Svarkin-spb.ru

Активное подавление шума впуска и выхлопа двигателя

Активное подавление шума впуска и выхлопа двигателя

Двигатель внутреннего сгорания является источником весьма сильного акустического шума. Акустический шум — это случайные механические колебания звукового диапазона в твердых, жидких и газообразных средах. Частота звукового диапазона колебаний составляет от 16…20 Гц до 16…20 кГц. Звуковой интервал частот делят на меньшие интервалы: низкочастотный—до 300…400 Гц; среднечастот-ный — от 300…400 до 800… 1000 Гц; высокочастотный— свыше 800…1000 Гц.

Наиболее распространенными характеристиками звуковых колебаний являются звуковое давление, интенсивность (сила) звука и уровни интенсивности звука и звукового давления.

Звуковое давление колебаний с частотой 1000 Гц, приблизительно равное 63 Па, воспринимается ухом человека в виде болевого ощущения (порог болевого ощущения). Весь диапазон уровня интенсивности звука между порогами ощущений при частоте 1000 Гц не превышает 130 дБ. Значения пороговых уровней и давлений при других частотах колебаний ввиду субъективности восприятия отличаются от значений этих величин для частоты 1000 Гц.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Совокупность частот, составляющих шум, называется спектром шума. Весь звуковой диапазон частот делят на частотные полосы — октавы. Октавой называется полоса частот, у которой верхняя граница в 2 раза больше нижней. Воздействие шума во всем звуковом диапазоне характеризуется величиной общего уровня шума. В дальнейшем вместо термина «общий уровень шума» будет употребляться термин «уровень шума».

Уровень шума двигателей внутреннего сгорания может достигать 120 дБ. Источниками шума являются узлы и агрегаты двигателя, а также газодинамические (гидравлические) процессы. Уровни шума некоторых источников приведены на рис. 2. Необходимо иметь в виду, что последовательность расположения отдельных источников по уровню шума для двигателей разных типов различна.

Источники шума делят на источники механического и газодинамического (гидравлического) происхождения.

Шум механического происхождения возникает вследствие неуравновешенности вращающихся частей механизмов и устройств, наличия сил инерции и моментов этих сил, соударении деталей в сочленениях и т. п.

Причинами шума газодинамического (гидравлического) происхождения являются возмущения, проявляющиеся при движении газообразной и жидкой сред в проточных частях механизмов и трубопроводах, при обтекании тел и сгорании топлива.

В окружающую среду шум передается в виде вибраций и колебаний наружных поверхностей двигателя, колебаний воздуха на впуске и выпуске. Наиболее интенсивные составляющие спектра шума находятся в области низких и средних частот и кратны частоте вращения коленчатого вала и числу цилиндров. Колебания деталей двигателя происходят либо с частотой вынуждающей силы, либо с собственной частотой (при кратковременном воздействии силы). Поэтому в спектре механического шума имеются также менее интенсивные составляющие собственных колебаний в области средних и высоких частот. Газодинамический шум вследствие периодичности процессов (в трубопроводах и цилиндре) имеет составляющие колебаний давлений в области низких и средних частот и высокочастотные составляющие вихревого происхождения (в органах газораспределения, в проточных частях нагнетателей и турбин).

В двигателях с наддувом вследствие повышенного расхода воздуха уровень интенсивности шума впускных и выпускных отверстий обычно выше соответствующих уровней шума от других источников. Высокочастотные составляющие газодинамического шума компрессоров имеют большую интенсивность по сравнению с интенсивностью соответствующих составляющих механического шума. Несмотря на то, что их уровни интенсивности ниже уровней интенсивности низкочастотной части спектра, они вызывают более неприятные ощущения у человека. Уровень шума на выпуске выше, чем на впуске, так как скорость течения выпускных газов больше.

Читать еще:  Замена навесных ремней на Фокус 2 1.6

Уровень шума снижают капотированием (или использованием звукопоглощающих перегородок) двигателя, с помощью конструктивных мероприятий, воздействием на процесс сгорания, установкой глушителей.

Капотирование применяют на автомобильных, тракторных и небольших стационарных двигателях.

Звукоизолирующие перегородки для снижения шума устанавливают в судовых и стационарных двигателях.

К конструктивным мероприятиям относятся: уменьшение зазора между поршнем и цилиндром; увеличение длины юбки поршня; применение дезаксиального криво-шипно-шатунного механизма и безударного профиля кулачка распределительного вала; увеличение толщины стенок втулки цилиндра в месте расположения камеры сгорания; использование шумоизолирующих прокладок и т.п. Обеспечение плавного перехода на индикаторной диаграмме от линии сжатия к линии сгорания и снижение скорости нарастания давления способствуют уменьшению уровня шума сгорания.

Уровень шума впуска и выпуска снижают с помощью глушителей. По принципу действия глушители делят на активные и реактивные.

