Снижение шума силовых установок строительно-дорожных машин звукоизолирующими капотами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

Кудаев, Александр Владимирович АВТОР
кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ
2011 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.06 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Снижение шума силовых установок строительно-дорожных машин звукоизолирующими капотами»
 
Автореферат диссертации на тему "Снижение шума силовых установок строительно-дорожных машин звукоизолирующими капотами"

На правах рукописи

Кудаев Александр Владимирович

СНИЖЕНИЕ ШУМА СИЛОВЫХ УСТАНОВОК СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАШИН ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩИМИ КАПОТАМИ

01.04.06-Акустика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-6 ОКТ 2011

Санкт-Петербург 2011

4855169

Работа выполнена в Балтийском государственном техническом университете «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ

Иванов Николай Игоревич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мышинский Эрнст Леонидович

кандидат технических наук, доцент

Тюрина Наталья Васильевна

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт строительной физики (НИИСФ) Российской академии архитектуры и строительных наук, г. Москва.

Защита состоится 20.10.2011 г в 15.00 на заседании диссертационного совета Д.212.010.01 в Балтийском государственном техническом университете «Военмех» им. Д.Ф. Устинова по адресу: Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская ул., 1, ауд. 217.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова.

Автореферат разослан 16.09.2011 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Дроздова Л.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИС ТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время одной из наиболее острых экологических проблем, является проблема защиты от шума. Повышенный шум - это вредный фактор, негативно влияющий на человека в любом месте его пребывания.

Значительный вклад в акустическое загрязнение городов вносят транспортные машины, которые, перемещаясь, выполняют различные виды работ: строительных, погрузочно-разгрузочных, уборочных и др. Среди этих машин выделяются строительно-дорожные (СДМ) - наиболее массовые по степени акустического воздействия.

Как известно из литературы, акустические характеристики значительной части С ДМ, работающих на стройплощадках, не удовлетворяют требованиям санитариых норм (СН). Внешний шум СДМ на расстоянии 7,5 м может достигать 75-85 дБА. Если учесть, что норма шума, например, в жилой застройке в дневное время - 55 дБА, то шум стройплощадок может превышать нормы на 20 дБА и более. Из-за повышенного шума во многих странах, в том числе и в РФ, запрещено производство строительных работ в ночное время вблизи жилых зданий, медицинских учреждений и пр. это ограничение снижает возможности строительных технологий, увеличивает затраты на строительство.

Основным источником шума большинства типов транспортных машин (тракторов, строительно-дорожных машин, тягачей, грузовых автомобилей) является силовая установка (бензиновый или дизельный двигатель внутреннего сгорания - ДВС). Наиболее эффективное средство снижения шума ДВС - заключение его в звукоизолирующий капот (ЗИК).

При установке ЗИК на силовую установку меняется ее тепловой режим, что приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик. Налицо противоречие между акустикой и теплотехникой: чем больше загерметезирован капот, тем выше его акустическая эффективность, но хуже теплообмен между подкапотным пространством и окружающей средой и наоборот. В разрешении этого противоречия лежит путь к успеху массового применения ЗИК для силовых установок.

Исследования ЗИК для снижения шума силовых установок в нашей стране выполняли Дроздова Л.Ф, Шаров Н.С., Потехин В.В., Курцев Г.М. Тузов Л.В. и за рубежом М. Крокср, М. Харрис, Л. Беранек, Л. Вер, П. Жорж и другие.

В настоящее время по результатам этих исследований предложены и применены различные конструкции ЗИК, разработаны методики их расчета и оценки эффективности. Однако на практике эти конструкции не всегда обеспечивают требуемую эффективность, а расчетные методы приемлемую точность. Основной причиной этого является недостаточная изученность эффективности конструктивных элементов, обеспечивающих требуемый теплообмен под капотом и снижение шума, так как не установлено с

/

достаточной полнотой взаимодействие акустического и теплового факторов при конструировании капота.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: создать научные основы акустического проектирования звукоизолирующих капотов силовых установок, выделяющих тепло при работе. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

- разработать методику испытаний ЗИК, включающую определение акустических и теплотехнических параметров;

- выполнить исследование связи конструкции капота с тепловыми и акустическими характеристиками капотируемой силовой установки;

- разработать методику расчета эффективности акустических экранов, встроенных в ЗИК;

выполнить сравнительное экспериментальное исследование встроенных в вентиляционные проемы капота шумозащитных устройств (глушителей шума, акустических экранов и пр.);

- разработать конструкцию опытного ЗИК на корпус ДВС и выполнить его акустические и тепловые испытания;

- разработать рекомендации по применению шумозащиты в ЗИК, удовлетворяющей требованиям акустики и теплообмена;

- разработать метод расчета внешнего шума машин с силовыми установками, расположенными под капотом.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА: в диссертации обоснованы и разработаны научные методы расчета, проектирования и выбора ЗИК на силовые установки путем решения следующих научных задач:

1. Предложен метод расчета УЗ и УЗД СДМ с закапотированными силовыми установками с учетом дифракции звука вентиляционными проемами (отверстиями) и отражения звука от близкорасположенных поверхностей.

2. Предложен метод расчета эффективности встроенных во внутреннее пространство ЗИК акустических экранов (АЭ) в зависимости от площади проема, конструктивных особенностей АЭ и акустических свойств ЗИК.

3. Доказана корректность применения статистической теории акустики для выполнения акустических расчетов ЗИК

4. Найдены пути организации движения воздушных потоков под капотом, обеспечивающие его максимальную акустическую эффективность.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ПОЛЕЗНОСТЬ:

1. Получены результаты сравнительной акустической эффективности встроенных шумозащитных элементов ЗИК; доказана наибольшая эффективность встроенных АЭ по сравнению с другими применяемыми конструкциями.

2. Разработана и испытана опытная конструкция ЗИК, обеспечившая при небольших затратах снижение шума на 10 дБА и на 4-16 дБ в диапазоне частот 250-8000 Гц с соблюдением теплового режима закапотированного двигателя за счет обеспечения требуемого воздухообмена при рабочих нагрузках.

3. Разработаны рекомендации по проектированию ЗИК, в которых требования акустической защиты согласованы с требованиями теплообмена в подкапотном пространстве.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ осуществлялось:

1. При разработке звукоизолирующего капота для снижения шума дизельного двигателя С9.

