автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Разработка методов и средств снижения шума выпуска дизелей автопогрузчиков

кандидата технических наук
Бангоян, Эмиль Гайкович
город
Москва
год
2007
специальность ВАК РФ
05.04.02
цена
450 рублей
Диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению на тему «Разработка методов и средств снижения шума выпуска дизелей автопогрузчиков»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов и средств снижения шума выпуска дизелей автопогрузчиков"

На правах р\ копнен

003163420

БАНГОЯН ЭМИЛЬ ГАЙКОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ШУМА ВЫПУСКА ДИЗЕЛЕЙ АВТОПОГРУЗЧИКОВ (НА ПРИМЕРЕ ДИЗЕЛЯ АВТОПОГРУЗЧИКА ДВ - 1792М)

Специальность 05 04 02 - Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 ЯНВ 2000

Москва - 2007

003163428

«МАМИ»

Научный руководитель

Кандидат технических наук, доцент Айрбабамян С А

Официальные оппоненты

Доктор технических наук, профессор Фомин В М Кандидат технических наук снс Зубакин А Г

Ведущая организация

ООО «Новопром»

Защита состоится 24 января 2008 г в 14 00 в ауд Б-304 на заседании диссе] ционного совета Д 212 140 01 в Московском государственном техническом универ тете «МАМИ» по адресу 107023, г Москва, ул Б Семеновская, 38

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государст[ ного технического университета «МАМИ» по адресу 107023, г Москва, ул Б Се новская, 38 и на сайте www manu ru

Автореферат разослан » декабря 2(Х

диссертационного совета

Ученый секретарь

Щетинин

ОБЩ-\Я ХнРАКТЕРИСТПК/Ч ГЛБОТЫ Актуальность работы ^ужесточение ограничении негативного воздействия ш%ма транспортных машин на окружающую спелу повышение требований к условиям работы водителей, наряду с возросшей конкуренцией с иностранными производите™ми этой техники побуждают отечественных производителей уделять значительное внимание исследованиям по разработке методов и средств снижения шума и вибрации как производимых так и вновь разрабатываемых моделей ТМ Так за последние 30 лет в России наблюдается ужесточение нормативных требований к «внутреннему» шуму (на рабочем месте водителей) на 10 дБА и внешнему шуму ТМ на 10-14 дБА Большинство эксплуатируемых в России погрузчиков оснащены дизельными и газобензиновыми двигателями (например, в Москве их парк составляет более 70% от числа всех погрузчиков) Проведенные исследования показали, что автопогрузчики с дизельными двигателями, значительно превышают по шумовым показателям действующие нормы Наиболее активным источником шума дизеля, как, впрочем, и бензинового ДВС, является процесс выпуска отработавших газов (ОГ), а основным средством борьбы с шумом - глушители, устанавливаемые в системе выпуска двигателя

По-прежнему остается актуальной задача по дальнейшему совершенствованию известных методов инженерных расчетов глушителей в направлении получения более обоснованных данных для рационального выбора параметров, обуславливающих наибольшую эффективность шумоглушения

Таким образом, тема диссертационной работы, посвященной вопросам разработки методов и средств снижения шума выпуска дизеля автопогрузчика, является актуальной

Цель работы Разработка методов и средств снижения шума выпуска дизелей автопогрузчиков, рекомендаций по и\ реализации при проектировании и модернизации и апробация на дизеле Д 3900

Достижение указанной цели обусловило необходимость решения следующих задач

1 1'азраоотатс общие мстод.пссгчис принципы ра^четноч: проект грозанич глушителя шума выпуска двигателя автопогрузчика обеспечивающего достижение перспективных требований стандартов по шуму

2 Разработать акустическую модель и методику расчета глушителей шума выпуска дизелей, повышающие точность расчета эффективности глушителя при его проектировании

3 Разработать рекомендации и конкретные технические решения по конструкциям глушителя шума выпуска дизеля Д 3900

Методы исследования. Экспериментальные исследования проведены методом разделения основных источников шума погрузчика и их углубленного исследования на стендах Теоретические методы основаны на математическом моделировании источников и излучателей шума, а также средств его снижения с использованием персонального компьютера (ПК)

Научная новизна работы.

1 Разработан уточненный метод экспериментальных исследований вклада шума отдельных источников в общий шум автопогрузчиков, определена приоритетность их снижения

2 Предложена комплексная методика расчетного проектирования глушителя шума выпуска двигателя автопогрузчика с использованием ПК, позволяющая разрабатывать и оптимизировать конструкцию глушителя, удовлетворяющего одновременно акустическим, гидравлическим и габаритным требованиям технического задания

3 Предложены математическая модель источника шума выпуска и аналитические зависимости для описания акустического импеданса концевого отверстия выпускной системы ДВС автопогрузчиков, повышающие точность расчета акустической эффективности глушителя при его проектировании

Достоверность и обоснованность научных положений и полученных результатов подтверждается большим объемом расчетно-экспериментальными исследованиями, показавшими хорошую для инженерных расчетов сходимость данных расчета и эксперимента Разработанный на основе комплексной методики

расчетного проелтирования высо&оэффективныи I пшитепь ш\ма выпуска дизеля Д 3900, отвечающий исходным требованиям технического задания, демонстрирует ее достоверность

Практическая ценность работы Получены достоверные данные об основных источниках шума дизельных автопогрузчиков и оценочные характеристики эффективности внедрения мероприятий по их шумоглушению как экспериментальным, так и расчетным методом Это позволяет использовать в инженерной практике наиболее эффективные и экономичные пути снижения шума дизеля до допустимых уровней на стадии их проектирования и доводки Разработанный на основе предложенной методики расчетного проектирования глушитель шума выпуска дизеля для автопогрузчика ДВ-1792М обеспечивает снижение шума (на 7 дБ) на рабочем месте водителя до допустимых уровней, приемлемое противодавление и заданные размеры

Реализация работы. Результатом проведенных испытаний явилось внедрение глушителя шума выпуска для дизеля Д 3900 на автопогрузчике ДВ-1792М, выпускаемом предприятием ООО «Новопром», что подтверждается соответствующим актом внедрения

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 9 статьях в научных журналах и сборниках научных трудов и 6 тезисах докладов научно - технических (практических) конференций.

Апробация работы Материалы диссертации в различное время были рассмотрены и обсуждены

о на Международной студенческой научно-технической конференции «Экология и транспорт», Москва, 2005г,

о на Второй Всероссийской студенческой научно-технической Интернет-конференции «Экология и безопасность», Тула, 2006г,

о на II Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин», Пенза, 2006г,

о на IX Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь», Пенза, 2006г,

— но VI \ -!/• П иг}"г ПП Н ТНийСк'ПМ I. Пи и 1 I Ы Н 1ПГ НИ И

жизнь», Пенза 2006г

Структура н объем работы: диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов по результатам исследований, литературы из 123 наименований и пяти приложений Основной материал, включая 56 рисунков и 22 таблицы, изложен на 226 страницах, объем приложений - 42 страницы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи диссертационной работы

В первой главе проведен анализ основных источников шума автопогрузчиков, выполнен аналитический обзор работ по снижению их шума, рассмотрены наиболее эффективные способы и средства шумозащиты, и примеры их конструктивной реализации

Фундаментальные исследования по рассматриваемым проблемам были выполнены отечественными учеными, среди которых следует отметить В И Зин-ченко, В Н Луканина, В Е Тольского, Н И Иванова, Л В. Тузова, Е Я Юдина, М А Разумовского, Н В Алексеева, Н Ф Бочарова, Б Н. Нюнина, М Г Шатрова, А Г Зубакинаидр.

Значительный вклад в решение проблем борьбы с шумом от процессов газообмена, являющихся одними из основных источников внешнего шума ДВС, внесли такие ученые как Н Н Андреев, Л И Инзель, Р Н Старобинский, В.В Тупов , С П Ежов , Б И Осипов, Э М Жарнов и др

Обширные исследования по данной проблеме проведены зарубежными учеными О Девисом, Р Альфредсоном, Д Андертоном, В Скоттом, М Хеклом и ДР

Во второй главе рассмотрены основные методы определения шумовых характеристик дизелей, проанализированы приборы для измерения и частотного анализа шума, а также для регистрации частоты вращения коленчатого вала двигателя, предложена используемая при экспериментальных исследованиях шумо-

измерительная система, Оценена ПОГрсшноыь измерении и усыновлены условия их проведения

В третьей главе дана классификация методов и средств шумозащиты и проведена оценка вклада отдельных источников шума в общий шум автопогрузчика методом раздельного экспериментального исследования, обоснована приоритетность снижения шума выпуска дизеля (рис 1), а также даны рекомендаций по их снижению на стадии проектирования автопогрузчиков

¡.ДБ

11

10090 -

80 •

I

70 Г 60

50

1 --•—2—.

