Разработка противошумового комплекса автомобиля Toyota Camry

Построение виброакустической модели автомобиля Toyota Camry. Источники шума и вибрации в машине. Измерение эмиссии источника звука. Уровень звуковой мощности двигателя. Акустические характеристики колес. Разработка противошумового комплекса автомобиля.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 27.12.2012
Размер файла 892,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • Введение
  • Описание модели конструкции
  • Основные источники шума и вибрации в машине
  • Результаты расчета ВАХ автомобиля без средств снижения шума и вибрации
  • Разработка противошумового комплекса
  • Результаты повторного расчета
  • Заключение
  • Список использованных источников
  • Приложения

Введение

Основой всех правовых, организационных и технических мер по снижению шумности является оценка результата влияния шума на человека. Соблюдение допустимых значений уровней шума имеет смысл лишь в том случае, когда известно, как измеренные уровни шума связанны с результатом его воздействия. При этом речь идёт о суммарном воздействии на человека, а не об оценке отдельных эффектов.

Как показывает практика борьбы с шумом, требуется чёткий, единый для любого вида шума подход к регламентации его влияния, при котором соблюдались бы все отправные принципы и критерии. Измеряемые величины, методы измерения и регламентации должны быть взаимосвязаны. Ввиду необходимости реального и единообразного подхода к выработке критериев приходится сознательно отходить от требования максимального приближения к результатам психологических и физиологических исследований, например, при оценке по уровням на характеристике А, дБ (А).

В последние годы проводилась интенсивная работа в этом направлении. В результате разработано большое число методов исследования, каждый из которых позволяет получить более или менее полные сведния о психофизических аспектах воздействия шума, таких как громкость, возникновение неприятных ощущений и повреждений, ухудшение восприятия информации. В конечном счёте различия разработанных методов регламентации не существенны, причём возможен приближённый пересчёт одних полученных величин в другие.

В зависимости от целей измерений различают замеры иммиссии эмиссии.

Иммиссия - это воздействие шумов на человека, живущего или работающего в зоне действия источников шума. Она измеряется там, где шум воздействует на человека. Оценка иммиссии шума необходима для того, чтобы знать, находятся уровни шума в допустимых пределах или же превышают их. Для снижения недостаточно только измерений иммиссии. Меры по защите от шума предусматривают в первую очередь ограничение эмиссии, т.е. излучения звука. Эмиссия измеряется непосредственно у источника звука. Допустимая эмиссия связанна с допустимой иммиссией, но при её определении учитываются закономерности распространения звука на пути между точками измерения. Лишь тогда, когда принимается во внимание физическая взаимосвязь между эмиссией и иммиссией, снижение эмиссии приводит к эффективному уменьшению иммиссии.

Упущения и ошибки в размещении помещений и в городском планировании привели к тому, что рекомендации о необходимых расстояниях, вытекающие из требований иммиссионной защиты связанные с законами распространения звука, не могут быть выдержаны в полной мере. Поэтому для эффективной защиты окружающей среды нужно предъявлять более жёсткие требования к оценке эмиссии шума. Государство и общественность должны строго следить за соблюдением указанных требований и за развитием технического уровня.

В соответствии со стандартом ФРГ под шумами понимаются звуковые процессы в воспринимаемом человеческим ухом диапазоне частот от 6 Гц до 16 кГц, не носящие целенаправленного характера. В физическом плане шум характеризуется звуковым давлением, частотой, продолжительностью и повторяемостью. Человек же воспринимает его как громкий, неприятный, затрудняющий общение. Кроме того, шум может вызвать повреждение органов слуха. Из сказанного следует, что шумность должна оцениваться с помощью нескольких критериев.

В настоящее время существуют три принципиально различающихся критерия оценки шумности:

· по уровню громкости звука;

· по уровню звукового давления;

· по кривым предельных спектров.

Различие критериев проявляется в способе суммирования составляющих шума в отдельных диапазонах частот.

Нет связки введения с объектом расчета

Описание модели конструкции

Модель автомобиля формируется в программном комплексе AutoSea из простейших геометрических элементов. Модель строится по цепочке: "узлы-пластины-объемы".

Модель автомобиля проектируется согласно приведенным в Приложение А размерам. Общий вид модели с микрофоном, удаленным от источника шума на 7.5м, представлен на рис.1.

