Чем измеряют шум двигателя
Чем измеряют шум двигателя
Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).
Содержание
- 1 Классификация шумов
- 1.1 По спектру
- 1.2 По характеру спектра
- 1.3 По частоте (Гц)
- 1.4 По временны́м характеристикам
- 1.5 По природе возникновения
- 1.6 Отдельные категории шумов
- 2 Измерение шумов
- 3 Источники шума
- 3.1 Неакустические шумы
- 4 Воздействие шума
- 4.1 На человека
- 4.1.1 Гигиеническое нормирование шума
- 4.2 На природу
- 4.1 На человека
- 5 См. также
- 6 Примечания
- 7 Литература
- 8 Ссылки
Классификация шумов [ править | править код ]
Шум — совокупность непериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятно воспринимаемый звук.
По спектру [ править | править код ]
Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.
По характеру спектра [ править | править код ]
По характеру спектра шумы подразделяют на:
- широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
- тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 10 дБ[1] .
По частоте (Гц) [ править | править код ]
- низкочастотный ( 800 Гц)
По временны́м характеристикам [ править | править код ]
- стационарный;
- нестационарный:
- колеблющийся;
- прерывистый;
- импульсный.
По природе возникновения [ править | править код ]
- Механический
- Аэродинамический
- Гидравлический
- Электромагнитный
Отдельные категории шумов [ править | править код ]
- Белый шум — стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот.
- Цветные шумы — некоторые виды шумовых сигналов, которые имеют определённые цвета, исходя из аналогии между спектральной плотностью сигнала произвольной природы и спектрами различных цветов видимого света.
- Розовый шум (в строительной акустике), у которого уровень звукового давления изменяется в октавной полосе частот. Обозначение: С;
Измерение шумов [ править | править код ]
Для количественной оценки шума используют усредненные параметры, определяемые на основании статистических законов. Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др.
Уровень шума чаще всего измеряют в децибелах (20 дБ — звуковое давление в 10 раз выше стандартного порога слышимости; 40 дБ — в 100 раз…).
Сила звука в децибелах:
- Разговор: 40—45
- Офис: 50—60
- Улица: 70—80
- Фабрика (тяжелая промышленность): 70—110
- Цепная пила: 100
- Старт реактивного самолёта: 120
- У раструба вувузелы: 130
Для измерения акустического шума Стивеном Орфилдом (Steven Orfield) была основана в Южном Миннеаполисе «Лаборатория Орфилд» (Orfield Laboratories). Чтобы достичь исключительной тишины, в комнате использованы стекловолоконные акустические платформы толщиной в метр, двойные стены из изолированной стали и бетон толщиной в 30 см. Комната блокирует 99,99 процентов внешних звуков и поглощает внутренние. Эта камера используется многими производителями для тестирования громкости своих продуктов, таких как клапаны сердца, звук дисплея мобильного телефона, звук переключателя на приборной панели автомобиля. Также её используют для определения качества звука. [2]
Источники шума [ править | править код ]
Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники шума — различные двигатели и механизмы. Общепринятой является следующая классификация шумов по источнику возникновения:
- механические;
- гидравлические;
- аэродинамические;
- электрические.
Повышенная шумность машин и механизмов часто является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию.
Неакустические шумы [ править | править код ]
- Радиоэлектронные шумы — случайные колебания токов и напряжений в радиоэлектронных устройствах, возникают в результате неравномерной эмиссии электронов в электровакуумных приборах (дробовой шум, фликкер-шум), неравномерности процессов генерации и рекомбинации носителей заряда (электронов проводимости и дырок) в полупроводниковых приборах, теплового движения носителей тока в проводниках (тепловой шум); см. также Электромагнитный шум[en] , Шум (радио)[en];
- Цифровой шум изображения;
- тепловое излучениеЗемли и земной атмосферы, а также планет, Солнца, звёзд, межзвёздной среды и т. д. (шумы космоса);
- на Земле также имеются необъяснимые шумовые явления (см. звуковые аномалии).
Воздействие шума [ править | править код ]
На человека [ править | править код ]
Шум звукового диапазона замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы, это приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни.
При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) — и смерть.
Шум, производимый ветроэлектростанциями, также воздействует на среду обитания человека и природы.
