Совершенствование методов исследования и проектирования систем обработки отработавших газов автотранспортных средств по виброакустическим параметрам тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат наук Рахматов Рахматджон Исломович

• Рахматов Рахматджон Исломович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Рахматов Рахматджон Исломович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Влияние автотранспортных средств на акустическое загрязнение окружающей среды

1.2 Классификация источников шума автотранспортных средств

по значимости

1.3 Современные нормативно-правовые акты, регламентирующие акустическое излучение автотранспортных средств

1.4 Современные методы снижения уровня шума автотранспортных средств

1.5 Тенденции развития систем обработки отработавших газов автотранспортных средств

Выводы по главе, цели и задачи

ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ПО ВИБРОАКУСТИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ, НЕОБХОДИМЫМ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ В ЦЕЛОМ

2.1 Усовершенствованный метод исследования элементов систем обработки отработавших газов

2.2 Экспериментальное исследование акустических характеристик элементов систем обработки отработавших газов. Идентификация расчетной математической модели

2.3 Расчетно-экспериментальное определение акустических параметров каталитических блоков систем обработки отработавших газов

2.4 Определение параметров акустической нагрузки стенда

2.5 Экспериментальная идентификация методики. Определение акустических параметров каталитического блока по результатам стендовых испытаний

Выводы по главе

ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВНИЙ

3.1 Требования по шуму к системам выпуска. Оценка акустической эффективности работы систем обработки отработавших газов

3.2 Разработка конечно-элементных моделей и компьютерное моделирование конструкций систем обработки отработавших газов

3.3 Граничные условия при анализе конструкций систем обработки отработавших газов, анализ результатов расчетно-экспериментальных исследований

3.4 Экспериментальные исследования по внешнему шуму разработанной конструкции системы обработки отработавших газов

Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОИСКА КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО СНИЖЕНИЮ СТРУКТУРНОГО ШУМА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ

ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ НА ОСНОВЕ РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

СОБСТВЕННЫХ И ВЫНУЖДЕННЫХ ЧАСТОТ И ФОРМ КОЛЕБАНИЙ ОТДЕЛЬНЫХ НАРУЖНЫХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ПРИМЕРЕ ГЛУШИТЕЛЯ-НЕЙТРАЛИЗАТОРА

4.1 Определение собственных и вынужденных частот и форм колебаний отдельных поверхностей глушителя-нейтрализатора

4.2 Экспериментальное определение граничных условий глушителя-нейтрализатора

4.3 Определение собственных частот и форм колебаний наружных поверхностей глушителя-нейтрализатора

4.4 Конструктивные решения по снижению звукового излучения

от наружных поверхностей глушителя-нейтрализатора

Выводы по главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1. Расчетная программа обработки экспериментальных

данных

Приложение 2. Расчетная программа нахождения коэффициентов

матрицы передачи

Приложение 3. Расчетная программа нахождения акустических

параметров

Приложение 4. Лицензии на программные продукты и договор

сотрудничества с лицензияобладателем

Приложение 5. Результаты расчетов 3-х конструкций глушителя-

нейтрализатора

Приложение 6. Формы собственных колебаний наружных поверхностей глушителя-нейтрализатора с 4-мя камерами

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов исследования и проектирования систем обработки отработавших газов автотранспортных средств по виброакустическим параметрам»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. В большинстве крупных городов, таких как Нью-Йорк, Токио, Берлин, Париж, Москва и Санкт-Петербург с каждым годом наблюдается увеличение парка автомобилей, что приводит к увеличению уровня шума, в результате чего происходит акустическое загрязнение среды обитания человека, и как следствие ухудшение здоровья и снижение производительности труда. Например, в крупных городах России уровень шума городского транспорта составляет около 86 дБА, при санитарной норме 75 дБА.

Автотранспортные средства (АТС) вследствие излучения ими при работе шума нарушают экологическое равновесие окружающей среды. Данное обстоятельство заставило мировое сообщество принять законодательные нормы на ограничение уровней шума автотранспортных средств - правила ЕЭК ООН №51 (серия 02). В России в настоящее время действует ГОСТ Р 41.51-2004 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств, имеющих не менее четырёх колёс, в связи с производимым ими шумом» [20] и ГОСТ Р 53838-2010 «Двигатели автомобильные. Допустимые уровни шума и методы измерения» [21]. Законодательное нормирование шума современных автотранспортных средств заставляет совершенствовать и разрабатывать более эффективные методы снижения шума и проектирования малошумных конструкций двигателя внутреннего сгорания (ДВС), агрегатов автомобиля и систем обработки отработавших газов (СООГ).

Степень разработанности темы исследования. В России исследованию шума автотранспортных средств и ДВС посвящены работы И.В. Алексеева, Л.А. Борисова [7], Н.Ф. Бочарова, А.В. Васильева [9, 10], В.В. Галевко [11-15], Ю.В. Галевко [16, 17], В.А. Гергерта [18], М.Н. Дробаха [23], П.В. Енина [24], А.Г. Зубакина, Н.И. Иванова, А.И. Комкина [29], Г.В. Латышева, В.Н. Луканина, Н.А. Никифорова, Н.И. Назарова, Б.И. Осипова, Р.Н. Старобинского [57, 59, 61], В.А.

Стерементарева [62], В.Е. Тольского [64], М.И. Фесины [67, 69 - 71], М.Г. Шатрова [72]. Большой объем исследований был выполнен за рубежом. (Anderton D., Dixon J., Chan C.M., Andrews S., Davies P.O., Harrison M.F., Desmons L., Kergomard J., Griffiths W.J., Grover E., Hempel W., Priede T., Thien G., Song B.H., Steidle R. Muehleisen R.T., Peat K.S. и др.). Анализ результатов научных исследований показал, что при проектировании и исследовании системы обработки отработавших газов целесообразно использовать активные методы снижения шума, позволяющие расчетно-экспериментальным способом получить конструктивные решения, направленные на снижение структурного шума и от среза концевой трубы, при обеспечении требований по токсичности и противодавлению.

Целью диссертационной работы является разработка расчетно-экспериментальных методов исследования и определения виброакустических характеристик отдельных элементов СООГ, необходимых для проектирования системы в целом, а также разработка метода поиска конструктивных решений по снижению акустического излучения от наружных поверхностей СООГ на примере глушителя-нейтрализатора автотранспортного средства.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи исследования:

- разработать методику моделирования СООГ на основе полученных расчетно-экспериментальным способом акустических характеристик элементов системы выпуска автотранспортного средства;

- разработать методики и стенды для проведения расчетно-экспериментальных исследований акустических характеристик элементов СООГ: каталитические блоки, резонаторные и объемные камеры;

- разработать вариант конструкции глушителя-нейтрализатора на основе разработанной методики и оценить в составе автотранспортного средства разработанную конструкцию СООГ в сравнении с серийным глушителем в соответствии с ГОСТ 41.51-2004;

- определить граничные условия и выполнить расчеты вынужденных частот и форм колебаний глушителя-нейтрализатора с целью разработки конструктивных решений по снижению звукового излучения от наружных поверхностей.