Рис.1 Общий вид модели автомобиля

Конструкция автомобиля разбивается на 7 объемов: капот, передние места водителя и пассажира, задние места пассажиров, багажник и 3 объема под полом машины, имитирующие воздушное пространство между дорогой и полом. Между воздушными объемами в салоне автомобиля устанавливаем мнимые "бумажные" стенки, для того чтобы объемы не сливались в один и шум распространялся в салоне не равномерно на весь объем, а согласно реальной картине в жизни, уменьшаясь с удалением от источника. Материалом для построения черного корпуса модели была выбрана сталь 0,8 мм. После построения в модели были расставлены источники шума и вибраций. На рис.2 показан вид модели с расставленными источниками и разделением модели на объемы. Материалы толщины остальных элементов?

Рис.2 Вид модели с источниками и разделением на объемы

Основные источники шума и вибрации в машине

В объем капота приложен шум от двигателя (рис.2), акустические характеристики которого были взяты из книги [2] и представлены в виде табл.1.

Табл.1. Уровень звуковой мощности двигателя

f, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

УЗМ, дБА

Lw, дБ

80

84

80

85

88

92

87

84

69

95

В объем под багажником приложен шум от газовыхлопа (рис.2), акустические характеристики которого были взяты из книги [1] и представлены в виде табл.2.

Табл.2. Уровень звуковой мощности газовыхлопа автомобиля

f, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Lw, дБ

70

72

74

76

110

98

100

97

90

На две балки передней и задней стенок капота установлено силовое воздействие от крепления двигателя. Оно изображено на рис.2 в виде красных стрелок. Спектр вибрации боковой опоры двигателя представлен в табл.3 [7].

Табл.3. Спектр вибрации боковой опоры двигателя

f, Гц

31,5

63

125

250

v, м/с

0,0045

0,002

0,0045

0,001

Для того чтобы внести данные в AutoSea (можно не пересчитывать) виброскорость пересчитывается в силу с помощью формулы для импеданса [4]:

Характеристический импеданс при изгибных колебаниях для балки:

,

где

где - плотность стали;

-длина опоры;

-диаметр опоры.

Принимая для опоры размеры =0,6 м и =0,1 м и зная плотность стали, мы получаем, что сила будет равна:

Пересчитанные значения виброскорости в силу представлены в табл.4.

Табл. 4

Результаты перерасчета опор из виброскорости в силу

f, Гц

31,5

63

125

250

F, Н

0,02

0,02

0,08

0,04

В объемах под капотом и багажником прикладываем шум от колес (рис.2), акустические характеристики которого были взяты из книги [3]. При этом в книге приводились данные измерений сделанные на расстоянии 7,5 метров от проходящего поезда.

По формуле С1 + 20*LOG10 (7,5/1) в среде Excel был выполнен пересчет для расстояния 1м от колес (С1 - ячейка с данными исходного спектра).

Получившиеся значения представлены в табл.5.

Табл.5

Акустические характеристики колес

f, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

L, дБ

88

81

83

84

85

81

80

77

64

На боковые стенки капота и багажника приложены силовые воздействия от колес. Они изображены на рис.2 в виде красных стрелок. Спектр вибрации ступицы колеса представлен в табл.6 [7].

Табл.6. Спектр вибрации ступицы колеса

f, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

a, м/с^2

1,6

1,3

1,7

2,3

3,8

1,4

0,7

0,5

0,3

a, дБ

74

73

75

78

82

73

67

64

60

Необходимо учесть воздействие амортизатора, для этого построим график виброизоляции амортизатора (f0 = 6 Гц).

Вычтем значения виброизоляции амортизатора из вибрации ступицы колеса, тем самым получим вибрацию крыла и пересчитаем ее в силу по формуле:

Таблица 7. Спектр вибрации крыла

f, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

a, дБ

62

55

55

56

57

46

38

32

26

a, м/с^2

0,29

0,17

0,17

0, 19

0,2

0,06

0,024

0,012

0,007

F, Н

1,63

0,625

0,315

0,176

0,093

0,014

0,003

0,001

0,0002

Спектр вибрации коробки передач был взят из книги [7] и представлен в табл.8.

Таблица 8. Спектр вибрации коробки передач

f, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

v, м/с

0,0015

0,004

0,009

0,0045

0,009

0,005

0,0025

0,0004

0,0003

Результаты расчета ВАХ автомобиля без средств снижения шума и вибрации

Расчеты ВАХ без средств и санитарные нормы [5] для салона автомобиля представлены в табл.9 и на графике рис.3.

Таблица 9. Сравнение полученных результатов с сан. нормами.

Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровни звука и эквивалентные уровни

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

звука (в дБА)

Рабочие места водителей и обслуживающего персонала (пассажиров) легковых автомобилей и автобусов

93

79

70

63

58

55

52

50

49

60

Водитель

101

84

80

76

78

79

82

91

89

94

Пассажир

101

84

79

74

78

76

78

85

80

88

Рис. 3 Сравнение полученных результатов шума в салоне с сан. нормами.

Из полученных графиков сравнения шума в салоне с сан. нормами рис.3 следует, что нужно снижать шум во всем частотном диапазоне в среднем на 20 дБ.

Спектры вибрации на месте водителя и пассажира представлены на рис.4 и рис.5 в сравнение с санитарными нормами [6].

Рис.4 Спектр вибрации на месте водителя.

Рис.5 Спектр вибрации на месте пассажира.

Как видно из рис.4 и рис.5 вибрации на местах водителя и пассажира меньше чем санитарные нормами [5], следовательно их снижать не надо.

Внешний шум составляет 69 дБА и не превышает нормы в 77 дБА.

На рис.6 и рис.7 изображен вклад шума и вибраций от различных частей конструкции на суммарный шум в салоне на месте водителя и пассажиров.

Рис.6 Вклад шума и вибрации от различных частей конструкции на суммарный шум в салоне на месте водителя.

Рис.7 Вклад шума и вибрации от различных частей конструкции на суммарный шум в салоне на месте пассажира.

Из графиках (рис.6 и рис.7) следует, что на месте водителя шум нужно снижать путем увеличения звукоизоляции перегородки между капотом и салоном, а на месте пассажира - путем увеличения звукоизоляции перегородки между салоном и багажником. Необходимо снизить шум, проходящий через лобовое стекло, боковые стекла и заднее стекло, а так же шум проникающий через пол под салоном. Помимо всего этого необходимо поставить глушитель на газовыхлоп.

Разработка противошумового комплекса

В первую очередь следует снижать вибрацию перегородки между салоном и капотом и шум от двигателя, так как, согласно рис.6, именно эти кривые оказывают наибольший вклад в суммарный шум в салоне. Для снижения шума от двигателя между салоном и капотом следует установить двухслойную конструкцию, задав ее в AutoSea 2 как sandwich plate, состоящую из слоя стали в 3 мм и слоя honeycomb 4 мм (плотностью 48 кг/м^3 и модулем Юнга 3*10^7 Па). Со стороны двигателя покрываем конструкцию слоем листовой мастики толщиной 2 мм (плотностью 1350кг/м^3 и модулем Юнга 2*10^9 Па). Аналогичные действия проделываем и с перегородкой между багажником и задним сидением пассажира.

Далее уменьшаем вклад шума со стороны всех стекол, обрамляя их виброизолятором, заданным в AutoSea 2 как diagonal line isolator: Параметры?

Так же заменяем обычное лобовое стекло на триплекс, состоящий из двух слоев стекла толщиной 2 мм и между ними слоя полиэтилена толщиной 0,5 мм.

Пол автомобиля покрывается слоем листовой мастики, имеющей коэффициент потерь 25%.

Для снижения шума газовыхлопа необходимо установить на него глушитель и произвести пересчет уровня шума газовыхлопа уже с учетом глушителя. Результаты расчета приведены в табл.10.

Таблица 10 Акустические характеристики газовыхлопа с глушителем

f, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

L, дБ

56

51

53

49

80

68

75

77

68

Результаты повторного расчета

В результате применения противошумового комплекса получили значительное уменьшение уровня шума в салоне автомобиля. На рис.8 представлен график значений уровня шума на месте водителя.

Рис.8 уровень шума на месте водителя

На рис.9 представлен график значений уровня шума на заднем пассажирском месте.

Рис.9 Уровень шума на заднем пассажирском месте

В табл.11 и на рис.10 изображены результаты повторного расчета шума в салоне автомобиля с применением в нем противошумовых мероприятий, описание которых приводится в разделе 4.

Таблица 11

Сравнение полученных результатов с санитарными нормами после применения противошумового комплекса.

Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровни звука и эквивалентные уровни

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

звука (в дБА)

Рабочие места водителей и обслуживающего персонала (пассажиров) легковых автомобилей и автобусов

93

79

70

63

58

55

52

50

49

60

Водитель

79

64

57

54

51

46

35

42

24

53

Пассажир

80

64

57

52

49

43

31

35

15

50

Рис.10 Сравнение полученных результатов с санитарными нормами после применения противошумового комплекса.