•„ , _ V- „ "г*.« ' • ^

:,Гц

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Рис 1 Спектры шума основных источников автопогрузчиков (на расстоянии 0,5 м) 1 - выпуск ДВС (без глушителя), 2 - корпус ДВС, 3 - гидронасос, 4 — вентилятор, 5 — трансмиссия, 6 — всасывание ДВС (без фильтра) В четвертой главе изложения методика проектирования глушителей шума выпуска к автопогрузчикам, отвечающих исходным требованиям по акустической эффективности, создаваемому противодавлению в коллекторе двигателя, габаритным размерам и особенностям компоновки при установке на ТМ

Требуемый эффект установки глушителя в выпускном тракте ДВС в каждой V - ой октавной полосе частот

Д^. , (1) или

где и - октавные уровни звукового давления (УЗД) и уровни звука (УЗ), создаваемые выпускной системой в контрольной точке, Ь^^ и - пре-

дельно допустимые значения этих параметров

^¿Члр ^-Члыпдоп-! (2)

Исследования ишимальныл СООТмишсппи ^рОБпСп ОСпОВНЫЧ ИСТОЧНИК-ОС шума автопогрузчиков с учетом рентабельности их заглушения позволили предложить зависимость £„„,„„,, ). исходя из нормативных уровней шума автопофузчика на рабочем месте водителя, установленных ГОСТ 12 1 003-83 и СН 2 2 4/2 1 8 562-96

£,«»<*,„. (3) ¿ч.„„*,„ = (4)

УЗД на рабочем месте находим акустическим расчетом

- при отсутствии кабины

+ПН-20\ё(гш„/гв)-Ю^П-р,ы„,дБ, (5)

- при наличии кабины

= -201ё(г,ыл/г0)- - + Л, (л)+ 6,¿Я, (6)

При проектировании вначале определяют, как правило, требуемый эффект установки глушителя по звуковой мощности Д£„, (вносимые потери IIГр)

^и' = Ч = ¿и-.,„.„, 1 - Ьц „„„,,,,„, (7)

Проведя несколько повторных измерений УЗД в ряде точек на измерительной сфере, отстоящих на расстоянии г = 0 5м от центра концевого отверстия, получено среднее значение Вычитая из него уровень шума помех, измеренный описанным выше методом, найдено «в чистом виде» Пересчитав их в уровни интенсивности вычисляют соответствующие УЗМ по формуле

=^.^+201Е(Г/Г.)+Ю1ВП, (8)

Предельно допустимый УЗМ выпуска при отсутствии кабины

К -лн + 20]&(гыт/г0)+ 101ёП + /?_, (9)

Наряду с акустической эффективностью глушителя, к основным регламентируемым параметрам относится допустимое противодавление (Л/" ,,,„), создаваемое им в выпускной системе Многочисленные исследования зависимости потерь мощности от противодавления в системах выпуска дизельных и бензиновых двигателей выявили приемлемость снижения максимальной мощности при установке глушителя до 2,5% Используя эти данные применительно к условиям автопо-

гр} зчиков, ?»10лС1Ю ре^омепдовати предельно доп^стм У1ы£ потери Даил^ппл б глдушителе процесса выпуска дизеля 13 кПа

Представляя глушитель эквивалентным четырехполюсником и описывая его матрицей передачи с коэффициентами А, В, С, О, можно связать звуковые давления и массовые колебательные скорости на входе (Р„, У„) и выходе (Р„ш,

V,,,,) глушителя

'а в' X "л»,"

с Кш

(10)

Глушитель, обычно, представляет собой систему последовательно и параллельно соединенных элементов, каждый из которых имеет свою матрицу передачи. Переходя к каскадному соединению п элементов, образующих глушитель, получим его матрицу передачи

Г* в 1 Г^ о 1 Г л о

(И)

'А в А я,' X ~А2 в2 Х*««Х "л. в,'

с о с, А. С, с.

Основной акустической характеристикой проектируемого глушителя является его эффект установки по звуковой мощности ДЬ„, т е вносимые потери

И^-^Ш^^дБ, (12)

где Ь,,,,, и Ь^, \Уг - УЗМ и звуковая мощность, излучаемая выходным отверстием выпускной системы ДВС соответственно до и после установки глушителя Значения 1Ь в заданном диапазоне частот не должны превышать 1ЬгДсм (7)]. Для описания распространения акустических волн при наличии в глушителе потока ОГ предлагается использовать аэроакустические параметры Р( и V,, которые связаны со звуковым давлением Р и массовой колебательной скоростью V в стационарной среде зависимостью

(13)

1 № И

.К. м/г 1 к

где 1-с!$ - характеристический импеданс канала с площадью проходного сечения 5 и скоростью звука с, м = У1Г/с, - усредненная по сечению канала и во времени скорость потока ОГ. Используя эквивалентную схему выпускной системы с глушителем (рис. 2) и без него, получено выражение для расчета при стационарной среде в глушителе

Г . . ( 1 -П ,

11 =20 tg

<)Б

(14)

Рис 2. Эквивалентная схема выпускной системы с глушителем На первом этапе проектирования для оценки снижения шума отдельными элементами глушителя используют характеристику «трансмиссионные потери» (ТЪ), которую определяют в лабораторных условиях, когда на входе и выходе исследуемого элемента установлены неотражающие звук нагрузки С учетом этого зависимость (14) трансформируется в ТЬ

И. = 20Ы0 5

V ^01 V 01 02 V о;

(15)

Проектирование глушителя начинают с определения его необходимого объема V,,, «[п2сср 5-, /(га)]]0*™ '-\м\ (16) где ^ - площадь проходного сечения основной трубы коллектора, и2,

д4 (17) 2018(Л//„), (18)

гДе Л ') (19), 1 - число цилиндров ДВС, /", = л/120 - основная частота выпуска, (20)

Матрица передачи проектируемого глушителя может быть получена анало-

гично зависимости (11)

Ч в, ■ ч, в,:

с, ь, С,, А,.

А<' ч*

о,.]

Л. в,. Сд.

(21)

Приведем без вывода расчетные зависимости для вычисления коэффициентов матриц передачи данных типовых элементов в аэроакустических переменных

Рис 3 Цилиндрические камеры с внутренними трубами а) размеры О / ( =09 6) размеры 11 0 = 1 8 с перфорированной перегородкой и реверсированием потока 1 и 2 - четвертьволновые резонаторы Рассмотренные типовые элементы изображены схематически на рис 4

м.

м,

-1—"5, р ,

| . I ЬМ.1

р..

с, к.

•*—г-

К.

Я,

Г Расширение с реверсированием

1 1 . м,

с. ' К с2 !

1 1 V с. 1

- ; ■■ ' Л/,

1 Мт

I '

Д Сужение с реверсированием

4 1

5,, п Р М ■ ■ ■ ■ ■ ■ в Р м

" V.* V * С иыЛ

Е Перфорированная перегородка Рис 4 Схемы типовых элементов, задействованных в оптимизированных

камерных ячейках (рис 3)

Цилиндрический канал постоянного сечения (схема «А» на рис 4)

[А-

'А V = е'" '

с, А.

