Файл: Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки.pdf

на 4—5 дБ. При работе впускных клапанов уровень шума на 2—3 дБ выше, чем при работе более легких выпускных клапанов.

Уровень шума двигателя весьма существенно зависит от фаз газораспределения. В двигателе ЗИЛ-130 были испытаны восемь распределительных валов, при которых фазы газораспределения соответствовали приведенным в табл. 99. Было установлено, что двигатель менее шумно работает при наиболее позднем начале

пределенпя необходимо учитывать не только характер изменения крутящего момента двигателя, его мощностные и экономические показатели, но и шумовую характеристику.

Зубчатые передачи привода газораспределительного меха­ низма являются источником шума, спектр которого занимает широкий диапазон частот (400—2500 Гд).

Стук шатунных подшипников обнаруживался по повышению уровня колебательной скорости двигателя в третьоктавной поло­ се со среднегеометрической частотой 315 Гц. Стук поршней вы­ зывает повышение уровня вибрации двигателя в полосах со среднегеометрическими частотами 125 п 250 Гц. Вентилятор сис­ темы охлаждения повышает уровень шума двигателя в зависи­ мости от частоты вращения на 2—4 дБ (А).

Важнейшим фактором в образовании шума автомобиля яв­ ляется остаточная несбалансированность двигателя. В шуме работающего двигателя ЗИЛ-130 несбалансированность прояв­ ляется в виде тональной составляющей с частотой 15—50 Гц в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. При боль­ шом дисбалансе двигателя эта составляющая имеет обычно наи-

больший уровень в спектре его вибраций. По имеющимся дан­ ным пробег хорошо сбалансированных двигателей до ремонта на 25% больше пробега двигателей, не прошедших дополнитель­ ную балансировку.

Как показали эксперименты, при различных дисбалансах двигателя в спектрах шума и вибраций изменяется практически

точность изготовления деталей кривошипно-шатунного механиз­ ма, а не введения в технологический процесс дополнительной балансировки двигателя в сборе.

Вопрос о допускаемом остаточном дисбалансе двигателя весьма сложен. Во всех случаях требуется установить экономи­

сподбором балансировочных средств (станки, стенды, измери­ тельная аппаратура). По рекомендации VDI, допускаемый дис­ баланс двигателя в сборе может быть установлен приближенно

спомощью графика, приведенного на рис. 143. В данном случае

кбалансируемым деталям относят: коленчатый вал, маховик, сцепление, шкив коленчатого вала, шатуны. Для балансируемых деталей с двумя компенсирующими плоскостями на каждую из них относят половину полученного расчетом дисбаланса. При указанных условиях дисбаланс двигателя ЗИЛ-130, у которого

356

масса балансируемых деталей составляет 90 кг, должен быть примерно 450 гс-см. Однако эта расчетная величина несколько завышена. Для двигателей рассматриваемого типа допускаемый дисбаланс должен составлять примерно 300 гс-см.

Решающим фактором при возникновении высокочастотного шума двигателя является материал блока и головок блока ци­ линдров. Детали из чугуна имеют явные преимущества перед алюминиевыми деталями, так как коэффициент затухания у чу­ гуна примерно в 2 раза больше, чем у алюминия. Опыт показал, что в случае перехода от алюминиевых головок блока цилиндров

Рис. 144. Влияние материала головок блока цилиндров на уровень шу­ ма двигателя ЗИЛ-130 (полная нагрузка, п = 3000 об/мин):

1 — алюминиевые головки; 2 — чугунные головки

к чугунным уровень высокочастотной области спектра шума дви­ гателя ЗИЛ-130 понижается примерно на 13 дБ (рис. 144).

К вспомогательному оборудованию, установленному на дви­ гателе и создающему шум, следует отнести компрессор тормоз­ ной системы автомобиля. Шум, возникающий в системе впуска компрессора, проявляется на общем шумовом фоне автомобиля, особенно при малой частоте вращения холостого хода двигателя (табл.100).У

100. Общий уровень шума двигателя ЗИЛ-130 при включенном и выключенном компрессоре тормозной системы

У первых опытных образцов автомобиля ЗИЛ-130 при рабо­ те насоса гидроусилителя рулевого управления наблюдался по­ вышенный шум с тональной составляющей в области частот

357

3000—5000 Гц. После внесения конструктивных изменении в пе­ репускную систему насоса уровень указанной высокочастотной составляющей был понижен с 87 до 71 дБ.

