автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка методов снижения вибраций и шума легковых автомобилей

глава i. к вопросу об исследовании возникновения вибраций и шума в легковых автомобилях, цель и постановка

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Обзор работ по исследованию влияния вибраций автомобиля на шум. Акустическая характеристика автомобиля

1.2. Источники вибраций и шума автомобиля. Общая характеристика источников шума

1.3. Двигатель как источник структурного и воздушного шума

1.4. Источники структурного шума автомобиля

1.5. Источники воздушного шума автомобиля

1.6. Анализ достигнутых путей снижения уровня шума в салоне легкового автомобиля .*.

1.7. Анализ применения вибропоглощающих и звукоизолирующих покрытий для снижения внутреннего шума легкового автомобиля

1.8. Краткие выводы

1.9. Цель и постановка задач исследований

глава аналитическое исследование вибронагруженности

ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ

2.1. Расчетная схема силовой передачи автомобиля и математическая модель системы "силовой агрегат-карданная пареда-ча-задний мост-ведущие колеса"

2.2. Построение амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) колебаний системы "силовой агрегат-карданная передача-задний мост-ведущие колеса"

2.3. Анализ результатов решения задач на ЭВМ

2.4. Краткие выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК И ВИБРОНАГРУЖЕННОСТИ АГРЕГАТОВ.

3.1. Акустическая характеристика автомобиля

3.2. Цель и задачи исследований.

3.3. Методика экспериментальных исследований, проводимых в дорожных и лабораторных условиях

3.3.1. Объем испытаний и методика работ

3.3.2. Объекты испытаний

3.3.3. Комплект аппаратуры, применяемой при проведении экспериментальных работ

3.4. Экспериментальные исследования рекомендаций по улучшению акустических характеристик автомобилей "Москвич-2140У "Москвич-2141", "ВАЗ-2106"

3.4.1. Виброакустические характеристики автомобилей,находившихся на испытаниях

3.4.1.1. Виброакустические характеристики автомобиля М-2141.

3.4.1.2. Виброакустические испытания силового агрегата автомобиля М

3.4.1.3. Оценка звукопоглощающей облицовки капота автомобиля М-2141 и звукоотражающего экрана под двигателем

3.4.1.4. Снижение уровней вибронагруженности деталей и узлов силового агрегата автомобилей "Москвич","ВАЗ".

3.4.1.5. Конструктивные мероприятия,позволяющие снизить шум силового агрегата.

3.5. Шум систем впуска и выпуска. ИЗ

3.5.1. Акустическая оценка систем впуска . ИЗ

3.5.2. Исследование внутреннего шума с опытным воздушным фильтром.

3.5.3. Акустическая оценка эффективности различных систем выпуска.

З.б. Шум и вибронагруженность трансмиссии

3.6.1. Влияние карданной передачи на вибронагруженность трансмиссии и шум автомобиля. Заполнение полости вала карданной передачи полиуретаном и его влияние на вибронагруженность

3.6.2. Оценка влияния передаточного числа главной передачи и материала ведамой шестерни редуктора заднего моста на вибронагруженность трансмиссии

3.6.3. Вибрации агрегатов трансмиссии и их влияние на внутренний шум автомобиля. (Методом корреляционного анализа)

3.6.4. Краткие выводы.

ГЛАВА 4/. ПРЕДПОСЫЛКИ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ СНИЖЕНИЯ ШУМА АВТОМОБИЛЕЙ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Параметры вибрации и шума являются важнейшими показателями качества автомобиля, уровня совершенства его технологии, культуры производства, надежности и долговечности. Среди показателей, определяющих комфорт автомобиля, акустический комфорт с каждым годом приобретает все большее значение.

Задача снижения шума автомобилей является одной из важнейших общих проблем защиты окружающей среды.

Вопросам борьбы с шумом в нашей стране придано общегосударственное значение. В "Основах законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении" есть специальная статья 24 - "Предупреждение и устранение шума".

Поэтому в общих проблемах защиты окружающей среды в 1973 году Совет Министров СССР принял развернутое постановление "0 мерах по снижению шума на промышленных предприятиях, в городах и других населенных пунктах", которое предписывает осуществление комплексной системы мероприятий по защите людей от шума на рабочих местах и в быту.

В этом свете необходимость разработки и внедрения новых методов и средств борьбы с транспортными и иными шумами подчеркивалась на ХХУ и ХХУ1 съездах КПСС, в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов".

Одним из наиболее мощных источников звукового излучения является транспортный поток, и в том числе автомобильный. С каждым годом увеличивается интенсивность движения, растет грузооборот, возрастает средняя скорость движения автомобилей. Растет парк автомобилей, увеличивается мощность двигателей, быстроходность механизмов отдельных узлов автомобилей. Все это неизбежно приводит не только к возрастанию уровня вибрации и внутреннего шума в салонах автомобилей, но и к росту уровней шума, излучаемого автотранспортом в окружающую среду.

Вибрации и шум, ощущаемые в салонах автомобилей, снижают у водителей и пассажиров устойчивость ясного видения, ослабляют остроту зрения, ведут к дальтонизму, нарушают функции вестибулярного аппарата, координацию движений. Из-за влияния вибраций и шума у водителей увеличивается латентный период двигательной реакции. Эти факторы в ряде случаев могут являться косвенными причинами автомобильных аварий.