Гигиеническое нормирование шума [ править | править код ]
Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется ГОСТ 12.1.003-2014. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». Нормирование шума звукового диапазона осуществляется по предельному спектру уровня шума и по дБА. Этот метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки
Рабочее место | Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц | Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА) | Максимальные уровни звука LАмакс, дБА | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
31,5 Гц | 63 Гц | 125 Гц | 250 Гц | 500 Гц | 1000 Гц | 2000 Гц | 4000 Гц | 8000 Гц | ||||
В помещениях проектно-конструкторских бюро, расчётчиков | 86 | 71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 | — | |
В конторских помещений, в лабораториях | 93 | 79 | 70 | 68 | 58 | 55 | 52 | 52 | 49 | 60 | — | |
В помещениях диспетчерской службы | 96 | 83 | 74 | 68 | 63 | 60 | 57 | 55 | 54 | 65 | — | |
Дистанционное управление без речевой связи по телефону, в лабораториях | 103 | 91 | 83 | 77 | 73 | 70 | 68 | 66 | 64 | 75 | — | |
Выполнение всех видов работ на рабочих местах | 107 | 95 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 69 | 80 | — | |
Жилые комнаты квартир | с 7 до 23 ч. | 79 | 63 | 52 | 45 | 39 | 35 | 32 | 30 | 28 | 40 | 55 |
с 23 до 7 ч. | 72 | 55 | 44 | 35 | 29 | 25 | 22 | 20 | 18 | 30 | 45 | |
Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам | с 7 до 23 ч. | 90 | 75 | 66 | 59 | 54 | 50 | 47 | 45 | 44 | 55 | 70 |
с 23 до 7 ч. | 83 | 67 | 57 | 49 | 44 | 40 | 42 | 43 | 40 | 45 | 60 |
На природу [ править | править код ]
В последнее время появились данные, что мощные двигатели кораблей и подводных лодок, и особенно гидролокаторы и сонары сильно мешают подводным обитателям, пользующимся гидролокационным способом общения и поиска добычи. Особенно страдают некоторые виды китов и дельфинов.
Некоторые необъяснимые ранее случаи массовой гибели китов, их «выбрасывания на берег» теперь нашли объяснение. В ряде случаев явление может быть связано с военными учениями, в ходе которых млекопитающие глохнут, и теряют способность ориентироваться.
Измерение уровня шума автомобиля
- Допустимый уровень шума
- Приборы для измерения шума
- Требования к процедуре
- Как проходит процедура
В данной статье мы поговорим о порядке и приборах измерения уровня шума автомобиля. В данном вопросе нам поможет разобраться ГОСТ 33997-2016. Межгосударственный стандарт. Колесные транспортные средства. Требования к безопасности в эксплуатации и методы проверки.
2.7 внешний шум КТС: Совокупность звуков, производимых механизмами, системами и узлами КТС при их функционировании и представляющих собой волновое механическое движение частиц (акустические колебания) воздушной среды с большим числом частот различных амплитуд.
Контрольное значение шума (дБА) – наибольшее значение шума выпускной системы двигателя, измеренное при сертифицированных испытаниях на неподвижном автомобиле. Контрольное значение шума указывают в сертификате соответствия а также в эксплуатационной документации на Ваш автомобиль.
Допустимые уровни шума выпускной системы Вашего автомобиля
Категория транспортного средства | Уровень шума, дБА |
---|---|
M1, N1, L | 96 |
M2, N2 | 98 |
M3, N3 | 100 |
В соответствии с 4.9.9 ГОСТ Уровень шума выпуска отработавших газов неподвижного КТС, измеренный на расстоянии (0,5 +/- 0,05) м от среза выпускной трубы под углом 45° +/- 15° к оси потока газа при работе двигателя на холостом ходу в режимах целевой частоты вращения коленчатого вала и в режиме замедления его вращения от целевой частоты до минимальной частоты холостого хода, не должен превышать более чем на 5 дБА значений, установленных изготовителем КТС, а при отсутствии этих данных — значений, указанных в таблице.
В случае, если контрольное значение уровня шума Вашего автомобиля не представляется возможным измерить, в таком случае допустимый уровень шума также не должен превышать значений, приведенных в таблице.
