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

При анализе виброизолирующих свойств кузова автомобиля, т. е. при изучении распространения по нему вибрации, его можно рассматривать как совокупность соединенных между собой пластин и стержней. Собственно характер распространения вибраций по кузову определяется виброизолирующими свойствами этих соединений.
Принимая во внимание, что при изготовлении кузова используется главным образом сварка, можно считать, что в подавляющем числе случаев эти соединения жесткие. Агрегаты автомобиля с кузовом и между собой соединяются, как правило, с помощью шарниров. Такие соединения обладают большей внброизоляцией, чем жесткие.
Таким образом, изучая виброизолирующие свойства конструкции автомобиля, все многообразие различных форм соединений сводят к некоторым простейшим
(рис. 6) формам соединений пластин или стержней.
[pic]

Рис. 6. Схемы соединения элементов конструкции а—жесткие; б—шарнирные, в, г — с виброзадерживающей массой, г—с повышенной жесткостью; б—с ребрами жесткости

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

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

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

Вибропоглощение в колебательных системах частично происходит вследствие потерь, которые прежде всего принято характеризовать с помощью коэффициента потерь энергии.
Обычно на резонансе системы величина колебательного смещения обратно пропорциональна коэффициенту потерь. Вне резонанса эти величины мало зависят одна от другой. Конструкция будет обладать большими вибропоглощающими свойствами, если для ее изготовления использовать материал с большим внутренним трением или применять специальные покрытия, обладающие более высоким коэффициентом потерь.
Часто используют вибропоглощающие конструкции типа «сэндвич»— несколько несущих и вибропоглощающих слоев. В действительных конструкциях при нанесении вибропоглощающих покрытий или при установке иных вибропоглотителей и антивибрационных устройств обычно меняется не величина
Е, а только [pic]. Поэтому общий эффект вибропоглощения данной конструкции принято оценивать величиной ВП=[pic], где [pic] и [pic]—коэффициенты потерь до и после нанесения вибропоглощающего покрытия или установки антивибрационного устройства.
Звукоизоляция (ЗИ) и звукопоглощение (ЗП). Под звукоизоляцией понимается снижение звука (шума), поступающего к приемнику, вследствие отражения от препятствий на пути передачи. Звукоизолирующий эффект возникает всегда при прохождении звуковой волны через границу раздела двух разных сред. Чем больше энергия отраженных волн, тем меньше энергия прошедших и, следовательно, тем больше звукоизолирующая способность границы раздела сред. Чем большая часть звуковой энергии поглощается преградой, тем больше ее звукопоглощающая способность.

При изоляции звука и вибрации не происходит необратимого рассеяния энергии колебательного движения упругой среды и превращения ее в теплоту. В существующих конструкциях всегда необходимо виброзвукоизолирующие конструкции дополнять виброзвукопоглощающими устройствами для перевода механической энергии в тепловую. ВИ и ЗИ неэффективны при отсутствии ВП и
ЗП. Этот вывод, пожалуй, однозначен применительно к большинству технических задач. Однако дополнительного анализа требуют явления, происходящие в конструкции автомобиля и связанные с изоляцией крупных панелей кузова или самого кузова, которые могут быть хорошими излучателями звуковой энергии, при относительно небольших по размерам источниках энергии колебательного движения. В таких случаях ВИ и ЗИ в чистом виде могут дать существенный положительный эффект. Для обозначения всей совокупности мероприятий с использованием средств ВИ и ЗИ, а также ВП и ЗП применяют понятие
«шумоглушение».

Список использованной литературы.

1. Жигалин О.И. , Лупачёв П.Д. «Снижение токсичности в автомобильных двигателях».

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

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

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

5. Особенности технического устройства двигателей автомобилей

«TOYOTA», и их характеристики.

Страницы: 1, 2, 3