Научная новизна:

- разработана и реализована методика моделирования СООГ автотранспортных средств на основании акустических характеристик элементов СООГ, полученных расчетно-экспериментальными способами;

- разработаны расчетно-экспериментальные методики и стенды для определения акустических характеристик элементов СООГ АТС, необходимых для моделирования системы в целом;

- расчетно-экспериментальным способом разработана, изготовлена и испытана конструкция глушителя-нейтрализатора, позволяющая снизить акустическое излучение АТС;

- эффективность разработанной методики проектирования СООГ подтверждена по результатам сравнительных испытаний в соответствии с ГОСТ 41.51-2004;

- с целью уменьшения шума от наружной поверхности глушителя-нейтрализатора АТС рассчитаны с учетом граничных условий частоты и формы колебаний отдельных наружных поверхностей при введении различных конструктивных изменений и выбраны наиболее эффективные решения по критерию - уменьшение среднего значения квадрата виброскорости по отдельной поверхности конструкции.

Практическая ценность:

Результаты диссертационной работы могут быть использованы в научно -исследовательских, научно-образовательных учреждениях и производственных предприятиях, специализирующихся на разработке и производстве систем обработки отработавших газов для автотранспортных средств (АТС), с целью достижения перспективных экологических норм по шуму. Методика исследования частот и форм колебаний отдельных поверхностей при введении различных

конструктивных изменений с целью снижения шума может быть использована при разработке мероприятий по снижению шума, например, от ненагруженных деталей ДВС (клапанные крышки, поддон, крышка ГРМ, картер сцепления и др.), от отдельных кузовных поверхностей, от наружных поверхностей коробок передач, редукторов и других агрегатов транспортных средств.

Объекты исследования:

Системы обработки отработавших газов АТС. Элементы СООГ. Опытные образцы СООГ.

Предметом исследования являлись - усовершенствованный метод проектирования СООГ на основе полученных расчетно-экспериментальным способом акустических характеристик элементов системы, методики и экспериментальное оборудование для определения и исследования акустических характеристик элементов СООГ, методика определения конструктивных решений по снижению шума от наружных поверхностей СООГ и ее реализация для глушителя-нейтрализатора.

На защиту выносятся:

- результаты анализа исследований основных источников шума современных автомобилей, анализ нормативно-правовых актов, регламентирующих акустическое излучение АТС;

- методика конечно-элементного моделирования СООГ АТС на основе полученных расчетно-экспериментальным способом акустических характеристик элементов СООГ;

- разработанный стенд и методика проведения и обработки результатов экспериментальных исследований акустических характеристик элементов СООГ: каталитические блоки, резонаторные и объемные камеры;

- результаты расчетно-экспериментальных исследований акустических характеристик элементов СООГ: каталитические блоки, резонаторные и объемные камеры;

- разработанный вариант конструкции глушителя-нейтрализатора для грузового автомобиля, удовлетворяющий современным требованиям с учетом габаритно-компоновочных ограничений, на основании результатов расчетно-экспериментальных исследований элементов СООГ, полученных в диссертационной работе;

- результаты экспериментальных исследований акустических характеристик разработанной конструкции глушителя-нейтрализатора;

- методика и результаты определения частот и форм колебаний элементов и СООГ в целом, с учетом граничных условий, для разработки конструктивных решений по снижению звукового излучения от наружной поверхности глушителя-нейтрализатора;

- конструктивные решения по снижению звукового излучения от поверхности глушителя-нейтрализатора силовой установки АТС.

Достоверность результатов исследований основывается на использовании современной измерительной аппаратуры, имеющей международный сертификат соответствия. Достоверность результатов, полученных по разработанной методике оценивалась путем сравнения результатов расчетных исследований с результатами экспериментальных исследований.

Личный вклад автора. Автором самостоятельно проведены библиографические, расчетные и расчетно-экспериментальные исследования элементов СООГ и системы в целом, экспериментальные исследования по внешнему шуму и определению граничных условий для расчетно-экспериментального определения конструктивных решений по снижению звукового излучения от наружных поверхностей. Разработаны специальные установки для определения акустических характеристик элементов СООГ и расчетные программы: для обработки экспериментальных данных, нахождения коэффициентов матрицы передач и нахождения акустических параметров.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены, обсуждены и одобрены на:

- пятом международном экологическом конгрессе (седьмая международная научно-техническая конференция) "ELPГГ-2015";

- международной Инновационно-ориентированной Конференции Молодых Учёных и Студентов "МИКМУС-2014";

- 72 научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ 2014;

- 73 научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ 2015;

- 74 научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ 2016;

- 75 научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ 2017;

- второй международной научно-технической конференция «Динамика и виброакустика машин 2014», СГАУ (г. Самара, 15-17 сентября 2014г.);

- второй международной заочной научно-практическая конференции "Современные проблемы теории машин", СибГИУ (г. Новокузнецк, 3-4 июня 2014 г.).

Материалы диссертации включены в научный отчет о научно-исследовательской работе «Расчетно-экспериментальные исследования элементов систем обработки отработавших газов (СООГ), удовлетворяющих современным требованиям по шумоглушению и противодавлению», выполненной в рамках программы стратегического развития МАДИ в 2014 году.

Реализация результатов работы.

Публикации. По материалам проведенных исследований опубликовано восемь статей, пять из которых в изданиях, рекомендованных ВАК, три статьи в сборниках международных научных конференций.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Содержит 119 страницы без приложений, 97 рисунков, 5 таблиц и библиографического списка из 92 наименований.

Диссертация была выполнена на кафедре «Детали машин и теория механизмов» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)».

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Влияние автотранспортных средств на акустическое загрязнение

окружающей среды

В современных крупных городах проблема акустического загрязнения окружающей среды выходит на первый план. Основным источником звукового излучения являются автотранспортные средства. С увеличением парка автомобилей увеличивается акустическое загрязнение окружающей среды, что отрицательно влияет на физическое и психическое состояние человека, вызывает чувство беспокойства и раздражения, повышает утомляемость, влечет снижение качества и производительности труда [2, 8, 25, 26, 33, 37, 39, 68, 82].

Шум в зависимости от уровня, характера и продолжительности, оказывает различное воздействие на организм человека. В таблице 1.1 приведено влияние различных уровней звукового давления на человека [22].

Таблица 1.1 - Восприятие человеком различных уровней звукового давления и влияние на его физическое состояние

Уровень звука, дБА Восприятие человеком Возможные источники звука

15 Едва слышно Шелест листвы

30 Тихо Шепот, тиканье настенных часов. Допустимый максимум по нормам для жилых помещений ночью, с 23 до 7 ч.

40 Довольно слышно Обычная речь. Норма для жилых помещений днём, с 7 до 23 ч. Подробнее читать в "Российской газете"

55 Отчётливо слышно Верхняя норма для офисных помещений класса А (по европейским нормам)

65 Шумно Громкий разговор (1м)

75 Шумно Крик, смех (1м)

Продолжении таблица 1.1 - Восприятие человеком различных уровней звукового давления и влияние на его физическое состояние

Уровень звука, дБА Восприятие человеком Возможные источники звука

85 Очень шумно Громкий крик, мотоцикл с глушителем

95 Очень шумно Вагон метро (в 7 метрах снаружи или внутри вагона)

100 Крайне шумно Вагон метро (прерывисто), раскаты грома.

