Меры по снижению транспортного шума и вибраций

Организационно-правовые мероприятия. Российские перевозчики участвуют в международных транспортных сообщениях, что вызывает необходимость соблюдения международных стандартов о шуму. Наша страна является участницей Соглашения о едино­образных условиях утверждения и признания предметов оборудования и частей механических транспортных средств, в которое входят помимо России 28 европейских стран, а также США, Япо­ния, Канада и Австралия. В рамках этого Соглашения страны-уча­стницы разрабатывают единые правила ЕЭК ООН, содержащие требования к автотранспортным средствам и методам их испыта­ний. При соответствии автотранспортного средства правилам его сертифицируют.

В России до 1999 г. действовали поправки 01 к Правилу № 51, с 1999 г. вступили в действие поправки 02, ужесточающие требова­ния к уровню шума на 3 дБА, а в 2005 г. введено дополнение к по­правке 02.

В гражданской авиации шумность самолетов определяется стандартами IСАО для стран Европейского Союза. Согласно ре­шению ЕС в воздушном пространстве стран — его членов с 2002 г. запрещены полеты самолетов, не отвечающих этим стандартам. По специальным решениям допускалось использование отдель­ных типов самолетов, выходящих за ограничения по шуму, еще в течение трех лет. Самолеты, не отвечающие требованиям IСАО, а также аналогичным требованиям американского стандарта РАК 36, уже не подлежат занесению в Регистры гражданской авиации своих стран.

В отечественной авиации прошли сертификацию на соответствие требованиям IСАО по уровням шума 2002 г. следующие типы 292 самолетов гражданской авиации: Ту-154 М, Ту-204, Ил-62 М, Лл-96, Як-42, Ан-74, АН-124. Самолеты Ту-134, Ил-86, Ил-62 и Ту- 154 Б не могут летать в Европу из-за своего несоответствия нормам по шуму и эмиссии. С 2006 г. в Евросоюзе нормы по шуму будут заменены более жесткими, и тогда в страны Западной Европы не смогут летать Ту-154 М, а на самолетах Ту-204, Ту-214 и Ил-96-300 двигатели ПС-90А необходимо оснастить более эффек­тивными звукопоглощающими конструкциями, без которых и эти лайнеры не будут пускать в Европу.

По грузовым перевозкам в России ситуация также неблагополучная: они развиваются с ориентацией лишь на чартерные рейсы, причем около 90 % грузооборота приходится на перевозки из Китая. Между тем существует угроза введения китайскими авиацион­ными властями повышенных норм по шуму и эмиссии для граж­данских самолетов. В этом случае практически единственный са­молет для грузовых перевозок — Ил-76 — будет устранен с рынка.

Законодательство РФ в области ограничения шумового воздействия включает наряду с основополагающими природоохранными нормативными актами специальные законы, нормы и пра­вила по защите от шума.

Государственные стандарты устанавливают требования к пре­дельно допустимым уровням шума и вибрации транспортных средств.

ГОСТ Р 52231—2004 «Внешний шум автомобилей в эксплуата­ции. Допустимые уровни и методы измерения» определяет, что до­пустимые уровни шума автомобилей не должны превышать более чем на 5 дБА значения, установленные в эксплуатационной доку­ментации [5].

ГОСТ 22283—88 «Шум авиационный. Допустимые уровни шума на территории жилой застройки и методы их измерений» ус­танавливает, что нормируемыми параметрами шума являются максимальные уровни звука при единичном воздействии и экви­валентные уровни звука. Они определяются отдельно для дневно­го и ночного времени суток. Максимальные уровни звука при еди­ничном пролете ограничиваются величиной 85 дБА в дневное вре­мя и 75 дБА в ночное. Эквивалентный уровень звука не должен превышать 65 дБА в дневное время и 55 дБА в ночное.

