Методы снижения шума

В случае современных, с акустической точки зрения транспортных средств, шум контакта покрышка/покрытие постепенно выходит на передний план. 
 
 

6.Определение и оценка шума качения при взаимодействии покрышки и покрытия дороги

Шум качения  можно подразделить на два составляющих шума - внутренний и внешний шум.

Внутренний шум  создает дискомфорт для водителя и пассажиров внутри транспортного  средства. Существует взаимодействие между транспортным средством и  покрышкой, поэтому требуется понять как воздушную, так и структурную  передачу звуковых волн через кузов  транспортного средства.

В контексте  окружающей среды мы рассматриваем  проблемы внешнего шума как части  общего дискомфорта, вызываемого шумом  транспортного движения.

Оценка внешнего шума в настоящее время основывается на измерениях на обочине дороги общего уровня шума в дБ.

При проведении исследований по снижению шума качения  используются измерения на обочине  для определения улучшений в  общем.

Используется  микрофон, устанавливаемый в 7.5 м  от оси дороги на высоте 1.2 м.

Шум качения  должен определяться следующим образом: транспортное средство скатывается  под уклон на заданной скорости с  выключенным двигателем и сцеплением.

Скорость качения  задается точной установкой условий  качения (масса транспортного средства, угол скатывания).

Основные параметры, влияющие на уровень шума по результатам  испытаний:

дорога: дорога играет роль в:

1. процессе генерации  шума (гранулометрия поверхности  покрытия)

2. его распространении  (свойств акустического поглощения)

транспортное  средство:

1. покрышки (масса  транспортного средства, давление  воздуха в камере, размеры). Размеры  покрышки значительно влияют  на генерацию шума (чем больше  покрышка, тем она "шумнее")

2. количество "источников  шума от покрышки"

3. эффекты дифракции  (рассеивания звуковых волн) происходящие  из-за формы кузова транспортного  средства

условия качения:

шум возрастает с увеличением скорости

шум снижается  с ростом температуры

шум изменяется при заданной скорости под воздействием вращающего момента 
 
 

7.Базовый исследовательский подход к снижению шума качения

Снижение шума качения для производителей покрышек - трудная задача.

Поэтому, для  получения ясного понимания различных  физических явлений, участвующих в  генерации и распространении  шума, требуется фундаментальный  исследовательский подход.

Одновременно  с долгосрочным научным подходом, необходимо иметь быстрые результаты от исследований, чтобы обеспечить проведение, шаг за шагом, совершенствование  дизайна покрышек с коммерческой целью.

Для снижения шума качения необходимо установить контроль над источниками и осознать комплексно окружающую среду, включая: дорогу, транспортное средство, условия качения.

Для этого надо изучить акустический механизм как  генерации, так и распространения  шума от движущегося источника в  сторону от дороги и затем использовать полученные результаты для определения  шумовых критериев.

Процесс имеет  три фазы:

фаза 1 - Выяснение:

Проблема анализируется  экспериментально и теоретически для  того, чтобы понять генерацию и  распространение.

фаза 2 - Прогноз:

После того, как  проблема понята, надо суметь смоделировать  ситуацию для того, чтобы прогнозировать дискомфорт в заданной ситуации, т.е. от глобального уровня шума вдоль  дороги подойти к определимой  комбинации шумов "покрышка+дорога+транспортное средство" при определенных условиях качения.

фаза 3 - Поправка:

После того, как  дискомфорт становится прогнозируемым, полученные знания могут быть использованы для достижения цели - улучшить концепцию  покрышки для получения оптимального варианта желаемых эксплуатационных характеристик. 
 
 

8.Пути распространения шума в автомобиле.

Воздушный шум  от первичных источников проникает  в салон а/м через неплотности  кузова (дверные проемы, технологические отверстия переднего пола), а также  остекление а/м.  Чем толще стекло и панели кузова, тем выше их звукоизоляционные свойства.  Воздушный шум от первичных источников тем ниже, чем оптимальнее конструкция самих источников: двигателя, трансмиссии, системы выхлопа, шин (высота и рисунок  протектора).   Структурный шум проникает в а/м через элементы подвески к кузову силового  агрегата, трансмиссии, системы выхлопа, ходовой части. Вибрация, передаваемая  через элементы подвески, заставляет колебаться все без исключения панели кузова,  которые в свою очередь излучают структурный шум.  Кроме того, звук, излучаемый элементами системы выхлопа (трубами, резонатором,  глушителем), приводит к дополнительному возбуждению пола а/м, что вносит ощутимый  вклад в общий уровень внутреннего шума. В общий уровень шума в салоне а/м немалую  долю вносит отраженный звук. Отраженный звук - звук, получающийся при отражении звуковых потоков, издаваемых первичными источниками, от дорожного покрытия.   
 

9.Методы борьбы с шумом.