Приборы, используемые для измерения уровня шума
шумомер интегрирующий усредняющий первого (второго) класса по [9], обеспечивающий измерение среднего по времени корректированного по А уровня звука. Обслуживание и подготовку к работе шумомера проводят в соответствии с инструкцией по его эксплуатации, а измерения внешнего шума КТС выполняют при включенной частотной коррекции А и включении постоянной времени усреднения «F» (LAF), а при измерении фона шумовых помех включают «LAT» (Эквивалентный уровень);
тахометр для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя в диапазоне от 0 до 6000 мин-1 с приведенной погрешностью измерений не более +/- 2,5% от наибольшего значения. Допускается использование штатного прибора КТС, измеряющего частоту вращения коленчатого вала двигателя;
рулетка для измерения линейных размеров в диапазоне 1 . 1000 мм с абсолютной погрешностью +/- 1 мм;
секундомер с отсчетом 1 . 60 с абсолютной погрешностью измерения +/- 0,1 с;
угломер с абсолютной погрешностью измерения +/- 2°.
Требования к процедуре измерения уровня шума
1 Измерение уровня шума необходимо проводить на неподвижном автомобиле.
2 Перед измерением уровня шума автомобиль должен быть прогрет до рабочей температуры, рекомендованной изготовителем. В случае отсутствия данных рекомендаций, температура охлаждающей жидкости (моторного масла) двигателя должна быть не менее 60 градусов.
3 Проверку в обязательном порядке проводят при погодных условиях, соответствующих техническим характеристикам шумомера. Перед тем, как произвести замер уровня шума, рекомендуем Вам ознакомиться с данными характеристиками и убедиться в том, что заявленные требования соответствуют фактическим условиям на площадке для испытаний.
4 Согласно ГОСТу, отдельные требования установлены для открытой испытательной площадки, так в соответствии с пунктом 5.2.4. ГОСТа она должна иметь твердое покрытие, при этом наличие снежного покрова на ней запрещено.
5 Микрофон устанавливается над поверхностью площадки на высоте расположения выпускной трубы глушителя, но не ниже 0,2 м и на расстоянии (0,5 +/- 0,05) м от среза выпускной трубы.
Также пунктом 5.2.4. ГОСТа допускается проведение предварительных измерений в закрытом помещении, в данном случае микрофон устанавливается на расстоянии не менее 1,5 метров до шумоотражающих объектов. Если при измерении шума в закрытом помещении, полученные значения превысили допустимый уровень шума, испытания в обязательном порядке проводят на открытой площадке.
6 Шум ветра и иной другой окружающий шум должен быть не менее чем на 10 дБА ниже уровня измеряемого шума.
Процедура измерения уровня шума
Перед началом измерения проводится визуальный осмотр Вашего автомобиля.
Размещают автомобиль на испытательной площадке.
Устанавливают автомобиль на ручной тормоз, устанавливают противооткатные упоры под колеса ведущих мостов.
Устанавливают тахометр, шумомер и микрофон в соответствии с инструкцией.
Рычаг КПП приводят в нейтральное положение (для автомобилей с АКПП – в положение избирания передач).
Запускают двигатель и производят замер.
Согласно пунктам 5.10.8.6. ГОСТа, для КТС с двумя или более выпускными трубами, расстояние между которыми не более 0,3 м, микрофон устанавливают у выпускной трубы, расположенной ближе к боковой стороне КТС или в более высокой точке над поверхностью площадки.
5.10.9 Результатом измерения считают максимальное показание шумомера, зафиксированное в период выдержки целевой частоты вращения и ее сброса до установления минимальной частоты вращения. Результат измерения признают, если он превышает фон шумовых помех не менее чем на 10 дБА. Дробные показания округляют до ближайшего целого числа: если цифра после запятой от 0 до 4, то округляют в сторону уменьшения, а если от 5 до 9 — в сторону увеличения. Результат сравнивают с установленным изготовителем в эксплуатационной документации, а при его отсутствии — с предельно допустимым значением
Пункт 5.10.9. ГОСТа
Дополнительно хочется сказать о том, что существует перечень неисправностей автомобиля, вызывающих повышенный шум и в соответствии с которым измерения не проводят. К таким неисправностям относятся:
1 Неполная комплектация, повреждение или дефект монтажа систем впуска и (или) выпуска, вызывающая подсос воздуха и (или) утечку отработавших газов.
2 Отсутствие или неполная комплектация дополнительных устройств.
Подводя итог, хочется отметить то, что процедура замера шума Вашего автомобиля более чем конкретизирована законодателем. ГОСТ 33997-2016 максимально рассказывает о требованиях, порядке и ходе процедуры замера шума автомобиля. Отдельно хочется отметить тот факт, что результаты измерения шума Вашего автомобиля считаются действительными только в случае соблюдения всех требований, указанных в данном ГОСТе.