Рост уровня шума в городах и около транспортных магистралей лишает людей возможности хорошего отдыха, является причиной различных болезней. В целом это ведет к снижению производительности труда в стране, к нерациональным материальным затратам.

В Советском Союзе и во многих странах мира введены жесткие нормы,ограничивающие уровень шума автомобилей. Нормы по ограничению внешнего шума автомобилей изложены в правиле № 51 ЕЭК ООН.

Предельные нормируемые значения уровней шума автомобилей утверждены Советом Министров СССР, Государственным комитетом стандартов СССР в виде ГОСТ 19358-74ж.

Чем выше требования, предъявляемые с точки зрения комфортабельности, тем сложнее возникающие для этого решения проблемы.

Исследование и снижение виброактивности и шума автомобилей -важная задача, тесно связанная с общим прогрессом науки и техники. Реализация хорошего акустического комфорта требует проведения исследований по борьбе с вибрациями и шумом непосредственно в источниках, которыми в автомобилях являются двигатель и его навесные агрегаты, система впуска и выпуска, агрегаты трансмиссии, шины и т.д. Однако, достижения акустического комфорта не могут быть гарантированы только выбором "хорошего" акустического агрегата или элементов трансмиссии, а требуют рациональных решений, основанных на изучении комплекса колебательных процессов в агрегатах и узлах всей сложной динамической системы автомобиля в целом, на изучении путей распространения снижения колебаний. Только на такой основе возможно решение важной проблемы уменьшения шума и вибраций в автомобиле.

Из вышеизложенного следует, что настоящая работа направлена на решение весьма актуальной проблемы страны.

НАПРАВЛЕНИЕ РАБОТЫ, ЦЕЛЬ И МЕТОДЫ ЕЕ РЕШЕНИЯ. Направлениями работы по уменьшению шума и вибронагруженности автомобилей являются, во-первых, борьба с шумом и вибрациями в источнике и,во-вторых, на путях их распространения. При этом необходимо учесть, что колебательные процессы имеют различный характер. Такие источники, как двигатель и трансмиссия создают периодические возмущения, зависящие от конструкции и режимов работы, а, например, шины при воздействии с дорожным полотном возбуждают колебания, имеющие случайный характер. Именно эти колебания и передаются затем силовой установке, трансмиссии, панелям кузова и другим узлам и деталям автомобиля.

Поиски решений по снижению шума включают в себя мероприятия, способствующие улучшению балансировки вращающихся деталей, рационализации процессов в ДВС, уменьшению интенсивности ударов в механизмах двигателя, трансмиссии, устранению резонансных режимов и т.д.[99].

Выполнение данных работ сопряжено с определенными трудностями, порой требует изменения уже существующих конструкций, внесения дополнительных устройств. Поэтому они возможны лишь на стадии проектирования и доводки создаваемых конструкций. При акустической доводке созданных конструкций применяются методы звукоизоляции или виброизоляции источника, которые заключаются в разрыве путей прохождения вибрации по конструкции, увеличению поглощения прошедшей части вибрации и звука, применением вибродемпфирующих и звукоизолирующих материалов.

Анализ работ по исследованию вибраций и шума современных автомобилей позволяет сделать заключение, что главным источником возникновения вибраций и шума в автомобиле является система двигатель - трансмиссия [68, 72, 89, 99] .

ОБЩАЯ ЗАДАЧА РАБОТЫ. Настоящая работа направлена на изучение проблем возникновения вибраций и шума легковых автомобилей за счет разработки современных математических моделей; их динамики как сложных взаимосвязанных систем "двигатель-трансмиссия-автомобиль", описываемых смешанными дифференциальными уравнениями в виде обыкновенных и частных произведений; комплексом использования расчетных и современных экспериментальных методов и нахождении путей снижения вибраций и шума этих автомобилей. Задача работы по снижению вибраций и шума легковых автомобилей заключается в установлении связи механических колебаний агрегатов автомобиля с шумообразованием и в разработке эффективных мероприятий, направленных на их снижение.

Эта задача и методы решений вытекают из общей проблемы -борьбы с шумом как в источнике его возникновения, так и на путях его распространения на основе применения современных математических методов исследования на ЭВМ в совокупности с комплексным использованием результатов экспериментальных и конструкторских работ.

I'. К ВОПРОСУ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ' ВИБРАЦИЙ И ШУМА В ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ. ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Битумная мастика № 580 толщиной 2 мм.

2. Листовая битумная мастика РТИ, толщиной 2 мм.3. "Бостик 4 с" /Англия/ толщиной 1,8 мм.

3. Войлок растительный 1200,пропитанный битумом,толщиной 5мм.ДБ50 40 30Рис. 1.7.2. Звукоизоляция стальной панели толщиной 0,8 мм с различными типами покрытий.1. Панель без покрытий.

4. Листовая битумная мастика толщиной 2 мм.

5. Растительный войлок толщиной 8 мм.

6. Двухслойное покрытие, состоящее из слоя растительного войлока и слоя листовой битумной мастики.

7. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРОНАГРУЖЕННОСТИ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