Внешний шум легкового автомобиля и возможности его снижения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат технических наук Адайлех Ваиль Муртада

• Адайлех Ваиль Муртада
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Адайлех Ваиль Муртада

ВВЕДЕНИЕ.

1 .АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ, ФООРМИРУЮЩИХ ВНЕШНИЙ ШУМ

АВТОМОБИЛЯ.

1.1 .Экологические проблемы автомобиля.

1.2.Нормирование шума.

1.3 .Формирование внешнего шума автомобиля.

1.3.1.Шум ДВС.:.

1.3.2.Шум выпуска.

1.3.3 .Шум трансмиссии.

1.3.4.Шум шин.

1.3.5.Аэродинамический шум.

1.4.Суммарная оценка внешнего шума автомобиля.

1.5.Выводы и постановка задачи.

2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕШНЕГО ШУМА

АВТОМОБИЛЯ МИЦУБИСИ ЛАНСИР.

2.1.Объект исследования.

2.2.0бщая методика исследования шума.

2.2.1.Приборы и аппаратура для измерений.

2.2.2.Предварительная оценка погрешности измерения.

2.2.3.Условия проведения измерений.

2.3.Результаты измерений.

2.3.1.Шумовое поле.

2.3.2.Показатель направленности.

2.3.3.Спектральный анализ.

2.3.4.Статистическая погрешность измерения.

2.4.0ценка внешнего шума автомобиля Мицубиси Лансир.

2.5.Анализ результатов.

2.6.Вывод ы.

3 .МЕТОДИКА РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ ВНЕШНЕГО ШУМА.

3.1. Расчет шума двигателя.

3.1.1.Шум двигателя, проникающий во внешнее поле через панели ограждения двигателя.

3.1.2.Шум двигателя , проникающий через нижний открытый проем в капоте.

3.1.3.Шум двигателя , проникающий через передний открытый проем в капоте (через радиатор).

3.1.4. Шум двигателя , проникающий через нижний передний открытый проем (под бампером).

3.2. Расчет шума трансмиссии.

3.2.1.Шум трансмиссии, проникающий во внешнее поле через панели ограждения.

3.2.2.Шум трансмиссии, проникающий через нижний открытый проем в капоте

3.2.3.Шум трансмиссий, проникающий через передний открытый проем в капоте (через радиатор).

3.2.4. Шум трансмиссий, проникающий через нижний передний открытый проем (под бампером).9С

3.3.Расчет шума системы выпуска отработавших газов.

3.4.Расчет шума шин.

3.5.Расчет структурного шума кузова от двигателя и от трансмиссии.

3.6.Вывод ы.

4.РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ВНЕШНЕГО ШУМА АВТОМОБИЛЯ МИЦУБИСИ

ЛАНСИР.

4.1 .Алгоритм расчета.

4.2.0ценка адекватности модели.

4.3. Результаты расчета.

4.4.Анализ результатов расчета.

4.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Внешний шум легкового автомобиля и возможности его снижения»

Технический прогресс неразрывно связан с ростом уровня шума в окружающей среде, который снижает производительность труда людей, приводит к браку в работе и вызывает целый ряд болезней.

Уровень шумности определяется как числом источников повышенного шума, так и шумностью каждого индивидуального источника. Одним из основных путей борьбы с шумом в больших городах является снижение уровня шума, создаваемого автомобилями.

Шум от городского транспорта составляет 70-90 дБА. Так, в Москве территории со сверхнормативными уровнями шума достигают 30% общей площади городской застройки, где проживает около 3 миллионов человек.