2. При разработке и проектировании опытного образца шумозаглушенной передвижной компрессорной станции типа МЗА.

АПРОБАЦИЯ:

Основные результаты работы доложены на:

XIV Международной научно-технической конференции «МАШИНОСТРОЕНИЕ И ТЕХНОСФЕРА XXI ВЕКА» г. Севастополь 17-22 сентября 2007г., II Международный конгресс ЕЬРГГ 2009 г., г. Тольятти, 19 сентября 2009 г., II Всероссийской конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия». Санкт-Петербург 17-19 марта 2009г., III Всероссийской конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия». Санкт-Петербург 22-24 марта 2011 г.

ПУБЛИКАЦИИ:

Основные результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах, 2 работы выполнены в личном авторстве, доля автора в остальных работах составляет от 40 до 70%. В изданиях по списку ВАК опубликованы 5 работ, в том числе: Специальный выпуск «ЕЬР1Т-2007» Том 2. Серии «Машиностроение» и «Экология», 6 е.; Журнат «Безопасность жизнедеятельности» №8, 2009 год, 8 е.; Сборник докладов III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия». 22-24 марта 2011г. В 2-х томах-СПб., 9 с.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

- метод расчета внешнего звукового поля закапотированных ДВС;

- методика расчета акустической эффективности экранов, встроенных в подкапотное пространство;

- методика экспериментальных исследований акустических характеристик закапотированных ДВС с учетом их теплотехнических параметров;

3

методика экспериментальных исследований средств шумозащиты вентиляционных проемов в ЗИК;

результаты исследований по установлению связи между акустической эффективностью и эффективностью теплообмена в подкапотном пространстве

результаты сравнительных исследований акустической эффективности встроенных в вентиляционные проемы капота шумозащитных элементов ЗИК; - конструкция и результаты испытаний опытного ЗИК на дизельный двигатель;

рекомендации но акустическому проектированию ЗИК. обеспечивающих соблюдение теплового режима в подкапотном пространстве.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ:

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 99 наименований и 4-х приложений. Основной материал, включая 78 рисунков и 39 таблиц, изложен на 131 странице, объем приложений - 58 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ: ВО ВВЕДЕНИИ обосновывается актуальность темы диссертационной работы, определяются задачи исследования.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проанализировано состояние проблемы и обоснованы основные направления исследования. Выполнен анализ внешнего шума 25 марок СДМ и построена гистограмма распределения УЗ, дБА (рис. 1). Установлено, что для более 60% СДМ имеют превышения У3>75 дБА. что на 20 дБА превышает установленные нормы шума на селитебной территории в дневное время.

ЗИК;

60%

5 50% -

§ 40% -

4>

С 30% -

и

48%

20% -10% -

20%

20%

0%

65

70

75 УЗ, дБА

80

85

Ш менее 70 дБА □ 70-75 дБА □ 76-80 дБА И свыше 80 дБА

Рисунок 1. Гистограмма распределения УЗ, дБА строительно-дорожных машин разных

типов

Были обобщены и проанализированы полученные Курцевым Г.М., Ю.И. Элькиным и ДА. Куклиным результаты разделения вклада источников шума во внешнее поле СДМ (табл. 1).

Результаты разделения вклада источников в процессы образования внешнего шума машин (на примере СДМ фирмы «Caterpillar»)

Таблица 1

№ н/н Тип и марка машины Вклад источников шума, дБА

корпус ДВС выпуск ДВС всасывание ДВС вентилятор

1 Бульдозер D5M 73 66 55 -

2 Погрузчик-экскаватор 438С 72 61 60 69

3 Погрузчик 962G 72 61 55 66

4 Автогрейдер ИОН 74 67 62 68

5 Виброкаток S63CS (холостой ход) 74 68 60 -

Анализ данных, приведённых в табл.1, показывает, что превалирующий вклад в процессы шумообразования во внешнее звуковое поле машин даёт корпус ДВС. Вклад шума корпуса ДВС на 6-18 дБА больше вклада других источников шума. Таким образом, для снижения внешнего шума СДМ, в первую очередь, следует уменьшать шум корпуса ДВС применением ЗИК.

Проанализированы используемые ЗИК по конструктивному исполнению и дана их классификация (рис. 2): I тип - герметичный капот, II тип - с незакрытым днищем, выполняющим функцию вентиляционного проёма, III тип с условными акустическими экранами на вентиляционные проёмы, исследованию которых посвящена настоящая диссертация.

ЗИК тип I ЗИК тип II ЗИК тип III

Рисунок 2. Классификация ЗИК 1 капот; 2 - опора; 3 - торцевая стенка; 4 - проем в днище; 5 - АЭ

Автором проанализированы выполненные рядом исследователей работы по акустическим расчетам ЗИК и процессам теплообмена в подкапотном пространстве. Сделан вывод, что необходимо установить зависимости и закономерности, позволяющие связать требуемые площади вентиляционных проёмов, эффективность и степень акустической герметизации ЗИК.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ приведены предложенные автором акустические расчеты акустической эффективности встроенных в подкапотное пространство АЭ и расчеты внешнего шума СДМ с установленными на силовые установки ЗИК.

Акустические расчеты выполняются в предположении, что звуковое поле во внутреннем объеме капота - квазидиффузное. Для доказательств этого была проведена серия экспериментов, результаты которых приведены в табл. 2.

Усредненные характеристики звукового поля в подкапотном пространстве СДМ разных типов

Таблица 2

Марка машины Изменения уровней звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц УЗ, дБА

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Экскаватор 320С ±0,3 ±0,5 ±2,0 ±2,5 ±0,8 ±1,0 ±1,0 ±0,6 ±0,5

Бульдозер 05 ±1,5 ±1.7 ±1,4 ±3,1 ±1,1 ±1,7 ±0,6 ±1,4 ±1,9

Погрузчик 962 С ±2,5 ±2,1 ±2,0 ±2,3 ±2.2 ±1,6 ±2,4 ±2,4 ±2,0

Анализ данных, приведенных в табл. 2 показывает, что отклонения УЗД не превышают ±2-2,5 дБ, а УЗ 0,5-2 дБА.