110 Крайне шумно Вертолёт

115 Крайне шумно Пескоструйный аппарат (1м)

120 Почти невыносимо Отбойный молоток (1м)

125 Почти невыносимо Не заглушенная система выпуска ДВС

130 Болевой порог Самолёт на старте

135 Контузия

140 Контузия Звук взлетающего реактивного самолета

145 Контузия Старт ракеты

150 Контузия, травмы

155 Контузия, травмы

160 Шок, травмы Ударная волна от сверхзвукового самолёта

При уровнях звука свыше 160 децибел - возможен разрыв барабанных перепонок и лёгких, больше 200 - смерть (шумовое оружие)

Основное влияние на акустическое загрязнение больших городов оказывают транспортные потоки. Уровень шума может зависеть от скорости и режима движения, технического состояния АТС, типа и состояния дорожного полотна.

Нужно подчеркнуть, что в процессе длительных поездок на АТС водитель и пассажиры подвергается негативному шумовому воздействию, что приводит к быстрой утомляемости и тем самым снижению безопасности движения.

Разработка современных малошумных конструкций автомобилей является приоритетным направлением развития науки и техники. В работе рассматривается совершенствование методов проектирования и исследования СООГ грузовых АТС по виброакустическим параметрам.

На основании вышесказанного, проблема снижения шума АТС является актуальной, требующей совершенствования методов проектирования,

исследования и доводки виброакустических характеристик. При снижении шума АТС необходимо определить основные источники шума и классифицировать их по значимости.

1.2 Классификация источников шума автотранспортных средств по

значимости

С каждым годом наблюдается тенденция конструкторско-технологического совершенствования современных АТС, в том числе по акустическим характеристикам. Акустическое поле АТС формируется излучением от отдельных источников (Рисунок 1.1): ДВС с системой впуска; система обработки отработавших газов; узлы и агрегаты трансмиссии; остаточные источники (аэродинамический шум - шум возникающий от взаимодействия набегающего потока с обтекаемыми поверхностями, шум от взаимодействия шин с поверхностью дорожного покрытия и др.).

Рисунок 1.1 - Основные источники шума автотранспортных средств: 1- системы и агрегаты ДВС; 2 - система обработки отработавших газов; 3 - агрегаты трансмиссии; 4 - остаточные источники шума

АТС является сложным источником шума. Уравнение баланса звуковой мощности, состоящее из суммы звуковых мощностей отдельных источников шума, можно представить в следующем виде:

^атс(Г) = ИДвсШ+ИСоогО) + ЖтрансЮ + ™остЮ, Вт

где, Wдвc(f) - звуковая мощность, излучаемая ДВС и системой впуска, Вт;

Шсоог (/) - акустическая мощность, излучаемая наружной поверхностью СООГ и срезом выпускной трубы, Вт;

Щпранс. (/) - звуковая мощность, генерируемая агрегатами трансмиссии, Вт;

М0ст. (/) - звуковая мощность, излучаемая остаточными источниками АТС, Вт.

Звуковая мощность, излучаемая двигателем, возникают в системе впуска, при осуществлении процесса сгорания в цилиндрах, при ударах поршня, работе газораспределительного механизма, кривошипно-шатунного механизма, топливоподающей аппаратуры и привода вспомогательных агрегатов.

Причиной акустического излучения системы обработки отработавших газов является истечение через выпускной клапан отработавших газов, обладающих высокой внутренней энергией. Непосредственно за клапаном формируется волна давления, которая имеет значительную амплитуду. Перепад давлений в волне составляет 0,04 МПа [42]. Это приводит к возбуждению собственных колебаний элементов конструкции системы обработки отработавших газов и объемов газа, заключенных в системе. При течении потока газа на неровностях трубопровода происходит срыв вихрей, что вызывает дополнительное образование шума. Кроме звуковой мощности излучаемой от среза трубы немаловажную роль играет шум, генерируемый наружной поверхностью системы.

Рабочие процессы протекающие в узлах и агрегатах трансмиссии грузового АТС, формируют звуковую мощность ШГранс ^) . Она излучается коробкой перемены передач, раздаточных коробкой передач, ведущими мостами и другими

элементами трансмиссии.

Из существующих коробок передач наименее шумными являются бесступенчатые коробки передач (БКП). Исходя из патентного обзора, БКП находит все большее применение в АТС, что также способствует уменьшению шума АТС [50].

Наиболее значимыми источниками звукового излучения грузового АТС являются ДВС и СООГ. Снижение их акустического излучения первоочередная задача при снижении шума АТС. Поэтому совершенствование методов проектирования и исследования конструкции СООГ с целью снижения ее шума является важной задачей и позволит существенно снизить звуковое излучения от АТС в целом [56].

Далее целесообразно рассмотреть современные нормативно-правовые акты, регламентирующие акустическое излучение АТС.

1.3 Современные нормативно-правовые акты, регламентирующие акустическое излучение автотранспортных средств

Как уже отмечалось, автотранспортные средства вследствие излучения ими при работе шума высоких уровней нарушают экологическое равновесие окружающей среды, особенно в городских условиях. Данное обстоятельство заставило мировое сообщество принять законодательные нормы на ограничение уровней шума автотранспортных средств - правила ЕЭК ООН №51 (серия 02). В России в настоящее время действует ГОСТ Р 41.51-2004 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств, имеющих не менее четырёх колёс, в связи с производимым ими шумом» и ГОСТ Р 53838-2010 «Двигатели автомобильные. Допустимые уровни шума и методы измерения». Законодательное нормирование шума современных автотранспортных средств заставляет совершенствовать и разрабатывать более эффективные методы исследования и снижения шума от ДВС и создавать

современные системы обработки отработавших газов, удовлетворяющие современным требованиям по шумоглушению, токсичности и противодавлению.

В современном мире впервые законодательно ограничивающая уровень шума от АТС была Европа, начиная с 1970 года. Введение норм проводится Директивами Европейской Экономической Комиссии (ЕЭК). Нормы действуют и распространяются на транспортные средства категорий М1, М2, М3, N2, N3 с газовыми и дизельными двигателями.

По новым нормам уровень шума большинства АТС указанных категорий должен быть снижен почти в два раза.

Согласно ГОСТ Р 41.51-2004 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств, имеющих не менее четырёх колёс, в связи с производимым ими шумом» предельное значение звукового давления для различных категорий транспортных средств приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Допустимые значения уровней звукового давления, дБА

Категория ТС Уровень звука, дБА

6.2.2.1.1 ТС для перевозки пассажиров, которые могут иметь не более девяти сидячих мест, включая место водителя 74

6.2.2.1.2 ТС для перевозки пассажиров, которые имеют более девяти сидячих мест, включая место водителя, и максимально разрешенная масса которых превышает 3,5 т, с двигателем мощностью: 6.2.2.1.2.1 менее 150 кВт (ЕЭК) 6.2.2.1.2.2 150 кВт (ЕЭК) и более 8 7 О ОО

6.2.2.1.3 ТС для перевозки пассажиров, которые имеют более девяти сидячих мест, включая место водителя, ТС для перевозки грузов с максимально разрешенной массой: 6.2.2.1.3.1 не более 2 т 6.2.2.1.3.2 от 2 т до 3,5 т 76 77

6.2.2.1.4 ТС для перевозки грузов максимально разрешенной массой более 3,5 т с двигателем мощностью: 6.2.2.1.4.1 менее 75 кВт (ЕЭК) 6.2.2.1.4.2 от 75 кВт (ЕЭК) до 150 кВт (ЕЭК) 6.2.2.1.4.3 150 кВт (ЕЭК) и более 77 78 80

Согласно ГОСТ Р 53838-2010 «Двигатели автомобильные. Допустимые уровни шума и методы измерения» допустимые значения уровней звукового давления LpA, измеренные на расстоянии ё=1 м от наружной поверхности ДВС не должны превышать значений, указанных в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Допустимые значения уровней звукового давления LpA

Тип двигателя Номинальная частота вращения коленчатого вала, мин-1 Ьрл, дБА Транспортные средства

До 01.01.2012 г. После 01.01.2012 г.

