5.5
ШУМ ДВИГУНА
Автомобільні двигуни є основними
джерелами шуму в містах з інтенсивним автомобільним рухом. Шум - це комплекс
звуків, що змінюються за частотою та рівнем. Звук має хвильову природу, і
звукові хвилі сприймаються органами слуху людини. Основними оціночними
показниками шуму є рівень звуку в децибелах (дБА),
які є логарифмічними одиницями, і октавний спектр звукового тиску в діапазоні
октавних чисел 31,5...8000 Гц. Допустимий рівень зовнішнього шуму автомобілів
за ГОСТ 19358-85, залежно від типу автомобіля, становить 78...82 дБА. Рівень шуму сучасних автомобільних двигунів на
номінальному режимі становить 100... 120 дБА, причому
в дизелів він вищий, ніж у бензинових двигунів, і залежить від способу
сумішоутворення. Найменш шумними є дизелі з розділеними камерами згоряння і
дизелі з плівковим сумішоутворенням.
Джерелами шуму двигунів є:
1. Акустичні випромінювання, які
виникають під час газообміну (впуск і випуск) і від роботи вентилятора системи
охолодження.
2. Механічні коливання зовнішніх
поверхонь, спричинювані ударами в рухомих з'єднаннях механізмів двигуна і
різким наростанням тиску газів під час згоряння.
3. Коливання двигуна на елементах
підвіски.
Найбільш значимим є шум від робочого
процесу ДВЗ. Основні способи зменшення шуму ДВЗ:
1. Удосконалення процесу згоряння з
метою зниження швидкості наростання тиску.
2. Раціональне конструювання
механізмів і систем двигуна з метою зменшення механічного шуму.
3. Застосування ефективних глушників
шуму впуску і випуску.
4. Капотування, капсулювання або
звукове екранування двигуна.
В
момент відкриття випускних клапанів тиск відпрацьованих газів може становити
0,5 МПа, а їх температура 1000 С, тому через клапани вони проходять з великими швидкостями і
шумом. На рис. 5.7 показані схеми високоефективних систем зменшення шуму
випуску відпрацьованих газів сучасних автомобільних двигунів, в яких
використовуються як активні, так і
реактивні глушники. В активних звукова енергія перетворюється в теплову при
проходженні хвилі через сітки та перфоровані листи. Реактивні – це ряд
розширювальних або резонансних камер. В них зменшення амплітуди коливань
відбувається внаслідок розширення потоку газу. Реактивні глушники ефективні
відносно низькочастотних шумів, активні відносно високочастотних. Зазвичай на
автомобілі встановлюють глушники обох типів.
Корпус глушника розділений перегородками на ряд резонаторних
камер різного об`єму. Потік газів розширяється,
розділяється на дрібні струмини і охолоджується,
в результаті чого зменшується його енергія. Різний об`єм резонаторних камер забезпечує заглушення шумів різної частоти.
Рис. 5.7. Системи
випуску відпрацьованих газів:
а – без нейтралізатора
відпрацьованих газів; б – з нейтралізатором;
1 – передній глушник; 2
– каталітичний нейтралізатор; 3 – центральний глушник; 4 – задній глушник
Застосування різних екранів, капотів
та капсул пов`язано зі значними додатковими затратами
як у виробництві, так і в експлуатації. Тому вони є більш доцільними в тому
випадку, коли конструкція двигуна вже відповідає оптимальним акустичним
показникам.