Если у одного из двигателей этот коэффициент выше, то его конструкция акустически менее совершенна. Современные поршневые ДВС, используемые в автомобилях и дорожно-строительных машинах, при работе на номинальном режиме излучают 2-3 Вт акустической мощности. В точках пространства на расстояние 1м вокруг поверхности работающего двигателя возникают уровни шума 104–120 дБ.

рис.2 Шум дизеля в точке пространства около двигателя на расстояние 1м от его боковой поверхности. 1–режим частичных нагрузок 2–режим холостого хода

Важной характеристикой шума является его спектр. Орган слуха человека неодинаково реагирует на звуки с одной амплитудой, но разной частоты. Спектр шума объекта показывает распределение энергии излучения по частотному диапазону. В них присутствуют дискретные составляющие, кратные частоте вращения, числу цилиндров двигателя, и сплошная область (рис.2). Октавные спектры звуковой

мощности служат основной характеристикой шума машины.

Причинами возникновения звука являются: взаимодействие колеблющегося тела со средой; «быстрое» выделение энергии в конечном объеме среды; подведение (отток) конечного количества вещества в определенную область среды; обтекание потоком вещества твердого тела.

Акустическое излучение является следствием возмущений колебательной системы, распространение в ней колебаний и последующего процесса излучения энергии колебаний в окружающее пространство. Акустическое излучение объектов транспорта концентрируется преимущественно в диапазоне 20-8 000 Гц.

Рассмотрим это явление на примере поршневого ДВС. На такте впуска из области перед горловиной впускного патрубка (рис. 3) будет происходить отток вещества.

рис. 3 Схема конструкции двигателя и возникновения акустического излучения

Движущийся по впускному тракту свежий заряд будет взаимодействовать со стенками, впускным клапаном и другими элементами конструкции. Возникает акустическое излучение, которое называют шумом впуска. Излучаемая при этом акустическая мощность обозначается WВП. При сжатии, сгорании и расширении происходит деформация стенок камеры сгорания, что приводит к колебаниям наружных стенок двигателя. Энергия колебаний стенок в виде звука WДЕФ излучается в окружающее пространство. Помимо того, подвод теплоты к рабочему телу в цилиндре двигателя так же приводит к появлению акустического излучения при сгорании WСГ. Опрокидывающий момент будет вызывать колебание двигателя на подвеске, энергия которых WП в виде звука, частично будет излучаться в окружающее пространство. В механизмах двигателя при работе могут возникать удары сопрягаемых деталей (клапан-седло), что приводит к шуму WУД. Работа агрегатов, размещаемых на двигателе (вентилятор, топливоподающий насос и др.), приводят так же к появлению шума WАГ. При выпуске происходит приток вещества в области, прилегающей к выпускному патрубку; здесь выделится так же какое-то количество энергии. Это приводит к возникновению шума выпуска WВЫП.

Если суммировать перечисленные составляющие акустической мощности, то получим уравнение акустического баланса двигателя «по рабочему циклу» (Вт):

WД = WВП + WВЫП + WДЕФ + WП + WУД + WАГ. (6)

Акустическое излучение двигателя осуществляется горловинами впускного и выпускного тактов в примеси трактов и всей поверхностью. Причем элементы поверхности двигателя излучают разные количества акустической энергии. Уравнение акустического баланса двигателя «по поверхности» (Вт) имеет вид:

WД = WВП + WВЫП +∑ Wi, (7)

где Wi - акустическое излучение, осуществляемое i-м элементом поверхности двигателя; n – число элементов, на которую разбита вся поверхность объекта. Удельная акустическая мощность, излучаемая поверхностью современного двигателя, составляет 90-115 дБ/м2 .

Акустическое излучение участков поверхности двигателя, горловин трактов впуска и выпуска иногда отождествляют с действием простейших излучателей нулевого и первого порядка. Отсюда ­ третья разновидность акустического баланса двигателя «по излучателям» (Вт):

WД = ∑ W0 +∑ Wi , (8)

где W0 – излучение нулевого порядка; k – число излучателей нулевого порядка; l – число излучателей первого порядка.

Составление акустического баланса двигателя или любого другого объекта транспорта по формулам (6-8) дает возможность определит наиболее существенные составляющие шума, указать причины возникновения, и изучит процесс формирования. найти наиболее рациональные пути его подавления.

1.2 ВИБРАЦИЯ

Вибрация ­­– движение точки или механической системы под воздействием какой-либо внешней силы, при котором происходят колебания характеризующих ее скалярных величин (виброперемещение, виброскорость, виброускорение).

Колебания в механических системах передаются от дорожной поверхности как через элементы конструкции на находящихся в салоне водителя и пассажиров, а так же через грунт, воздействуя на биоту и инженерные сооружения.

Вибрация может измеряться с помощью абсолютных и относительных величин. Абсолютные параметры – виброперемещение, виброскорость и виброускорение. Общие и локальные вибрации оцениваются средними квадратичными и корректированными значениями (вертикальными, продольными, поперечными) виброскорости (м/с) и виброускорение (м/с2). Основной относительной величиной является уровень виброскорости LV (дБ), который определяется по формуле:

LV = 20lgv/v0, (9)

где v0 – пороговое значение виброскорости, и v – среднеквадратичное значение виброскорости, м/с.

Первая производная по скорости – виброускорение формирует ограничения на конструкцию транспортного средства, так как при его движении генерируются частоты вынужденных колебаний до 20 Гц, при которых входят в резонанс с частотой собственных колебаний отдельные внутренние органы человека.

Основные источники вибрации – технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы, грохоты), энергетические установки (насосы, компрессоры, двигатели), транспортные средства. Вибрации распространяются по грунту и достигают фундаментов общественных и жилых зданий, часто вызывая и звуковые колебания, которые разрушают конструкции, которые разрушают конструкции и сооружения. Они затухают в грунте с темпом примерно 1дБ/м и на расстоянии 50-60 м от транспортной магистрали уже не ощущаются. Ощутимое воздействие вибрации при работе оборудования кузнечно-прессовых цехов распространяются на 150-200 м.