ГОСТ Р 50951—96 «Внешний шум магистральных и маневрен­ных тепловозов. Нормы и методы измерений» определяет, что максимальный уровень внешнего шума маневровых тепловозов не должен быть выше 78 дБА, а для магистральных тепловозов он не должен превышать:

• 87 дБА—для вновь проектируемых (при движении со скоро­стью 2/3 конструкционной и реализации 2/3 номинальной мощ­ности);

• норм для модифицируемых, изготовляемых и эксплуатируе­мых тепловозов, устанавливаемых по согласованию между изгото­вителем, потребителем и природоохранным органом.

Архитектурно-планировочные мероприятия от шумового загрязнения. Они определяются исполнительными властями городов и регионов с учетом градостроительных, транспортно-планировочных факторов и факторов, связанных с организацией движения.

К градостроительным факторам относятся этажность и композиция жилой застройки, рельеф местности, озеленение, ширина улицы в линиях застройки, создание пешеходных зон в центре города.

Транспортно-планировочными факторами являются - ширина проезжей части; ширина тротуара, газонов, разделительных полос; инженерные сооружения по защите окружающей среды; вынос шумных предприятий в составе инфраструктуры транспорта за го­родскую черту.

К планировочно-строительным средствам борьбы с транспортным шу­мом относится строительство и улучшение автомобильных дорог. Выбоины, трещины, раскрытые швы, выемки, просевшие крыши колодцев, рытвины сни­жают скорость, заставляют резко тормозить, вызывают излишний шум.

Известно, что расстояние является важнейшим средством защиты от шума. Даже если на пути звуковой волны нет никаких искусственных препятствий в виде зеленых насаждений, то и в этом случае с увеличением расстояния от источника вдвое шум снижается на 3-6 дБА. Поэтому во многих городах стро­ятся или уже функционируют объездные магистрали, а при планировании но­вых городов или микрорайонов архитекторы удаляют жилые дома от проезжей части дороги.

В перечень факторов, связанных с организацией движения, входят следующие: создание системы скоростных магистралей, организация безостановочного, а также одностороннего движения транспортных потоков, ограничение ночного движения, исполь­зование для грузовых перевозок улиц-дублеров, минуя общего­родские центры, вывод транзитного транспорта и объезд города.

Комплексному решению проблемы шума способствует состав­ление карты шумового загрязнения города, на которую наносят стационарные и передвижные источники шума. Карта может стать основой для разработки градостроительных мер защиты жилой за­стройки от шума.

Ограничению шума в зонах новой жилой застройки способст­вует расположение зданий на максимально возможном отдалении от автомагистралей, городских железных дорог и шумных производств, но не ближе 100м к ним, согласно действующим санитарным правилам. Предпочтительной является их ориентация торцевой стороной к источнику шума. Использование новых шумоизолирующих строительных материалов, тройного остекления окон или оконных стеклопакетов, герметизация окон значительно сни­жают проникновение шума внутрь помещений.

Выделение пешеходных зон, проезд по которым разрешен только для спецавтотранспорта, запрет на въезд большегрузных автомобилей, ограничение максимальной скорости движения, со­оружение звукоизолирующих железобетонных стенок обеспечи­вают снижение шумового воздействия.

Благопри­ятный акустический режим может быть достигнут за счет применения рациональной планировочной структуры, особой организации движения и ряда дру­гих вспомогательных шумозащитных мероприятий.

Большинство улиц городов застроено фронтально, т.е. дома обращены фасадом к движению автотранспорта. Новые дома размещают иначе, под уг­лом или торцом к улице, но торцовая и косая застройки не идеальны. Шум распространяется между домами, отражается от стен. Учеными разработаны новые интересные решения застройки. Например, чтобы избежать ревербера­ции (отражения звука после того, как источник звука перестал звучать), при торцовой застройке следует ставить между торцами домов «экраны» - мага­зины, парикмахерские, предприятия бытового обслуживания.

В настоящее время важным направлением по защите от шума на транспорте является устройство искусственных препятствий на пути распространения шума

В качестве защитных сооружений по снижению транспортного шума на пути его распространения используют следующее:

• защитные посадки, совмещенные с грунтовым валом;

• земляной (грунтовый) вал;

• комбинация грунтового вала и шумозащитного барьера;

• валы с крутыми склонами с лесонасаждениями;

• шумозащитные барьеры (акустические экраны);

• трассирование дорог в выемке с разрезами или решетками;

• укрытие дороги с трех сторон (туннель).