Запись на мероприятие
Количество гостей со мной:
Тема: Замер шумности выхлопа вашей машины
Опции темы
- Версия для печати
- Отправить по электронной почте…
- Подписаться на эту тему…
Замер шумности выхлопа вашей машины
Доброго времени суток,уважаемые одноклубники. господа модераторы-не судите строго:не слишком долго юзал поиск по данной теме,поэтому решился разместить некоторую справочную информацию по этому вопросу.
Ни для кого не секрет,что в последнее время наше правительство все туже затягивает гайки владельцам автомобилей (в особенности любителям быстрой езды и тюненых корчей).На этот раз они взялись за борьбу шумности от прямотоков(((Не могу сказать за всех, но в нашем регионе уже некоторые владельцы турбомашин пострадали от этого в различной степени.
Типичная ситуация: сотрудник ДПС тормозит,допустим,Subaru Impreza WRX и сообщает о возможном нарушении ГОСТа по шумности и предлагает замерить данный показатель.Происходит,как правило,это следующим образом:сотрудник помещает сенсор в выхлоп и дает команду накрутить оборотов тысяч до 6-7.В результате-прибор показывает 115 дБ. Итог-штраф на неопределенную сумму или даже снятие номерных знаков. Хотя этого всего можно было избежать путем соблюдения правил проведения замеров шумности)))ВЫШЕ РАЗМЕЩАЮ КАК ЭТО ДОЛЖНО БЫТЬ))))
4 Допустимые уровни шума
4.1 Показателем внешнего шума при проверке техническогосостояния автомобиля считают уровень шума выпускной системы двигателя (см.3.5), измеренный согласно 5.4.
4.2 При проверке технического состояния автомобилядопустимый уровень шума не должен превышать более чем на 5 дБА контрольногозначения, установленного в ЭД.
4.3 Если в ЭД не указаны контрольные значения уровня шума,то допустимый уровень шума выпускной системы автомобиля не должен превышать значений,приведенных в таблице 1.
Таблица 1.
Допустимые уровни шума выпускной системы двигателейавтомобилей, находящихся в эксплуатации
Тип автомобиля Уровень шума, дБА
Автомобили легковые категории M1 96
и грузопассажирские и грузовые
категории N1
5 Измерение уровня шума
5.1 Общие положения
5.1.1 Измерение уровня шума проводят на неподвижномавтомобиле.
5.1.2 Для измерения уровня шума используют приборы в соответствиис приложением А.
5.2 Условия для проведения измерения
5.2.1 Перед измерением двигатель автомобиля должен бытьпрогрет до рабочей температуры, рекомендованной изготовителем. При отсутствииэтих данных температура охлаждающей жидкости (моторного масла) двигателя должнабыть не ниже 60 °С.
5.2.2 Минимальная частота вращения nmin, должна быть впределах, установленных изготовителем.
5.2.3 Проверку проводят при следующих метеорологическихусловиях :
— отсутствии атмосферных осадков;
— температуре окружающего воздуха от минус 10 °С до плюс 30°С;
— скорости ветра, измеренной на высоте 1,2 м, — не более 5м/с;
— давлении атмосферного воздуха — от 92 до 105 кПа;
— относительной влажности воздуха — не более 80%.
5.2.4 Покрытие площадки для испытаний должно бытьасфальтобетонным или цементобетонным сухим, гладким и чистым, имеющимминимальные размеры 10х10 м. Уклон поверхности должен быть не более 3%.Расстояние от микрофона до шумоотражающих объектов должно быть не менее 3 м.
5.2.5 Фон шумовых помех (окружающий шум, шум ветра) долженбыть не менее чем на 10 дБА ниже уровня измеряемого шума.
5.2.6 Перед началом измерения проводят визуальный осмотросновных элементов автомобиля, влияющих на уровень шума. Автомобиль снеисправностями, указанными в приложении Б, измерениям не подвергают.
5.3 Подготовка к измерениям
5.3.1 Размещают автомобиль на испытательной площадке всоответствии с 5.2.3.
5.3.2 Заглушают двигатель.
5.3.3 Затормаживают автомобиль с помощью стояночнойтормозной системы.
5.3.4 Подкладывают противооткатные упоры под колеса ведущихмостов (с общей массой для автобусов более 5 т и грузовых автомобилей более 3,5т).
5.3.5 Устанавливают тахометр на автомобиль в соответствии синструкцией по эксплуатации.
5.3.6 Устанавливают микрофон в соответствии с 5.4.1.
5.3.7 Подготавливают шумомер к работе в соответствии синструкцией по эксплуатации шумомера.