Это относится и к городам Иордании из-за прогрессирующего роста в ней парка легковых автомобилей, который по прогнозу Министерства внутренних дел Иордании к 2010 году будет в 2 раза больше, чем в 1995 г. В связи с этим будет расти уровень шума на улицах больших городов Иордании. Например, уровень шума в центре Аммана - 89 дБА, что значительно больше допустимого (65 дБА) по национальным стандартам. Проблема транспортного шума усложняется в Иордании еще и тем, что в стране не проводятся контрольные испытания автомобилей на соответствие международным стандартам, в том числе и по шумности, а поставляемые в страну автомобили не имеют паспортных данных по шумности и их шумовые характеристики могут не соответствовать допускаемым уровням.

Различные данные шума тех или иных марок автомобилей, приводимые в литературе и отчетах по испытаниям, получены очень часто в условиях, не соответствующих нормативам, и их трудно использовать для оценки и сравнения шумности автомобилей. Отсутствует и методика расчетной оценки внешнего шума конкретных автомобилей с учетом их конструктивных особенностей.

Настоящее исследование ставит своей целью:

1) экспериментально оценить внешний шум наиболее распространенного в Иордании легкового автомобиля Мицубиси Лансир;

2) разработать методику расчетной оценки внешнего шума легковых автомобилей Мицубиси, учитывающую их конструктивные и компоновочные особенности.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Получены экспериментальным путем уровни внешнего звука и спектры звукового давления автомобиля Мицубиси Лансир как для стандартных, так и для некоторых других специальных условий. Построены диаграммы шумового поля и показатель направленности (ПН) указанного автомобиля. Введены понятия рационального шумового поля и рационального ПН и предложна концепция их расчета.

2. На основе экспериментальных данных получены эмпирические выражения, позволяющие упростить методику предварительных испытаний и приводить к стандартным условиям некоторые измерения, полученные в различных условиях.

3. Разработана адекватная математическая модель расчета внешнего шума автомобилей типа Мицубиси Лансир, позволяющая оценить уровни звука уже на стадии проектирования. Модель позволяет также выявить наиболее сильные источники шума и основные пути его распространения во внешнюю среду.

Практическая ценность работы заключается в получении достоверной информации о шумности автомобиля Мицубиси Лансир; выработке рекомендаций по формированию шумового поля автомобиля с учетом не только допускаемого уровня в стандартных условиях, но и организации дорожного движения (правостороннее - левостороннее), а также и повышения информативности о приближении автомобиля к пешеходам; в разработке расчетной методики 7 оценки внешнего шума по техническим данным автомобиля, позволяющей найти наиболее экономичные пути снижения уровней звука до допускаемых на стадии проектирования и доводки, а также сравнивать уровни внешнего звука автомобиля с регламентируемыми без дорогостоящих экспериментов.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников, приложений. Общий объем работы 142 стр.; в том числе 75 рисунков, 35 таблиц и 9 страниц приложений. Список литературы составляет 66 наименований, в том числе на английском и арабском языках.

Заключение диссертации по теме «Колесные и гусеничные машины», Адайлех Ваиль Муртада

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлено, что наиболее массовым легковым автомобилем в Иордании является Мицубиси Лансир, и его внешний шум составляет 76,3 дБА, Это превышает современные стандартные нормы - 74 дБА по ЕЭКООН Я 5102 (1995 г.)

2. Построено шумовое поле автомобилей Мицубиси Лансир, Мицубиси Талант и Мицубиси Спец. Вагон. Выявлено, что неравномерность шумового поля составляет около 10 дБА. Наибольшая мощность излучения звука - со стороны установки двигателя. Предложено рациональное шумовое поле.

3. Выявлено, что наиболее сильное влияние на уровень звука оказывает частота вращения коленчатого вала. Для всех исследованных моделей автомобилей Мицубиси уровень звука повышается на 5 дБА при увеличении частоты вращения коленчатого вала ДВС на каждую 1000 об/мин.

4. Определена эффективность глушителя шума выпуска автомобиля Мицубиси Лансир. Она составляет 16-18 дБА, что выводит эту составляющую в число наименее значимых.

