Оценка эффективности снижения внутреннего шума в легковом автомобиле с помощью звукоизолирующих, звукопоглощающих и вибропоглощающих материалов | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 октября, печатный экземпляр отправим 30 октября.

Опубликовать статью в журнале

Рубрика: Прочее

Опубликовано в Юный учёный №2 (2) май 2015 г.

Дата публикации: 14.03.2015

Статья просмотрена: 22 раза

Библиографическое описание:

Прокопович Е. А., Прокопович И. В. Оценка эффективности снижения внутреннего шума в легковом автомобиле с помощью звукоизолирующих, звукопоглощающих и вибропоглощающих материалов // Юный ученый. — 2015. — №2. — С. 164-167. — URL https://moluch.ru/young/archive/2/86/ (дата обращения: 17.10.2019).

В 20 веке немецкий микробиолог Роберт Кох писал: «Когда-то человечество будет вынуждено бороться с шумом настолько же решительно, как оно борется с холерой или чумой». Проблема шума на земле появилась с развитием техники. Развитие промышленности, появление двигателя внутреннего сгорания, изобретение ракетного и дизельного двигателей, сложнейших станков и механизмов — все это сопровождало усиление шума. И мало кто предполагал, что шум достигнет таких уровней, которые будут не безразличны для организма человека, а поиск методов борьбы с повышенным шумом станет важной экологической и социальной проблемой современной цивилизации.

В нашей семье, равно как и у многих других, есть автомобиль. На первый взгляд, это современный, удобный в эксплуатации и по конструкции вид транспорта, соответствующая всем нормам шума по ГОСТ. Но мы стали замечать, что при длительных поездках на большие расстояния, появляющиеся в салоне шумы (монотонный гул, удары, скрипы и вибрации) приводят к быстрой утомляемости водителя и пассажиров, тем самым способствуя снижению безопасности движения. Борьба с шумом такого происхождения, имеющая целью улучшение условий эксплуатации легкового автомобиля — в этом заключается актуальность данного проекта.

Мы предположили, что если существует проблема шума в легковом автомобиле, то существуют практические методы борьбы с таким видом шума. Таким образом, был создан проект по оптимизации процесса подавления шума в салоне легкового автомобиля, где были выявлены и апробированы практические методы борьбы с внутренним и внешним шумом (на примере легкового автомобиля Nissan Qashqai).

Основной целью нашего исследования определение наиболее эффективных методов подавления шума в легковом автомобиле. Для этого нам необходимо решение следующих задач:

-       проанализировать природу возникновения внутреннего и внешнего шума и методы его снижения в легковом автомобиле;

-       апробировать возможные методы шумоподавления в легковом автомобиле;

-       произвести оценку эффективности методов шумоподавления.

Шумом называется случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты. В легковом автомобиле различают шум внешний, оказывающий воздействие на окружающих, и шум внутренний, оказывающий воздействие на водителя и пассажиров. Внешний шум передается в кабину легкового автомобиля через окна, пол и стенки. Внешние шумы не оказывают сильного влияния за звуковой фон в салоне. Шумовая атмосфера формируется в основном за счет внутренних источников: работающего двигателя, трансмиссии и подвески, выхлопной системы, колесных механизмов (шины, тормоза).

По возможности распространения различают:

−          воздушный шум — шум, распространяющийся в воздушной среде от источника возникновения до места наблюдения;

−          структурный шум — шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в звуковом диапазоне частот [5,6].

В качестве оценочного показателя внутреннего шума легкового автомобиля принимается уровень звука в децибелах. Согласно действующим нормам и стандартам (Государственный стандарт РФ ГОСТ Р Б2231–2004 «Внешний шум автомобилей в эксплуатации. Допустимые уровни и методы измерения»; Государственный стандарт РФ ГОСТ Р 51616–2000 «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний») нормативом для легковых автомобилей по внутреннему и внешнему шуму составляют не более 71 дБА [3,4].

Все методы борьбы с шумом в целом можно подразделить на:

−          конструктивные (предполагают применение отбалансированных силовых агрегатов и узлов трансмиссии; правильный подбор и расчет эластичных элементов подвески силового агрегата, трансмиссии, ходовой части, системы выхлопа; правильный расчет конструкции системы выхлопа и определение точек ее подвески к кузову; правильное моделирование конструкции кузова и его жесткости; выбор прогрессивных конструкций уплотнителей окон и дверных проемов и т. д.);

−          пассивные (основаны на применении вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов; применении защитных кожухов).