Определение параметров внешнего шума, излучаемого ДВС при установленном ЗИК ведется в точках, выбираемых в соответствии с ГОСТ 28975-91 для расчета и измерения, (рис. 3).

Разработка метода расчета уровней шума, создаваемого ДВС при наличии звукоизолирующего капота выполнялась с учетом следующих обстоятельств: рассматривается ЗИК, имеющий на внутренних поверхностях звукопоглощение, а в ограждающих конструкциях - вентиляционные проемы. Особенностью расчета является то, что:

1. Проемы могут быть расположены в боковых стенках капота, в верхней и нижней его частях. При различном расположении проема по отношению к расчетной точке (Р'Г) звук в последней может изменяться. Это корректируется введением в расчеты коэффициента дифракции проема (р).

2. Второй особенностью является расположение проема вблизи отражающей поверхности. В таком случае образуется вторичный излучатель звука, рассматриваемый как мнимый источник.

Исходными характеристиками для расчета являются уровень звуковой мощности (УЗМ), дБ и корректированный уровень звуковой мощности источника, дБА 1~\УАист). в расчетной точке получены УЗД, дБ или УЗ, дБА (Ьрг, ЬАрт). В каждой РТ значения УЗ (УЗД) могут несколько отличаться, в силу указанных выше обстоятельств (расположение проема в капоте, расположение отражающей поверхности), поэтому расчет выполняется для каждой из б РТ в отдельности.

При выполнении расчета приняты допущения:

- доля шума выпуска ДВС и других источников в РТ на 10 и более дБ (дБА) меньше, чем Ьрт, (Ьдрг);

- капот изготовлен из однородных материалов с одинаковой звукоизоляцией.

Расчетная схема приведена на рис. 4.

Рис. 4. Расчетная схема: 1 - ЗИК; 2 - ИШ; 3 - кабина; 4 - отражающая поверхность; 5 -проемы в капоте;

УЗД (УЗ) в ¡-той РТ определяется:

_^-ЯГист КапАш ]

1 ,+юф,

Я,.

-201ё-^--8, дБ г

кап ^ пр ^ кап ^пр, Рпр, 1 (1)

где: - УЗМ, дБ источника;

Хист ~ коэффициент, показывающий характер излучения источника; гаст _ расстояние от ИШ до стен капота, м в сторону расчетной точки; ака„ ~ коэффициент звукопоглощения под капотом;

кт - коэффициент, показывающий степень приближения звукового поля под капотом к диффузному;

АКа/1 - эквивалентная площадь звукопоглощения капота, м2;

~ площадь капота, м2; 5 - суммарная площадь проемов, м2; тт - коэффициент звукопроводности стен капота;

- площадь ¡-го проема, м2;

Рщл ~ коэффициент дифракции ¡-го проема;

- расстояние от капота до РТ, м.

Принимается, что расстояние от любого проема до расчетной точки одинаково, гс = 1 м.

Был осуществлен расчет внешнего шума СДМ (погрузчик 9620) с закагютированным двигателем и проведено экспериментальное определение уровней внешнего шума данной машины.

Сравнение результатов расчета и экспериментальных данных представлено на рис. 5.

Ь, дБ

\

А —"

// \\

р /

г

С Гц

63

125

250

500

1000 2000 4000 8000

В— расчет эксперимент

Рис.5 Сравнение результатов расчета и экспериментальных: данных

Анализ данных, приведенных на рис. 5, показывает хорошее совпадение. Требуемое снижение шума определяется

= дБА

где Ьт - внешний уровень шума машины; Ья - норма внешнего шума машины, дБ (дБА);

т - число источников шума, вклад шума от которых в Р'Г сравним с вкладом ДВС под капотом.

Для удобства рассмотрения принимаем, что основная доля звука проходит наружу через проемы в капоте, тогда требуемое снижение внешнего шума означает требование снижения доли звука проникающего через них. Ниже будет доказано, что наиболее эффективными конструкциями шумоглушения в капоте, снижающими излучение звука через проемы, являются встроенные в подкапотное пространство акустические экраны. Такая конструкция также наиболее приемлема для обеспечения теплообмена под капотом. Тогда можно принять, что требуемое снижение обеспечивается встроенными экранами, акустическая эффективность которых должна быть:

Таким образом, необходимо найти А1зч,.

Расчетная схема эффективности встроенного акустического экрана установленного вблизи вентиляционного проема под капотом показана на рис. б.

(3)

3

2.

7777777777777777777777777777777777

Рис. 6 Расчетная схема встроенного АЭ: 1 - ИШ; 2 - капот; 3 - АЭ; 4 - проем в капоте; 5 - РТ

Эффективность АЭ может быть представлена в виде:

^=тЩг. вт/м2 1 рТ

РТ

(4)

где ]%' - интенсивность звука, выходящего из проема в отсутствие АЭ, Вт/м'; Г^р3 - интенсивность звука, выходящего из проема с установленным АЭ, Вт/м2. Для расчета эффективности АЭ автором получена формула:

3

1 го

где:

Кч> " Длина ребра АЭ, м;

Л - длина звуковой волны, м;

г19> - расстояние от ребра до проема, м;

р - число свободных ребер АЭ;

ащ> ~ коэффициент звукопоглощения под капотом.

10

5 0

Расчетная эффективность АЭ на различном удалении от проема и отсутствия и наличия ЗПМ на экране представлена на рис. 7. ЛЬ, дБ 15

♦ 0,1м без ЗПМ —«—0,2м без ЗПМ 0.3м без ЗПМ

0.1ч с- Я1М —-Ж—0,2м с ЗПМ —•— 0,3м с ЗПМ

Рис. 7 Расчетная эффективность АЭ на различном удалении от проема и отсутствия и наличия ЗПМ на экране

Эффективность АЭ растет при увеличении его размеров (/), наличия звукопоглощения (ажр) и снижения числа свободных ребер экрана (р). Проверка показала удовлетворительное совпадение результатов в диапазоне 500-8000 Гц.

Было поведено экспериментальное определение эффективности экрана, установленного на вентиляционном проеме капота, на расстоянии 0,3м от проема с наличием звукопоглощающего материала на поверхности экрана. Сравнительные характеристики расчетной и экспериментальной эффективности экрана представлены на рис. 8.

