Эксперименты с открытыми и закрытыми щитками капота

Эксперименты с открытыми и закрытыми щитками капота показали, что при открытых щитках уровень звука станции «Сэллайер» возрастает до 94дБА и превышает нормы. При закрытых щитках уровни звукового давления внутри капота увеличиваются в средне-высокочастотном диапазоне на 3—7 дБ, т. е. применением звукопоглощающей облицовки стенок капота не удалось добиться полного поглощения отраженной звуковой энергии.
Испытания глушителей капота подтвердили, что они имеют весьма высокую эффективность. Достигнуто снижение уровней звукового давления на величину 8—15 дБ на низких и на 15— 25 дБ на высоких частотах. Полученные цифры требуют более подробного рассмотрения
На основании анализа основных конструкций глушителей шума воздушных каналов по работам авторами предложена классификация глушителей звукоизолирующих капотов, в которой глушители в зависимости от принципа действия и конструктивного исполнения подразделяются на:
— активно-реактивные (или камерные) — однокамерный, камерный пластинчатый и камерный с экраном;
— активные (каналовые) — трубчатый, пластинчатый с пластинами, параллельными воздушному потоку, пластинчатый с пластинами, перпендикулярно расположенными по отношению к воздушному потоку, сотовый, облицованный поворот и щелевой,
— резонаторные — четвертьволновой и объемный резонаторы;
— экранные.
В активно-реактивных (камерных) глушителях ослабляющее действие основано как на поглощении звуковой энергии звукопоглощающими материалами (диссипативные потери), так и на отражении звуковой энергии (реактивные потери) Эти глушители, несмотря на эффективности и простоту конструктивного исполнения, значительно усложняют конструкцию звукоизолирующего капота
Резонансные глушители могут быть эффективно применены в конструкциях, где требуется снижение дискретных составляющих на большую величину. Экранные глушители могут использоваться как вспомогательные конструкции, особенно для глушения средних и высоких частот.
Активные (каналовые) глушители различных конструкций могут найти наибольшее применение для звукоизолирующих капотов. Анализ применяемых конструкций показал, что пластинчатые глушители самые дешевые, более технологичны, имеют сравнительно небольшое аэродинамическое сопротивление, а по эффективности работы не уступают, например, более сложным сотовым глушителям.
Частотная характеристика затухания пластинчатых глушителей с параллельно расположенными по отношению к потоку пластинами имеет три характерных участка.
— участок возрастания затухания звука с возрастанием частоты;
— переходной участок примерно одинакового затухания;
— участок уменьшения затухания с увеличением частоты.
Процесс затухания в глушителе на первом участке определяется не растоянием между пластинами, а звукопоглощением слоя: чем больше суммарная площадь облицованных поверхностей в глушителе и больше толщина облицовки, тем это затухание больше. На третьем участке, где расстояние между пластинами больше длины звуковой волны, возникает так называемый «лучевой эффект» — звуковые волны распространяются по середине облицованного канала и наблюдается снижение поглощения звука глушителем. На переходном участке процесс затухания управляется всеми вышеперечисленными факторами.
В испытанной ПКС «Сэллайер» применены пластинчатые глушители (рис. 1) с перпендикулярно расположенными пластинами. Наличие в сечении канала таких пластин создает эффект затухания, обусловленный, как можно предполагать, наличием дополнительных отражений в волноводе (пластины являются звукоотражающими экранами) и наличием облицованных поворотов. Теории расчета таких глушителей в настоящее время не имеется и их эффективность может быть получена экспериментальным путем.
Испытания таких глушителей в сравнении с широко применяемыми пластинчатыми показали, что эффективность первых более чем в два раза выше на высоких частотах (рис. 5, а), что важно при установке звукоизолирующих капотов на быстроходных ДВС, спектр шума которых имеет ярко выраженный высокочастотный характер. В силу отмеченных выше причин пластинчатые глушители с перпендикулярным расположением пластин могут быть рекомендованы как наиболее эффективные для звукоизолирующих капотов ПКС, в качестве привода которых используются две.
В заключение отметим, что на ПКС «Сэллайер» применена чрезвычайно эффективная система виброизоляции блока дизель-компрессора. Так, снижение уровней вибро-скорости на раме ПКС в диапазоне 31,5—4000 Гц достигает 18—35 дБ. Этим обусловлены весьма низкие уровни виброскорости на металлических поверхностях ограждения капота ПКС «Саллайер» по сравнению, например, с не виброизолированной ПКС с дизельным приводом (рис. 5, 6) Эффективная виброизоляция источников структурного звука позволяет обойтись в конструкции звукоизолирующего капота «Сэллайер» без применения вибродемпфирующих покрытий.
На основании рассмотренного материала можно сделать следующие выводы.
1. Сравнительные испытания акустических характеристик ПКС с различными типами привода показали, что наиболее шумная ПКС с дизельным приводом (101 дБА), шум ПКС с бензиновым приводом на 5 дБА ниже» чем с дизельным, а уровни звука ПКС с электроприводом на 12 дБА ниже, чем с дизельным.
2. В экспериментальной ПКС с дизельным приводом применением комплекса мер шумозащиты достигнуто снижение уровней звука до 16 дБ А, наибольший эффект получен при использовании звукопоглощения, а затем герметизацией и установкой глушителя улучшенной конструкции ка выхлоп. Длительная эксплуатация ПКС с экспериментальной шумозащитой невозможна без правильно организованного воздухообмена, т е. необходимо выполнить специальную конструкцию капота, обеспечивающую нормальный воздухообмен с требуемым шумоглушением.
3. Акустические испытания серийно выпускаемой ПКС с дизельным приводом фирмы «Сэллайер» в шумозащищенном исполнении показали, что применением комплекса шумозащиты достигнуто снижение уровней звука до нормы, суммарная эффективность капота с глушителем составляет 12 дБА, снижение шума выхлопа глушителем достигает 30 дБА, эффективность глушителей капота составляет 15 дБА. На ПКС «Сэллайер» выполнена эффективная виброизоляция основного источника вибрации — двигателя, перепад вибрации достигает от 20 до 35 дБ в нормируемом диапазоне частот
4. Проектирование новых ПКС должно выполняться с учетом требований снижения шума каждого источника. Так, на исследованной ПКС с дизельным приводом эффективность глушителя шума выхлопа должна быть увеличена дополнительно не менее чем на 2—10 дБ в диапазоне 250—8000 Гц, а эффективность капота — на 4—17 дБ в этом же частотном диапазоне.