Создавая шуму препятствие в виде вала или стены, следует иметь в виду, что их наличие будет способствовать ухудшению Рассеивания газообразных загрязняющих веществ от транспортных потоков в стороны от дороги, создавать повышенные кон­центрации этих веществ над дорогой.

Особую роль в защите от шума играют зеленые насаждения. Деревья высотой 7-8 м снижают общий уровень шума на 6-13 дБА летом и 2-6 дБА зимой, а полоса насаждений шириной 30-40 м уменьшает шумовое давление на 18-25 дБА. Там, где позволяют условия, в городах строятся специальные до­роги ниже поверхности земли. Откосы таких дорог являются экраном для зву­ковых волн.

Шумозащитный барьер (акустическая стена) обладает опреде­ленными акустическими свойствами и может поглощать звук, от­ражать его или преломлять (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Воздействие шумозащитного барьера на звуковые волны (по И. И. Иванову)

Различают три класса кон­струкций поверхности шумозащитных барьеров:

- рефлектирующая конструкция (уменьшение отражения состав­ляет менее чем 4 дБ, менее 60 % возникающей звуковой энергии поглощается);

- абсорбирующая конструкция (уменьшение отражения составля­ет 4...8 дБ, 60...85% звуковой энергии поглощается, 15...40% отражается);

- конструкция повышенной абсорбции (уменьшение отражения со­ставляет минимум 8 дБ, более 85 % возникающей звуковой энер­гии поглощается, менее 15% отражается).

Окраску шумозащитных барьеров можно применять для умень­шения монотонности и придания им лучшего внешнего вида. Окраска может выполнять информационные функции для водителей и пешеходов (указывая приближение к пересечениям, автобусным остановкам и т.д.). Используя различные оттенки, на плос­ких барьерах можно создать иллюзию объема, наличия опреде­ленной текстуры. Для окраски барьеров следует применять цвета, которые подсознательно вызывают у людей чувства уверенности и спокойствия, — зеленому, желтому и коричневому. Живым и ярким краскам следует предпочитать сдержанные тона, посред­ством которых можно получить приятные контрастные эффекты, помогающие преодолеть монотонность.

Конструкторско-технические мероприятия от шумового загрязнения. Они предусматривают совершенствование конструкций подвижного состава и инфраструктуры транспорта.

1. На автомобилях улучшения акустических показателей достигают за счет сокращения шума от первичных источников и пассивных элементов, которые передают акустическую и вибрационную энергию.

К первичным источникам относят двигатель, системы впуска воздуха и выпуска отработавших газов, агрегаты трансмиссии, шины и др.

Пассивные элементы – это кузов, его внутренняя отделка, ходовая часть, а также элементы связи между кузовом и ходовой частью.

1.1. Уменьшение шума двигателя (на 5—8 дБА) достигают приме­нением в его конструкции нетрадиционных решений, широким использованием в узлах и деталях пластмассы, резины, керамики, алюминия и других композиционных материалов с повышенными вибродемпфирующими свойствами.

Одним из современных методов снижения шума, создаваемого двигателем, является его капсулирование, т. е. помещение его в шумопоглощающую оболочку из слоев металла и звукопоглощающего материала, что по­зволяет снизить внешний шум ДВС на 5—10 дБА.

1.2. Шум вентилятора может быть снижен: – в двигателях с жидкостным охлаждением для снижения шума вентилятора шаг лопастей делают переменным, а сам вентилятор устанавливают на некотором расстоянии от радиатора; в двигателях с воздушным охлаждением ограничение шума от вентилятора достигается обеспечением определенного минимального зазора между направляющим аппаратом и вращающейся крыльчаткой вентилятора, при этом коли­чество лопаток у них делают различным. Кроме того, устанавливаются экраны, кожуха, которые, помимо снижения уровня шума, содействуют правильной регулировке температурного режима двигателя.