5. Получены спектры шума движущегося автомобиля Мицубиси Лансир. Выявлено, что уровень внешнего звука этого автомобиля, в основном, определяется октавными полосами со среднегеометрическими частотами 500, 1000 и 2000 Гц.

6. На основании экспериментов предложены эмпирические зависимости для приведения уровней звука стоящего неподвижно автомобиля к стандартным условиям в зависимости от расположения точки измерения и частоты вращения коленчатого вала ДВС.

7. Разработана математическая модель и программа расчета внешнего шума автомобиля типа Мицубиси Лансир, позволяющая рассчитывать уровни всех основных источников шума (с учетом путей их распространения). При

127 этом разница расчетных и экспериментальных данных не превышает сред-неквадратической погрешности определения последних.

8. Расчеты внешнего шума автомобиля Мицубиси Лансир по разработанной программе показали, что основными составляющими, формирующими шум, являются шум ДВС, проникающий через нижний проем, шум трансмиссии, проникающий через нижний проем, шум ДВС, проникающий через передний нижний проем, шум шин, шум двигателя, проникающий через передний проем. Показана возможность снижения внешнего шума.

9. Анализ данных исследований, проведенных на математической модели, позволяет заключить, что эта модель может быть с успехом использована для расчета внешнего шума и определения возможности его снижения не только автомобиля Мицубиси Лансир, но и других легковых автомобилей среднего класса (объем двигателя 1,3 - 1,8 л) с передним приводом, что может значительно сократить затраты на испытания и оценить соответствие этих автомобилей нормируемым экономическим критериям. Модель позволяет также уже на стадии проектирования автомобиля выбирать наиболее эффективные и дешевые способы доводки его по внешнему шуму.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Адайлех Ваиль Муртада, 2000 год

1. Автомобили: испытания: Учеб. пособие для вузов / В.М.Беляев, М.С.Высоцкий, Л.Х.Гилелес и др.; Под ред. А.И.Гришкевича, М.С.Высоцкого. - Мн.: Выш.шк., 1991. - 187 е.: ил.

2. Автостроение за рубежом, № 4,1998, по материалам фирмы Opel.

3. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах. Иванов Н.И. М., «Транспорт», 1979,272 с.

4. Борьба с шумом. Под ред. проф. Юдина Е.Я., М., Стройиздат, 1964, с. 702.

5. Бородицкий A.C. Спиридонов В.М. Снижение структурного шума в судо вых помещениях. Л.: Судостроение, 1974. - 221

6. Будущие проблемы шумовой эмиссии автомобилей (Vehicle noise - emission limits - influence on traffic noise levels past and future) Berge, Т., Noise Contr. Eng. j., 1994,42, (2), 53-58 (Английский).

7. Вайнштейн Л.Л. Исследование источников легкового автомобиля и путей его уменьшения. Тольятти, 1979.

8. Великанов Д.П. Вопросы развития автомобильного транспорта. Институт комплексных транспортных проблем при Госплане СССР НКТП: изд-во «Транспорт», 1971.

9. Великанова Д.П. Вопросы развития автомобильного транспорта. Москва, 1971.

10. Власко Ю.М., Понизовкин А.Н., Ляликов М.Б. и др. М.: Краткий автомобильный справочник.

11. Вызванная отоакустическая эмиссия в ухе человека (Evoked acoustic emissions from the human ear) Johnsen, N.,J., Parbo, J., Elberling. С., Scand. Au-diol., 1993, 22, (2), 87-95 (Английский).

12. Галевко Ю.В., Енукидзе Б.Н., Иванова T.B. Новые требования к уровню внешнего шума АТС. «Автомобильная промышленность», № 1, 1997.

13. Глейзер Л.А. Автомобильная промышленность капиталистических стран в цифрах (1970 1976 г.г.), Москва. - 1977.

14. Государственный стандарт Союза ССР, Государственная система обеспечения единства измерений машины, Методика выполнения измерений для определения шумовых характеристик ГОСТ 8-055-73. Издательство стандартов, 1973.