5.3.8 Устанавливают рычаг переключения передач (дляавтомобилей с автоматической коробкой передач — избиратель передач) внейтральное положение.
5.3.9 Запускают двигатель.
5.4 Измерение
5.4.1 Расположение микрофона
5.4.1.1 Устанавливают микрофон над поверхностью площадки навысоте расположения выпускной трубы глушителя, но не ниже 0,2 м (позиция 7 нарисунке В.1 приложения В).
5.4.1.2 Микрофон размещают на расстоянии 0,5 м от срезавыпускной трубы (позиции 1-5 на рисунке В.1 приложения В).
5.4.1.3 Главная ось микрофона должна быть параллельнаповерхности площадки с отклонением не более ±10° и составлять угол 45°±10° свертикальной плоскостью, проходящей через ось потока отработавших газов,выходящих из выпускной трубы глушителя (позиции 1-5 на рисунке В.1 приложенияВ).
5.4.1.4 Для автомобиля с двумя или более выпускными трубами,расстояние между которыми не более 0,3 м, микрофон устанавливают у выпускной трубы,расположенной ближе к боковой стороне автомобиля или в более высокой точке надповерхностью площадки (позиция 2 на рисунке В.1 приложения В).
5.4.1.5 Для автомобиля с двумя или более выпускными трубами,расстояние между которыми более 0,3 м, микрофон устанавливают у каждойвыпускной трубы (позиция 3 на рисунке В.1 приложения В).
5.4.1.6 Для автомобиля с вертикальным расположениемвыпускной трубы микрофон устанавливают на высоте среза выпускной трубы нарасстоянии 0,5 м в направлении к ближайшей стороне автомобиля. Ось микрофонанаправляют вертикально, мембрану ориентируют вверх (позиция 6 на рисунке В.1приложения В).
5.4.2 Режим работы двигателя при проверке
При работе двигателя в режиме холостого хода с минимальнойчастотой вращения nmin нажимают на педаль управления подачей топлива (далее —педаль) и устанавливают повышенную частоту* вращения nпов с отклонением неболее ±100 мин-1. После работы двигателя в течение 5-7 сек с повышеннойчастотой вращения nпов, снимают усилие с педали до установления минимальнойчастоты вращения nmin, .
Данный режим работы двигателя повторяют с интервалом 8-10сек не менее трех раз.
5.4.3 Последовательность измерения уровня шума
5.4.3.1 Измеряют максимальное значение уровня шума в каждомрежиме работы двигателя с повышенной частотой вращения nпов, и во время периодазамедления вращения коленчатого вала до nmin, . Измеренные значения уровня шумаокругляют до целого числа и считают достоверными при разнице в показаниях неболее 2 дБА. При большей разнице показаний измерения повторяют.
5.4.3.2 Результатом измерений считают максимальное показаниешумомера, которое сравнивают с контрольными значениями, приведенными в разделе4.
Приложение А(обязательное)
Приборы, используемые для измерения уровня шума
Для измерения уровня шума выпускной системы используютследующие приборы:
— шумомер первого (второго) класса по ГОСТ 17187.Обслуживание и подготовку к работе шумомера проводят в соответствии синструкцией по его эксплуатации. Шумомер должен быть включен в Госреестр ииметь действующее свидетельство о поверке. Измерения шума проводят привключенной частотной коррекции, соответствующей шкале А. При измерении уровняшума выпускной системы автомобиля включают постоянную времени усреднения»Быстро» (Fast);
— тахометр для измерения частоты вращения коленчатого валадвигателя в диапазоне от 0 до 6000 мин-1 с приведенной погрешностью не более±2,5% наибольшего значения по шкале. При отсутствии возможности подключениятахометра допускается использовать штатный прибор автомобиля, измеряющийчастоту вращения коленчатого вала двигателя;
— прибор для измерения скорости ветра (диапазон измерения —не менее 10 м/с, абсолютная погрешность измерения — 0,5 м/с);
— термометр для измерения температуры окружающего воздуха отминус 15 °С до плюс 45 °С с абсолютной погрешностью измерения не более ±2,5 °С;
— барометр для измерения атмосферного давления с абсолютнойпогрешностью измерения ±2,6 гПа (±2,0 мм рт.ст);
— рулетка с абсолютной погрешностью измерения ±1 мм;
— секундомер с абсолютной погрешностью измерения ±0,1 с;
— прибор для измерения влажности атмосферного воздуха сотносительной погрешностью измерения ±2%;
— угломер с абсолютной погрешностью измерения ±2°.»
