)
_______________________________________________________________________________________Keywords: sound pressure; sound capacity; velocity; rotary speed of a bent shaft; resonant frequency.Annotation: probe of the basic sources of noise of a diesel engine is conducted. Influence of vibration of separate elements of a design on the general noise of a diesel engine is investigated. The further works on drop of noise of a diesel engine are planned.
УДК 629.331: 628.517.2
МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ИСТОЧНИКОВ ШУМА АВТОМОБИЛЯ С УЧЕТОМ ЕГО ПОЛОЖЕНИЯ НА ИЗМЕРИТЕЛЬНОМ УЧАСТКЕ
© 2011А.Н. Елесин, инженер-исследователь 1 категории
Ю.В. Галевко, кандидат технических наук, заведующий лабораториейТ.В. Иванова, старший научный сотрудникВ.П. Тюрин, старший научный сотрудник
НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ», Москва (Россия)_______________________________________________________________________________________Ключевые слова: автомобили; внешний шум.Аннотация: рассмотрены вопросы идентификации основных источников внешнего шума грузового автомоби-ля с учётом прохождения измерительного участка.
транспортЕлесин А.Н., Галевко Ю.В., Иванова Т.В., Тюрин В.П.
МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ИСТОЧНИКОВ ШУМА ...
Вектор науки ТГУ. № 2(16), 2011 109
ВВЕДЕНИЕПостоянное ужесточение норм на шум автотранспортных
средств (АТС) определяет необходимость разработки, как спо-собов его снижения, так и новых методов исследования аку-стических показателей. Программа по снижению шума пред-полагает на первом этапе, как правило, наличие достоверной информации о вкладе источников шума, которая является базой для разработки правильного плана мероприятий по доводке.
МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ ИСТОЧНИКОВРазделение источников непосредственно на объекте в
дорожных условиях можно осуществлять двумя основными способами - изоляция (отключение) исследуемого источника при работающих и открытых остальных или изоляция всех источников, кроме исследуемого. Второй способ является более приемлемым для получения необходимой точности разделения источников. Применение его позволяет выде-лять менее значимые источники шума, которые при большом уровне «вредного» шума являются замаскированными. Схе-матично эти методы приведены на рис. 1.
В данной работе в качестве показателя, по которому про-водят разделения источников, принят уровень звука, измерен-ный при прохождении АТС измерительного участка по мето-дике Правил ЕЭК ООН № 51.
Идентификация источников шума проводится по сред-неарифметическим величинам, полученным из трех измере-ний, при этом измерительный участок разбивается на 4 зоны, и расчёт ведётся для каждой из них.
На основании полученных данных испытаний автомо-биля в различных комплектациях определяется доля вклада источников шума в общий уровень шума.
Газодинамическая составляющая шума систем впуска и выпуска вычисляется по разности результатов со штатными и отведенными впуском и выпуском.
Структурный шум от элементов системы впуска и выпу-ска определяется при их экранировании звукопоглощающи-ми и звукоизолирующими материалами.
Для оценки шума силового агрегата и редукторов транс-миссии на ведущие мосты монтируется капсула.
Шум вентилятора системы охлаждения двигателя оцени-
2
исследуемого источника при работающих и открытых остальных или изоляция
всех источников, кроме исследуемого. Второй способ является более
приемлемым для получения необходимой точности разделения источников.
Применение его позволяет выделять менее значимые источники шума, которые
при большом уровне "вредного" шума являются замаскированными. Схематично
эти методы приведены на рис. 1.
Рис. 1. Схема выделения основных источников шума автомобиля
Проведение таких исследований АТС требует наличия специального
оборудования, которое представляет собой дорогу со специальным покрытием
(ИСО 10844) и систему сбора, управления и регистрации данных. Схема
измерительной установки, используемой в НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ»
приведена на рис 2.
2
исследуемого источника при работающих и открытых остальных или изоляция
всех источников, кроме исследуемого. Второй способ является более
приемлемым для получения необходимой точности разделения источников.
Применение его позволяет выделять менее значимые источники шума, которые
при большом уровне "вредного" шума являются замаскированными. Схематично
эти методы приведены на рис. 1.
Рис. 1. Схема выделения основных источников шума автомобиля
Проведение таких исследований АТС требует наличия специального
оборудования, которое представляет собой дорогу со специальным покрытием
(ИСО 10844) и систему сбора, управления и регистрации данных. Схема
измерительной установки, используемой в НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ»
приведена на рис 2.
Рис. 1. Схема выделения основных источников шума автомобиляПроведение таких исследований АТС требует наличия специального оборудования, которое представляет собой дорогу со специальным по-
крытием (ИСО 10844) и систему сбора, управления и регистрации данных. Схема измерительной установки, используемой в НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ» приведена на рис 2.