У-8 дизель 1700 - 2100 98 96 М3, N3

У-6 дизель 1700 - 2100 97 96 М3, N3

У-8 бензиновый 3200 94 94 М3, N3

Р-6 дизель 2500 97 95 М2, N2, М3, N3

Р-4 дизель свыше 2500 98 96 М1, N1

Р-4 дизель 2500 включ. 96 94 М2, N2

Р-4 бензиновый свыше 4000 99 97 М1, N1

Р-4 бензиновый 4000 включ. 96 94 М1, N1

Из вышеизложенного следует, что для обеспечения законодательных норм на ограничение уровней шума автотранспортных средств необходимо совершенствовать имеющиеся и разрабатывать новые методы проектирования и снижения шума АТС.

1.4 Современные методы снижения уровня шума автотранспортных средств

Методы снижения шума в современных АТС можно разделить на активные и пассивные [30, 53].

Методы активного снижения шума основаны на научно обоснованной оптимизации и рационализации процессов, приводящих к интенсивному акустическому излучению основных источников шума грузовых АТС к

конструкции корпусных деталей, с целью получения механоакустических качеств, обеспечивающих пониженное излучение шума. Например, в процессе сгорания топлива, предполагают воздействие на протекание рабочего процесса с целью сужения спектра и уменьшения спектральных составляющих газовых сил при сохранении заданных мощностных и экономических показателей ДВС. Для достижения этой цели применяются способы впрыскивания, смесеобразования и воспламенения топлива, обеспечивающие минимальные скорости тепловыделения и нарастания давления по углу поворота коленчатого вала и плавный переход линии сжатия в линию сгорания. Например, в работах [78, 79, 83] обсуждается ряд конструктивных мероприятий с целью уменьшения шума от ударов поршня. Предлагается поршень со смещением оси пальца в сторону основного удара на 1,8 мм. Оценка этого мероприятия показала незначительное его влияние на шум от ударов поршня. При этом не рекомендуется смещение оси пальца с целью снижения шума для двигателей с форкамерой, расположенной на стороне, противоположной основному удару.

В качестве другого конструктивного мероприятия предлагается использовать поршень с увеличенным зазором между головкой поршня и гильзой на расчетную величину деформации головки при ударе. Для уменьшения амплитуды наклона поршня и, следовательно, предотвращения касания головки поршня о стенки цилиндра была одновременно увеличена жесткость юбки поршня. Испытания данной конструкции поршня показали отсутствие контакта между головкой поршня и гильзой и значительное уменьшение шума от ударов поршня.

Созданию методов снижения шума путем рационализации конструкции посвящены работы многих исследовательских организаций различных стран. Примером могут служить работы Прайда, Остина, Гровера, Андертона, Тьена, Фахбаха, Штрайбера и др. [74, 75-77, 80, 81, 85, 86, 88].

Из отечественных исследований в этом направления следует отметить работы Алексеева И.В., Борисова Л.А., Васильева А.В., Галевко В.В., Галевко Ю.В., Гергерта В.А., Дробаха М.Н., Енина П.В., Зубакина А.Г., Латышева Г.В.,

Луканина В.Н., Надарейшвили Г.Г., Никифорова Н.А., Назарова Н.И., Осипова Б.И., Старобинского Р.Н., Стерементарева В.А., Тольского В.Е., Фесины М.И., Шатрова М.Г., Юдина С.И. и др. [1, 32, 34, 38, 43-45].

В этих работах рассматриваются методы снижения шума путем конструктивных решений, направленных на изменение активного сопротивления и инерционно-жесткостных свойств конструкции.

Пассивный метод - один из более распространенных методов снижения уровня шума заключающийся в установки в конструкцию АТС звукопоглощающих, звукоизолирующих, защитных кожухов и уплотнительных материалов [6, 65, 77]. Например, звукоизоляция двигателя путем его полного или частичного экранирования (капсулирования корпуса двигателя), звукоизоляция кузова и др. В основу данного метода лежат акустические материалы, подразделяющие на вибродемпфирующие, звукопоглощающие, звукоизоляционные и комбинированные [66]. Вибродемпфирующие материалы в основном используются в опорах агрегатов, подрамниках, рычагах подвески и других элементов АТС, чтобы уменьшить и поглощать вибрацию и структурный шум. Звукопоглощающие материалы используются на панелях кузова (пол, крыша, капот, багажник, панели дверей и др.) моторного щита и др. Звукоизоляционные материалы используются при капсулировании корпуса агрегатов автотранспортных средств. На рисунке 1.2 показано частичное экранирование двигателя Э4308-5614200.

Номер Название Кол-во

1 Экран шумоизоляционный двигателя задний 1

2 Экран шумоизоляционный двигателя верхний в сборе 1

3 Опора 2

4 Опора передняя правая 1

5 Опора передняя левая 1

10 Кронштейн крепления верхнего экрана правый 1

11 Кронштейн крепления верхнего экрана левый 1

12 Кронштейн креппения экрана 4

20 Болт М8-6дх16 4

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рахматов Рахматджон Исломович, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев И. В. Основы теории поршневых двигателей внутреннего сгорания с пониженными уровнями акустического излучения: дис. ...д-ра техн. наук: 05.04.02 / Игорь Владимирович Алексеев. - М., 1986. - 287 с.

2. Алексеев И. В. Процесс сгорания как источник акустического излучения в двигателях внутреннего сгорания / И. В. Алексеев // Труды МАДИ «Автомобили и двигатели внутреннего сгорания». М. 1972. - С. 125-132.

3. Алексеев И. В. Проблемы акустической доводки ДВС / И. В. Алексеев // «Двигателестроение». -1982. -№3. - С.55-57.

4. Басов К.А. ANSYS для конструкторов / К.А. Басов // -М.: ДМК Пресс, 2009. -248 с.

5. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / К.А. Басов // -М.: Компьютер Пресс, 2002. -710 с.

6. Богданов С.А. Разработка эффективных звукопоглощающих конструкций для снижения шума газотурбинных двигателей и энергоустановок: дис. ... канд. техн. наук: 05.07.05 / Сергей Александрович Богданов. -Самара, 2007. - 158 с.

7. Борисов Л.А., Гужас Д.Р. Звукоизоляция в машиностроении / Л. А. Борисов, Д. Р. Гужас // -М.: Машиностроение. -1990. - 256 с.

8. Васильев А.В. Акустическое моделирование и комплексное снижение шума автомобильных двигателей внутреннего сгорания: монография / А. В. Васильев. - Самара: Издательство Самарского научного центра РАН, 2004. -296 с.

9. Васильев А.В. Снижение шума транспортных потоков в условиях современного города / А.В. Васильев // Экология и промышленность России. ЭКиП. - 2004. - С. 37-41.

10. Васильев А.В. Снижение пульсаций давления и шума всасывания поршневых

машин с использованием низкочастотных глушителей: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Андрей Витальевич Васильев. -М.: МАДИ (ТУ), 1994. -197 с.

11. Галевко В.В. Совершенствование акустических качеств автомобильных V-образных дизелей: дис. ... канд. техн. наук.: 05.04.02 / Владимир Владимирович Галевко. -М.: МАДИ (ТУ), 1982. -241 с.