20 п-------

15-----------

. . ^— »

10------- -

5 --„¿у^----

--^-----

_5--------

_10 -------

-15 -1 1-1-1-1-1-1-

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

-расчет - + « эксперимент

Рис. 8. Сравнительные характеристики расчетной и экспериментальной •эффективности экрана (с ЗПМ)

Проверка полученных результатов показала удовлетворительное совпадение в диапазоне от 500 до 8000 Гц.

Как известно из литературных данных и практического применения двигательных установок большое влияние на тепловой баланс под капотом оказывает размеры вентиляционных проемов (в особенности защищенных акустическими экранами). Из рассмотрения процессов теплообмена под капотом, понятно, что регулирование тепла под капотом может быть достигнуто только выполнением вентиляционных проемов необходимой площади и рациональным их расположением в стенках капота. Поэтому, для обеспечения нормального теплового баланса под звукоизолирующим капотом необходимо выполнить теплотехнические расчеты для определения необходимой площади вентиляционных проемов.

Такая информация будет являться исходной для проведения акустических расчетов по определению требуемой эффективности звукоизолирующего капота.

Распределение тепловой энергии топлива, сгорающего в двигателе, наглядно иллюстрируется составляющими теплового баланса.

Тепловой баланс позволяет определить количество теплоты, превращенное в полезную эффективную работу и потерянного тепла, которое должно быть отведено через систему охлаждения двигателя.

} - "ч —

и ~

■ - -У

Л / г

>

.

Тепловой баланс двигателя может быть представлен в следующем виде:

а=а+ая+е,+е«.+е„.,кд»/с (6)

Где: Оа - общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом за 1 с

Ре - теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя за 1 с

С?охл- теплота, передаваемая охлаждающей среде за 1 с

Qг-теплота, потерянная с отработавшими газами за 1 с

<3н.с. - теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива за 1 с

<Зост - неучтенные потери теплоты за 1 с

Доля теплоты, передаваемой охлаждающей среде, определяется и зависит от типа и числа оборотов двигателя и системы охлаждения (воздушная или водяная):

(7)

Так при П =1000 об/мин д0Хп ~ 24%. Приближенно расчет системы охлаждения двигателей сводится к определению производительности и выбору типа вентилятора:

I ■ _ -А".!

'т 3600-о ■С 1 ®

где Ут - производительность вентилятора, м3/с. где рт = 1.07 кг/м3 - плотность воздуха; С^ = 1 кДж/кг К - теплоемкость воздуха;

С^ С<«~ температура на выходе из под капота и на входе в капот соответственно.

Таким образом, определив производительность вентилятора (т.е. объемный расход воздуха), необходимую для охлаждения двигателя и ограничив максимальную скорость прохождения воздуха через вентиляционные каналы капота (Уб0„, принимается равной 15 м/с) можно определить требуемую площадь вентиляционных проемов капота.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ изложены методики проведения экспериментальных исследований.

В качестве опытного стенда для исследований акустических процессов и процессов теплообмена под капотом использовалась передвижная компрессорная станция (ПКС), состоящая из компрессора, четырехцилиндрового дизеля с водяным охлаждением, радиатора, вентилятора, одноосной ходовой части и капота. На радиаторе установлен диффузор, в который заключен вентилятор, что способствует повышению скорости

\'г-

потока воздуха, вследствие чего повышается отвод тепла от радиатора. На этой же установке испытывались конструкции по закрытию вентиляционных каналов в капоте.

Для закрытия проемов были разработаны 3 основных конструкции шумозащиты: жалюзи, глушители и акустические экраны (рис. 9).

I

/

/

Жалюзи Глушители Акустические экраны

Рис. 9 Виды основных конструкций шумозащиты вентиляционных проемов

Для крепления и обеспечения замены опытных образцов конструкций шумозащиты был изготовлен специальный портал, присоединяемый к штатному капоту стенда.

Разработана методика измерений эффективности выбранных средств.

При проведении исследований измерялись следующие параметры:

- уровни звукового давления (УЗД, дБ) и уровни звука (УЗ, дБА) в контрольных точках:

- значение скорости воздушного потока (м/с) и расхода воздуха л/мин в закрываемом вентиляционном канале.

Основные измерительные точки для определения акустической эффективности испытываемых конструкций расположены в ближнем звуковом поле на расстоянии 0,1м от края испытываемого изделия. Расположение измерительных точек шума показано на рис. 10.

Для проведения исследований моделей опытных капотов по оценке процессов теплообмена были разработаны и изготовлены отдельные съемные панели капота, позволяющие собрать звукоизолирующие капоты следующих конструктивных исполнений:

закрытый с поддоном под картером двигателя (имеется небольшой вентиляционный канал на одной торцевой стенке);

- с вентиляционными каналами на противоположных торцевых стенках капота;

- с вентиляционными каналами на торцевых стенках капота и с установленными перед проемами акустическими экранами в различных сочетаниях.

А-А 12 3 4

Рис. ] 0 Схема расположения измерительных точек шума.

1 - портал; 2 - акустический экран; 3 - радиатор; 4 - вентилятор Всего было разработано и испытано 14 вариантов различных исполнений проходных сечений в капоте станции и расположения акустических экранов.

Исследования проводились с двумя типами крыльчаток вентилятора одинакового диаметра: толкающей и тянущей (изменяющих направление воздушных потоков). В процессе проведения испытаний измерялись следующие температуры:

температура масла двигателя 0м.дв.), регистрировалась датчиком УК-133М, установленном на приборном щитке станции, температура воздуха на входе в радиатор (и); температура воздуха на выходе из радиатора Ог); - температура воздуха, всасываемого под капот (1з); температура воздуха, выходящего из-под капота (14).

В процессе проведения исследований измерялись акустические характеристики станции на расстоянии 1м от ее корпуса при различных вариантах компоновки капота в соответствии со схемой измерительных точек.