3
Рис. 2. Система для выделения источников внешнего шума
В данной работе в качестве показателя, по которому проводят разделения
источников, принят уровень звука, измеренный при прохождении АТС
измерительного участка по методике Правил ЕЭК ООН № 51.
Идентификация источников шума проводится по среднеарифметическим
величинам, полученным из трех измерений, при этом измерительный участок
разбивается на 4 зоны, и расчёт ведётся для каждой из них.
На основании полученных данных испытаний автомобиля в различных
комплектациях определяется доля вклада источников шума в общий уровень шума.
Газодинамическая составляющая шума систем впуска и выпуска
вычисляется по разности результатов со штатными и отведенными впуском и
выпуском.
Структурный шум от элементов системы впуска и выпуска определяется
при их экранировании звукопоглощающими и звукоизолирующими материалами.
Для оценки шума силового агрегата и редукторов трансмиссии на
Рис. 2. Система для выделения источников внешнего шума
Елесин А.Н., Галевко Ю.В., Иванова Т.В., Тюрин В.П. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ИСТОЧНИКОВ ШУМА ...
транспорт
Вектор науки ТГУ. № 2(16), 2011110
4
ведущие мосты монтируется капсула.
Шум вентилятора системы охлаждения двигателя оценивается по
разности уровней звукового давления при движении АТС с работающим и не
работающим вентилятором.
Для реализации выше перечисленных мероприятий были изготовлены и
смонтированы дополнительные звукопоглощающие и звукоизолирующие
элементы конструкций и глушители шума впуска и выпуска.
Дополнительно для учёта спектральных характеристик используют
сонограммы или её разрезы, получаемые при прохождении АТС по
измерительному участку, рис. 3.
Рис. 3. Изменение уровня звука в процессе прохождения автомобилем
измерительного участка и спектр звукового давления для точки с максимальными
уровнями звука
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В качестве примера результаты, полученные для грузового автомобиля
категории N3G в различных комплектациях, приведены в таблице 1. Результаты
идентификации основных источников внешнего шума приведены в таблице 2,
а также на рис. 4.
Рис. 3. Изменение уровня звука в процессе прохождения автомобилем измерительного участка и спектр звукового давления для точки с максимальными уровнями звука.
7
Рис. 4. Результаты идентификации основных источников внешнего шума
Звукоизоляционные экраны, установленные сзади кабины и сверху
раздаточной коробки и глушителя шума выпуска, дают эффект до 1 дБ(А)
справа, в основном изменяя спектр в частотной области 1000-2000 Гц.
Эффективность капсул снизу раздаточной коробки и глушителя шума
выпуска не превышает 0.6 дБ(А). Большее влияние справа определяется тем,
что с этой стороны расположена раздаточная коробка, она оказывает к тому же
влияние на развитие кривой общего уровня звука при прохождении
Рис. 4. Результаты идентификации основных источников внешнего шума.
транспортЕлесин А.Н., Галевко Ю.В., Иванова Т.В., Тюрин В.П.
МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ИСТОЧНИКОВ ШУМА ...
Вектор науки ТГУ. № 2(16), 2011 111
5
В процессе идентификации получено, что основным источником шума
автомобиля на третей передаче является шум, излучаемый наружными
поверхностями двигателя и коробки передач. Большая долю звуковой энергии
от двигателя излучается через открытую зону снизу автомобиля.
Таблица 1. Уровни звука измеренные по методике Правил ЕЭК ООН № 51
в зависимости от положения на измерительном участке, дБ (А) №
варианта Слева Справа
Положение на измерительном участке, м
Положение на измерительном участке, м
(-3 – 0) (0 – 3) (3 – 6) (6 – 9) (-3 – 0) (0 – 3) (3 – 6) (6 – 9) Вар.1 79.0 80.4 80.0 79 78.2 78.9 78.7 78.2 Вар.2 80.1 81.0 80.7 79.9 81.3 81.9 81.7 80.1 Вар.3 79.0 80.3 80.2 79.5 77.8 78.3 78.3 77.9 Вар.4 79.0 79.9 79.7 79.4 78.1 78.7 78.5 77.9 Вар.5 79.8 80.8 80.9 80.2 77.9 78.8 78.8 78.7 Вар.6 79.3 80.7 80.1 80.0 77.9 78.4 78.5 77.7 Вар.8 79.1 79.9 80.1 80.0 77.8 79.0 79.1 79.3 Вар.9 80.1 80.9 81.0 80.5 79.2 79.7 79.9 79.8 Вар.10 81.4 82.1 82.0 80.9 79.9 80.9 81.1 79.1 Вар.11 84.7 84.9 84.6 83.9 84.0 84.3 84.2 83.4 Вар.12 85.3 85.4 84.9 83.7 84.5 84.9 84.4 83.4 Вар.13 85.6 85.6 85.4 83.2 85.7 85.8 85.2 83.6 Вар.0 80.2 81.5 81.1 80.6 82.4 82.6 81.2 80.9
Анализ процесса изменения уровня звука при прохождении автомобилем
измерительного микрофона показал, что максимальные уровни определяются
звуком, проходящим через элементы капсулирования двигателя и ведущих мостов.