15. Государственный стандарт Союза ССР, Тракторы сельскохозяйственные, методы испытаний. ГОСТ 7057-81, Государственный комитет СССР по стандартам, Москва-1981.

16. Государственный стандарт Союза ССР, Система стандартов безопасности труда, Машины сельскохозяйственные самоходные, методы определения вибрационных и шумовых характеристик, Моск&а f 980

17. Государственные стандарты Союза ССР, система стандартов безопасности труда, шум, методы определения шумовых характеристик источников шума, ГОСТ 12.1.026-8О-ГОСТ 12.1.028-80, Москва 1984.

18. ГОСТ 12.4 .095-80, Москва 1980.

19. Государственный стандарт Союза ССР, внутренний шум автотранспортных средств, допустимые уровни и методы измерений, ГОСТ 2743587, Москва 1988.

20. Григорьев Е.А. Статистическая динамика поршневых двигателей. М., «Машиностроение», 1978. 104 с.

21. Жеглов П.Ф., Комкин А.И., Сухорукое В.А. Стенд как средство оценки шума автомобильных шин. «Автомобильная промышленность», № 5, 1997.

22. Дюкова Е. Экологическая безопасность-направление стратегическое // Автомобильный транспорт- 1999. № 4, 40-42 с.

23. Пашков В.И. Динамика автомобильного парка России. Перспективы российских автомобилсстройтелей.//Автомобильная промышленность- 1998. № 12, 4-8 с.

24. Бесшумный Citren Electro-Saxo .//Автостроение за рубежом-1991. № 9, 5 с.

25. Иванова Т.В., Галевко Ю.В., Нукильников Э.Н., Енукидзе Б.М. Шум шин:проблемы, методы и результаты испытаний. Ж. «Автомобильная промышленность», 1996, № 4.

26. Каталог автомобиля Мицубиси Япония, 1995г.

27. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах, изд. 2-е. Л., «Судостроение», 1971.

28. Колесников Ф.Н., Шевелев А.Г. Автомобильная промышленность капиталистических стран в цифрах. 1967 1972. М. - 1974.

29. Конструкторам автомобилей необходимы знания в области экологии / Филиппов Б.Н.// Научно-технический прогресс в автотракторостроении -проблемы. Реферативный журнал 85: Технологические аспекты охраны окружающей среды -2. Москва, 1994.

30. Контроль за уровнем шума на производственных территориях АТП (Larmrichtwert fur Betriebsgrundstuk) AMZ: Auto, Mot., Zebehor, 1994, 82,13, 91-92 (немецкий).

31. Кузнецов, Никитин С.П. и др. Автомобильная промышленность ведущих зарубежных стран в 1968-1969г.г. М. 1970.

32. Лагунов/!-Ф., Василев Ю.М. Нормирование производственного шума в СССР и за рубежом (обзор)/ всесоюзн. центр, науч.-исслед. ин-т охраны труда ВЦСПС. М., 1973. 51 с.

33. Лезин П.П. Основы научных исследований использования сельскохозяйственной техники: учебное пособие. Саранск: Изд. Мордов. ун.та, 1983. -79 с.

34. Луканин В.Н., Гудцов В.Н., Бочаров Н.Ф. Снижение шума автомобиля. М.: Машиностроение, 1981. 158 е., ил.

35. Материалы против внутреннего шума в АТС. М.Д.Воскун, В.М.Артеменко, В.В.Иванов.

36. Осипов Г.Л., Прутков Б.Г., Шишкин И.А., Крагодина И.Л. Градостроительные меры борьбы с шумом. М., Стройиздат, 1975,- 216 с.

37. Оценка и уменьшение воздействия шума транспортных систем в городах

38. Evaluation of he acoustic action of he transport systems of the cities).j

39. Kirushina, N., Transport Noise'94, Proc. 2 Int. Symp. «Trans. Noise and Vibration», St.Petersburg, Oct. 4-6,1994, 287 (Английский).