Схема установки микрофона по ГОСТу при различномрасположении выпускных труб
*3.3 повышенная частота вращения nпов, мин-1: Частотавращения в режиме холостого хода, равная 0,75 номинальной частоты вращения,установленной изготовителем автомобиля.. (прим. — Номинальная частота вращения- частота вращения вала двигателя, указанная предприятием-изготовителем дляноминальной мощности. Т.е., при каких оборотах ваш двигатель развиваетноминальную мощность)
Последний раз редактировалось Саша*doc*; 15.10.2011 в 04:08 .
Определение параметров механического шума автомобиля
Определить уровень механического шума двигателя мощностью 50кВт с частотой вращения 3000 об/мин.
Шум автомобилей, механизмов и машин с двигателями мешает работе и отдыху людей. Он вредно воздействует на органы слуха и нервную систему операторов машин, снижает производительность труда, мешает восприятию полезных звуковых сигналов, человеческой речи.
Обычно нормируется внешний и внутренний шум машины.
Уровень шума двигателя может служить показателем качества машины, культуры производства и применяемой технологии, его отдельные характеристики используют в качестве диагностических параметров.
Шум двигателя представляет собой акустическое излучение, производимое им при работе. Его изучением и оценкой занимается акустика – область физики о звуке, т.е. об упругих колебаниях и волнах в газах, жидкостях и твердых телах, слышимых человеческим ухом. Шум представляет собой звук с набором составляющих различной частоты.
Важнейшими характеристиками звука являются:
1. Звуковое давление (р) – переменная часть давления, возникающая при прохождении звуковой волны в среде; только эта величина воспринимается человеческим ухом.
2. Сила звука (I) – количество звуковой энергии, прошедшее через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения звука, Вт/м2;
3. Звуковая мощность (W) – общее количество энергии, излучаемой двигателем в окружающее пространство в виде звука и прошедшей через поверхность полусферы радиуса r в единицу времени, Вт;
4. Уровень звукового давления – десятичный логарифм отношения силы звука к пороговому значению I0=10-12 Вт/м2 или двадцатикратный логарифм отношения звукового давления к пороговому значению р0=2×10-5 Па. Его измеряют в децибелах (дБ):
5. Уровень звуковой мощности – величина
где пороговое значение W0 = 10-12 Вт.
Человеческое ухо неодинаково воспринимает один и тот же уровень звукового давления в диапазоне частот 10 . 20000 Гц. Поэтому для приближения оценок субъективного восприятия звуков различной частоты их корректируют по частоте, а полученную величину называют уровнем звука (шума) и выражают ее в децибелах.
Современные поршневые двигатели автомобилей и дорожно-строительных машин на номинальном режиме излучают 2 .3 Вт акустической мощности, а на расстоянии 1 м вокруг работающего на стенде двигателя уровни шума составляют от 104 до 120 дБ.
Спектр шума двигателя характеризует распределение энергии его излучения по частотному диапазону. Акустическое излучение двигателя сосредоточено в области от 20 до 8000 Гц.
Источники и излучатели шума двигателя. Причинами возникновения шума в двигателе являются:
— аэродинамическое взаимодействие газовой среды на входе в двигатель и выходе из него, а также движущихся тел (вентилятора) с газовой средой;
— взаимодействие колеблющихся поверхностей двигателя с окружающей средой.
Источниками шума двигателя являются процессы, одновременно или последовательно возникающие при осуществлении рабочего цикла.
При впуске из области перед горловиной впускного патрубка происходит всасывание воздуха, в результате чего возникает акустическое излучение, которое называют шумом впуска, а излучаемую при этом акустическую мощность обозначают Wвп. При движении по впускному тракту свежий заряд будет взаимодействовать со стенками и другими элементами конструкции и вызывать их колебание, что также будет создавать шум.
При сжатии, сгорании и расширении энергия подводится к деталям, формирующим камеру сгорания, что вызывает их колебание.
От них колебательная энергия передается на наружные поверхности двигателя и частично излучается ими в виде шума от сгорания (Wсг).
При выпуске происходит истечение отработавших газов в атмосферу и выделяется также какое-то количество энергии, которое приводит к возникновению шума выпуска (Wвып). Движущиеся по выпускному тракту отработавшие газы взаимодействуют ср стенками трубопроводов, глушителя, вызывая их колебания, которые приводят к шумоизлучению наружных поверхностей.