В активных глушителях звуковая энергия превращается в теплоту при прохождении волны через сопротивления (сетки, перфорированные листы, звукопоглощающие материалы). Эффективность глушителя с перфорированным конусом выше, чем глушителя с звукопоглощающим материалом, однако сопротивление первого глушителя больше. Глушитель шума на линии всасывания в компрессор (активный) обычно состоит из ряда плоских металлических дисков, оплетенных тонким шерстяным войлоком, или изогнутых металлических дисков, оклеенных тонким войлоком.

Реактивные глушители представляют собой или расширительную камеру, или ряд резонансных камер. В этих глушителях происходит уменьшение амплитуд колебаний вследствие расширения потока газа.

Реактивные глушители эффективно заглушают низкочастотный шум, а активные высокочастотный. Обычно используют комбинацию глушителей обоих типов. На рис. 5 показан такой глушитель. Активным Элементом является перфорированная трубка, вокруг которой находится звукопоглотитель (стекловой-лок, минеральная шерсть, вата, пенопласт). Параллельно активному элементу включен реактивный глушитель, представляющий собой камеру тороидальной формы, закрытую крышкой с отверстиями.

Глушение выхлопа и уменьшение шума

Глушение выхлопа

В большинстве вариантов расположения чрезмерный шум оказывается нежелательным. Поскольку основную часть шума производит пульсирующий выхлоп двигателя, этот шум можно уменьшить до приемлемого уровня, используя глушитель. Требуемая степень глушения зависит от конкретного расположения и может регулироваться законом. Например, шум двигателя нежелателен в зоне больницы, но в общем случае является вполне допустимым в пределах изолированной насосной станции.

Выбор глушителя

Глушитель уменьшает шум системы выпуска за счет рассеяния энергии в камерах и на трубчатых перегородках, тем самым исключая излучение звуковых волн, которые вызывают резонанс. Глушитель выбирается в зависимости от степени подавления шума, требуемой для удовлетворения условиям установки и действующим правилам. Размер глушителя и выхлопной трубы должен обеспечивать величину обратного давления выхлопа в пределах, рекомендованных производите¬лем двигателя.

В зависимости от степени подавления шума глушители делятся на глушители:

  • низкой степени или промышленные;
  • умеренные или для населенных зон;
  • высокой степени или критические.

Подавление шума низкой степени или промышленное — подходит для производственных зон, где уровень фонового шума относительно высок или для удаленных зон, где частично подавленный шум является допустимым.

Подавление шума средней степени или в населенных зонах — уменьшает шум выхлопа до приемлемого уровня в местах, где требуется шумоподавление умеренной эффективности — например, полу заселенных зонах, где всегда присутствует умеренный фоновый шум.

Читать еще:  Lancia Delta S от Momodesign

Подавление шума высокой степени или критическое — обеспечивает максимальное подавление шума для жилых массивов, больниц, школ, гостиниц, магазинов, многоквартирных домов и других зон, где уровень фонового шума низок и шум генераторного агрегата должен быть сведен к минимуму.

Обычно глушители бывают двух конфигураций — (а) вход с торца, выход с торца или (б) вход сбоку, выход с торца. Наличие этих двух типов обеспечивает гибкость установки, например, в горизонтальном или вертикальном положении, над двигателем, на внешней стороне стены и т.п. Тип с боковым входом допускает изменение направления на 90° без необходимости применения колена. При любом положении обе конфигурации должны содержать дренажные фитинги.

Глушитель может располагаться рядом с двигателем, при этом выхлопная труба выходит после глушителя наружу; или глушитель может располагаться снаружи стены или на крыше. Расположение глушителя рядом с двигателем обеспечивает лучшее подавление шума благодаря минимальной длине трубы, подходящей к глушителю. При расположении глушителя внутри упрощается его дренаж и обслуживание.

Тем не менее, монтаж глушителя снаружи имеет преимущество, поскольку нет необходимости в его изоляции (хотя он должен быть окружен защитным экраном). Работа по изоляции выхлопной трубы внутри помещения проще, когда глушитель находится снаружи, а изоляция способствует подавлению шума.

Поскольку глушители имеют большие габариты и массу, учитывайте эти параметры при проектировании системы выпуска. Глушитель должен иметь соответствующую опору, такую, чтобы его масса не оказывала давления на выпускной коллектор или турбонасос двигателя. Глушитель должен располагаться таким образом, чтобы избежать лишних изгибов выхлопной трубы, которые могут создать высокое обратное давление выхлопа. Глушитель со входом сбоку может устанавливаться горизонтально над двигателем без необходимости обеспечения большой габаритной высоты.