В процессе проведения измерений использовалась следующая аппаратура:

прецизионный гретьоктавный анализатор т. 2260 («Investigator»),

зав. № 216858] ф. «Брюль и Къер», Дания;

микрофон т. 4189, зав. № 2143216, ф. «Брюль и Къер», Дания;

шумомер-анализатор спектра Октава 101А № 02А010 с предусилителем КММ-400,

зав. № 01062 и микрофоном ВМК 205, зав. №448 ф. «Октава +», Россия;

шумомер анализатор спектра Октава 101А № 01А002 с предусилителем КММ-400,

зав. № 01197 и микрофоном ВМК 205, зав. № 279. «Октава +», Россия;

калибратор 05000, зав. № 31899, фирмы «MMF», Германия;

температурный датчик УК-1ЗЗМ. Россия;

цифровой термометр Digital Thermometer Group 4С6500 ф. «Cat»;

измеритель скорости движения воздуха цифровой Blowby/Airflow Indicator

group 8Т2700 фирмы «Cat».

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ изложены результаты экспериментальных исследований эффективности ЗИК, которые имеют две основные цели: исследования по определению влияния элементов шумозащигы капота на тепловой баланс в подкапотном пространстве и эффективности шумозащитных конструкций капота для снижения шума, проходящего через проем в капоте.

В первой части исследований определялись тепловые и акустические характеристики капотов с различным расположением и конструкцией вентиляционных проемов для организации различных путей движения теплового потока. Всего были испытаны 14 конструкций ЗИК. (модели капотов от II до XV). I модель представляет собой базовую модель без капота. Отдельные модели из 14-ти испытанных конструкций и результаты исследований их акустической эффективности и тепловых параметров приведены в табл. 3.

Сравнительная оценка акустической эффективности моделей капота приведена на рис. 11.

Сравнительные результаты акустических и тепловых испытаний (пример)

Таблица 3

г

VII XV XIV IX

XII XI XIII Va I

I изменение температуры масла двигателя, °С S Эффективность, дБА

Рис. 11. Сравнительная оценка акустической эффективности моделей капота

Помимо акустической эффективности важнейшим показателем является изменение температуры масла ДВС. Поэтому на гистограмме (рис. 11) представлены 2 характеристики, оценивая которые одновременно можно сделать вывод об эффективности моделей капота. Так наиболее эффективной с точки зрения акустики является модель VII, но повышение температуры масла на 12 °С делает модель неэффективной. С другой стороны модели XIV и XV имея акустическую эффективность всего на 0,5-1 дБА ниже по температуре дают превышение всего на 2 °С. Такую же разницу показывает модель IX. Но учитывая, что главным снижаемым фактором является снижение шума, наиболее предпочтительными выглядят модели XIV и XV. Анализ полученных результатов показал следующее-.

Основными параметрами, влияющим на тепловой баланс в подкапотном пространстве, являются:

площадь вентиляционных проемов для всасывания и выхлопа охлаждающего воздуха;

эффективность теплосъема с радиатора двигателя крыльчаткой вентилятора (как показали результаты проведенных исследований, наибольшей эффективностью теплосъема с радиатора обладает крыльчатка толкающего типа); конструкция диффузора на крыльчатке, обеспечивающего её максимальную производительность;

организация движения воздушных охлаждающих потоков под капотом, допускающих их перемешивания.

Оптимальной организации воздушных потоков под капотом удается достичь при следующих условиях;

- применение толкающей крыльчатки вентилятора;

отсутствие смешивания потоков горячего и холодного воздуха;

установка глухой перегородки на диффузоре, обеспечивающей прохождение

охлаждающего воздуха только через радиатор;

возможность поступления воздуха во всасывающий фильтр двигателя с температурой, близкой к температуре окружающего воздуха, т.к. немаловажную роль в эффективности теплообмена играет температура на всасывающем фильтре двигателя;

сохранение площади внутренних проходных сечений для всасываемого и удаляемого воздуха равной площади вентиляционных проемов на всасывании; отсутствие на пути движения воздуха каких-либо деталей с целью уменьшения сопротивления всасывающему воздушному потоку.

Эффективность капота сложной шумозащитной конструкции зависит от большого числа факторов, таких как:

форма и размеры капота (взаимное расположение и размеры элементов капота); величина среднего коэффициента звукопоглощения под капотом; звукоизоляция ограждающих конструкций (панелей) капота.

Как показал анализ результатов проведенных измерений, место расположения вентиляционных проемов незначительно сказывается как на акустической эффективности капота, так и на теплообмене в рассматриваемых компоновках капота.

Применением встроенных акустических экранов на вентиляционные проемы в капоте при правильном их расположении, подборе размеров и места установки можно добиться очень высокой эффективности звукоизолирующего капота, достигающей 13 и более дБА. При этом снижение его эффективности не превышает 2 дБА по сравнению с полностью закрытым ЗИК.

С целью выбора наиболее эффективных конструкций для закрытия вентиляционных проемов были проведены сравнительные испытания жалюзи, глушителей и акустических экранов различных размеров и разного конструктивного исполнения (с наличием и без звукопоглощающего материала (ЗПМ)).

Результаты сравнительных испытаний конструкций приведены на рис. 12.

ли дБ

Рис. 12 Сравнительная эффективность шумозащитных конструкций: 1 - жалюзи (2 козырька), 2 - глушитель (абсорбционный четырехкамерный глубиной 200 мм), 3 - экран, облицованный ЗПМ (390x390мм) глубиной 200 мм, 4 - составной экран (2х 590x590).

Анализ сравнительных испытаний шумозащитных элементов показал что:

- эффективность конструкций составляет по интегральной оценке от 4 до 9 дБА (от 1 до 16 дБ в средне-высокочастотном диапазонах 500-8000 Гц). Как правило, такая эффективность обеспечивает вполне приемлемое снижение шума, проникающего через открытый проем. При выборе конструкции защиты проема можно руководствоваться, в первую очередь, требованиями к конструкциям капота.

- применение конструкции не должно увеличивать свыше, чем на 50% скорость движения и расход воздуха через защищаемый проем;

- наиболее эффективными и при этом более простыми в конструктивном исполнении являются акустические экраны.

- эти конструкции обеспечивают снижение шума, проникающего через открытый проем на 8-10 дБА.

-в случае необходимости выполнения более жестких требований к снижению шума в проеме можно использовать комбинированные и составные экраны больших размеров.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ приведены результаты апробации результатов исследований.

Для подтверждения полученных результатов и основных выводов был изготовлен опытный капот, схема которого показана на рис. 13.