со ¡(к, () ] X I) ± 5ш(*( соф, ()

(22)

где (23) 2-г. (1-7«/*.), (24) « = + (25)

\ — м

а, « {П^/Щ^ + (Г - ,

(26)

¡J

а, = 0 0346 ПМ /¡4Мрс5 5 !(цП)]" ' при 4000 < Яе< 10\ (27)

Яе = ЛБМрс /(Пц) - число Рейнольдса, 2„ = с/5 , 5 и П - площадь проходного сечения канала и его внутренний периметр, =со/ с, <у = 2л/", р и с - усредненные плотность среды и скорость звука в канале, ц - коэффициент динамической вязкости среды, Л, - коэффициент теплопроводности среды, у - показатель адиабаты, С, - удельная теплоемкость среды

Введенная входная труба (схема «Б») и введенная выходная труба (схема

«В»1

Коэффициенты матриц перехода [Б] и [В] при резком изменении проходного сечения волновода в плоскости 1-1 (см рис 4) с учетом торцевого резонатора с длинной 1К имеют вид-

Ас = 1 - К, МЦ{1 - М\), (28) вс = К, М2 г2/( 1 - М22), (29)

Сс = в-О- 1X1 - лс]мг{^мг +5, г,/г2)-Ас5,]/Е, (зо)

А: = 1X1 ±Б,2})~ВСБ>}1Е, (31)

здесь £ = 5,г,А/, ±5323, где 23] = -]2хщ(кх1к), 1Х =гю{\(32) кх г, « с,/5Г,, г2 = с2/52, ¿„з *с3/53, 5, =®/с3,

, с,, Л/, и 52 ,с2,М2 - площадь проходного сечения, скорость звука и число Маха соответственно в каналах 1 и 2, а,, - коэффициент потерь, вычисляемый по формуле (26) при параметрах торцевого резонатора с3 - скорость звука в нем, П - сумма периметров каналов 1 и 2 сечении 1-1

Верхний знак в формулах (30) (32) и К, -I)1 относятся к схеме «Б», нижний знак и К, = (1-5,/52)/2 - к схеме «В»

Расширение с реверсированием (схема «Г») и сужение с реверсированием (схема «Д»)

Коэффициенты матриц перехода [Г] и [Д] при резком изменении проходного сечения волновода в плоскости 1-1 (см рис 4) с учетом торцевого резонатора с длинной 1К и реверсирования акустического и газового потоков имеют вид

ас = \-к2 мЦ[\-м1), (33) ВС=К2 мг г2/(\~м22), (34)

г 4 С о / 1 \л < \ i / / о *7 7 п i у м / г»

~ ^ °2 V/ ~ 1Д1 "" ЛС ^2 ~°2М2Л/Ь »

ог = +[1 -(г-¡XI - (36)

где используемые параметры те же, что и в формулах (29) (32), кроме следующих 5, и П — площадь и периметр поперечного сечения резонатора, к, =(5,/5,)' -к схеме «Г» и а:, = о 5 - к схеме «Д»

Перфорированная перегородка (схема «Е»)

Матрица перехода [Е] перфорированной перегородки с коэффициентом перфорации £ и толщиной t« Лтт при условии, что М~ « 1 примет вид

,(37), где 2 = (<?, +£)Л/с/5, + + 2Д)/(&^), (38)

£ = (*"'-#(2*), £ , ДЦОЗ 0,(^=1-1,47^+0,47^, (39)

здесь (1 - диаметр отверстий в перегородке, М и с - число Маха и скорость звука в канале около перегородки; - площадь проходного сечения канала, £, и ^ -коэффициенты местных сопротивлений на входе потока в отверстия перегородки и на выходе из них.

На основе расчетной схемы проектируемого глушителя в первом приближении вычисляют потери давления за счет трения и на местных сопротивлениях АР,, начиная с концевого отверстия глушителя, вне которого принимают = 101325Яа Среднюю скорость ОГ и число Маха в каждом элементе глушителя определяют по формулам V = Уи /(р 5), М = Уг/с, (40), где У„ -р.У,^/, (41) -массовый расход ОГ, р.* , 5, р, с - площадь проходного сечения рас-

сматриваемого элемента, плотность ОГ и скорость звука в нем.

Таким образом, находят значения статического давления в каждом / - м элементе глушителя р - р0 + £ д/>_, (42)

1*1

где второй член - это падение давления на элементах, расположенных за ; - м элементом на ходу ОГ в глушителе Отсюда противодавление, создаваемое глушителем д/>,,=£д/>, (43)

(I -Ш}2К) 2 -г(Л//2,)2 {\+Мг/2к)_

!_сли Д/1,, < АГ,, ,„„ (44), 10 лиррскция рсичеший схемы 1луши1еля не гребу-ется и можно переходить к расчету матриц элементов глушителя, используя найденные параметры ОГ В противном случае вносится необходимая коррекция в схему и гидравлический расчет глушителя, повторяя их до выполнения условия (44)

Основываясь на результатах ряда экспериментальных исследований влияния стационарного потока на коэффициент отражения плоских акустических волн от концевого отверстия выпускной системы, в работе получены аналитические зависимости для расчета аэроакустического импеданса этого отверстия при наличии глушителя (2, ,) и без него (г, ,„)

21Г =г, [1+|Л, |ехрС«р, „)]/['-№ Iех&9>, Л. (45), где |Я, | = |41 + 25Л/!)(|-М)/0+л/), (46) 1+0 01336^-0 59079(Ал)2 +0 3357б(Аа)3 -О 06432(А»)4 при ка< \ 5, (47) <Рск = 6133-0 1168(£а)2{/(1 -М2) при ка< 05, (48)

<рся = л--2Ь{0 6393-0 \тка}/{\-М2) при05<Ал<2 (49)

П = 2па, П < Лтт , а - радиус концевого отверстия

Импеданс 1, можно рассчитывать по этим же формулам, используя параметры, характерные для выпускной системы без глушителя

Импеданс источника представляется, обычно, в виде трех вариантов г, =оо, =0 или 2е = се , где - площадь его проходного сечения коллектора двигателя, ас, - скорость звука в нем Импеданс реального источника шума выпуска ДВС отличается от этих значений, однако ближе к сгДалее будет предложена математическая модель источника, учитывающая существующие в коллекторе колебательные процессы

Основные измерения осуществлялись в режиме холостого хода двигателя при повышенной частоте вращения коленвала (ЧВК) птт = 0.75 пг с погрешностью ±50 об I мин (при л, =2500об! мин, ппт = 1920об! мин) Эффект установки штатного глушителя- Л1,, = 18дБА

Плт,л<1тг А I т!*> *> 1 О А Г( ¡'птччпп'и/^гл »■шоноиип V Г\\1 СТТ\\/VIГТЛЛ ГПУ.

1 Л^ио! I и у ни ¿.к^иил \J\i3 |\ЫрДШ1МЛи1Ш1 и

шителя невозможно Таким образом, выявлена необходимость разработки высокоэффективного глушителя выпуска для дизеля Д 3900

Одновременно измерялся спектр УЗД незаглушенного выпуска методом компьютерного анализа сигнала с параллельно установленного микрофона в тех же точках измерения, показанный на рис 5 в границах октавных полос с = 31 5 63,125,250

Оптимизированную таким образом схему (рис б) проектируемого глушителя представим в виде последовательно расположенных типовых элементов (см рис 4)

Тогда матрица передачи глушителя

=М [л] М К] М [дЛ М [5,] М [я,0] [л,] [г„] [ла\ к Л*

Ф,Л К] кЛ [в,Л кЛ (50)

"4 з С, Д-

-- — — - г * /ч * -V- — -- ----- А -- — _ __ ф

-- — г — -А, ... £ - --^ » — р \ ь =-4 [1 —X. ч ТУЩ

- - - -- — — - - -1 -г

- -- - 1— - - — — - - - — -

- — - - — --- -- - - -г: — г- ----

»4 И Г» И

я* и* да» т

Рис 5 Измеренный спектр УЗД шума выпуска двигателя Д 3900 без глушителя при г = 0 5м, п = 1920 об/мин (указаны номера гармоник)

Предварительно вычислив коэффициенты матриц передачи задействованных компонентов глушителя на частотах гармоник шума выпуска /, по формуле (50) получена его матрица передачи. Одновременно рассчитано падение давления на глушителе- ДР,, = 11.583кПа. Оно не более ДЯ,, >я = 13ь/7а, поэтому не потребовалось коррекция размеров глушителя

Рис 6 Эквивалентная расчетная схема проектируемого глушителя шума выпуска для двигателя Д 3900

автопогрузчика ДВ - 1792М

По формулам (45) (49) определен на этих частотах аэроакустический импеданс концевого отверстия выпускной системы с глушителем 11 . и без нею г, ,„ Принят импеданс источника 2к = ск /Бк Затем на каждой частоте / вычислены вносимые потери /£,' проектируемого глушителя

Полученные дискретные значения я,4, соединенные отрезками прямой линии, в рассматриваемом диапазоне частот приведены на рис 7 (график 3)

частоты при импедансах источника шума 1.г, =0;2.ге =°°;3 г,=гк.