  Разделяются на конструктивный и пассивный.  Конструктивный метод:    Применение отбалансированных силовых агрегатов и узлов трансмиссии;    Правильный подбор и расчет эластичных элементов подвески силового агрегата,  трансмиссии, ходовой части, системы выхлопа;  Правильный расчет конструкции системы выхлопа и определение точек ее подвески к  кузову;   Правильное моделирование конструкции кузова и его жесткости;  Выбор прогрессивных конструкций уплотнителей окон и дверных проемов и т.д.    Пассивный метод:  ПРИМЕНЕНИЕ ШУМОИЗОЛЯЦИОННЫХ  И ПРОКЛАДОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ.  Применение защитных кожухов.  
 

10.Предварительная оценка шумовых характеристик а/м.

Создание бесшумного автомобиля невозможно так же, как  невозможно построение вечного двигателя. Однако вполне законна постановка задачи о создании автомобиля, обладающего  минимальным акустическим излучением. Естественно, что приближение конструкции  автомобиля по качеству к конструкции  с минимальным акустическим излучением возможно при использовании, прежде всего средств, которые представляет акустика в распоряжение инженера-исследователя  и конструктора. Следует рассмотреть  прежде всего использование виброизоляции  и вибропоглощения, звукоизоляции  и звукопоглощения. Это первая совокупность методов и средств, разумное использование  которых приводит к снижению шума автомобиля. Другая совокупность методов  и средств, которую необходимо использовать с целью снижения шума, базируется на организации рабочих процессов  автомобиля и разработке конструкции, обеспечивающих минимальное акустическое излучение и основанных на соответствующих  критериях минимизации. Виброизоляция (ВИ) и вибропоглощение (ВП). Передача звуковой энергии от места ее возникновения  до элементов, которые ее излучают, происходит прежде всего через детали двигателя или агрегаты автомобиля с последующей передачей панелям  кузова, которые колеблются под действием  этой энергии и создают шум. Средства, применяемые в автомобиле для  снижения уровня звуковой вибрации, во-первых, препятствуют распространению энергии  колебательного движения по конструкции (виброизоляция), во-вторых, поглощают  энергию колебательного движения на пути ее распространения (вибропоглощение). Колебательная энергия в звуковом диапазоне частот передается по элементам  конструкции в виде упругих продольных, изгибных и сдвиговых (крутильных) волн. В диапазоне рабочих нагрузок деформация твердого тела прямо пропорциональна  напряжению (линейность процесса деформации). Свойства волн и их характеристики при распространении по стержням, пластинам при различных способах закрепления (граничные условия) описаны  достаточно полно в литературных источниках. Остановимся лишь на определении  механического сопротивления конструкции (импеданса), так как в автомобиле и его агрегатах очень широко распространено возбуждение конструкции  силой, приложенной в точке или  по линии поверхности. В такого рода задачах искомой величиной часто  является колебательная мощность, передаваемая от источника возбуждения в конструкцию  я распространяющаяся по ней в  виде вибрации. Величина колебательной  мощности, передаваемой на структуру, зависит от ее механического сопротивления  по отношению к возбуждающему  усилию. 

При анализе  виброизолирующих свойств кузова автомобиля, т. е. при изучении распространения  по нему вибрации, его можно рассматривать  как совокупность соединенных между  собой пластин и стержней. Собственно характер распространения вибраций по кузову определяется виброизолирующими  свойствами этих соединений. Принимая во внимание, что при изготовлении кузова используется главным образом  сварка, можно считать, что в подавляющем  числе случаев эти соединения жесткие. Агрегаты автомобиля с кузовом  и между собой соединяются, как  правило, с помощью шарниров. Такие  соединения обладают большей виброизоляцией, чем жесткие. 

Под препятствием и его виброизолирующими свойствами имеют в виду местное скачкообразное изменение массы, которое может  быть вызвано или простым логическим изменением конструкции или специальным  размещением виброзадерживающей массы  в конструкции, к которой можно  отнести ребра жесткости. 

Широкое применение виброзадерживающих масс в конструкции  автомобиля сдерживается повышенными  расходами металла. Опыт использования  виброзадерживающих масс в смежных  областях техники (судостроение, тракторостроение) показывает, что их эффективность  тем выше, чем больше масса, приходящаяся на единицу длины соединения. 

Ребра жесткости  также обеспечивают эффект задерживания энергии, однако в очень узком  диапазоне частот (ребра жесткости  обладают ярко выраженной дискретностью  действия). 

Вибропоглощение в колебательных системах частично происходит вследствие потерь, которые  прежде всего принято характеризовать  с помощью коэффициента потерь энергии. Обычно на резонансе системы величина колебательного смещения обратно пропорциональна  коэффициенту потерь. Вне резонанса  эти величины мало зависят одна от другой. Конструкция будет обладать большими вибропоглощающими свойствами, если для ее изготовления использовать материал с большим внутренним трением  или применять специальные покрытия, обладающие более высоким коэффициентом  потерь. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы. 
 

1. Голубев, Новиков «Окружающая среда и  транспорт»

 

2. Болпас, Савич  «Транспорт и окружающая среда»

 

3.  Луканин  В.Н, и др. «Снижение шума автомобилей».

 

4. Фоменко А.Я. «Снижение автотранспортного шума в городах».

 

5.  Малов Р.В. и др. «Автомобильный транспорт и защита окружающей среды».