Рис. 13. Общий вид установки и схема измерительных точек акустических характеристик капота 1 - двигатель; 2 - радиатор; 3 - всасывающий фильтр; 4 - вентилятор; 5 -звукоизолирующий капот; б - звукопоглощающее покрытие; 7 - раздвижной акустический экран; 8 - неподвижный акустический экран; 9 - выхлопной вентиляционный проем; 10 - всасывающий вентиляционный проем; 11 - деревянный брус; 12 - глухая перегородка (НУ - измерительные точки).

С целью исследования влияния площади проходных сечений вентиляционных проемов на акустическую эффективность капота и эффективность теплообмена в конструкции капота была предусмотрена возможность изменения площади проема за счет открывания.

Для обеспечения эффективного охлаждения радиатора не него устанавливалась глухая перегородка (12), перекрывающая сечение между радиатором и стенками капота, тем самым весь поток охлаждающего воздуха проталкивался вентилятором через радиатор.

Данные акустических испытаний опытного капота показаны на рис. 14.

Рис. 14 Акустические характеристики двигателя с капотом и без капота.

(1 - без капота, 2 - с капотом) Как видно из данных, приведенных на рис. 14 эффективность капота составляет от 4 дБ до 16 дБ по уровням звукового давления и 10 дБА по уровню звука, а по данным тепловых испытаний теплообмен под капотом в пределах допустимых температур.

Анализ результатов проведенных исследований показал, то разработанный на двигатель капот отвечает требованиям по его тепловому режиму и имеет хорошие показатели по снижению шума двигателя.

По результатам выполненных исследований были разработаны рекомендации по проектированию звукоизолирующего капота для дизельной передвижной компрессорной станции, выпускаемой ОАО «Машиностроительный завод «Арсенал». На основании разработанных рекомендаций был создан опытный образец станции, схема которой представлена на рис. 15.

Установка капота на разработанную компрессорную станцию в шумозаглушенном исполнении обеспечит снижение шума станции до требуемых нормативных значений.

Рис. 15 Схема передвижной компрессорной станции в шумозаглушенном исполнении

1,- звукоизолирующий капот; 2,- звукопоглощающая облицовка; 3,- глухая перегородка; 4,- акустический экран; 5,- вентиляционные отверстия; 6.- поддон; 1- рама; 8,- холодильник компрессора; 9,- диффузор вентилятора; 10 - двигатель; П.- компрессор; 12.- всасывающий фильтр компрессора; 13,- воздуховод всасывающего фильтра; 14,-проем в крыше; 15,- защитный короб.

ВЫВОДЫ II РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлено, что внешний шум более 60% строительно-дорожных машин превышает 75 дБЛ; основной источник шума - корпус двигателя внутреннего сгорания, шум которого на 6-18 дБА превышает шум других источников (выпуска и всасывания двигатель внутреннего сгорания, вентилятора системы охлаждения, гидравлики и др.). Основной метод снижения шума корпуса двигатель внутреннего сгорания - заключение его в звукоизолирующий капот с системой удаления тепла из подкапотного пространства.

2. Экспериментально установлено, что звуковое поле в подкапотном пространстве - квазидиффузное. Для аналитических расчетов звукоизолирующего капота в диапазоне частот выше 125 Гц используется статистическая теория; резонансными явлениями в звуковом поле подкапотного воздушного объёма пренебрегают.

3. На основании статистической теории акустики разработан метод расчета уровней внешнего шума закапотированных двигатель внутреннего сгорания с учетом расположения вентиляционных проемов.

4. Изложена методика теплового расчета в подкапотном пространстве и выбора площади вентиляционных проемов, на которые устанавливается акустический экран (или другие шумозащитные конструкции).

5. Теплообмен в подкапотном пространстве обеспечивается созданием проемов в капоте, ухудшающих его акустические свойства. Для обеспечения требуемого шумоглушения капотом проемы закрываются встроенными конструкциями -акустическими экранами.

6. Разработана и апробирована формула расчета акустического экрана в подкапотном пространстве, в которой учитываются звукопоглощение под капотом и акустический экран, размеры акустического экрана и расположение его в пространстве. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало приемлемое совпадение (отклонение не более 2-4 дБ) в диапазоне частот 250-4000 Гц.

7. Для выполнения экспериментов были разработаны специальные стенды, на которых выполнялись акустические и тепловые испытания. На отдельном стенде выполнялись исследования 3-х типов встроенных шумозащитных конструкций (жалюзи, глушители, акустические экраны). Отдельный степд представлял собой устройство, позволяющее испытать 15 вариантов конструкций звукоизорирующих капотов с двумя системами обеспечения теплообмена и различными вариантами расположения вентиляционных проемов.

.гъ

8. Разработан опытный образец звукоизолирующего капота на двигатель С-9 (фирмы «Caterpillar»). Проведены испытания опытного образца по оценке эффективности акустических экранов различных конструкций с одновременной оценкой теплового баланса под капотом.

9. Для выполнения исследований произведен выбор поверенной прецизионной виброакустической аппаратуры и средств оценки теплового режима под капотом.

10. В результате проведения акустических и тепловых измерений 15 вариантов конструкций капота было установлено:

- на тепловой баланс в подкапотном пространстве влияет площадь вентиляционных проемов, тип крыльчатки вентилятора, наличие диффузора, организация теплового потока под капотом с выполнением площади внутренних проходных сечений под капотом не менее площади вентиляционных проемов;

- на акустическую эффективность звукоизолирующего капота, в первую очередь, влияет площадь вентиляционных проемов (и незначительно влияет их расположение), применением встроенных акустические экраны на вентиляционных проемах достигается акустическая эффективность капота до 13 дБА.

11. Было исследовано 3-х типа встроенных в звукоизолирующий капот шумозащитных конструкций на вентиляционные проемы (жалюзи, глушители, акустические экраны). Экспериментально установлено, что:

- наименьшую эффективность (З-б дБА) обеспечивают жалюзи, применением абсорбционных глушителей шума обеспечивается шумоглушение от 5 до 10 дБА (четырехкамерный глушитель), а акустические экраны снижают УЗ до 8-13 дБА, сохраняя тепловой баланс в подкапотном пространстве.

12. Разработаны рекомендации по проектированию звукоизолирующих капотов для строительно-дорожных машин.