Применение шумоизолирующих материалов последняя ступень в создании «тихого» легкового автомобиля, т. е. прежде всего легковой автомобиль «доводится» конструкционно, а уже потом если возможности конструкции исчерпаны — используются вибро-, звукопоглощающие, звукоизолирующие и уплотнительные материалы [1].

С целью оценки эффективности метода снижения внутреннего шума в легковом автомобиле с помощью вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов, определен порядок проведения практического исследования:

1)   выбор метода снижения внутреннего шума в легковом автомобиле;

2)   определение участков кузова легкового автомобиля, требующих шумоизоляции;

3)   выбор материалов для шумоизоляции;

4)   определение необходимого набора инструментов и вспомогательных материалов для выполнения шумоизоляции легкового автомобиля;

5)   расчет и экономическое обоснование выполненных работ;

6)   определение алгоритма проведения шумоизоляции легкового автомобиля;

7)   выполнение технологического процесса по шумоизоляции легкового автомобиля;

8)   выполнение контрольных замеров внутреннего шума в салоне легкового автомобиля до начала и по окончанию работ по шумоизоляции.

Легковой автомобиль Nissan Qashqai, объем двигателя 1,6 л. мощность двигателя 114 л.с., 2012 года выпуска — достаточно новая, современная, удобная в эксплуатации и по конструкции модель автомобиля, соответствующая нормам шума по ГОСТ. Поэтому нет необходимости поиска конструктивных методов борьбы с шумом. Наш выбор — подавление шума в салоне легкового автомобиля с помощью пассивного метода, к которому относится шумоизоляция автомобиля с помощью вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов.

Для выбора приемов и методов шумоизоляции были определены критические точки на кузове автомобиля — двери, капот, днище и пол, крыша и багажное отделение. Критические точки источника шума определялись методом наблюдения, изучения и анализа специальной литературы [2,6].

Шумоизоляция только отдельных участков кузова не принесет желаемых результатов, поэтому было решено провести обработку звукоизоляционными материалами (дверей, багажника, крыши, днища и пола) и вибропоглащающими материалами (дверей, багажника, крыши, капота, днища и пола). Изучение потребительского спроса позволило сделать выбор вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов для шумоизоляции легкового автомобиля, при это учитывались следующие критерии: безопасность, экологичность, долговечность, современность (учет современных технологических разработок). Наш выбор — Вибролист Premium толщиной 2 и 3 мм и изолон.

Далее было произведено экономическое обоснование выполненных работ. Общая стоимость выполненных работ включает только затраты на основные и вспомогательные материалы и инструменты. В общую стоимость не учитывалась оплата за выполнение работ (шумоизоляция выполнена самостоятельно), электрическая и тепловая энергия (работы проводились в летний период, при естественном освещении и при температуре воздуха 20–25 градусов).

Общий бюджет представлен в Таблице 1.

Таблица 1

Общая стоимость материальных затрат

Материал

Количество

Цена

Стоимость

1

Вибролист Premium

10,5 м2

620,0

6510,0

2

Изолон

5,0 м2

318,0

1500,0

3

Уайт спирт

1 л.

200,0

200,0

4

Прокаточный ролик

1 шт.

100,0

100,0

ИТОГО

8310,0

 

Для сравнения, стоимость выполнения работ по шумоизоляции легкового автомобиля в условиях специализированных автомастерских составляет от 30 до 50 тыс. руб. Экономия семейного бюджета может составить от 10 до 40 тыс. руб.

Временные затраты представлены в Таблице 2.

Таблица 2

Общие временные затраты

Название изделия

Время, затраченное на выполнение технологической операции (ч.)

1

Двери (5 шт.)

12

2

Багажник

6

3

Капот

2

4

Днище

12

5

Крыша

10

ИТОГО

42

 

Таким образом, временные затраты на выполнение шумоизоляции автомобиля составляют от 40 до 50 часов, при условии, что 2 человека будут выполнять весь объем работ.

После проведения процедуры шумоизоляции, нами была произведена оценка эффективности апробированных методов.

Одним из критериев качественно проведенной шумоизоляции является увеличение веса автомобиля не более, чем на 5–7 % от его снаряженной массы. Вес установленной шумоизоляции на легковой автомобиль составил 60 кг., что составляет 4,1 % от снаряженной массы автомобиля (1450 кг.)

Увеличения расхода топлива и роста затрат на содержание автомобиля, после установки шумоизоляции не произошло.

