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

(подвески остова и пневматических шин). Основным эксплуатационным фактором, влияющим на уровень низкочастотных вибраций остова трактора, является скоростной режим работы двигателя — с увеличением частоты вращения уровни вибраций возрастают. Эта закономерность нарушается только в тех случаях, когда наблюдаются резонансные совпадения, т. е. уровень виб­ раций может быть более высоким при низкой частоте

вращения двигателя. На тракторах с теоретически урав­ новешенными двигателями более заметное влияние на уровень вибраций оказывает нагрузка, т. е. силы давле­ ния газов в цилиндрах.

Причинами возбуждения интенсивных составляющих в высокочастотной области спектра вибраций двигателяостова трактора (рис. 16) и соответствующего излучения воздушного шума являются импульсы давления при сго­ рании топлива в цилиндрах, ударные возмущения в дви­ гателе и возмущения при иересопряжении зубьев ше­ стерен.

38

Характер вибраций различного неактивного оборудо­ вания, например радиаторов, топливных и воздушных фильтров, стартеров и т. п., зависит от многих факторов. К ним прежде всего следует отнести способ установки и характеристику подвески на остове трактора и двигате­ ле. Как правило, наиболее высокие уровни вибраций имеет оборудование, у которого центр тяжести размещен на значительном расстоянии от места крепления (трубо-

Рис. І6. Спектрограммы уровня виброскорости (трактор МТЗ-80, ре­ жим максимальной мощности при торможении через вал отбора мощности):

/ —блока цилиндров двигателя; 2—корпуса силозой передачи

проводы, тяги, фильтры), а также при его консольном креплении. Самые большие уровни вибраций наблюда­ ются при резонансных совпадениях. Если такие совпа­ дения имеют место на рабочих скоростных режимах, они часто являются причинами усталостных поломок.

С точки зрения условий труда из всего вибрирующего оборудования на тракторах следует выделить органы управления и элементы кабины. Как уже отмечалось, при недостаточной виброзащите кабин и резонансных совпадениях при колебаниях ее элементов наблюдается увеличение уровней звукового давления на рабочем

месте.

В табл. 5 приведены пооктавные уровни виброскоро­ сти рулевого колеса и полика кабины, с которыми води­ тель находится в постоянном контакте во время работы. Сопоставление результатов измерений уровней вибро­ скорости с допустимыми значениями (см. табл. 2) пока­ зывает, что виброизоляция кабины и вместе с ней руле-

39

Т а б л и ц а 5

Вибрации рулевого колеса и полика кабины при номинальном скоростном режиме работы двигателя

* Уровни виброскорости в числителе соответствуют жесткому креплению рулевой колонки, в знаменателе — креплению на кабине (виброизоляция вместе с кабиной).

вой колонки (тракторы МТЗ-80, ZETOR CRYSTAL 8011) практически позволяет обеспечить выполнение требова­ ний по вибрации полика и рулевого колеса. При жестком креплении (трактор МТЗ-50) уровни виброскорости зна­ чительно превышают допустимые значения.

5. Исследования шума источников

Источники шума аэродинамического происхождения. Согласно классификации*, приведенной на рис. 1, к ис­ точникам шума аэродинамического происхождения на тракторах относятся процессы выпуска отработавших газов, впуска воздуха и вентиляторы системы охлажде­ ния двигателей. Влияние шума процессов выпуска и впу­ ска на воздушный шум скоростного тракторного двига­ теля при работе с отключенным вентилятором показано на рис. 17.

При незаглушенном шуме процесса выпуска уровни звукового давления вокруг двигателя во всем диапазоне звуковых частот определяются только шумом выпуска.

40

Полное исключение его при отводе отработавших газов через трубу, что равносильно установке идеального глу­ шителя, приводит к большому уменьшению шума вокруг двигателя. Последующее полное исключение шума процесса впуска при заборе воздуха через трубу (иде­ альный глушитель шума впуска) практически решает задачу уменьшения низко- и среднечастотного шума дви­ гателя. Таким образом, очевидно, что излучаемый двига­ телем воздушный шум будет зависеть прежде всего от эффективности заглушающих устройств во впускной и выпускной системах.

Аэродинамический шум, создаваемый крыльчаткой вентиляторов системы жидкостного охлаждения, в общем воздушном шуме двигателей (Д-50, Д-60, Д-240) прояв­ ляется лишь после исключения шума процессов выпуска и впуска и то обычно только на основной частоте шума вращения крыльчатки (5). На этой частоте уровень зву­ кового давления выделяется в спектре шума двигателей на 5—8 дб. В остальных диапазонах частот уровни зву-

Рис. 17. Спектрограммы шума дизеля Д-240 при работе на номи­ нальном режиме (вентилятор отключен, г=1 м):

/ —без глушителя шума процесса выпуска (впуск воздуха через трубу); 2—впуск воздуха при снятых воздушных фильтрах (выпуск газов в трубу); 3—выпуск газов и впуск воздуха через трубы

41

Рис. 18. Октавные спектры шума процесса выпуска тракторных дви­ гателей при работе на номинальном режиме без глушителей (г=0,5 м):

1—Д-240; 2—ZETOR (№ 002203); 3—Д-60; 4—Д-48

нового давления, создаваемые вентилятором, значитель­ но ниже уровней от других источников.

Шум процесса выпуска является следствием выброса отработавших газов из цилиндров и движения газового потока в выпускной системе с большими скоростями. Основная доля звуковой энергии излучается через вы­ пускные отверстия, а величина ее во многом зависит от режима работы двигателя, акустических характеристик выпускного тракта и глушителей.

На рис. 18 приведены октавные спектры незаглушенного шума выпуска двигателей сельскохозяйственных тракторов при работе на номинальных режимах. Можно констатировать, что шум выпуска у форсированных дви­ гателей значительно выше. В то же время при равенстве

них практически близки по уровням звукового давления во всем диапазоне частот, несмотря на имеющиеся конструктивные отличия (см., например, двигатели Д-240 и трактора ZETOR CRYSTAL 8011). Это свидетельствует об имеющемся аэродинамическом подобии простейших (без глушителей) выпускных систем дизелей.

Влияние на шум незаглушенного выпуска нагрузоч­ ного режима работы двигателя показано на рис. 19. Как видно, самые высокие уровни звукового давления в

42

спектрах шума выпуска наблюдаются на основной ча­ стоте процесса выброса газов из цилиндров (1) и гармо­ нических составляющих низших порядков. С увеличени­ ем нагрузки уровни звукового давления возрастают во всем диапазоне частот, что связано с увеличением объ­ ема отработавших газов и скорости потока.

Увеличение скорости вращения двигателя при посто­ янной нагрузке также приводит к повышению уровней звукового давления при выпуске во всем диапазоне час­ тот. Например, при увеличении числа оборотов в минуту

дб

u

зо Güö

Ж

0,38 МН/м2; 3—0); С—при постоянной нагрузке, рев 0,66 МН/м2 (1—п =*2200 обімин;

2—1700 обімин)

43