Глушитель своим входным патрубком присоединятся к коллектору, акустический импеданс которого выступает в роли импеданса источника шума выпуска

¿„=2. (51)

где и г рассчитываются по формулам (23) (27) с учетом относящихся к коллектору параметров среды, при условии, что 5 = У, ,„ и (= (к , и I, -эквивалентные площадь проходного сечения и длина коллектора

Таким образом, предложенная формула (51) более достоверно описывает 2 ,. т к при расчете Я* (/) учитываются реально существующие в коллекторе

колебательные процессы Несмотря на различия в форме характеристик ¡V, (/ ! и И\ ( /", ),обе превышают требуемый эффект установки глушителя Л,, (табл 2) С целью определения влияния спроектированного глушителя на эффективные показатели дизеля Д 3900, проведены экспериментальные исследования на моторном стенде

Программа исследований включала в себя снятие внешней скоростной характеристики дизеля без глушителя, со штатным и с разработанным глушите-

Рис 8 Внешние скоростные характеристики дизеля Д 3900 I- без глушителя, 2-со штатным глушителем, 3-е разработанным глушителем

Как видно из приведенных графиков, снижение номинальной мощности вследствие повышения противодавления на выпуске составила со штатным глушителем 1,5%, с разработанным 1,8%

Согласно существующим нормам допускается снижение мощности дизеля не более 2% на режиме номинальной мощности

Изменения энергетических показателей дизетя за счет установки глушителя отразилось на его топливно-экономической характеристике

Как видно из графиков (рис 8) часовой расход топливо практически сохранился на исходном уровне, а удельно-эффективный расход увеличился в пределах 1,8% на номинальном режиме работы

В пятой главе изложена методика измерения шумовой характеристики автопогрузчиков, с помощью которой проведена оценка эффективности установленного глушителя Основной шумовой характеристикой машин, в том числе автопогрузчиков, является УЗМ Согласно ГОСТ Р 51402-99 определялся ориентировочным методом корректированный по характеристике «А» УЗМ автопогрузчика по измеренным УЗ на измерительной поверхности Измерения УЗМ автопогрузчика ДВ-1792М проводились в режиме холостого хода дизеля при п = 1800об/ мин на открытой площадке на расстоянии ¿1 = \м от огибающего машину параплепипеда (рис 9) Количество измерительных точек N = 26 Средний УЗ на измерительной поверхности определяют по формуле

где ¿ъ - УЗ, измеренный в ; - ой точке измерения

По формуле (52) вычисляют средний УЗ при работающем источнике шума Ь'ир и при неработающем (фоновый шум) - Ь"ир Если М = Ь'ир -Ь"ир более 10дБА, то коррекция на фоновый шум Ки =0

На открытой площадке принимают Ки =0 При этих условиях итоговый средний УЗ измерительной поверхности ь1ир = иЛлр - Ки - Ки = иир (53)

Корректированный по характеристике «А» УЗМ исследуемого объекта

(52)

=£„,, +1018(5/50).дБА. где 5 - площадь измерительной поверхности, и:, Я,, = 1 и2

В соответствии с принятой измерительной поверхностью (рис 9) 5 = 2 {2а + 2Ъ)с + 2а 26 = 66,48м:

Рис. 9. Измерительная поверхность и точки измерения для автопогрузчика: (2а = Ь + 2ё, 2Ъ = В + 2(1, с = Н + с!).

Таблица 1. УЗ погрузчика ДВ - 1792М до шумозащитных мероприятий:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

98 97 94 95 94,5 92 92,5 92 89 90 93 97 97,5

62 60 61 60 60 62 59 58 56 57 57 59 60

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

92 94 94 98 98,5 95 95,5 92,5 91 89 92 91 90,5

59 58 60 62 64 63 58 59 59 60 59 58 57

Рассчитанные по формуле (54) £^«94,5дБА и Ь"Аср = 59,9дБА. Так как

Д£ = 34,6д£Л, то Кы = 0. Измерения проводились на открытой площадке, поэтому К2А = 0. При этом, согласно (53) и (54), автопогрузчика в исходном состоянии составляет 113 дБА .

После применения шумозащитных мероприятий и средств значения УЗ ЬА1 автопогрузчика приведены в табл. 2, аналогично по форме табл. 1.

Рассчитанные »7536дБА и 1^=59,55дБА\ М = \5$\дБА\ К1А =0; К2А = 0. После принятия мер по шумозащите на автопогрузчике его =94дБА..

Таблица 2. УЗ погрузчика ДВ - 1792М после шумозащитных мероприятий:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

78 78 76 78 76 74 75 73 70.5 70 72 75 74

59 58 60 58 59 61 60 58 56 57 60 60 59

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

75 . 75 74 1*79 79,5 76,5 76,5 75 73 70 71 72 72,5

57 58 59 60 63 62 60 60 59 62 57 60 58

Таким образом, корректированный диапазон УЗМ автопогрузчика ДВ-

1792М после внедрения предложенных мероприятий по акустическому совершенствованию конструкции выпускной системы дизеля, оснащенной разрабо-

тайным высокоэффективным пчшителем снижен на 19 лЬ соответственно уменьшился внешний шум автопогрузчика и шум на рабочем месте водителя более чем на 7 дБ

Были также проведены контрольные измерения согласно методам, изложенным в главе I

Результатом проведенных испытаний явилось внедрение малошумной конструкции глушитетя шума выпуска дизеля на автопогрузчике ДВ-1792М, выпускаемом предприятием ООО «Новопром», что подтверждено соответствующим актом внедрения

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработан уточненный метод экспериментальных исследований вклад шума отдельных источников в общий шум автопогрузчиков, определяющий приоритетность их снижения При этом установлено, что приоритетным является шум выпуска с штатным глушителем, который превышает на р м водителя нормативные уровни шума погрузчика на 14,9дБА, и шума выпуска на 21,9дБА, на режиме максимальной мощности двигателя Отсюда следует необходимость разработки высокоэффективного глушителя выпуска для дизеля Д 3900

2 Предложенная в работе научно обоснованная методика расчетного проектирования реактивных глушителей шума, синтезированных из камерных ячеек с ограниченной пропускной способностью звука на собственных модах колебаний, учитывающая высокоскоростной поток отработавших газов, дискретное изменение температуры, акустические потери на местных сопротивлениях с учетом трения и теплопроводности

3 На основе предложенной в работе методики создана программа в среде МаЛсас! для проектного расчета глушителей шума выпуска ДВС Это позволило с помощью ПК разрабатывать высокоэффективные глушители, обеспечивающие требуемое снижение шума в заданном диапазоне частот, необходимое противодавление на выпуске и установленные габаритные размеры, а также проводить предварительные аналитические исследования и оптимизацию проектируемой конструкции

4 Предложенная математическая модель источника шума выпуска, адекватно отражающая резонансные колебания отработавших газов в выпускном тракте двигателя, повышает точность проектною акустического расчета отдельных элементов глушителей по сравнению с аналогичными вычислениями при использовании известных типовых моделей источника на частотах характерных гармонических составляющих шума от 1,5 6,ЗдБ

5 Предложены аналитические зависимости, описывающие акустический импеданс концевого отверстия выпускной системы двигателя с учетом термогазодинамического состояния потока отработавших газов, позволяющие повысить точность определения вносимых потерь разрабатываемого глушителя

6 Разработанный на основе полученных результатов исследований глушитель шума выпуска для дизеля Д 3900 способствовал снижению шума на рабочем месте водителя более чем на 7 дБ, ниже нормативных значений в заданном диапазоне частот, необходимое противодавление 11 кПа, не превышающее допустимое 13 кПа, и приемлемые габаритные размеры

7 Разработаны конкретные рекомендации по акустическому усовершенствованию системы выпуска дизеля Д 3900, реализация которых позволила снизить шум выпуска на р м водителя ниже предельно-допустимых уровней (73дБА) и соответствующее уменьшение внешнего шума погрузчика

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1 Коноплев В.Н, Резчиков Е А, Бангоян Э Г Экологичность газобаллонных автомобилей // Материалы IX Международных научных чтений «Современные проблемы безопасности- анализ и решения» - Самара, Санкт-Петербург МАНЭБ, 2005, С 125 - 128

2 Бангоян Э Г. Снижение внешнего шума автомобиля // Тезисы докладов Международной студенческой научно-технической конференции «Экология и транспорт» - М , 2006, С. 23 - 29