В последние годы для оценки качества изготовления и сбор­ ки машин и механизмов применяется акустический контроль. При этом за основной показатель, с помощью которого оцени­ вается испытуемый механизм, принимается либо уровень шума, либо уровень вибрации. В производственных условиях из-за шу­ мовых помех весьма трудно осуществить проверку агрегатов автомобиля по уровню шума. Практически такая проверка воз­ можна лишь в специальной камере, поэтому более рационален виброконтроль.

Виброконтроль позволяет классифицировать двигатели по уровню вибрации и устанавливать, не прибегая к их разборке, причины некоторых неисправностей. С малой вероятностью оши­ бок регистрируются следующие дефекты: стук поршней; повы­ шенный дисбаланс двигателя в сборе; повышенный шум, созда­ ваемый шестернями привода механизма газораспределения; по­ вышенный шум из-за увеличенного зазора в приводе клапанов; стук в шатунных подшипниках.

В экспериментальной работе, связанной с организацией впброконтроля двигателей ЗИЛ-130, применялся комплект прибо­ ров, в который входят частотный анализатор типа 2112, самопи­ сец уровней типа 2305, микрофон типа 4131, катодный повтори­ тель типа 2613, вибродатчпк типа 4334 и предварительный усилитель типа 1606. Для виброконтроля использовался предель­ ный индикатор уровней типа 2211. Результат контроля опреде­ ляют по сигнальным лампам светового табло, включающимся

вслучае превышения установленного уровня вибрации в одной или нескольких частотных полосах.

Было установлено, что виброконтроль двигателей ЗИЛ-130 целесообразно осуществлять с помощью двенадцати третьоктавных фильтров, среднегеометрическая частота которых приведена

втабл. 101. В ней указаны также допускаемые уровни вибраций и причины, вызывающие превышение установленного уровня.

Источниками образования шума во впускной системе двига­ теля являются:

—вынужденные и собственные колебания давления в потоке воздуха во впускном трубопроводе, возбуждающие низкочастот­ ный и среднечастотный шум;

—препятствия, находящиеся на пути потока воздуха (дрос­ сельная заслонка, жиклеры), при обтекании которых возникает высокочастотный аэродинамический шум;

—высокая скорость перетекания воздуха через клапанную щель, вызывающая так называемый щелевой шум.

Измерения, произведенные с помощью акустического зонда, показали, что уровень звукового давления во впускном трубо­ проводе двигателя ЗИЛ-130 достигает 150 дБ. Поэтому система

358

101. Допускаемые уровни колебательной скорости двигателей ЗИЛ-130

излучателей шума.

В спектре шума впуска наибольший уровень имеют состав­ ляющие, возникающие вследствие вынужденных колебаний. Час­ тоты их равны или кратны числу впусков в секунду.

Частоты собственных колебаний во впускном трубопроводе можно рассчитать по известной формуле для трубы, открытой с одного конца. Частоты составляющих щелевого шума зависят от скорости воздушного потока, размера щели и критерия Струхаля.

Экспериментальным путем установлено, что частота собст­ венных колебаний во впускном трубопроводе двигателя ЗИЛ-130 равна 375 Гц. На этой частоте и возбуждаются при определенных скоростных режимах двигателя резонансные колебания, повы­ шающие уровень одной из гармоник вынужденных колебаний.

Уровень шума, возникающего в системе впуска, как правило, выше уровня других шумов двигателя. С целью заглушения это­ го шума можно применить или реактивный глушитель шума (ка­ мерный или резонаторный), или диссипативный (со звукопогло­ щающей набивкой). Однако не во всех случаях требуется специ­ альный глушитель шума. Если воздухоочиститель имеет относительно большой объем, то достаточно установить на впуске воздуха трубу длиной около 0,3 м, чтобы получился весьма эф­ фективный глушитель шума камерного типа. У таких комбиниро­ ванных воздухоочистителей-глушителей шума входной патрубок целесообразно выполнять в виде насадки Вентури.

3 5 9