Максимумы, имеющие место, связаны с геометрическими зонами этих
излучателей. При анализе спектральных характеристик, зарегистрированных в
процессе движения автомобиля по участку видно, что определяющий вклад в
общий уровень шума на третей передаче вносят третьоктавные полосы 400 Гц, 800
Гц, 1000 Гц, 1600 Гц. Уровни в третьоктавных полосах 400 Гц, 800 Гц
определяются излучением от ведущих мостов, в полосах 800 Гц, 1000 Гц, 1600 Гц -
определяются, шумом проникающим от ДВС и КП. На четвёртой передаче общий
уровень практически полностью определяется третьоктавой 500 Гц, источником
которой являются ведущие мосты (переход в другую третьоктаву за счет
увеличения скорости).
вается по разности уровней звукового давления при движе-нии АТС с работающим и не работающим вентилятором.
Для реализации выше перечисленных мероприятий были изготовлены и смонтированы дополнительные звукопогло-щающие и звукоизолирующие элементы конструкций и глу-шители шума впуска и выпуска.
Дополнительно для учёта спектральных характеристик используют сонограммы или её разрезы, получаемые при прохождении АТС по измерительному участку, рис. 3.
Таблица 1. Уровни звука измеренные по методике Правил ЕЭК ООН № 51 в зависимости от положения на измерительном участке, дБ (А)
6
Таблица 2. Результаты идентификации основных источников шума
автомобиля в зависимости от положения на измерительном участке, дБ (А)
Источник шума
Слева Справа Положение
автомобиля, м Положение
автомобиля, м (-3-0) (0-3) (3-6) (6-9) (-3-0) (0-3) (3-6) (6-9)
Газодинамическая составляющая шума выпуска 73.6 72.1 72.4 72.6 78.4 78.9 78.7 75.6
Шум задних мостов 64.0 65.0 65.0 68.8 63.0 64.0 64.0 64.0
Шум всех мостов 72.0 70.2 73.6 74.0 63.0 64.0 62.4 69.1
Газодинамическая составляющая шума впуска 64.0 65.0 66.7 69.9 63.0 64.0 64.0 63.0
Шум, излучаемый спереди (через радиатор) 70.2 64.4 73.2 66.7 63.0 68.2 67.0 71.8
Шум, излучаемый через отверстия за кабиной и сверху РК
64.0 64.0 65.0 65.0 63.0 65.5 67.3 70.4
Шум, излучаемый от корпуса глушителя и РК 73.2 74.0 73.7 70.9 73.6 71.4 72.2 70.2
Шум, излучаемый через отверстия между экранами колесных ниш и рамой
75.5 75.9 75.1 70.3 71.6 74.7 74.9 65.0
Шум от ДВС и КП, излучаемый вниз автомобиля 82.0 81.7 81.1 80.9 81.9 81.7 81.3 81.4
Акустическая эффективность звукопоглощающих материалов, установленных в моторном отсеке
76.4 75.8 73.1 68.7 74.9 76.0 70.9 68.4
Газодинамическая составляющая впуска и выпуска 73.874.0
72.175.0
75.874.6
70.075.5
79.580.3
78.580.2
77.577.6
70.1 77.6
Шум, проникающий от наружных поверхностей ДВС и КП
83.7 83.5 82.6 80.9 83.0 83.3 82.5 80.9
Расчетные уровни внешнего шума 85.8 85.8 86.5 84.6 86.4 86.0 85.5 84.6
Измеренные уровни внешнего шума автомобиля 85.6, 85.7, 85.8 86.2, 85.9, 85.6
Получено, что газодинамическая составляющая шума выпуска является
достаточно значительным источником шума автомобиля, таблица 2. Выпуск в
наибольшей степени проявляется справа (со стороны выхлопной трубы) и
является определяющим в третьоктавах 100, 160, 250 Гц. Газодинамическая
составляющая шума впуска практически не оказывает влияние на общий шум
автомобиля.
Таблица 2. Результаты идентификации основных источников шума автомобиля в зависимости от положения на измерительном участке, дБ (А)
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙВ качестве примера результаты, полученные для грузово-
го автомобиля категории N3G в различных комплектациях, приведены в таблице 1. Результаты идентификации основных источников внешнего шума приведены в таблице 2, а также на рис. 4.
В процессе идентификации получено, что основным источником шума автомобиля на третей передаче является шум, излучаемый наружными поверхностями двигателя и коробки передач. Большая долю звуковой энергии от двигате-
Дзюбан А.М., Неньков П.Н. ПРИЗНАКИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ И ИХ ДОСТАТОЧНОСТЬ ...