Другим критерием является сравнения показателей уровня шума в автомобиле Nissan Qashqai с шумоизоляцией и автомобиле Nissan Qashqai без шумоизоляции. В качестве метрического прибора использовалось приложение для android-устройства «Шумомер-Lite». Находясь внутри легкового автомобиля поочередно, в течение 30 сек. измерялся уровень шума при работе двигателя 800 об/мин. (что соответствует холостому ходу) и 2000 об/мин. При этом были выключены вентилятор отопления и кондиционер, двери закрыты, стекла подняты. Совокупные результаты представлены в Таблице 3.

Таблица 3

Технические показатели работы автомобиля после процедуры шумоизоляции

 

Автомобиль Nissan Qashqai с шумоизоляцией

Автомобиль Nissan Qashqai без шумоизоляции

Уровень шума

Показатель результата

Уровень шума

Показатель результата

Холостой ход. Работа двигателя — 800 об/мин. Время — 30 сек.

55 дБА

средний

56 дБА

средний

Работа двигателя — 2000 об/мин. Время — 30 сек.

61 дБА

средний

65 дБА

средний

 

Анализ полученных результатов показал, что произошли значительные изменения в шумоподавлении за счет реализованных методов. Сравнение полученных результатов позволило сделать вывод: уровень шума в автомобиле А (с шумоизоляцией) при 2000 об./мин. составил 61 дБА, уровень шума в автомобиле Б (без шумоизоляции) при 2000 об./мин. составил 65 дБА. Разница между уровнями шума составила 4 дБА, что соответствует снижению интенсивности звука в 3 раза. Графически результаты представлены на Рисунке 1.

Рис. 1. Сравнение уровня шума на автомобиле Nissan Qashqai с шумоизоляцией и без шумоизоляции

 

На основании проделанной работы мы делаем следующие выводы:

1.         Любое транспортное средство может быть модернизировано и улучшено. Одной из операций, выполнение которой позволяет поднять уровень комфорта в салоне, является шумоизоляция автомобиля.

2.         Работы и операции, целью которых является уменьшение внутреннего и внешнего шума в салоне автомобиля, можно выполнить собственными руками, не обращаясь к услугам профессионалов. Для этого нужно знать методику проведения шумоизоляции, иметь минимальный набор инструментов и располагать необходимыми материалами.

3.         Создание абсолютно бесшумного легкового автомобиля невозможно так же, как невозможно построение вечного двигателя.

На основании анализа практических методов борьбы с внутренним и внешним шумом, проведен анализ шумоизолирующих материалов, апробирован технологический процесс выполнения шумоизоляции на легковом автомобиле Nissan Qashqai, разработано руководство по выполнению шумоизоляции с помощью звукоизолирующих, звукопоглощающих и вибропоглощающих уплотнительных материалов (на примере легкового автомобиля Nissan Qashqai) в форме технологических карт, что определяет прикладную и практическую значимость данного проекта.

 

Литература:

 

1.      Иванов Н. И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом: [учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Безопасность жизнедеятельности», специальности «Безопасность технологических процессов и производств»] / Н. И. Иванов.- М.: Логос, 2008.- 424 с.

2.      Титков М. В., Владимиров А. А., Яцук А. А., Погребной С. Н. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту NISSAN QASHQAI.- М.:Третий Рим, 2011.- 383 с.

3.      ГОСТ Р Б2231–2004 «Внешний шум автомобилей в эксплуатации. Допустимые уровни и методы измерения»;

4.      ГОСТ Р 51616–2000 «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний».

5.      http://globalproblems.narod.ru Сайт «Глобальные проблемы человечества»

6.      http://www.autonahodka.ru/dokumentatsiya/stp/ Сайт «Автонаходка»

7.      http://avtonam.ru/maintenance/shumoizolyaciya/ Сайт «Автонам»

Основные термины (генерируются автоматически): легковой автомобиль, внешний шум, уровень шума, материал, шум, автомобиль, работа двигателя, практический метод борьбы, Общая стоимость, холостой ход.


Похожие статьи

Снижение уровня внутреннего шума легковых автомобилей

В статье приводится схема проведения эксперимента по определению уровня внутреннего шума в салоне автомобиля. С помощью шумомера проанализированы уровни шума при различных режимах работы транспортного средства...

Методы борьбы с шумом и вибрацией в современных швейных...

В данной статье приведены проблемы с шумом и вибрацией легкой промышленности и методы борьбы. При изучении явлений шума и вибрации важно не только замерить их величины, но и определить источник их возникновения и характер распространения, так как...