Глушители и выхлопные трубы, находящиеся в пределах досягаемости персонала, должны быть защищены ограждениями или изолированы. Внутри помещения предпочтительно изолировать глушитель и выхлопную трубу, поскольку изоляция не только защищает персонал, но и уменьшает излучение тепла в помещение, а также уменьшает шум системы выпуска. Глушители, установленные горизонтально, должны располагаться под небольшим углом к выпускному коллектору двигателя и снабжены дренажным фитингом в нижней точке для стока скапливающейся влаги.

Шумозащита

Если требуется ограничить уровень шума, необходимо обеспечить уровень звукового давления на заданном расстоянии от корпуса генератора. Далее нужно сконструировать противошумный кожух для обеспечения заданного уровня шума снаружи кожуха. Не пытайтесь получить этот уровень шума необоснованно низким, поскольку это приведет к слишком большим затратам.

Использование упругих деталей монтажа генераторного агрегата в сочетании с общепринятой технологией управления выпуском, шумом входного вентилятора и вентилятора радиатора позволит снизить шум генераторного агрегата до приемлемого уровня во многих применениях. Если после принятия этих мер уровень шума все еще остается слишком высоким, необходимо использовать акустическое покрытие либо помещения, либо генераторного агрегата. Вокруг генераторного агрегата могут быть установлены звуковые барьеры, стены генераторной можно покрыть звукопоглощающим материалом или генераторный агрегат может быть заключен в специальный звукопоглощающий кожух. См. рисунок 8.1.

Читать еще:  Надувное детское автокресло

В большинстве случаев необходимо, чтобы входное и выходное отверстия для воздуха были оснащены поглотителями звука. Если необходимо защитить работающий персонал от непосредственного влияния шума генераторного агрегата, оборудование и пульт управления могут располагаться в отдельном звукоизолированном помещении.

Рисунок 8.1 Типовая установка акустической изоляции

Как снизить шум глушителя: полезные советы для новичков

Среди автомобилистов есть множество тех, кто предпочитает использовать на автомобиле прямоточную систему выхлопа. Такая система имеет свои плюсы, однако при этом обладает и одним характерным минусом в виде громкого звука глушителя. Многие относятся к этому спокойно, но есть и те, кто всячески пытается снизить звук глушителя. Передвигаться на таком автомобиле намного комфортнее, ведь серьезный гул, исходящий из глушителя, абсолютно не отвлекает во время поездки. Особенно актуальна проблема чрезмерного шума глушителя для автомобилей отечественного производства. А их в России достаточно много. Чтобы помочь самостоятельно решить такую проблему в этом полезном материале будет подробно рассказано о методах снижения шума глушителя и о том, как можно их воплотить в жизнь.

Как можно заглушить звук выхлопа?

Прежде чем приступать к каким-либо мероприятиям с выхлопной системой, важно точно разобраться: а почему же возникает такой шум? Дело в том, что сама по себе работа мотора сопровождается серьезным шумом, однако глушитель в машине предназначен именно для подавления этих звуков. Сам же шум в моторе происходит по вине взрыва топливной смеси в камере сгорания. Понятное дело, что такой процесс сопровождается выделением соответствующих газов, которые в последующем и поступают в выхлопную трубу. Поскольку в результате взрыва происходит толкание поршня на определенное расстояние, то происходит открытие впускного клапана. Через него отработанные в камере сгорания газы и проходят дальше в выхлопную трубу. Для эффективного поглощения звуков необходимо использовать детали из толстого металла.

Как сделать тихий глушитель?

Когда вопрос относительно шума стал слишком надоедать, есть повод задуматься о его устранении. Решившись сделать тихий глушитель самостоятельно, прежде всего, необходимо запастись инструментом. Для изготовления тихого глушителя могут понадобится:

  • Сварочный аппарат;
  • Углошлифовальная машинка;
  • Верстак с тисками.

Одним из самых простых и действенных способов устранить шум глушителя может быть вваривание дополнительного резонатора в конструкцию. Делать эту процедуру лучше в гараже. Поставить дополнительный элемент можно между глушителем и штатным резонатором. Есть и другой вариант: установить резонатор в нужное место в трубе. Для этих целей можно использовать уже готовую деталь или попробовать собрать ее самостоятельно. Сделать его достаточно просто, если придерживаться таких рекомендаций:

  1. Сделать наружный корпус из стальной трубы с тонкими стенками;
  2. Вставить перфорированное железо в концевую часть трубы;
  3. Набить резонатор жестяными мочалками;
  4. Натянуть корпус резонатора сверху на жестяные мочалки;
  5. Заклепать конструкцию заклепками.

в этом случае можно обойтись без сварки. Однако если в этом плане есть определенные навыки, то можно концевые части устройства приварить к центральной его части. В конце все нужно будет обработать термостойкой краской.

Подробнее об изготовлении тихого глушителя будет рассказано в этом видеоролике:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector