Файл: Разумовский М.А. Борьба с шумом на тракторах.pdf

в табл. 2. Реальные уровни вибраций на рабочих скоро­ стных и нагрузочных режимах трактора не должны превышать указанных в таблице величин в октавных полосах спектра.

Впроцессе исследований факторов, влияющих на шум

вкабинах, и различных способов борьбы с ним измере­ ния шума на рабочем месте часто проводятся на разных скоростных и нагрузочных режимах работы двигателя (трактора) как при движении, так и при работе на стендах с загрузкой двигателя через валы отбора мощ­ ности. При этом для детального изучения шума часто выполняется его узкополосный спектральный анализ.

Методы экспериментальных исследований шума источников. Акустические исследования источников в практике борьбы с шумом на тракторах преследуют

следующие цели:

определение шумовых характеристик при различных скоростных и нагрузочных режимах работы;

классификацию источников шума по их влиянию на величину суммарного уровня звукового давления в ин­ тересуемых точках звукового поля трактора;

оценку мероприятий по уменьшению шума источ­

ников.

Шумовые характеристики источников — уровни зву­ ковой мощности, направленность излучения, уровни

24

звукового давления в характерных точках определяются, как правило, в лабораторных условиях с соблюдением общих правил на акустические измерения.

Наиболее распространенными являются измерения акустических характеристик каждого в отдельности ис­ точника на специальных стендах с максимально возмож­ ным воспроизведением реальных условий работы, скоростных и нагрузочных режимов. Этот метод приме-

Разность L1~Lz ,d6

Рис. 9. Номограмма для определения суммарного уровня шума двух источников

ним для таких источников шума на тракторах, как двига тели и силовые передачи. Используемые стенды должны быть оборудованы малошумными приводами и тормоз­ ными устройствами, а испытываемые объекты независи­ мо от способа их установки на тракторе должны быть надежно виброизолированы от фундамента стенда.

При измерениях необходимо учитывать влияние шу­ мового фона (помех) от приводов, тормозов и другого оборудования стендов. Измерения допустимы, если уро­ вень звукового давления в интересуемом диапазоне частот суммарного шума, создаваемого источником и помехами, превышает уровень помех не менее чем на- 4 дб. В случаях, если разница уровней измеряемого шу­ ма и фона менее 10 дб, в результаты измерений вносится поправка. Величина поправки, вычитаемой из суммарно­ го уровня, может быть определена по номограмме, при­ веденной на рис. 9, которая отображает закон энергети­ ческого суммирования уровней звукового давления.

Предпочтительными для акустических измерений и абсолютной оценки шума источников являются условия свободного звукового поля, или заглушенные камеры. Однако такие условия не всегда выполнимы, поэтому измерения часто проводятся в обычных помещениях в поле прямых звуковых волн, излучаемых источником. Допустимая зона измерений вокруг источника, в которой

25

прямой звук преобладает над отраженным, зависит от объема помещения и определяется из выражения [44]

где г — расстояние от источника до точки измерения, ж; V — объем помещения, ж3.

Зона измерений может быть расширена, если умень­ шить отражение звука от стен помещения, установив на них звукопоглощающие облицовки.

В условиях обычных помещений достаточного объема на практике может успешно проводиться сравнительная оценка различных мероприятий по борьбе с шумами и т. п. При измерениях необходимо выполнять требова­ ние к расположению микрофонов — расстояние от них до стен помещения и его углов соответственно должно быть не менее 1 и 2 ж (ГОСТ 11870—66).

При дифференциации сложных источников, таких, как двигатель со всеми его механизмами и системами, на составляющие простые источники и определении их аку­ стических характеристик применяются различные мето­ ды. Так, например, шумы, создаваемые кривошипно­ шатунным и клапанными механизмами, шестернями рас­ пределения, агрегатами системы питания и смазки, определяются при их поочередной прокрутке от электро­ мотора.

К оценке шумовых характеристик механизмов, кото­ рые определены при прокрутке от электромотора, следует подходить с определенной осторожностью, так как ха­ рактер действующих сил и характер излучения в реаль­ ных условиях работы механизмов могут отличаться. Это прежде всего относится к кривошипно-шатунному меха­ низму, поэтому по результатам измерений шума при прокрутке может быть сделана только ориентировочная оценка его излучений. Для приближения условий работы других механизмов к реальным их прокрутку следует производить непосредственно на двигателе. Привод мо­ жет осуществляться через коленчатый вал, при этом шатунно-поршневые комплекты демонтируются, а в ка­ налы подачи масла к шатунным подшипникам ставятся заглушки. Для смазки механизмов в процессе таких испытаний целесообразно применять дополнительный

26

масляный насос с приводом от электродвигателя, кото­

цессов впуска и выпуска, не являющихся агрегатами двигателя, измерения и спектральный анализ шума про­ водятся в непосредственной близости от впускных и вы­ пускных отверстий (см. рис. 6), а шумовой фон в точке измерений (в данном случае шум остальных источников) определяется на том же режиме после исключения ис­ следуемого источника. Это осуществляется путем забора воздуха и отвода отработавших газов через специальные трубопроводы. Для уменьшения шумового фона от ос­ тальных источников последние могут закрываться зву­ коизолирующими кожухами.

Подобный метод анализа шума вблизи источника применяется и в других случаях, например для определе­ ния звуковых излучений отдельными агрегатами, участ­ ками поверхностей корпусных деталей двигателей и силовых передач. При этом для уменьшения влияния шумового фона от остальных источников можно исполь­ зовать специальные экраны, выполняемые в виде рупоров [76].

При анализе влияния основных источников шума на тракторе на характеристики внешнего шума, шума на рабочем месте и их классификации по диапазонам частот на практике хорошие результаты дает метод последова­ тельного исключения источников, а также метод опреде­ ления взаимной корреляции акустических сигналов. В первом случае влияние источника оценивается по изме­ нению уровней звукового давления в полосах частот шу­ ма в интересуемой точке звукового поля после его исключения — забор воздуха и отвод газов через трубо­ проводы (исключение аэродинамического шума впуска и выпуска), отключение вентилятора, работа на тормоз­ ном стенде с загрузкой двигателя через вал отбора мощ­ ности и работа трактора с той же загрузкой двигателя в движении (исключение трансмиссии). Во втором случае количественная связь между шумом источника и шумом в интересуемой точке звукового поля трактора в опреде­ ленном диапазоне частот оценивается по значениям нор­ мированной функции взаимной корреляции обоих сиг­ налов.

27

Здесь /?і(0) и /^2 (0 ) — автокорреляционные функции (12) исследуемых процессов.

Если источник полностью определяет шум в интере­ суемой точке звукового поля, то нормированная функ­ ция взаимной корреляции имеет максимум, равный 1. В остальных случаях ее значение меньше единицы, а аб­ солютная величина характеризует относительное содер­ жание звуковой энергии источника в общем шуме. Прак­ тическое определение функции взаимной корреляции акустических процессов осуществляется с помощью корреляторов (см. блок-схемы на рис. 3).

4. Акустические характеристики тракторов

Внешний шум тракторов. Внешний шум технически исправного трактора характеризует степень совершен­ ства его конструкции и эффективность примененных средств по уменьшению шума источников. Уровни внеш­ него шума во многом зависят от режима работы тракто­ ра, поэтому только измерения, проведенные по единой методике, позволяют сравнивать разные тракторы по из­ лучаемому шуму и оценивать соответствие шумовых ха­ рактеристик предъявляемым требованиям.

Результаты измерений внешнего шума отечественных и зарубежных [78] колесных тракторов по общеприня­ той методике для транспортных средств приведены в табл. 3. Из таблицы видно, что тракторы с дизельными двигателями мощностью 29—64 кВт при разгоне на транс­ портных передачах по уровням шума, за резким исклю­ чением, укладываются в пределы 85—90 дбА, при этом более шумными являются тракторы с мощными двига-

28

Т а б л и ц а 3

Внешний шум пропашных сельскохозяйственных тракторов на расстоянии 7,5 м при разгоне на транспортной передаче

П р и м е ч а н и е . Все отечественные тракторы испытывались с унифицированным глушителем-искрогасителем конструкции ММЗБИМСХ.

телями. Отечественные пропашные тракторы, оборудо­ ванные унифицированными глушителями-искрогасителя­ ми, по показателю внешнего шума находятся на уровне зарубежных образцов тракторов одинаковой энергона­ сыщенности.

Уровень внешнего шума тракторов при установив­ шихся режимах работы на транспорте обычно не превы­ шает уровней, определенных на режимах разгона. В этих условиях на его величину основное влияние оказывает скоростной режим работы двигателя и нагрузка. Шум силовой передачи существенного влияния на уровень внешнего шума трактора по шкале А не оказывает, так как передаваемая ею мощность и излучаемый шум при работе на транспорте обычно не велики.

На рис. 10 представлены октавные спектры внешнего шума тракторов при установившемся движении с гру­ женым прицепом, позволяющие судить о распределении излучаемой звуковой энергии по частотному диапазону.

29