Меню раздела

Глушители шума


Шум, возникающий при работе двигателя, в зависимости от его источника делят на две группы-аэродинамический и механический. Аэродинамический шум возникает в результате осуществления процессов газообмена и взаимодействия лопастей вентиляторов с воздушной средой. Источниками механического шума являются процесс сгорания и рабочие динамические процессы в различных механизмах и системах: кривошипно-шатун-ном, газораспределительном, смазочной системе, системе питания и т.д. Такое деление источников шума обусловлено различием поверхностей излучения. Аэродинамический шум передается газо-воздушной средой на входе и выходе впускной и выпускной систем и в месте расположения вентилятора. Механический шум передается наружными поверхностями двигателя.
Измерение общего уровня шума и уровней в частотных полосах производится в нескольких точках, расположенных на расстоянии 1 м от излучающих поверхностей. Число точек измерения уровней шума устанавливается в зависимости от типа и габаритных размеров двигателя. Однако число точек измерения должно быть не менее пяти: четыре точки измерения по контуру двигателя в горизонтальной плоскости и одна точка над двигателем. Измерение уровня аэродинамического шума производится на расстоянии 0,25 м от отверстий для впуска воздуха и выпуска газов. Оценка уровня шума с точки зрения соответствия действующим нормативам производится по максимальному уровню из всех точек измерений.
Уровень аэродинамического шума выше уровня механического шума (уровень шума вентилятора выше уровня механического шума двигателя с воздушным охлаждением). Так, например, для четырехтактного дизеля без наддува уровень шума открытого всасывания на 5-10 дБ выше уровня механического шума, для двухтактного двигателя с поршневым продувочным насосом-на 8-12 дБ, для центробежных компрессоров на 15-25 дБ.
Основным способом снижения уровня шума при всасывании воздуха и выпуске газов является применение глушителей. Общие требования к глушителям шума системы впуска стационарных, судовых и тепловозных дизелей регламентированы ГОСТ 12647-67. Этим ГОСТом рекомендованы типы глушителей шума для различных систем впуска двигателей. Для систем с турбокомпрессором или приводным центробежным нагнетателем рекомендуется щелевой активный глушитель (рис. 18). Применяют также активный глушитель грибкового типа (рис. 19). Для систем с поршневым продувочным насосом или приводным объемным нагнетателем используют резонансные (рис. 20)', активно-резонансные, сопловые глушители; для систем с комбинированной системой наддува-активно-резонансные или сочетание расширительной камеры с щелевым активным глушителем; для систем без наддува-расширительные камеры.
Глушители должны обеспечивать снижение аэродинамического шума всасывания до уровня, на 2-3 дБ меньшего общего уровня механического шума. Сопротивление глушителей на номинальном режиме работы двигателя должно быть не более 3 кПа при нормальных атмосферных условиях. В автомобильных и тракторных двигателях применяют глушители типа расширительной камеры, которые конструктивно объединяют с воздушными фильтрами.
При проектировании двигателей и расчете глушителей шума требуется определить уровень шума. Наиболее универсальной формулой для расчета общего уровня механического шума является следующая:
Ь=101$п + 5,51в^ + 55,
где Ь-общий уровень механического шума по шкале А, дБ; п- частота вращения, об/мин;              - эффективная мощность, л. с.
Для дизелей, используемых на тракторах, дорожно-строи-тельных машинах, комбайнах, экскаваторах и погрузчиках, применяют следующее выражение:
Ь = 10 (3л 4- 0,551§ р( - 1,5\% ту) + 30,5,
где р. — среднее индикаторное давление, МПа; ту-удельная литровая масса двигателя, кг/л.
В формуле (6) дополнительно учитываются масса двигателя и площадь шумо-излучающей поверхности (для однотипных двигателей площадь этой поверхности пропорциональна рабочему объему). Эта формула получена с использованием теории подобия по результатам экспериментальных замеров уровней шума нескольких двигателей и дает результаты, более близкие к экспериментальным данным для двигателей указанных выше типов.
Уровень шума (в дБ) открытого всасывания для дизеля без наддува
Ьвс = Ю 1§ г + 70,
где ст-средняя скорость поршня, м/с; /-число цилиндров;
для двухтактного дизеля с поршневым продувочным насосом
Ь,-вс = 101§ Сп /п + 1Ю,
где си-средняя скорость поршня продувочного насоса, м/с; 1П-число полостей продувочного насоса;
для дизелей с центробежным компрессором с без-лопаточным диффузором
Ьвс = 501§ и + 3,
где и-окружная скорость конца лопатки колеса компрессора, м/с;
для дизелей с центробежным компрессором с лопаточным диффузором
Ьвс = 501§ и + 10*д + 3,
где 2Д- число лопаток диффузора.