13. Применением разработанных рекомендаций при создании опытного капота на дизельный двигатель С-9 удалось добиться снижения уровней звука на 10 дБА (4-16 дБ в нормируемом диапазоне частот) при сохранении нормальной работы двигателя.

14. Разработаны рекомендации по проектированию звукоизолирующего капота и создан опытный образец шумозаглушенной передвижной компрессорной станции для ОАО «Машиностроительный завод «Арсенал».

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях.

1. Дроздова Л.Ф., Кудаев A.B. Снижение шума передвижных компрессорных станций, Труды школы-семинара «Новое в теоретической и прикладной акустике» СПб.: БГТУ, 2003, 10 с.

2. Кудаев A.B. Снижение шума строительных машин звукоизолирующими капотами. Сборник докладов научно-практической конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия», СПб.: БГТУ, 2006. 11 с.

3. Дроздова Л.Ф., Кудаев A.B. Снижение шума стационарной компрессорной станции путем заключения ее в звукоизолирующий капот. Специальный выпуск «ELPIT-2007» Том 2. Серии «Машиностроение» и «Экология», 6 с.

4. Дроздова Л.Ф., Кудаев A.B. Исследование влияния шумозащитных элементов капота на его эффективность. Сборник трудов XIV международной научно-технической конференции в г. Севастополе 17-22 сентября 2007г. В5-ти томах.-Донецк: ДонНТУ, 2007. Т. 1.-7 с.

5. Дроздова Л.Ф., Кудаев A.B. К вопросу о шуме строительно-дорожных машин. Труды школы-семинара «Новое в теоретической и прикладной акустике» СПб.: БГТУ, 2007, 7 с.

6. Л.Ф. Дроздова, Кудаев A.B. Анализ методов расчета звукоизолирующих капотов. Труды школы-семинара «Новое в теоретической и прикладной акустике» СПб.: БГТУ, 2007, 7 с.

7. Дроздова Л.Ф. Кудаев A.B. Особенности проектирования звукоизолирующих капотов. Сборник докладов II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия». 17-19 марта 2009г. В 2-хтомах.-СПб, 7 с.

8. Дроздова Л.Ф. Кудаев A.B. Расчёт и проектирование звукоизолирующих капотов для снижения шума энергетических установок. Журнал «Безопасность жизнедеятельности» №8, 2009 год, 3 с.

9. Дроздова Л.Ф., Кудаев A.B. Применение звукоизолирующих капотов в снижении шума строительно-дорожных машин. Сборник докладов III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия». 22-24 марта 2011г. В 2-х томах.-СПб., 6 с.

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Кудаев, Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Объекты исследования.

1.2 Нормативные требования по шуму строительно-дорожных машин.

1.3 Внешний шум машин и вклад источников* шума в процессы шумообразования.

1.4 Конструирование звукоизолирующих капотов.

1.4.1 Принципиальные конструкции ЗИК.

1.4.2 Материалы, применяемые для конструирования ЗИК.

1.5 Исследование связи теплообмена в подкапотном пространстве с акустической эффективностью ЗИК.

1.6 Процессы образования звуковых полей и расчёты эффективности ЗИК.

1.7 Постановка задач исследования.

1.8 Основные задачи исследования.

ГЛАВА II АКУСТИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТБ1 ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕГО КАПОТА.32'

2.1 Основные допущениями границы акустических расчётов.

2.2 Расчет внешнего шума, излучаемого установленным под капотом ДВС.

2.2.1 Выбор расчетных точек.

2.2.2 Характеристика внешнего шума и особенности расчетов.

2.2.3 Расчет шума в РТ.

2.2.4 Требуемое снижение шума капотом.

2.2.5 Расчет акустической эффективности встроенного экрана.

2.3 Расчет встроенных АЭ (на примере СДМ).

2.4 Оценка теплового баланса двигателя под звукоизолирующим капотом.

Выводы по главе.53*

Глава III. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Описание опытного стенда.

3.2 Методика исследования конструкций для закрытия проемов в звукоизолирующих капотах.

3.2.1 Описание опытных образцов для закрытия проемов.

3.2.2 Методика проведения измерений эффективности элементов для закрытия проема.

3.2.3 Проверка эффективности плоских внутренних экранов со звукопоглощением с одной стороны.

3.2.4. Проверка эффективности плоских внешних экранов со звукопоглощением.

3.2.5 Проверка эффективности комбинированных экранов со звукопоглощением.59 *

3.2.6 Проверка эффективности внешних жалюзи со звукопоглощением.59>

3.2.7 Проверка эффективности однокамерного глушителя со звукопоглощением.

3.2.8 Проверка эффективности двухкамерного глушителя со звукопоглощением.

3.2.9 Проверка эффективности четырехкамерного глушителя со звукопоглощением.

3.2.10 Аппаратура для измерения акустических и тепловых характеристик двигателя;.

3.2.11 Обработка,результатов измерений.62!

3:3 Методика*исследования моделей опытных капотов для.оценки процессов теплообмена.

3.3.1. Описание опытных конструкций разработанных:капотов.

3.3.2 Методика проведения измерений температурного режима под капотом.

3.4 Методика проведения измерений акустической эффективности опытного капота на двигатель.

3.4.1 Измерения шума.

3.4.2 Измерения температур.

3.4.3 Измерение скорости удаляемого из-под капота воздуха.

Выводы по главе.7 Г

ГЛАВА IV ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩИХ КАПОТОВ.

4.1 Исследования по определению влияния элементов шумозащиты капота на тепловой баланс в подкапотном пространстве и уровни шума станции.

4.1. Тепловые и акустические характеристики двигателя без капота.

4.1.2 Акустические и тепловые характеристики двигателя с закрытым капотом.

4.1.3 Тепловые и акустические характеристики двигателя со звукоизолирующими капотами различных конструктивных исполнений.

 
Введение диссертация по физике, на тему "Снижение шума силовых установок строительно-дорожных машин звукоизолирующими капотами"

В настоящее время одной из наиболее острых экологических проблем, является проблема защиты от шума [1-5]. Повышенный шум — это вредный фактор, крайне негативно влияющий на человека в любом месте его пребывания. Нарушение нервной и сердечно-сосудистой деятельности, повышенное артериальное давление, глухота - вот неполный список негативных последствий, возникающих при воздействии на человека повышенного шума [6-9]. Так, у работающих в условиях повышенного шума операторов СДМ через 5 лет ухудшается слух, а через 10 лет может наблюдаться неврит слуховых нервов [10].