Шум при работе вентилятора может быть снижен (на 5—10 дБА) за счет увеличения числа лопастей, изготовления их из пластмассы, а также снижения частоты вращения.

1.3. Для снижения шума от агрегатов трансмиссии на грузовых автомобилях конструкторы применяют новые технологические решения по повышению точности изготовления зубчатых зацеплений, синхронизаторов, карданных сочленений и других элемен­тов.

Важное значение в трансмиссии с точки зрения щумового воздействия придается смазыванию сочленений и выбору марки масла для ее агрегатов.

Чтобы исключить шум от ходовой части ав­томобиля, применяют вибродемпфирование — использование резиновых и пластмассовых деталей в рессорах, амортизаторах, рулевом управлении и других узлах ходовой части.

1.4. Шины автомобиля являются источником шума на скоростях движения свыше 50 км/ч. Уровень шума в значительной степени определяется рисунком протектора шины. Гладкий рисунок про­тектора предназначается для скоростных шин и создает меньший шум. Рельефный рисунок предназначен для движения в условиях низкокачественного дорожного покрытия с малыми скоростями. При движении с повышенными скоростями такие шины создают очень сильный шум. Учитывая, что шум шин вносит весьма ощу­тимый вклад в общий уровень внешнего и внутреннего шума авто­транспортных средств, а на высоких скоростях движения стано­вится доминирующим, ставится вопрос о разработке нормативных документов, регламентирующих уровни шума шин как элемента конструкции автомобиля.

1.5. Кузов автомобиля при движении контактирует своей внешней поверхностью с потоками воздуха, в результате чего образуется аэродинамический шум. Уровень этого шума зависит от конфигурации кузова, фактора обтекаемости, площади лобовой поверхности автомобиля, скорости движения и других показателей. Для снижения аэродинамического шума ведут разработки новых компоновочных схем автомобилей, применяют обтекатели на грузо­вых автомобилях, устанавливают тенты между тягачом и полуприцепом на грузовом автопоезде для создания закрытого буферного пространства.

1.6. В настоящее время развивается акустический тюнинг – дооборудование внутреннего пространства салона автомобиля для защиты от шума. При этом устанавливают панели шумоизоляции на двери, крышки капота и багажника; дополнительно закрепляют Элементы обивки салона, панели приборов, сидения и др. Этой же цели служат наносимые на элементы конструкции вибропоглощающие и антикоррозионные пасты.

1.7. Применение алюминиевых сплавов с малым коэффициентом теплового рас­ширения позволяет уменьшать зазоры между алюминиевым поршнем и чугун­ным цилиндром. Тепловое расширение юбки поршня снижается упругим коль­цом, имеющим малый коэффициент линейного расширения, которое вставля­ется в поршень при литье. Стук поршня, возникающий при его переходе через верхнюю «мертвую» точку, ослабляется при смещении оси поршневого паль­ца относительно цилиндра приблизительно на 1,5 мм.

1.8. Причиной шума может быть чрезмерно большой зазор в подшипниках коленчатого вала, который увеличивается с повышением температуры. Поэто­му в отдельных случаях применяют охлаждение подшипников.

1.9. Рационально спроектированная подвеска двигателя позволяет зна­чительно снизить шум при работе кривошипно-шатунного механизма. В двига­телях амортизаторы подвески обеспечивают хорошую изоляцию от действия сил инерции, возникающих при торможении и трогании с места или ударах при движении по неровной дороге. В подвесках некоторых силовых агрегатов лег­ковых и грузовых автомобилей, автобусов, где значителен реактивный момент, устанавливают ограничители, которые включаются в работу при смещениях силового агрегата.

1.10. Для снижения шума применяют вибропоглощающие покрытия (мастики). Опыты показывают, что вибропоглощающее покрытие снижает шум, возника­ющий при работе топливоподающей аппаратуры, на 5-6 дБА, уровни шума вен­тилятора при нанесении покрытия на его кожух - даже 3-4 раза. Большой эф­фект, достигаемый благодаря применению таких покрытий, говорит о перспек­тивности этого способа борьбы с шумом, вибропоглощающие покрытия обеспечивают снижение шума в среднем на 4-10 дБА и существенно «мешают» распространению звука.