Заключение

В данном курсовом проекте для разработки противошумового комплекса в программе AutoSea была построена виброакустическая модель автомобиля Toyota Camry. Был выполнен акустический расчет конструкции без средств снижения вибрации и шума, результаты расчета сопоставлены с существующими нормами - наибольшее превышение составило 41 дБ в частотной полосе 4000 Гц. На основании этого сопоставления выбраны и реализованы в программе следующие противошумовые мероприятия:

1. Установка двухслойных конструкций между капотом/салоном и салоном/багажником (слой стали 3 мм и слой honeycomb 5 мм).

2. Замена лобового стекла на специально-спроектированную конструкцию - триплекс (стекло 2 мм - полиэтилен 0,5 мм - стекло 2 мм).

3. Установка обрамления стекол виброизолятором, заданным в AutoSea 2 как diagonal line isolator.

4. Установка вибропоглощающей листовой мастики на пол автомобиля.

5. Установка глушителя на газовыхлоп.

После осуществления всех, перечисленных выше противошумовых средств был проведен повторный виброакустический расчет, результаты которого не превышают санитарных норм [5,6]. Следовательно, разработанный противошумовой комплекс соответствует требованиям курсового проекта.

противошумовой комплекс автомобиль эмиссия

Список использованных источников

1. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. - Логос, 2008. - 424 с.

2. Иванов Н.И. Техническая акустика транспортных средств. - Санкт-Петербург.: Политехника, 1992.

3. Луканин В.Н., Гудцов В.И., Бочаров Н.Ф. Снижение шума автомобиля. - М.: Машиностроение, 1981. - 158с.

4. Никифоров А.С. Акустическое проектирование судовых конструкций: Справочник. - Л.: Судостроение, 1990. - 200с.

5. Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых общественных зданий и на территории жилой застройки.

6. Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.

7. Тольский В.Е. Виброакустика автомобиля. - М.: Машиностроение, 1988. - 144с.

Приложения

Приложение А

Габаритные размеры автомобиля:

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Воздушный шум внутри салона автомобиля и его вред. Расчет и обоснование противошумового комплекса для автомобиля, состоящего из моторного отсека, салона и багажного отделения. Модель конструкции, результаты расчета без средств снижения шума и вибраций.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.12.2012

  • Анализ конструкции сцепления современного легкового автомобиля. Разработка сухого фрикционного диафрагменного сцепления для машин аналога Toyota Camry V4. Выбор основных параметров узла и тарельчатой пружины, их регулировка и техническое обслуживание.

    курсовая работа [5,7 M], добавлен 23.06.2011

  • Назначение системы охлаждения автомобиля Toyota Camri XV-30, ее устройство и основные принципы функционирования. Неисправности, техническое обслуживание и ремонт. Применяемые инструменты, приспособления и оборудование. Организация рабочего места.

    курсовая работа [7,5 M], добавлен 18.01.2016

  • Расчёт мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля. Подбор передаточных чисел коробки передач. Тяговый баланс автомобиля. Расчёт внешней скоростной характеристики двигателя. Построение динамической характеристики автомобиля.

    курсовая работа [236,2 K], добавлен 12.02.2015

  • Расчет полной и сцепной массы автомобиля. Определение мощности и построение скоростной характеристики двигателя. Расчет передаточного числа главной передачи автомобиля. Построение графика тягового баланса, ускорений, времени и пути разгона автомобиля.

    курсовая работа [593,2 K], добавлен 08.10.2014

  • Автомобиль, теория эксплуатационных свойств. Определение параметров приемистости автомобиля. Определение мощности двигателя. Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Тяговая, динамическая, топливная характеристики автомобиля. Выбор шин.

    курсовая работа [25,6 K], добавлен 04.11.2008

  • Понятие и содержание процесса тюнинга автомобиля, его разновидности, используемые методики и технологии. Технологическая карта реализации тюнинга автомобиля, основные этапы, используемое оборудование и материалы. Принципы экономического обоснования.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 29.06.2014

  • Неполадки элементов подвески, которые влияют на плавность хода, устойчивость автомобиля в период его движения. Причины, признаки и обнаружение, устранение неисправностей ходовой части автомобиля, операции по регулировкам и техническому обслуживанию.

    курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.10.2009

  • История завода "УАЗ". Геометрическая схема прототипа автомобиля УАЗ-452. Расчет мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля и построение его универсальной динамической характеристики. Определение передаточных чисел коробки передач.

    реферат [1,0 M], добавлен 14.11.2012

  • Конструкторский анализ и компоновка автомобиля. Определение мощности двигателя, построение его внешней скоростной характеристики. Нахождение тягово-скоростных характеристик автомобиля. Расчет показателей разгона. Проектирование базовой системы автомобиля.

    методичка [1,1 M], добавлен 15.09.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.