12. Галевко В.В Виброакустический контроль технического состояния ДВС и агрегатов автомобиля / В.В. Галевко, В.В. Гриб, М.Г. Шатров // Сб. научных трудов МАДИ (ГТУ). - М. Эксподизайн, -2007. -С. 287-289.

13. Галевко В.В. Определение параметров диссипативных и каталитических материалов элементов систем обработки отработавших газов, необходимых для их проектирования методом конечно-элементного моделирования / В.В. Галевко, Г.Г. Надарейшвили, С.И. Юдин // Вектор науки № 2 (24), - Тольятти. -2013. - С. 117-122.

14. Галевко В.В. Расчетно-экспериментальные исследования акустического импеданса выпускного тракта турбонаддувного дизельного двигателя/ В.В. Галевко, Г.Г. Надарейшвили, С.И. Юдин // Вектор науки № 2 (24), - Тольятти. -2013. -С. 123-127.

15. Галевко В.В., Совершенствование методики расчетно-экспериментального определения акустических характеристик элементов системы обработки отработавших газов «ССОГ» / В.В. Галевко, Г.Г. Надарейшвили, С.И. Юдин // Вектор науки № 3 (25), - 2013. -С. 124-127.

16. Галевко Ю.В. Вопросы шума АТС в КВТ ЕЭК ООН (к 50-ти летию Женевского соглашения 1958 г.) / Ю.В. Галевко, А.И. Щепкин, М.И. Фесина // Журнал автомобильных инженеров, №4(51), -2008. - С. 36-43.

17. Галевко Ю.В. Направления снижения шума от автомобильного транспорта в Европейской Экономической Комиссии / Ю.В. Галевко, А.И. Щепкин, М.И. Фесина // II Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия». - Санкт-Петербург, 17-19 марта 2009. - С. 200-206.

18. Гергерт В.А. Снижение шума на рабочих местах машинистов путевых дрезин за счет обеспечения, требуемых звукоизолирующих и диссипативных параметров кабины: дисс. ... канд. техн. наук: 05.26.01, 01.02.06 / Виктор Александрович Гергерт. -Ростов-на-Дону, 2002. -140 с.

19. ГОСТ Р 52231-2004 Внешний шум автомобилей в эксплуатации. Допустимые уровни и методы измерения. ФГУП "Издательство стандартов.", Москва, 2010. - 5 с.

20. ГОСТ Р 41.51-2004 Единообразные предписания, касающиеся сертификации транспортных средств, имеющих не менее четырех колес, в связи с производимым ими шумом. ФГУП "Издательство стандартов.", Москва, 2010 г. -26 с.

21. ГОСТ Р 53838-2010 Двигатели автомобильные. Допустимые уровни шума и методы измерения ФГУП "Издательство стандартов.", Москва, 2010 г. -13 с.

22. Громкость звука. Уровень шума и его источники [Электронный ресурса-URL: http: //www. kakras. ru/doc/shum-decibel. html

23. Дробаха М.Н. Снижение шума транспортных машин глушителями: На примере трактора МТЗ 82: дис. ... канд. техн. наук: 01.04.06 / Марина Николаевна Дробаха. -Санкт-Петербург, 2004. -280 с.

24. Енин П.В. Снижение шума от вибровозбуждённых тонкостенных металлических конструкций применением штучных вибродемпфирующих вставок: диссертация ... канд. техн. наук: 01.04.06 / Павел Владимирович Енин. -Воронеж, 2006. - 159 с.

25. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом: учебник / Н.И. Иванов. - М.: Университетская книга, Логос, 2008. - 424 с. ISBN 978-5-98704-286-0.2.

26. Иванов Н.И., Никифоров А.С. Основы виброакустики / Иванов Н. И., Никифоров А. С. - СПб. : Политехника, 2000. - 482 с.

27. Кирюшкин Ю.Ф. Экспериментальное исследование камерных глушителей / Ю.Ф. Кирюшкин, Р.Н. Старобинский // ЭИ «Организация автомобильного

производства» N11. -Тольятти, 1978. - С. 41-46.

28. Комкин А.И. Оптимизация пути снижения шума машин / А.И. Комкин // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение, -1992. -С.110-114.

29. Комкин А.И., Редникин А.Н. Снижение шума выпускных газов двигателя внутреннего сгорания транспортных средств активным методом / А.И. Комкин, А.Н. Редникин // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение, -1998. -C. 115-125.

30. Комкин А.И. Внешний шум автомобиля. Методы определения и снижения/ А.И. Комкин // Автомобильная промышленность, -2000. -С. 34-37.

31. Комкин А.И. Активное гашение шума. Проблемы и перспективы / А.И. Комкин // Безопасность жизнедеятельности. -2001. -С. 12-18.

32. Комкин А.И. Разработка современных методов расчета и проектирования автомобильных глушителей шума с требуемыми характеристиками: автореферат дис. ... д-ра техн. наук: 01.04.06 / Александр Иванович Комкин. -Санкт-Петербург, 2012. - 48 с.

33. Курнатов В.Д. Применение корреляционного метода для исследования шума сгорания дизелей / В.Д. Курнатов // Энергомашиностроение, -1967. С. 23-28.

34. Курнатов В.Д. Шум от удара поршня и пути его снижения / В.Д. Курнатов // Энергомашиностроение, 1972. - С. 36-42.

35. Лагунов Л.Ф., Борьба с шумом в машиностроении / Л.Ф. Лагунов, Г.Л. Осипов // Машиностроение, 1980. - 150 с.

36. Ломакин В.В. Пути снижения внешнего шума легкового автомобиля. Обзорная информация / В.В. Ломакин, Н.А. Никифоров, Н.Ф. Бочаров, В.А. Стрементарев // Филиал НИИ автопрома в г. Тольятти, 1982. - 48 с.

37. Луканин В.Н. Снижение шума автомобиля / В.Н. Луканин, В.Н. Гудцов, Н.Ф. Бочаров М // Машиностроение, 1981. - 158 с.

38. Луканин В.Н. Исследование шума автотракторных двигателей внутреннего сгорания: дисс. ... д-ра техн. наук: 05.07.05 / Валентин Николаевич Луканин. -М., 1972. - 271 с.

39. Макаров С.Г. К оценке вклада шума выхлопа в общий уровень внешнего шума автомобиля / С.Г. Макаров, Л.Ф. Жеглов, А.И. Комкин // Известия вузов. Машиностроение, 1988. - С. 88-91.

40. Малкин И.В. Разработка технических средств снижения шумовых излучений системы газообмена двигателя легкового автомобиля: диссертация ... кондидата технических наук: 05.04.02 / Илья Валерьевич Малкин. - Москва, 2014. - 201 с.

41. Мокринский А.В. Методика комплексного активного снижения низкочастотного шума тепловых двигателей: дис. ... канд. техн. наук.: 05.04.02 / Антон Владимирович Мокринский. -Тольятти, 2003. - 214 с.

42. Морозов К.А. Улучшение мощностных показателей карбюраторной двигателей путем настройки путем настройки впускных систем / К.А. Морозов, Б.Я. Черняк // Автомобильная промышленность, 1966. С.1-4.

43. Никифоров Н.А. Исследование звукопоглощающих свойств пористых спеченных материалов / Н.А. Никифоров, А.И. Комкин // Безопасность в техносфере, 2009. С. 31-36.