40. Победин A.B. Проектирование виброшумоизоляции тракторной кабины: Рекомендовано УМО по автотракторному и дорожному образованию в качестве учебного пособия по специальности «Автомобиле- и тракторостроение». Волгоград, 1994.

41. Подгорный А.И., Бобков О.П. Вопросы эффективности машиностроения и автомобильного транспорта. Кузбасский государственный технический университет. Кемерово, 1994, с. 133-136.

42. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) М.: журнал «Россия молодая», 1994. - 367 с.

43. Разумовский М.А. Борьба с шумом на тракторах. Минск, Наука и техника, 1973, с. 206.

44. Техническая акустика транспортных машин: справочник / Л.Г. Бали-шанская, Л.Ф.Дроздова, Н.И.Иванов и др.; Под ред. Н.И.Иванова. СПб.: Политехника, 1992. - 365 е.: ил.

45. Снижение шума на дорогах (Lingenierie a coustigne routiere.) Rapin, J.-M., Rev. gen. routes et aerodr., 1995, (731), 38-41 (французский).

46. Снижение шума от землеройной техники. (Larmbelastung beschrank t.) Strassen und Tiefbau, 1994, 48 (5), 28 (немецкий).

47. Устинова З.И. Автомобильная промышленность капиталистических стран в 1971 1972 г.г.

48. Экология, здоровье и природопользование в России / Под ред. В.Ф.Постасова М.: Финансы и статистика, 1995. - 528 е.: ил.

49. Янчова A.JI. Автомобильная промышленность капиталистических стран в цифрах (1966 1971 г.г.). М. - 1972.

50. Becker А.Н., Hoover B.J. Driveline tuning for quicken Vehides SAE Transactions, 1969, Vol. 78, № 2, P. 1145-1153.

51. Hay B. International Legislation on External Industrial Noise. «Applied Acoustics», 8, 1975, p. 133-148.

52. Low-Frequency Traffic Noise and Vibration H.G-Leventhall MSc, phD, FINSTP,FIOA Atkins Researd and Development, Epsom, UK54. (Noise pollution: Standards and control)/ Singal, S.P., S.Sci. and Ind. Res., 1992. 51,C12). 936-947.

53. Noise, Health Effects, S. Martin Taylor PhD, Department of Geography, McMaste University, Hamilton, Ontario, Canada

54. Quiet Vehicle Development, Dernard M. Fave, Ingenieur diplome ENSPM. Docteur d'Etate's Sciences, Renault-Dast, Malmaison, Franse

55. Rathe von E.T. Gerauschmessungen an Baumaschinen, « Acustika», 1970, vol.23. Nr. 3, S. 149-155.

56. Renegotiation sought on toughe noies fests // Transp: Eng. 1994. Aug. - c. 26, 29. - Англ.

57. Road Vehicle Noise Emission Legislation, David Morrison Btech, CEng, MIMechE Ricardo Consultation Engineers, Shoreham by sea UK

58. Some Characteristics of Noise From Single Vehicles, B. Buna BSc, PhD,133

59. MIOA, Institute for Transports Sciences, Budapest, Hangaiy

60. Source of Vehicle Noise , John W. Tyler FIHT, FIOA, Dip Stats , Hon RSM, Consultation, Tpansport and Road Research Laboratory, Crowthorne, UK

61. Tholen p. Schallschutzmen beim Einbau von Verbennungsmotoren in Bau maschinen. «Haus Tech.», 1970. S. 56-58.

62. Traffic Accident in Jordan 1998, Public security in Jordan, Jordan traffic institute

63. Wunderich H.Mull. Problem der Gerduschverminderung bei Seilbaggern and Massnahmen zum erfolgreichen Senkung des Schakkpegels. «Techn. Mitt, Krupp Werksberichere», 25, 1967, N.r. 1/2, S. 21-27.65.