транспорт
Вектор науки ТГУ. № 2(16), 2011112
ля излучается через открытую зону снизу автомобиля.Анализ процесса изменения уровня звука при прохож-
дении автомобилем измерительного микрофона показал, что максимальные уровни определяются звуком, проходя-щим через элементы капсулирования двигателя и ведущих мостов. Максимумы, имеющие место, связаны с геометри-ческими зонами этих излучателей. При анализе спектраль-ных характеристик, зарегистрированных в процессе движе-ния автомобиля по участку видно, что определяющий вклад в общий уровень шума на третей передаче вносят третьок-тавные полосы 400 Гц, 800 Гц, 1000 Гц, 1600 Гц. Уровни в третьоктавных полосах 400 Гц, 800 Гц определяются излу-чением от ведущих мостов, в полосах 800 Гц, 1000 Гц, 1600 Гц - определяются, шумом проникающим от ДВС и КП. На четвёртой передаче общий уровень практически полностью определяется третьоктавой 500 Гц, источником которой явля-ются ведущие мосты (переход в другую третьоктаву за счет увеличения скорости).
Получено, что газодинамическая составляющая шума выпуска является достаточно значительным источником шума автомобиля, таблица 2. Выпуск в наибольшей степени проявляется справа (со стороны выхлопной трубы) и являет-ся определяющим в третьоктавах 100, 160, 250 Гц. Газодина-мическая составляющая шума впуска практически не оказы-вает влияние на общий шум автомобиля.
Звукоизоляционные экраны, установленные сзади каби-ны и сверху раздаточной коробки и глушителя шума выпуска, дают эффект до 1 дБ(А) справа, в основном изменяя спектр в частотной области 1000-2000 Гц.
Эффективность капсул снизу раздаточной коробки и глу-шителя шума выпуска не превышает 0.6 дБ(А). Большее вли-яние справа определяется тем, что с этой стороны располо-жена раздаточная коробка, она оказывает к тому же влияние на развитие кривой общего уровня звука при прохождении автомобилем измерительного участка, а именно увеличивает минимальные значения и делает кривую более пологой, а так-же увеличивает уровни звукового давления в частотном диа-пазоне 1000-2000 Гц.
Эффективность от звукоизоляционных экранов, заго-раживающих боковые поверхности двигателя, достигает 1 дБ(А). На спектральной характеристике экраны оказывают влияние в третьоктавных полосах 800-2000 Гц.
Наибольшую эффективность дает капсула, установлен-ная снизу моторного отсека и под коробкой передач. Эффек-тивность её достигает 3дБ(А). Капсула работает в диапазоне третьоктавных полос 800-2000Гц.
Применение звукопоглощающих материалов в мотор-ном отсеке дает акустическую эффективность до 0.5 дБ (А), в основном в частотном диапазоне 800-1000 Гц.
ЗАКЛЮЧЕНИЕРазработанная и апробированная методика выделения
источников шума с учётом положения на измерительном участке позволила более целенаправленно подойти к локали-зации источников шума и, следовательно, более оптимально провести доработку конструкции автомобиля и его агрегатов с целью соответствия автомобиля требованиям нормативных документов по шуму.
TECHNIQUE AND RESULTS OF AN ESTIMATION OF NOISE SOURCES OF THE MOTOR VEHICLE TAKING INTO ACCOUNT ITS POSITION ON A MEASURING SITE
© 2011
A.N. Elesin, research engineer of 1-rst categoryYu.V. Galevko, candidate of technical sciences, head of laboratory
T.V. Ivanova, senior research associateV.P. Tyurin, senior research associate
NICIAMT FSUE «NAMI», Moscow (Russia)_______________________________________________________________________________________Keywords: vehicle; external noise.Annotation: questions of identification of the basic sources of external noise of a lorry with the account of transiting of a measuring site are considered.
УДК 614.841.263.001.2
ПРИЗНАКИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ И ИХ ДОСТАТОЧНОСТЬ ПРИ ПОЖАРНО – ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ АВТОМОБИЛЯ
© 2011
А.М. Дзюбан, кандитат технических наук, доцент кафедры «Тепловые двигатели»П.Н. Неньков, магистрант
Тольяттинский государственный университет, Тольятти (Россия)_______________________________________________________________________________________Ключевые слова: автомобиль; безопасность; экспертиза; пожар; объекты; выводы; энергия; процессы; события; состояния; воспламенение; признаки; достаточность; эпицентр.Аннотация: рассмотрены признаки тепловых процессов и оценена их достаточность при пожарно – техниче-ской экспертизе автомобилей, сформулированы выводы в категорической форме, обосновывающие причину возникновения пожара.