3. Айрбабамян С А, Бангоян Э Г Снижение шума автопогрузчиков // Сборник материалов Второй Всероссийской студенческой научно-технической Интернет-конференции «Экология и Безопасность» - Тула, 2006, С 86-87

у

4 АГфбабаммн С V Банюян Э1 Решения актуальных проблем виороза-щиты на автопогрузчиках /7 Сборник статей II Между.народной научно-технической конференции «Пробтемы исс^едова"!'? и "роектирования машин» -Пенза, 2006 С 167-169

5 Айрбабамян С А Бангоян Э Г Шум дизельных автопогрузчиков и методы его снижения // Сборник статей IX Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» - Пенза 2006 С 303 - 304

6 Бангоян Э Г К расчету пушителей шума дизельных автопогрузчиков // Сборник статей XI Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» - Пенза, 2006, С 62-65

7 Айрбабамян С А, Резчиков Е А , Бангоян Э Г Современные проблемы снижения шума автопогрузчиков // Межвузовский сборник научных трудов «Технология, экономика и организация производства технических систем» -М МГИУ, 2006, С 66-68

8 Айрбабамян С А , Бангоян Э Г Импеданс источника шума и акустическая эффективность глушителя системы выпуска дизеля автопогрузчика // Автомобильная промышленность М,2007, №10, С 15-16

9 Айрбабамян С А , Бангоян Э Г Повышение эффективности глушителя шума выпуска дизеля Д 3900 // Известия Тульского государственного университета Тула, 2007, Выпуск II

Бангоян Эмиль Гайковнч

Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук «Разработка методов и средств снижения шума выпуска дизелей автопогрузчиков (на примере дизеля автопогрузчика ДВ - 1792М)»

Подписано в печать/^г /2.Заказ273~ОР Объем 1,0 п л Тираж 100

Бумага типографская_ормат 60x90/16 _

МГТУ «МАМИ», 107023. Москва, Б Семеновская ул , дом. 38

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Бангоян, Эмиль Гайкович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДА Ч

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Описание объекта исследования и процессов шумообразования в дизельных автопогрузчиках

1.2. Обзор работ по снижению шума автопогрузчиков

1.3. Нормы шума автопогрузчиков и методы измерения

1.4. Характеристики шума дизельных автопогрузчиков

1.5. Снижение шума двигателей внутреннего сгорания транспортных машин глушителями

1.6. Связь конструктивных параметров глушителей ДВС с характеристиками шумоглушения

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВНЕШНЕГО ШУМА АВТОПОГРУЗЧИКА ДВ-1792МИ НА

РАБОЧЕМ МЕСТЕ

2.1. Общая методика исследования шума

2.2. Приборы и аппаратуры для измерений

2.3. Предварительная оценка погрешности измерения

2.4. Условия проведения измерений

ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ШУМА И ВИБРАЦИИ АВТОПОГРУЗЧИКОВ НА СТАДИИ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

3.1. Классификация методов и средств шумозащиты, способы снижения шума и вибрации

3.2. Шум процесса впуска автопогрузчика ВИОДВ - 1792М

3.3. Шум вентиляторов системы охлаждения ДВС

3.4. Шум механического и газодинамического происхождения

3.5. Шум гидравлической системы

3.6. Шум отопителя кабины

3.7. Исследование звукоизоляции конструктивных элементов автопогрузчиков

3.8. Меры виброзащиты рабочего места водителя автопогрузчика

ГЛАВА IV. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЛУШИТЕЛЕЙ ШУМА ВЫПУСКА

ВИЛОЧНЫХ АВТОПОГРУЗЧИКОВ

4.1. Основные требования к глушителям шума выпуска автопогрузчиков

4.1.1. Необходимый акустический эффект установки глушителя —

4.1.2. Допустимое противодавление, создаваемое глушителем

4.2. Анализ глушителей шума выпуска двигателей транспортных машин

4.3. Обзор методов расчетного проектирования глушителей шума ДВС

4.4. Основная характеристика акустической эффективности глушителя

4.4.1. Определение эффекта установки глушителя

4.4.2. Влияние потока отработавших газов на акустические характеристики глушителя

4.5. Рекомендации по разработке структурной схемы глушителя выпуска и оптимизации его элементов

4.5.1. Общие положения по синтезу структурной схемы глушителя

4.5.2. Камерные шумоглушащие элементы с оптимизированной структурой

4.5.3. Резонансные компоненты глушителей

4.5.4. Подавление резонансного усиления звука в многокамерном глушителе

4.6. Разработка расчетной схемы глушителя

4.6.1. Выбор объема глушителя

4.6.2. Рекомендации по построению расчетной схемы глушителя —

4.7. Расчет контролируемых характеристик глушителей шума выпуска

4.7.1. Формулировка метода расчета акустического эффекта установки глушителей

4.7.2. Матрицы передачи типовых элементов глушителей

4.7.3. Определение параметров газовой среды в глушителе и создаваемого им противодавления

4.7.4. Расчет импеданса излучения шума концевым отверстием выпускной системы двигателя

4.7.5. Акустический импеданс источника шума выпуска

4.8. Разработка глушителя шума выпуска дизельного автопогрузчика

ДВ - 1792Мна основе метода расчетного проектирования

4.9. Исследование влияния импеданса источника шума на акустическую эффективность глушителя

4.10. Оценка шума выпуска автопогрузчиков ДВ -1792Мс разработанным глушителем и создаваемого им противодавления

ГЛАВА V. ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

АВТОПОГРУЗЧИКОВ

5.1. Общие положения

5.2. Условия измерений

5.3. Подготовка к измерениям

5.4. Обработка результатов измерений

5.4.1. Вычисление уровня звука, усредненного по измерительной поверхности

5.4.2. Определение коррекции на фоновый шум

5.4.3. Определение показателя акустических условий

5.4.4. Определение уровня звуковой мощности

5.5. Проведение измерений

5.5.1. Расчет уровня звуковой мощности автопогрузчика

ВИОДВ - 1792М до применения мер шумо- и виброзащиты

5.5.2. Расчет уровня звуковой мощности исследуемого автопогрузчика после применения мер шумо- и виброзащиты

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Введение 2007 год, диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, Бангоян, Эмиль Гайкович

Актуальность работы. Технический прогресс неразрывно связан с ростом уровня шума в окружающей среде.

В условиях развития современного рынка, повышение требований потребителей к условиям работы водителей и при жесткой конкуренции с иностранными производителями, отечественные заводы вынуждены обращать все больше внимания на современные методы исследования и доводки новых образцов транспортных средств по критериям шума и вибрации на рабочем месте.

Вопрос защиты от шума является важной научно-технической проблемой. Защита от шума - приоритетное направление развития современного общества. Она осуществляется по многим направлениям, к главным из которых следует отнести разработку норм и законов по борьбе с шумом, создание методов и средств защиты от шума. Так, идет непрерывное ужесточение норм, как для автомобилей, так и для транспортных машин. За последние 30 лет в России предельно допустимые уровни шума в кабинах транспортных машин снижены на 10 дБА. Ужесточение норм внешнего шума за такой же промежуток времени для разных групп транспортных машин составил 10-14 дБА.

Вибрационные нагрузки от дорожного покрытия, работающего двигателя и механизмов, в значительной мере определяют уровень шума в кабине (при установленной кабине). Борьба с внутренним шумом в замкнутом объеме является также одним из важных аспектов решения этой проблемы для всех видов транспорта, где человек-оператор находится в ограниченном замкнутом объеме.

Шум на производстве и в быту наносит большой ущерб, вредно воздействуя на организм человека, снижая производительность труда.

Борьба с шумом стала важной экологической проблемой, которая требует эффективных решений.

Соответствие виброакустических характеристик выпускаемой промышленностью техники требованиям норм по шуму и вибрации - один из важных эргономических критериев, по которым определяется качество техники и ее техническое состояние.

Уровни шума эксплуатируемых в России автопогрузчиков, особенно с дизельными двигателями, в значительной степени превышают действующие нормы.

В настоящее время более 70%-ов погрузчиков, используемых в разных отраслях промышленности города Москвы, дизельные и газобензиновые.

Как известно, цикл создания автопогрузчика с улучшенными акустическими характеристиками состоит из нескольких этапов: научно-технический поиск и анализ этих характеристик прототипов, проектирование и изготовление образцов, испытание в дорожных и стендовых условиях, доводка конструкции, в том числе по критериям шума и вибрации. Каждый из этих этапов играет существенную роль в достижении конечной цели.