44. Никифоров Н.А., Комкин А.И. Определение структурного фактора волокнистых металлических звукопоглощающих материалов / Н.А. Никифоров, А.И. Комкин // Известия вузов. Машиностроение, 2011. - С. 3543.

45. Никифоров Н.А., Моделирование глушителей шума с перфорированными трубами / Н.А. Никифоров, А.И. Комкин, Л.С. Воробьева // Безопасность в техносфере, 2010. -С. 28-33.

46. Назаров Н.И. Исследование путей снижения акустического излучения дизеля при процессе сгорания.: дисс. ... канд. техн. наук : 05.04.05 / Николай Иванович Назаров. -М., 1977. -168 с.

47. Плицына О.В. Совершенствование реактивных глушителей шума для предприятий транспорта: дисс. ... канд. техн. наук: 05.26.01 / Ольга Витальевна Плицина. -М., 2004. -135 с.

48. Рахматов Р.И. Расчетное и экспериментальное исследование систем обработки отработавших газов / В.В. Галевко, Р.И. Рахматов // Вестник самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение -2017г. - Том 16, № 3. -С 145-154.

49. Рахматов Р.И. Конструктивные решения по снижению звукового излучения от наружных поверхностей СООГ / В.В. Галевко, Р.И. Рахматов // Вестник московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) -2016г. - Выпуск № 3 (46). -С 3-10.

50. Рахматов Р.И. Патентный обзор конструкций клиноременных вариаторов / Р.И. Рахматов, В.В. Галевко // Справочник. Инженерный журнал, №12, 2014. - С 53-61.

51. Рахматов Р.И. Тенденция развития систем обработки отработавших газов современных автомобилей / Р.И. Рахматов, В.В. Галевко, Г.Г. Надарейшвили, С.И. Юдин // Научное обозрение, № 8 (часть 2), 2014. - С 92-97.

52. Рахматов Р.И. Разработка конечно-элементных моделей и расчетно-экспериментальное исследование систем обработки отработавших газов / Р.И. Рахматов, В.В. Галевко // Научное обозрение, № 22, 2015. - С 129-136.

53. Рахматов Р.И. Современные методы снижения уровня шума в автотранспортных средствах / Р.И. Рахматов, В.В. Галевко, Г.Г. Надарейшвили, С.И. Юдин // Естественные и технические науки, №6(74), 2014. - С 836-838.

54. Рахматов Р.И. Определение акустических характеристик каталитических блоков систем обработки отработавших газов / Р.И. Рахматов, В.В. Галевко, Г.Г. Надарейшвили, К.В. Ходосевич, С.И. Юдин // 2-я международная научно-техническая конференция «Динамика и виброакустика машин 2014», Сборник статей - Самара, 2014. - С. 493-498.

55. Рахматов Р.И. Тенденция развития систем обработки отработавших газов для дизельного двигателя / Рахматов Р.И. // Современные проблемы теории машин. Новокузнецк, 2014. -№2 -С. 141-145.

56. Скучик Е. Основы акустики: В 2 т. / Е.М. Скучик.: Мир, 1976. Т.1 - 520 с., Т.2 - 542 с.

57. Старобинский Р.Н. Приложение методов теории цепей к расчету впускных и выпускных трактов в авиационных ГТД. В кн. Шум реактивных двигателей / P.H. Старобинский // труды Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) N901, М., 1980. С. 211-236.

58. Старобинский Р.Н. Математическое обеспечение инженерных расчетов шумов впуска и выпуска / P.H. Старобинский // В кн. «Виброакустика автомобиля». - Куйбышев: Кн. изд., 1982. С. 181-210.

59. Старобинский Р.Н. Теория и синтез глушителей шума для систем впуска и выпуска газов ДВС: дисс. ... д-ра техн. наук: 05.04.02 / Р.Н. Старобинский -М.: МАДИ, 1983. - 333 с.

60. Старобинский Р.Н. Обзор новых тенденций шумовой доводки легковых автомобилей / Р.Н. Старобинский, И.В. Малкин, А.В. Краснов, С.А. Рябикин, А.Г. Назаров// Безопасность в техносфере № 6, 2010. -С. 16-22.

61. Старобинский Р.Н., Исследование акустических характеристик системы «система впуска ДВС - моторный отсек легкового автомобиля», в книге «Снижение шума поршневых двигателей внутреннего сгорания» / Р.Н. Старобинский, М.И. Фесина // сборник научных трудов Московского автомобильно-дорожного института МАДИ, 1984. -С. 118-128.

62. Стерементарев В. А. Разработка методов снижения вибраций и шума легковых автомобилей: дисс. ... канд. техн. наук: 05.05.03 / Валентин Александрович Стерементарев. -Москва, 1984. -235 с.

63. Терентьев А.Н. Разработка методики акустической доводки легкового автомобиля по внешнему и внутреннему шуму: дисс. ... канд. техн. наук: 05.05.03 / Алексей Николаевич Терентьев. -Ижевск, 2005. - 220 с.

64. Тольский В.Е. Виброакустика автомобиля / В.Е. Тольский // Машиностроение, 1988. - 144 с.

65. Фесина М.И. О критериях выбора категорий эффективности

звукоизоляционных материалов, применяемых для снижения шума легкового автомобиля / М.И. Фесина // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королева. - 2009. - С. 95-105.

66. Фесина М.И. Об уточненной классификации и некоторых приемах модификационного структурирования шумопоглощающих деталей современных моделей легковых автомобилей / М.И. Фесина, А.В. Краснов // Машиностроение и инженерное образование. - 2008. - С. 11-24.

67. Фесина М.И. Разработка мероприятий по уменьшению шума двигателя на легковом автомобиле: дисс. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Михаил Ильич Фесина. -Москва, 1984. -276 с.

68. Фесина М.И. Автомобильные акустические материалы. Проектирование низкошумных конструкций автотранспортных средств: монография. В 2 ч. / М.И. Фесина [и др.]. - Тольятти: ТГУ, 2010. - Ч.1 - 304 с., Ч.2 - 352 с. 218.

69. Фесина М.И. О некоторых результатах применения эффективных одно- и многокамерных глушителей для снижения шума впуска двигателя внутреннего сгорания / М.И. Фесина, В.В. Ломакин, И.В. Малкин // Известия Самарского научного центра РАН. Спец. выпуск «Безопасность. Технологии. Управление», том 2, 2007. - С. 149-153.

70. Фесина М.И. Анализ тенденций применения передних подрамников в конструкции легковых автомобилей для улучшения показателей их виброакустического комфорта / М.И. Фесина, В.Е. Рогожкин, С.В. Горбунов, Ю.В. Хорт // Известия Самарского научного центра РАН. Спец. выпуск «Безопасность. Технологии. Управление», том 3, 2007. - С. 21-25.

71. Фесина М.И. Исследование акустики моторного отсека автомобилей ВАЗ / М.И. Фесина, Р.Н. Старобинский, Л.Л. Вайнштейн // Сборник «Организация автомобильного производства», №13, Тольяттинский филиал НИИНавтопрома, Тольятти, 1979. - 219 с.

72. Шатров М.Г. Исследование влияния процесса впрыска топлива на надежность,

шумность работы и дымность выпуска автотракторного дизеля: автореферат дисс. ... канд. техн. наук: / М.Г. Шатров. -Л, 1974. - 36 с.