Шум автомобильного транспорта: сделают ли электромобили...

Общий транспортный шум является комбинацией шума двигателя, шин, поверхности дороги (неравномерная поверхность дает различные характеристики шума) и шума воздушного потока. На малых скоростях большую часть составляет звук силовой установки, тогда как на более...

Современные методы и средства снижения вибрации и шума...

Уровни виброактивности и звукоизлучения является одним из показателей конкурентоспособности как действующего, так и проектируемого промышленного оборудования. Большинство исследований, посвященных проблемам шума и вибрации машин...

Теоретический подход к вопросам разработки систем глушения...

Снижение шума реактивных двигателей является одной из серьезных проблем современной авиации. Шум, оказывая вредное влияние на человеческий организм, ухудшает также усталостные характеристики деталей конструкции авиационной техники.

Изыскание возможностей снижения уровней вибрации...

Проблема борьбы с шумом и вибрацией в легкой промышленности осложняется из-за наличия большого количества работающих машин в цехах, она включает в себя целый комплекс мер. Путем совершенствования конструкции привода исполнительных механизмов швейных машин...

Оценка шумового загрязнения воздушной среды г. Улан-Батора...

Рассматриваются вопросы шумового загрязнения города Улан-Батора от автотранспорта. Проведены наблюдения движения потока, измерения шума и моделирование распространения шума на перекрестках. Результаты исследований позволяют прийти к выводу о необходимости...

Снижение вибрации и шума исполнительных механизмов швейных...

Высокоскоростные швейные машины являются достаточно мощным источником шума и вибрации.

В то же время работа на швейных машинах требует повышенного внимания.

При решении поставленных задач можно использовать методы теоретической механики, теории...

Виды шумозащитных экранов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Боголепов И. И. Современные способы борьбы с шумом в зданиях на селитебных территориях.

Критические точки источника шума определялись методом наблюдения, изучения и

Общая стоимость выполненных работ включает только затраты на основные и...

Похожие статьи

Снижение уровня внутреннего шума легковых автомобилей

В статье приводится схема проведения эксперимента по определению уровня внутреннего шума в салоне автомобиля. С помощью шумомера проанализированы уровни шума при различных режимах работы транспортного средства...

Методы борьбы с шумом и вибрацией в современных швейных...

В данной статье приведены проблемы с шумом и вибрацией легкой промышленности и методы борьбы. При изучении явлений шума и вибрации важно не только замерить их величины, но и определить источник их возникновения и характер распространения, так как...

Шум автомобильного транспорта: сделают ли электромобили...

Общий транспортный шум является комбинацией шума двигателя, шин, поверхности дороги (неравномерная поверхность дает различные характеристики шума) и шума воздушного потока. На малых скоростях большую часть составляет звук силовой установки, тогда как на более...

Современные методы и средства снижения вибрации и шума...

Уровни виброактивности и звукоизлучения является одним из показателей конкурентоспособности как действующего, так и проектируемого промышленного оборудования. Большинство исследований, посвященных проблемам шума и вибрации машин...

Теоретический подход к вопросам разработки систем глушения...

Снижение шума реактивных двигателей является одной из серьезных проблем современной авиации. Шум, оказывая вредное влияние на человеческий организм, ухудшает также усталостные характеристики деталей конструкции авиационной техники.

Изыскание возможностей снижения уровней вибрации...

Проблема борьбы с шумом и вибрацией в легкой промышленности осложняется из-за наличия большого количества работающих машин в цехах, она включает в себя целый комплекс мер. Путем совершенствования конструкции привода исполнительных механизмов швейных машин...

Оценка шумового загрязнения воздушной среды г. Улан-Батора...

Рассматриваются вопросы шумового загрязнения города Улан-Батора от автотранспорта. Проведены наблюдения движения потока, измерения шума и моделирование распространения шума на перекрестках. Результаты исследований позволяют прийти к выводу о необходимости...

Снижение вибрации и шума исполнительных механизмов швейных...

Высокоскоростные швейные машины являются достаточно мощным источником шума и вибрации.

В то же время работа на швейных машинах требует повышенного внимания.

При решении поставленных задач можно использовать методы теоретической механики, теории...

Виды шумозащитных экранов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Боголепов И. И. Современные способы борьбы с шумом в зданиях на селитебных территориях.

Критические точки источника шума определялись методом наблюдения, изучения и

Общая стоимость выполненных работ включает только затраты на основные и...

Задать вопрос