Введение предельных норм на акустическое излучение погрузчиков, а также тенденция дальнейшего ужесточения норм обусловливают необходимость разработки теоретических методов проектирования этой техники и двигателей с пониженным акустическим излучением.

Таким образом, диссертационная работа, посвященная вопросам разработки методов и средств снижения шума выпуска дизеля, как одного из основных источников, формирующих звуковое поле автопогрузчика, является важной народнохозяйственной задачей, а направление исследования - актуальным.

Цель работы.

Разработка методов и средств снижения шума выпуска дизелей автопогрузчиков, рекомендаций по их реализации при проектировании и модернизации и апробация разработок на выпускаемом в России автопогрузчике ДВ-1792М.

Достижение указанной цели обусловило необходимость решения следующих задач:

1. Разработать общие методические принципы расчетного проектирования глушителя шума выпуска двигателя автопогрузчика, обеспечивающего достижение перспективных требований стандартов по шуму.

2. Разработать акустическую модель и методику расчета глушителей шума выпуска дизелей, повышающие точность расчета эффективности глушителя при его проектировании.

3. Разработать рекомендации и конкретные технические решения по конструкциям глушителя шума выпуска дизеля автопогрузчика ДВ -1792М.

Методы исследования: экспериментальные исследования проведены методом разделения основных источников шума погрузчика и их углубленного исследования на стендах. Теоретические методы основаны на математическом моделировании с использованием ПК.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработаны уточненные методы раздельного экспериментального исследования основных источников шума автопогрузчиков, определена приоритетность их снижения.

2. Предложена комплексная методика расчетного проектирования глушителя шума выпуска двигателя автопогрузчика с использованием ПК, позволяющая разрабатывать и оптимизировать конструкцию глушителя, удовлетворяющего одновременно акустическим, гидравлическим и габаритным требованиям технического задания.

3. Предложены математическая модель источника шума выпуска и аналитические зависимости для описания акустического импеданса концевого отверстия выпускной системы двигателя автопогрузчика, повышающие точность расчета акустической эффективности глушителя при его проектировании.

4. Получены сравнительные характеристики «внутреннего» и внешнего шума до и после внедрения мероприятий по его снижению на автопогрузчиках.

Достоверность и обоснованность научных положений и полученных результатов подтверждается большим объемом расчетно-экспериментальными исследованиями, показавшими хорошую для инженерных расчетов сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований. Разработанный на основе комплексной методики расчетного проектирования высокоэффективный глушитель шума выпуска ДВС автопогрузчика ДВ - 1792М, отвечающий исходным требованиям технического задания, демонстрирует ее достоверность.

Практическая ценность работы заключается в том, что получены достоверные данные об основных источниках шума дизельных автопогрузчиков, получены оценочные характеристики эффективности внедрения методов и средств снижения шума этих источников как экспериментальным, так и расчетным путем. Также выполнен анализ полученных результатов, что позволит найти наиболее экономичные и эффективные пути снижения шума автопогрузчиков до допускаемых уровней на стадии их проектирования и доводки. Предложенная усовершенствованная методика расчетного проектирования глушителей шума выпуска ДВС автопогрузчиков может быть рекомендована для использования в инженерной практике. Разработанный на ее основе глушитель шума для автопогрузчика ДВ - 1792М, как показали расчеты, обеспечивает на рабочем месте водителя снижение шума выпуска до допустимых уровней, приемлемое противодавление и заданные размеры. Результатом проведенных испытаний явилось внедрение малошумных конструкций и глушителя шума выпуска на автопогрузчике ДВ - 1792М, выпускаемым предприятием ООО «Новопром», что подтверждается соответствующим актом внедрения, приведенным в Приложении № 5.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в качестве 7 статей в научных журналах и сборниках научных трудов и б тезисов докладов научно-технических (практических) конференции.

Апробация работы. Материалы диссертации в различное время были рассмотрены и обсуждены:

• на Международной студенческой научно-технической конференции «Экология и транспорт», Москва, 2005г;

• на Второй Всероссийской студенческой научно-технической Интернет-конференции «Экология и безопасность», Тула, 2006г;

• на II Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин», Пенза, 2006г;

• на IX Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь», Пенза, 2006г;

• на XI Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь», Пенза, 2006г.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов по результатам, литературе из 123 наименовании и пяти приложений. Основной материал, включая 56 рисунков и 22 таблиц, изложен на 226 страницах, объем приложений - 42 страниц.

Заключение диссертация на тему "Разработка методов и средств снижения шума выпуска дизелей автопогрузчиков"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан уточненный метод экспериментальных исследований вклада шума отдельных источников в общий шум автопогрузчиков, определяющий приоритетность их снижения, успешно апробированный на дизельном погрузчике ДВ-1792М.

2. Предложенная в работе научно обоснованная методика расчетного проектирования реактивных глушителей шума, синтезированных из камерных ячеек с ограниченной пропускной способностью звука на собственных модах колебаний, учитывающая высокоскоростной поток отработавших газов, дискретное изменение температуры, акустические потери на местных сопротивлениях с учетом трения и теплопроводности. Методика позволяет с помощью ПК разрабатывать высокоэффективные глушители, обеспечивающие требуемое снижение шума в заданном диапазоне частот, необходимое противодавление на выпуске и установленные габаритные размеры, а также проводить предварительные аналитические исследования и оптимизацию проектируемой конструкции.

3. Предложенная математическая модель источника шума выпуска, адекватно отражающая резонансные колебания отработавших газов в выпускном тракте двигателя, повышает точность проектного акустического расчета отдельных элементов глушителей по сравнению с аналогичными вычислениями при использовании известных типовых моделей источника.

4. Полученные аналитические зависимости, описывающие акустический импеданс концевого отверстия выпускной системы двигателя с учетом термо- газодинамического состояния потока отработавших газов, позволяют повысить точность определения вносимых потерь разрабатываемого глушителя.

5. Разработанный на основе полученных результатов исследований глушитель шума выпуска для двигателя погрузчика ДВ-1792М способствовал снижению шума на рабочем месте водителя более чем на 7 дБ, ниже нормативных значений в заданном диапазоне частот, необходимое противодавление и приемлемые габаритные размеры.

6. Разработаны конкретные рекомендации по акустическому усовершенствованию системы выпуска дизеля автопогрузчика ДВ -1792М, реализация которых позволила снизить внешний шум автопогрузчика до значений, установленных нормативно-технической документацией. Полученные результаты подтверждены проведенными контрольными измерениями и актом внедрения (Приложение №5).

Библиография Бангоян, Эмиль Гайкович, диссертация по теме Тепловые двигатели

1. Айрбабамян С.А., Бангоян Э.Г. Решения актуальных проблем виброзащиты на автопогрузчиках // Сборник статей 1. Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин». - Пенза, 2006, - 194с.

2. Айрбабамян С.А., Бангоян Э.Г. Снижение шума автопогрузчиков // Сборник материалов Второй Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Экология и безопасность». Тула: Изд-во ТулГУ, 2006, - 120с.

3. Айрбабамян С.А., Бангоян Э.Г. Шум дизельных автопогрузчиков и методы его снижения // Сборник статей IX Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь». Пенза, 2006, - 326с.

4. Айрбабамян С.А., Феонов Ю.А., Филиппов Б.И. Безопасность труда водителей автомобилей и тракторов. Учебное пособие по курсу «Охрана труда». Москва, 1985, - 88с.

5. Аэрогидромеханический шум в технике. / Под ред. Р. Хиклинга М.; Мир, 1980, - 336с.

6. Бангоян Э.Г. К расчету глушителей шума дизельных автопогрузчиков // Сборник статей XI Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь». Пенза, 2006, - 234с.

7. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вызов. / Под ред. С.В. Белова. М.: Высш. шк., 2004. - 606с.

8. Бекмейер Р.Дж., Соди Д.Т. Граничные условия при исследовании сложных акустических полей в каналах методом согласования мод (пер. с англ.). Ракетная техника и космонавтика, 1978, № 9, с. 64 71.

9. Боголепов И.И. Методические рекомендации по проектированию звукоизоляции машин. -Л. ВНИИ охраны труда, 1982, -58с.

10. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция. Л.: Судостроение, 1986, -368с.