73. Шашурин А.Е. Снижение внутреннего шума звукоизолирующими кабинами: на примере строительно-дорожных машин: диссертация ... кандидата технических наук: 01.04.06 / Александр Евгеньевич Шашурин. -Санкт-Петербург, 2010. - 177 с.

74. Anderton D. Relation between combustion system and engine noise / D. Anderton // SAE/P-79/80, №790270, 1979. - P 189-197.

75. Anderton D., Dixon J., Chan C.M., Andrews S. The effect of structure design on high speed automotive diesel engine noise / D. Anderton, J. Dixon, C.M. Chan, S. Andrews // SAE/P-79/80, №790444, 1979. - P 231-248.

76. Davies P.O., Harrison M.F. Predictive acoustic modeling applied to the control of intake/exhaust noise of internal combustion engines / P.O. Davies, M.F. Harrison // Journal of Sound and Vibration, 1997. V. 202, № 2. - P. 249-274.

77. Desmons L., Kergomard J. Simple analysis of exhaust noise produced by a four-cylinder engine / L.Desmons, J. Kergomard // Applied Acoustics. 1994, V. 41, № 1. - P. 127-155.

78. Griffiths W.J. Some Aspects of Vibration of a single Cylinder Diesel Engine / W.J. Griffiths // J. Sound. Vib., 1964, 1(4). - P. 345-364.

79. Grover E. A low noise engine diesel / E. Grover // Diesel and Gas Turbine Progr., 1972, №6. - P. 38.

80. Hempel W. Ein Beitrag ur Seitenbewegung des Tanchkolbens / W. Hempel // MTZ 27/1, 1966. - P. 5-10.

81. Munro R. Transverse Movement Analysis and its Influence on Diesel Piston Desing / R. Munro, A. Parker // SAE Paper 7500800, 1975.

82. Priede T. Combustion Induced Noise in Diesel / T. Priede, E. Grover, D. Anderton // Engines and Users Association, №317, 1968.

83. Priede T. Gut Engine Noise three the SAE Jornal / T. Priede, E. Grover // April Ways, 1970, 78, №4

84. Rakhmatov R.I. Acoustic characteristics of catalytic units of exhaust system / R.I. Rakhmatov, V. V Galevko, G.G. Nadarejshvily, K.V. Khodosevich, S.I. Yudin // Science and Education in Australia, America and Eurasia: Fundamental and Applied Science. -Australia, Melbourne, 2014. - P. 139-143.

85. Thien G. Das Dieselmotorengerausch- Enstehung und Moglichkeiten zu seine Verminclerung / G. Thien // Lermbekampfung, 1971, №5.

86. Thien G. Design Concepts of Diesel Engines with Low Noise Emission / G. Thien // Warrendale, USA. Diesel Noise Conference, SP-397, №750838, 1975.

87. Song B.H. A transfer-matrix approach for estimating the characteristic impedance and wave number of limp and rigid porous materials / B.H. Song, J.S. Bolton // Journal of the Acoustical Society of America. - 2000 - V.107, № 3, - P. 1131-1152.

88. Steidle R. Leess noise from diesel trucks / R. Steidle // SAE Prepr, №730712, 1973.

89. Muehleisen R.T. Measurements and empirical model of the acoustic properties of reticulated vitreous carbon / R.T. Muehleisen, C.W. Bremer, B.D. Tinianov // Journal of the Acoustical Society of America. - 2005. - V.117, № 2, - P. 536-544.

90. Manjal M.L. Theory of a two sourcelocation method for direct experimental evaluation of the four-pole parameters of an aeroacoustic element / M.L. Manjal, A.G. Doige // Journal of Sound and Vibration. - 1990. - V.141, № 2, - P. 323-333

91. Prasad M.G. A four load method for evaluation of acoustical source impedance in a duct / M.G. Prasad // Journal of Sound and Vibration. 1987.- V. 114, № 2. - P. 347356.

92. Peat K.S. An analytical investigation of the direct measurement method of estimating the acoustic impedance of a time-varying source / Peat K.S. // Journal of Sound and Vibration. 2002. V. 256, № 2. - P. 271-285.

Приложение 1. Расчетная программа обработки экспериментальных данных

ШР1Л :=

ГЫР2Л :=

У

ГЫР3Л :=

ГЫР1В :=

У

У

ГЫР4Л :=

ГЫР2В :=

У У

ГЫР3В :=

У

ГЫР4В :=

У

1 := 9..3008 К := ГЫР1А л

1 1,0

к := 2-л--

1 340

у1 := 0.13 у2 := 0.2 уЗ := 1.45 у4 := 1.52 х1:= 0.305 х2:= 1.315

ХАЛ. := ГЫР1А , 1 1,1

РЫЛ. := ГМР1Л „

1 1,2

Р1Ле. :=

:.:=( ХАЛ.-соб (РЫЛ. |

Р1Л :=(Р1Лге + Р1Л1т-1

Х12Л. := ГЫР2Л , 1 1,1

Р1Л1т := (ХАЛ.-бЦрЫЛ.)

РЪ2Л. := ГЫР2Л ,

1 1,2

Р2Лге := (х12л.-со8 (РЬ2Л.)

Р2Л1т := (Х(2Л-бЦр]^.)

Р2Л := (Р2Ле + Р2Л1т-1

ХВЛ. := ШР3Л. , 1 1, 1

РЬ3Л. := ГЫР3Л. „ 1 1,2

Р3Лге. :=(ХВЛ.-со8 £РЬ3Л. Р3Л1т := £ Х£3 Л.- п£РЬ3Л..

Щ

^ :=(:

Р3Л := (Р3Лге. + Р3Л1т-]

К

Xf4A := INP4A .

i i, 1

Ph4A. := INP4A .

i i, 2

P4Are :=

:.:=( Xf4A-cos (Ph4A. )

P4Aim := (Xf4A-sln(Ph4A.))

P4A := (P4Are + P4Aim-l

XfLB := INP1B ,

i i, l

PhlB := INP1B -

i i, 2

PlBre :=( Xfl^f-cos (Ph^)) P1Blm:=fXfl1ífsin(PÍfíB¡jj

P1B := fP1 Bie + P 1B imlj

Xf2B := INP2B , i i, L

Ph2B. := INP2B ,

i i, 2

P2Bre :=

s:=( XßB.-cos (Ph2B)

P2Bim:=

lm:=( Xf2B-sln(Ph2B))

P2B := (P2Bre + P2Blml

Xf3B := INP3B . i i, L

Ph3B := INP3B .

i i, 2

P3Bre := (XßB.-cos (Ph3B.)

P3Bim:=

lm:=( Xf3B-sln(Ph3B. ))

P3B :=(P3Bre + P3Blmi

Xf4B := INP4B .

i i, L

Ph4B := INP4B .

i i, 2

P4Bre := ( Xf4B.- cos ( Ph4B

P4Blm:= ( Xf4B.-sln(Ph4B ))

P4B := (P4Bre + P4Bimi

ey1pl := e

ki-yl-1

eylm :=

(ki-yl i)

ey2pl := e

ki-y2-1

ey2m :=

(ki-y2-i)

ey3pl := e

ki-y3-1

ey3m :=

(ki-y3-i)

e

e

>

e

ey4p. := e

ki-y4-1

ey4m :=

- (ki-y4-i)

Al. :=( P1 A.-eyZpi - P ZA.-eyl p.)

Bl. := (P1 A.-eyZm. - P ZA.-eyl m.)

