Влияние на человека шумового воздействия

 

   
 
 
 

2 Технологический раздел 
 

2.1 Параметры шума двигателя

 

      Шум автомобилей, автомобилей и механизмов 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 при работе. Его изучением и оценкой занимается акустика - область физики о звуке, то есть об упругих колебаниях и волнах в газах, жидкостях, и твердых телах, слышимых человеческим ухом. Шум представляет собой звук с колебаниями различной частоты.  

2.2 Источники шумов в автомобиле 

      Шумы (звуки) присутствуют в автомобиле при  различных режимах и условиях движения.

     Условно их можно разделить на два типа:

      Излучаемые  первичными источниками:

      - газораспределительным и кривошипно-шатунным  механизмом двигателя;

      - трансмиссией;

      - шипами;

      - ветром;

      - другими автомобилями и так  далее.

      Излучаемые  вторичными источниками:

      - панели кузова и интерьера. 

2.2 Характеристики звука 

      Важнейшими  характеристиками звука являеться:

      - звуковое давление (P);

      - сила звука (i), (Вт/м²)

      - звуковая мощность (W), (Вт).

      Звуковое  давление – переменная часть давления, возникающая при прохождение звуковой волны в среде; только эта величина воспринимается человеческим ухом.

      Сила  звука – количество звуковой энергии  проходящей через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения  звука.

      Звуковая мощность – общее количество энергии, излучаемой двигателем в окружающее пространство в виде звука и прошедшей через поверхность полусферы радиуса 2 в единицу времени, Вт.

      Уровень звукового давления – десятичный логарифм отношения силы звука к  пороговому значению.

Вт/м²

или двенадцатикратный  логарифм отношения звукового давления к пороговому значению

Па

Его измеряют в  децибелах (Дб)

Уровень звуковой мощности – величина

где итоговое значение

Вт

      Человеческое  ухо неодинаков воспринимает один и  тот же уровень звукового давления в диапазоне частот

10…20000 гц.

      Поэтому для приближения оценок субъективного  восприятия звуков различают частоты  их корректируют по частоте, а полученную величину называют уровнем звука (шума) и вычисляют её в децибелах.

      Современные поршневые двигатели автомобилей  и дорожно-транспортных машин на наименьшем режиме излучают 2…3 Вт акустической мощности, а на расстоянии 1м вокруг работающего на стенде двигателя  уровень шума составляет от 104 до 120 Дб.

      Спектр  шума двигателя характеризует распространение  энергии его излучения по частотному диапазону. Акустическое излучение  двигателя сосредоточено в области  от 20 до 8000гц. 

2.3 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. 

      Излучателями  шума двигателя являются:

      - наружные стенки двигателя и  установленных в нем агрегатов;

      - впускная горловина;

      - вентилятор системы охлаждения.

      Влияние каждого из данных излучений на уровень  шума всего двигателя зависит  от следующих факторов:

      - типа двигателя;

      - особенностей рабочего процесса;

      - конструкции;

      - режима работы и тому подобное.

     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 енками и другими элементами конструкции, и вызывать их колебание, это также будет создавать шум.

     При сжатии, сгорании и расширении энергия подводиться к деталям, формирующим камеру сгорания, это вызывает их колебание. От них колебательная энергия предается на наружные поверхности двигателя и частично излучается ими в виде шума от сгорания.

     При выпуске происходит  истечение  отработавших газов атмосферу и выделяется также какое-то количество энергии, которое приводит к возникновению шума выпуска.

      Движущиеся  по выпускному тракту отработавшие газы взаимодействуют со стенками трубопроводов, глушителя, вызывая их колебания, которые  приводят к шумоизлучению наружных поверхностей.

      При работе в механизмах двигателя могут  возникать удары сопрягаемых  деталей, это вызывает шум. 

2.4 Снижение шума двигателя 

      Уменьшение  шума двигателя с учетом основополагающих принципов акустики следует начинать в первую очередь с подавления наиболее громких источников.

      Основные  направления снижения шума и вибрации двигателя сводятся к следующему:

      - формированию рабочего процесса  двигателя, обеспечивающего минимальную  возможность подвода энергии  к конструкциям двигателя на всех режимах его работы.

      - конструированию рациональной по  шумоизлучению структуры двигателя  и его элементов.

      Снизить шум работающего двигателя в  составе автомобиля можно путём  создания препятствий на пути его  распространения (звукоизоляция) и помещение на поверхности воспринимающие шум специальных шумопоглащающих покрытий.

      Звукоизоляция сводиться к созданию различных  экранов, капотов и капсул для  двигателя. 
 
 
 
 

2.5 Способы снижения шумов в автомобиле 

     Снижение  шумов в автомобиле достигается, в основном, двумя способами. Оба способа реализуются путем нанесения (наклеивания) на элементы кузова и салона специальных материалов.

           Различные по своим  характеристикам материалы наносят  на наиболее подверженные вибрации элементы кузова:

     - крышу;

     - пол;

     - двери;

     - брызговики;

     - арки колес;

     - крышки капота и багажника;

     - щит передка (моторный щит).

     

     Жесткие элементы кузова. Такие как лонжероны, стойки, рёбра жесткости, как правило, не являются сильными источниками звука  и в меньшей степени нуждаются в демпфировании. 

2.6 Основные требования к шумовибропоглащающим материалам 

      Высокая способность материала к демпфированию, определяется его составом, структурой, плотностью и коэффициентом потери (коэффициент потери незадемпфированной металлической конструкции может составлять от 0,001 до 0,01). Коэффициент потери характеризует скорость затухания колебаний объекта. Изменяется от 0 до 1. Коэффициент потерь равный нулю. Означает. Сто колебания не затухают никогда, равный единице -  что колебания полностью затухают в течение одного периода.

      Достаточная адгезия (способность к приклеиванию) – для самоклеющихся материалов.

      Стойкость к воздействию агрессивных сред – особенно важна для материалов, применяемых в подкапотном пространстве, на которые может попадать масло, пары топлива, противогололедные препараты и прочее.

      Малая способность впитывать воду (гигроскопичность) – обязательна для материалов, на пол кузова, двери и элементы, расположенные вь подкапотном пространстве.

     Оптимальный удельный вес. С одной стороны, большая масса материала способствует лучшему гашению колебаний. С другой - при обработке потолка и дверей тяжелыми материалами они могут прогибаться под действием собственного веса.

     Экологичность. Свойство материала должны исключать  вредные для здоровья испарения.

      Низкая  воспламеняемость. Особенна, важна  для материалов, применяемых в  моторном отсеке и рядом со жгутами  электропроводки. 
 
 

Шумоизаляционные и вибродемпфирующие материалы.