11. Борьба с шумом. /Под ред. д.т.н. проф. Е.Я. Юдина М., 1964, - 704с.

12. Борьба с шумом и звуковой вибрацией. Материалы семинара. М. МДНТП, 1989.

13. Борьба с шумом на производстве / Под общ. ред. Е.Я. Юдина М.: Машиностроение, 1985, - 400с.

14. Брюль и Къер. Краткий каталог. Приборы для анализа звука, вибраций и обработка данных. RS-21, 1972.

15. Брюль и Къер. Технические данные. Нэрим, Дания. Май, 1972.

16. Васильев А. А. Дорожные машины. -М.; Машиностроение, 1987, 416с.

17. Волновые обменники давления для наддува ДВС (обзор). М., «Автомобильная промышленность США», № 8, 1985.

18. ГОСТ 12.1.003 83. Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности.

19. ГОСТ 12.2.002 91. Система стандартов безопасности труда. Техника сельскохозяйственная. Методика оценки безопасности.

20. ГОСТ 12.2.019 — 86. Система стандартов безопасности труда. Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Общие требования безопасности.

21. ГОСТ 23941 2002. Шум машин. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования.

22. ГОСТ 27408 87. Шум. Методы статистической обработки результатов определения и контроля уровня шума, излучаемого машинами.

23. ГОСТ 30683 2000 (ИСО 11204 - 95). Шум машин. Измерение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольныхточках. Метод с коррекциями на акустические условия.

24. ГОСТ 52148 2003. Погрузчики малогабаритные с бортовым поворотом. Общие технические условия.

25. ГОСТ Р 41.51 99 (ЕЖ ООН № 51). Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств, имеющих не менее четырех колес, в связи с производимым ими шумом.

26. ГОСТ Р 51401 99. Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью.

27. ГОСТ Р 51402 99. Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению. Ориентировочный метод с использованием измерительной поверхности над звукоотражающей плоскостью.

28. ГОСТ Р 52231 2004. Внешний шум автомобилей в эксплуатации. Допустимые уровни и методы измерений. М.: ИПК Изд-во стандартов.

29. Государственные стандарты Союза ССР, система стандартов безопасности труда, шум, методы определения шумовых характеристик источников шума, ГОСТ 12.1.26 80, ГОСТ 12.1.28 -80, Москва-1984.

30. Гутин Л.Я. Избранные труды. Я.: Судостроение, 1977. - 476с.

31. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей. / Под ред. А. С. Орлина. М.: Машиностроение, 1983, 375с.

32. Дизели Д 243, Д - 245 и их модификации. Руководство по эксплуатации. Производственное республиканское унитарное предприятие «Минский Моторный Завод». Минск, 2005, - 80с.

33. Дизельный двигатель Д 3900. Руководство по эксплуатации и ремонту. ВАМО-АФ- Варна, Болгария.

34. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания / В.М

35. Кондратов, Ю.С. Григорьев, В.В. Тупое и др. М.: Машиностроение, 1990,-272с.

36. Заборов В. И. Звукоизоляция конструкций со щелями и отверстиями. //Звукоизолирующие и звукопоглощающие конструкции в практике борьбы с шумом. / Ленинград. Дом н.-т. пропаганды. Л.: 1977, -с. 14-18.

37. Заборов В.И., Дидковский B.C. и др. Проектирование ограждающих конструкций с оптимальными звуко- и виброизоляционными свойствами. Киев: Будивэльник, 1991, - 120с.

38. Звукоизоляция и звукопоглощение: Учеб. пособие для студентов вызов. / Л.Г. Осипов, В.Н. Бобылев, Л.А. Борисов и др.; Под ред. Г.Л. Осипова, В.Н. Бобылева. М.: ООО «Издательство ACT»: ООО «Издательство Астрель», 2004. - 450с.

39. Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрацией на путевых и строительных машинах. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.; Транспорт, 1987,-222с.

40. Иванов Н.И. Борьба с шумом, вибрацией и акустическим загрязнением окружающей среды. Л.; ЛДНТП, 1987, - 92с.

41. Иванов Н.И., Курцев Г.М. К расчету ожидаемой шумности на строительных машинах. // Тр. ЛИИЖТ, 1977, - Вып. 408. - с. 38 -57.

42. Иванов Н.И., Никифоров А.С. Основы виброакустики: Учебник для вузов, СПб.: Политехника, 2000, - 482с.

43. Идельчик НЕ. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992. 672с.

44. Инзель Л.И. Основы глушения шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания. М.: Машгиз, 1949, 196с.

45. ИСО 7216 1992. «Акустика. Тракторы для сельского и лесного хозяйства и самоходные машины. Измерение шума, излучаемого при передвижении».

46. ИСО 7217 «Акустика. Тракторы для сельского и лесного хозяйства исамоходные машины. Измерение шума, излучаемого на стоянке».

47. Исследование шума выпуска автомобилей большой грузоподъемности. / X. Тамаюки, Т. Масару, С. Тосимщу, И. Минэити, Н. Ясуси. II Мицубиси Дзюко Гихо. 1977, т. 14, № 4, с. 609 617.

48. Каминский А.И. Исследование возможности улучшения показателей двигателей при использовании волновых явлений в сдвоенных системах выпуска. Дисс. канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 1968.

49. Колесников А.Е. Шум и вибрация. -Л.; Судостроение, 1988, -248с.

50. Красовский О.Г. Исследование нестационарных процессов в выпускных системах дизелей методом математического моделирования на ЭЦВМ. Дисс. канд. техн. наук. -М., 1969.

51. Кутищев М.А. Экспериментальное исследование эффективности отражателей в волноводе. Акустический ж-л, АН СССР, 1980, вып. 1, т. XXVI, с. 99-103.

52. Латышенков A.M., Лобачев В.Г. Гидравлика. М: Изд-во по строительству и архитектуре, 1976, - 410с.

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

54. Луканин В.Н. Шум автотракторных двигателей внутреннего сгорания. М.; Машиностроение, 1971, - 271с.

55. Марков В.А., Баширов P.M., Габитов ИИ Токсичность отработавших газов дизелей. -М.: Изд-во Ml ТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. -376с.

56. Модернизированные дизельные погрузчики «Балканкар» серии «BILO». Инструкция по эксплуатации и обслуживанию.

57. Морозов К.А., Черняк Б.А. Улучшение мощностных показателей карбюраторных двигателей путем настройки выпускных систем, М., Автомобильная промышленность, 1966, № б, с. 1-4.

58. Мунин А.Г., Науменко З.Н. Глушители шума. // Борьба с шумом. / Под ред. Е.Я. Юдина, М.: Стройиздат, 1964, с. 433 476.

59. Орлин А. С., Круглое М.Г. Комбинированные двухтактные двигатели. М.: Машиностроение, 1968.

60. Осипов Б.И. Разработка методов расчетно-экспериментального исследования глушителей автомобильных двигателей: Дисс. канд. техн. наук. М.: НАМИ, 1991. - 258с.

61. Охрана труда в машиностроении. Второе издание, переработанное и дополненное. / Под ред. д.т.н. проф. Е.Я. Юдина и д.т.н. проф. С.В. Белова М.: Машиностроение, 1983. - 432с.

62. Разумовский М.А. Борьба с шумом на тракторах. Под ред. д.т.н., проф. ЧудаковаД.А. Минск: Наука и техника, 1973, -206с.

63. Раниев А.В., Полосин М.Д. Устройство и эксплуатация дорожно-строительных машин. Учеб. для нач. проф. Образования. М.; ИРПО; Изд. центр «Академия», 2000, - 488с.

64. Рациональное использование газа в энергетических установках. Справочник руководство. Л.: «Недра», 1990. -423с.

65. Салливэн Дж. У. Моделирование шума выхлопной системы двигателя. В кн. "Аэрогидромеханический шум в технике". / Под ред. Р. Хиклинга.

66. Изд-во "Мир", М., 1980, с. 233 256.

67. Скучик Е. Основы акустики. В 2-х томах. / Под ред. JI.M. Лямшева. -М.: "Мир", 1976. Т.1 -520с; Т.2-544с.

68. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы.-М.; 1997,-20с.

69. Справочник по технической акустике. / Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. Л. Судостроение, 1980, - 440с.

70. Справочник проектировщика. Защита от шума. / Под ред. Е.Я. Юдина. М.: Стройиздат, 1974. 134с.

71. Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургии. М, 1990.