CL ^mA^p. - P4Ai-ey3pi

Dl. := ^A. ey4m - P4A.^m.

AZ. := (. PiB • ey Zp • - Pi B-ey lp .

BZ := (PlB eyZm. - PZB^eylm.

CZ := mB^p. - P4Bl•ey3pl

DZ := ^B^m - P4Bl•ey3m

Ml := Al .-DZ - M .-Dl. MZ := Cl-DZ - CZ-Dl.

i i i i i i i i i i

Ml

M :=-i

i MZ.

TLla := jReM^+imM^

TL :=(Z<il0g(aL^

ki-xl -1

exlp := e

exlm := i

-(ki-xl - i)

ki-xZ-1

exZp. := e

exZm := i

-( ki- xZ - i)

ZN. :=p-(CL-DZ - CZ-DLJ|

CHT11_1 :=^ex1m-exZm)-(A1 .-CZ - AZ.-cLjj

CHT11 Z :=

Z := ^(exlm-exZp^-^Al.-DZ - "Dljj

CHT11 З :=

З := ^(exlp. exZm) (BZ CL - BL-CZJ]

CHT11 4 :=

4:=^(ex1p-exZp) (BZ DL - BL DZ)j

CHT 11 :=( CHT 11 1 + CH Tll 2 + CHT 11 3 +CHT11 4) 1 V "i "i "i "V

CHT 11

Tll :=-1

1 ZN.

1

CHT12 1 :=

1 :=[(ex1m-cx2m)-(A2 .-Cl. - Al.-C2)j CHT12_2 := [(c+ 1+-+x2pí) -(Al ^2. - A2+-D lj

CHT 12_3 :=[(ex1p-ex2m)-(B1-C2 - B2.-C1.)j

CHT 12_4 := [(cxlp.• cx2p.)-(b2• Dl. - B1-D2.)j

CHT 12:= (CHT 12 1 + CHT 12 2 + CHT 12 3 + CHT 12 4

(_______ _______+ CHT 12 3 +

1 V _i _i _i

¡i

CHT12-416.5

T12 :=-1-

1 ZN.

1

CHT21_1 :=[(ex1m-ex2m)-(A1 .-C2. - A2.-CLjj

CHT21_2 := [(ex 1 m-ex2p)• ( Al .-D2 - A2¿-Dljj

CHT21_3 :=[(ex1pi ex2m) (B1. C2i -CHT21_4 := [(c+ 1| +-cx2 p)(В 1- D2+ - B 2-Dl j

CHT21 := (CHT21 1 + CHT21 2 + CHT21 3 + CHT21 4) 1 V -1 -1 -1 -1)

CHT 21 T21 :=■ 1

1 ZN.-416.5

1

CHT22 1 :=

1 :=ßex1m-ex2m)-(A2.-Cl. - AL-C2

CHT22 2 :=

2 :=^(ex1m-ex2p)-(AL-D2 - A2.-DL)j

CHT22 З :=

З :=ßex1p. -ex2m)-(B2 -Cl. - BL -CZ

CHT22 4 :=

4 :=^(ex1p-ex2p)-(BL-D2. - B2.-D1.Jj

•2 :=('

CHT22 :=(CHT22 1 + CHT22 2 + CHT22 З + CHT22 41

CHTZZ

TZ2 :=-1

1 ZN. i

f

TLl := i

Л

TlZ

Til + -1 + T21-416.5+ T22

v

416.5

У

TLla :=

1 :=J Re(TLl)

2 + Im(TLl)2

TL := i

TLla i

2Ülog

v 2 У У

Зü

25 -

2Ü -

TL 15 -

5ÜÜ

1ÜÜÜ 15ÜÜ

F

2ÜÜÜ

25ÜÜ

3000

v

Ü

Приложение 2. Расчетная программа нахождения коэффициентов матрицы

передачи

ШР1 :=

ГЫР2:=

ГЫР3 :=

1 := 0.. 299

К := ШР1. л 1 1,0

г

г

г

Т11ге := МР1. . 1 1,1

Т111т := ГЫР1. . 1 1,2

Т12ге := ГЫР1. ,, 1 1,3

Т121т := МР1. . 1 1,4

Т21ге := ГЫР1. с 1 1,5

Т211ш := ШР1. . 1 1,6

Т22ге := ГЫР1. „ 1 1,7

Т22т := ШР1. с 1 1,8

ТШ№е := ГЫР2 . 1 1,1

Т111Мш:= ГЫР2 . 1 1,2

Т121№е := 1МР2 ,,

1 1,3

Т12Г№ш:= ГЫР2 . 1 1,4

Т21Г№е := 1МР2 . 1 1,5

Т211Мш:= ГЫР2 , 1 1,6

Т22Г№е := ГЫР2 , 1 1, 7

Т22Ш1ш:= ГЫР2 _ 1 1,8

ТПОЦТге := ГЫР3. , Т110иТ1ш:= ГЫР3. , 11,1 1 1,2

Т120ЦТге := ШР3. . Т120ЦТ1ш= ГЫР3. .

1 1,3 1 1,4

Т210иТге := ГЫР3. . Т210иТ1ш:= ГЫР3. , 1 1, 5 1 1, 6

Т220иТге := МР3. „ Т220ЦТ1ш= ГЫР3. 0

1 1, 7 1 1,8

Т11 := Т11ге + Т111т1 1 1 1

Т12 := Т12ге + Т12ш1 1 1 1

Т21 := Т21ге + Т21ш1 1 1 1

Т22 := Т22ге + Т22ш1 1 1 1

Т11ГЫ := Т11Г№е + ТПМшн T12IN := T12INre + Т12Мшн 111 111

Т21М := Т21Г№е + T21INimi T22IN := T22INre + T22INimi 111 111

Т110иТ := Т110ЦТ1е + Т110иТ1ш1: 1 1 1

Т120ИТ := Т120ЦТгз + Т120иТ1ш11 111

Т210Ш := Т210иТке + Т210ЦТт11 1 1 1

Т220ИТ := Т220ЦТЮ + Т220иТ1ш11 111

Tllre

Tllim TllINre TllINim TllOUTre -5

Ü -

TllOUTim

1ÜÜÜ

2ÜÜÜ

Зüüü

T. := i

^Tll T12^ i i

T2L T22

v 1 1У

TOUTI := (tout.)

- 1

TMI :=(te) 1

TIN := i

( T11IN T12IN^ i i

T21IN T22IN

v 1 1У

TM := T.-TOUTI

i i i

TN := TMI-TIN. i i i

TOUT. := i

T11OUT T12OUT i i

T21OUT T22OUT

v 1 1У

TX :=(tn) 1

( A. B. ^ i i

CD

v 1 1У

:= TX

Al lre := Re(A.) A12re := Re(B.) A21re. := Re(c)

Л22ге. := Re(D.)

Al lim := Im(A)

AlZim := Im(B) AZiim := Im(ci)

A221m := In^D.)

Ü

F

A := augment(F, Al lre,Allim A12re, A121mA21re, A21im A22re,Л221п)

У

A

All re Al lim Tll re Tll im

0 -

-5

0 1000 2000 3000 F

A22re

A22im

T22re

T22im

к

-2

, ' A \ - /

_l

_l

\

0 1000 2000 3000 F

S

0

1000

A12re A12lm T12re T12lm

-1000

"1 Г

л

/ Л

\ ; >

j_i

0 1000 2000 3000 F

A21re