Значительный вклад в акустическое загрязнение городов вносят транспортные машины, которые перемещаясь выполняют различные виды работ: строительных, погрузочно-разгрузочных, уборочных и др. Среди этих машин выделяются машины, выполняющие строительные работы, и которые носят название строительно-дорожных (СДМ) - наиболее массовые по степени акустического воздействия.

Как известно из литературы [2,3,11,12], акустические характеристики значительной части СДМ, работающих на стройплощадках, не удовлетворяют требованиям санитарных норм (СН). Внешний шум СДМ на расстоянии 7,5 м может достигать 75-85 дБА. Если учесть, что норма шума, например, в жилой застройке в дневное время - 55 дБ А- [6], то шум стройплощадок может превышать нормы на 20 дБА и более. Из-за повышенного шума во многих странах, в том числе и в РФ, запрещено производство строительных работ в ночное время вблизи жилья, медицинских учреждений и пр.; это ограничение снижает возможности строительных технологий, увеличивает затраты на строительство.

Основным источником шума большинства типов транспортных машин (тракторов, строительно-дорожных машин, тягачей, грузовых автомобилей) является силовая установка (бензиновый или дизельный двигатель внутреннего сгорания - ДВС).

Из литературы [3] известно, что шум корпуса ДВС в зависимости от объема двигателя, мощности, частоты вращения и др. лежит в основном в диапазоне 100-110 дБА (измерения на расстоянии 1 м). Предпринимаются попытки снижения шума в источнике: корпус ДВС изготавливается из специальных материалов, выполняются меры по конструктивному демпфированию корпуса и др. Эти меры или ведут к неприемлемому для практики удорожанию ДВС, или снижают надежность их работы, поэтому не находят широкого применения.

Более доступный путь - путь акустического капотирования, т.е. заключения корпуса ДВС в звукоизолирующий капот (ЗИК) [12-23]. Эти капоты имеют сложное конструктивное устройство, требуют выполнения специальных расчетов. Такие капоты, в зависимости от конструктивного исполнения, имеют эффективность, достигающую 8-10 дБ А и более [2,3,11]. Во многих случаях такой эффективности бывает достаточно для требуемого снижения внешнего шума СДМ и, казалось бы, что капоты должны применяться повсеместно, т.е. едва ли не каждое транспортное средство должно быть оснащено штатным ЗИК. На практике капотами оснащаются отдельные машины, и внешний шум большего числа транспортных машин превышает нормы в жилой застройке на сотни метров от работающей машины [3].

Отсутствие массового применения ЗИК для снижения шума силовых установок транспортных машин объясняется весомыми причинами. При установке ЗИК на силовую установку меняется ее тепловой режим, что приводит к ухудшению ее функционирования. Налицо противоречие между акустикой и теплотехникой: чем больше загерметизирован капот, тем выше его акустические свойства, но хуже теплообмен между подкапотным пространством и окружающей средой и наоборот. В разрешении этого противоречия лежит путь к успеху массового применения ЗИК для силовых установок.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: создать научные основы акустического проектирования звукоизолирующих капотов силовых установок, выделяющих тепло при работе.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА: в диссертации обоснованы и разработаны научные методы расчета, проектирования и выбора ЗИК на силовые установки путем решения следующих научных задач:

1. Предложен метод расчета УЗ и УЗД СДМ с закапотированными силовыми установками с учетом дифракции звука вентиляционными проемами (отверстиями) и отражения звука от близкорасположенных поверхностей.

2. Предложен метод расчета эффективности встроенных во внутреннее пространство ЗИК акустических экранов (АЭ) в зависимости от площади проема, конструктивных особенностей АЭ и акустических свойств ЗИК.

3. Доказана корректность применения статистической теории акустики для выполнения акустических расчетов ЗИК

4. Найдены пути организации движения воздушных потоков под капотом, обеспечивающие его максимальную акустическую эффективность.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ:

1. Получены результаты сравнительной акустической эффективности встроенных шумозащитных элементов ЗИК; доказана наибольшая эффективность встроенных АЭ по сравнению с другими применяемыми конструкциями.

2. Разработана и испытана опытная конструкция ЗИК, обеспечившая при небольших затратах снижение шума на 10 дБА и на.4-16 дБ в диапазоне частот 250-8000 Гц с соблюдением теплового режима закапотиро-ванного двигателя за счет обеспечения требуемого воздухообмена при. рабочих нагрузках.

3. Разработаны рекомендации по проектированию ЗИК, в которых требования акустической защиты согласованы- с требованиями теплообмена в подкапотном пространстве.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ осуществлялось:

1. При разработке звукоизолирующего капота для снижения шума дизельного двигателя С9 .

2. При разработке и проектировании опытного образца шумозаглушен-ной передвижной компрессорной станции типа МЗА.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ:

Основные результаты работы доложены на:

XIV Международной^ научно-технической конференции «МАШИНОСТРОЕНИЕ И ТЕХНОСФЕРА XXI. ВЕКА» г. Севастополь 17-22 сентября 2007г., II Международный конгресс ЕЬР1Т 2009 г., г. Тольятти, 19 сентября 2009 г., II Всероссийской конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия». Санкт-Петербург 17-19 марта 2009г., III Всероссийской- конференции с международным участием «Защита населения- от повышенного5 шумового воздействия». Санкт-Петербург 22-24 марта 2011г.

ПУБЛИКАЦИИ:

Основные результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах, 2 работы выполнены в личном авторстве, доля автора в остальных работах составляет от 40 до 70%. В изданиях по списку ВАК опубликованы 2 работы, в том числе: Специальный выпуск «ЕЬР1Т-2007» Том 2. Серии «Машиностроение» и «Экология», 6 е.; Журнал «Безопасность жизнедеятельности» №8, 2009 год, 8 с.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ :У

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 99 наименований и 4-х приложений. Основной материал, включая 78 рисунков и 39 таблиц, изложен на 131 странице, объем приложений - 58 страниц.