72. Старобинский Р.Н. Глушители шума. В кн. "Техническая акустика транспортных машин: Справочник". / Под ред. Н.И. Иванова. СПБ.: Политехника, 1992, с. 194 - 264.

73. Старобинский Р.Н. Методы теории цепей в задачах внутренней акустики машин. В кн. "Шум реактивных двигателей", тр. ЦИАМ, 1980, №901, с. 181-210.

74. Старобинский Р.Н. Приложение методов теории цепей к расчету впускных и выпускных трактов авиационных ГТД. В кн. "Шум реактивных двигателей", тр. ЦИАМ, 1980, № 901, с. 211 236.

75. Старобинский Р.Н. Расчет камерных глушителей. Деп. рукопись. ГОСИНТИ, рег. №100- 79, 29с (реф. в сб. "Депонированныерукописи", 1980, №3).

76. Старобинский Р.Н. Теория и синтез глушителей шума для систем впуска и выпуска газов двигателей внутреннего сгорания: Дисс. докт. тех. наук. / ТПИ- Тольятти, 1982. 333с.

77. Техническая акустика транспортных машин. Справочник. / Л.Т. Балишанская, Л.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов и др.; Под ред. Н.И. Иванова. СПБ Политехника, 1992, -365с.

78. Ткаченко Ю.Л. Разработка и внедрение методики акустического расчета реактивных глушителей шума транспортных средств: Дисс. канд. тех. наук. /МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998, 148с.

79. Тыричев А.Г. Снижение шумности и токсичности транспортных дизелей: Аналитический обзор. М.: ВНТИЦ, 1999, - 40с.

80. Физические величины: Справочник. / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232с.

81. Филиппов Б.И. Охрана труда при эксплуатации строительных машин. Издание третье, переработанное и дополненное. Москва.: Высшая школа, 1984, 248с.

82. Фок В.А. Теоретическое исследование проводимости круглого отверстия в перегородке, поставленной поперек трубы. ДАН СССР, т. XXXI, №9, 1941.

83. Шапиро Б.К. Основы расчета глушителей шума выхлопа. М.: Оборонгиз, 1943.

84. Шум окружающей среды. М., 2002, - 99с.

85. Шум на транспорте. / Пер. с англ. К.Г. Бомштейна. Под ред. В.Е. Тольского, Г.В. Бутакова, Б.Н. Мельникова. Москва.: Транспорт, 1995.-368с.

86. Adams Т. G. Effect of Exhaust System Design on Engine Performance. / SAE Technical Paper Series. 1980, Nr. 800319, P. 1 16.

87. Alfredson R.J. and Davies P.O.A.L. Performance of Exhaust Silencer Components. J. Sound and Vibration, 1971, 15, № 2, p.p. 175 196.

88. Alfredson R.J. and Davies P.O.A.L. The radiation of sound from the engine exhaust. J. Sound and Vibration, 1970, 13 (4), p.p. 389-408.

89. Benson R. Instationare Strdmung in verzweigten Sistemen. MTZ, 1962, № 1.

90. Chanaud R.C. Effect of geometry on the resonance frequency of Helmholtz resonators. Part II. Journal of Sound and Vibration, 204, 1997, p.p. 829 -833.

91. Cummings A. Sound Generation and Transmission in flow ducts with axial temperature Gradien. J. Sound and Vibration, 1978, v. 57, № 2, p.p. 261 — 279.

92. Davies D.D. Theoretical and Experimental Investigation of Mufflers with Comments on Engine Exhaust Muffler Design / NASA, Report № 1192, 1954.

93. Davies P.O.A.L., Bento Coelho I.L., Bhattacharya M. Reflection coefficient for an unflanged pipe with flow. J. Sound and Vibration, 72 (4), 1980, p.p. 543-546.

94. Dickey N.S., Selamet A. Helmholtz resonators: one-dimensional limit for small cavity length-to-diameter ratios. Journal of Sound and Vibration, 195 (3), 1996, p.p. 512-517.

95. Doria A. A simple method for the analysis of Deep cavity and long neck acoustic resonators. Journal of Sound and Vibration, 232 (4), 2000, p.p. 823 -833.

96. Fukuda M. A Study on Characteristics of Cavity Type Muffler. Bulletine of ISME. 1969.-v. 12, №50.

97. Kang S.W., Lee J.M., Kim S.H. Structural-acoustic coupling analysis on vehicle passenger compartment with the roof air-gap and trim boundary. Journal of Vibration and Acoustics, 122 (3), 2000, p.p. 196 202.

98. Lau С.К. and Tang S.K. Sound transmission across duct constrictions with and without tapered sections. J. Acoust. Soc. Am., 117 (6), 2005, p.p. 3679 -3685.

99. Lee J.W., Lee J.M., Kim S.H. Acoustical analysis of multiple cavities connected by necks in series with a consideration of evanescent waves. Journal of Sound and Vibration, 273, 2004, p.p. 515 542.

100. Levine H., Schwinger J. On the radiation of sound from an unflanged circular pipe. Physical Review, 73, 383, 1948.

101. Martin H. Leistungs und Dampfungstudien an Abgasanlagen in akustiken Filtern bei groben ung kleinen Druckamplituden. Sonderdruck. VDI -Berichte, 1959, Bd. 35.

102. Meissner M. Excitation of Helmholtz resonator by grazing air flow. Journal of Sound and Vibration, 256, 2002, p.p. 382 388.

103. Munjal M.L. Acoustics of Ducts and Mufflers. N.Y.: Wileyentersscience, 1987. -328p.

104. Munjal M.L. Velocity Ratio-cum-Transfer Matrix Method for the evaluation of a muffler with men flow. Journal of Sound and Vibration, 1975, v. 39. № l,p.p 105-119.

105. Owen P.R. Buffeting Excitation of Boiler Tube Vibration Journal Mechanical Engineering Science, 1965, № 7, p.p. 431 439.

106. Panicker V.B. and Munjal M.L Radiation impedance of an unflanged pipe with mean flow, Noise Control Eng., 18 (2), 1982, p.p. 48-51.

107. Rao K.N. Prediction and verification of the aeroacoustic performance of perforated element mufflers. Ph. D. Thesis Indian Institute of Science. Bangalore, 1984.

108. Rao K.N., Munjal M.L. Experimental evaluation of impedance of perforates with grazing flow. J. Sound and Vibration, 108 (2), 1986, p.p. 283 295.

109. Romacher В., Sierung H. Larmbekampfund bei Baumachinen / VDI Z., 1969. Nr. 13. S. 1 - 72.

110. Ronneberger D. und Schilz W. Schallausbreitung in luftdurchstromten

111. Rohren mit Querschnittsveranderungen und Strdmungsverlusten. Acustica, 1966, v. 17, S. 168-175.

112. Sacks M.P., Allen D.L. Effects of High-Intensity Sound on Muffler Element Performance. J.A.S.A., 1972, v. 52, № 3 (Part 1), p.p. 725-731.

113. Sadamoto A., Murakami Y. Reduction of discrete-frequency fan noise using slit-like expansion chambers. International Journal of Rotating Machinery, 9, 2003, p.p. 239-246.

114. Sadamoto A., Tsubakishita Y., Murakami Y. Sound attention in circular duct using slit like short expansion of eccentric and / or serialized configuration. Journal of Sound and Vibration, 277, 2004, p.p. 987 -1003.

115. Seifert H. Instationare Stromungvorgangen in Rohrleitungen an Verbrennungskraftmaschinen. Die Berechnung nach der Charakteristiken -methode. Berlin Gottingen - Heidelberg, Springer - Verlag, 1962.

116. Selamet A., Lee I.J. Helmholtz resonator with extended neck. Journal of the Acoustical Society of America, 113, 2003, p.p. 1975-1985.

117. Selamet A., Ji Z.L. Acoustic attenuation performance of circular expansion chambers with offset inlet / outlet: I. Analytical approach. Journal of Sound and Vibration, 213, 1998, p.p. 601 617.

118. Selamet A., Ji Z.L. Acoustic attenuation performance of circular expansion chambers with offset inlet / outlet: II. Comparison with experimental and computational studies. Journal of Sound and Vibration, 213, 1998, p.p. 619 -641.

119. Tang S.K. and Lau C.K. Sound transmission across a smooth noniuniform section in an infinitely long duct. J. Acoust. Soc. Am., 112, 2002, p.p. 2602 -2611.