1.11. Для виброизоляции кабин применяют упругую подвеску, а внутренние поверхности кабин кузовов автомобилей и салонов автобусов покрывают спе­циальными конструкциями, состоящими обычно из твердого основания и пер­форированного покрытия, размещаемого на определенном расстоянии от ос­нования. Для звукопоглощения используют войлок, перфорированный картон, пенопласт и др. Пассажирские салоны стараются как можно тщательнее изо­лировать от двигателя. Для увеличения звукоизоляции кузова или кабины все отверстия в переборке, отделяющей отсек от двигателя, герметизируются. На панели, отделяющие двигатель от кабины или салона, наносят звукопоглоща­ющие покрытия. Под капотом делают звукопоглощающую обивку, съемные или открывающиеся панели снабжают уплотнительными прокладками, стекла окон плотно подгоняют, потолок кузова обивают звукопоглощающим материалом, на рамах дверей прокладывают резину и т.д. Шум тормозных механизмов уменьшается при соответствующем подборе материалов для накладок и тор­мозных барабанов. Для уменьшения колебаний пола кузова, возникающих в результате вибрации карданного вала, его тщательно балансируют, а также применяют упругие опоры и муфты.

Рационально выполненная подвеска уменьшает колебания кузова, по­этому на некоторых автобусах применяется пневматическая подвеска колес, у которой в качестве упругих элементов служат резинокордные воздушные баллоны. Такая подвеска обеспечивает плавность и мягкость хода автобуса.

1.12. При правильном подборе конструктивных материалов, применяемых в автомобилестроении, также можно снизить интенсивность шума и вибраций. Наилучшей способностью поглощать энергию колебаний обладают полимер­ные синтетические материалы.

1.13. Все большее применение в различных узлах автомобиля находят мате­риалы, которые могут работать без смазки в процессе эксплуатации: различ­ные втулки, упорные шайбы, и другие детали, образующие подвижные соеди­нения. Их применение снижает шум и износ трущихся поверхностей.

1.14. Разработана конструкция и организовано производство автоматических гидромеханических коробок передач, предназначенных для городских авто­бусов. При установке автоматической гидромеханической коробки передач значительно облегчается управление, в 1,5-2 раза повышается долговечность силовых агрегатов, снижается уровень шума.

2. В автодорожном комплексе шумовое воздействие во многом определяется профилем дороги и типом дорожного покрытия. За рубежом найдены технические решения по созданию до­рожных покрытий со звукопоглощающими свойствами.

3. На железнодорожном транспорте к конструкторским меро­приятиям относятся оборудование маневровых тепловозов глуши­телями шума, применение резиновых подрельсовых прокладок, переделка звеньевого пути на бесстыковой, совершенствование тормозных устройств с введением замедлителей, уменьшение мас­сы подвижного состава, применение звукоизолирующих материа­лов в конструкции пассажирских вагонов.

4.На морском и речном транспорте меры по снижению шумового воздействия направлены на защиту пассажиров и команды судна. С этой целью небходимо:

-компоновочные схемы судов и их внутреннюю пла­нировку составляют с учетом требования максимально возможно­го удаления кают и салонов от источников шума — гребных вин­тов, машинного отделения и др.;

-осуществляют звуко- и виброизо­ляцию помещений;

-вводят дистанционное и автоматизированное управление работой агрегатов и механизмов повышенной шумности.

5. На воздушном транспорте для снижения шума от двигателей летательных аппаратов применяют конструкторские меры, кото­рые реализуются как на стадии проектирования газодинамического тракта, так и при изготовлении узлов и деталей двигателя в це­лом.

Конструкторы разработали ряд технических решений по улучшению акустических характеристик двигателей:

-установку более совершенных воздухозаборников;

- модернизацию статора первой ступени компрессора;

- применение звукопоглощающих эк­ранов и капотов;

- применение различных устройств для снижения шума реактивной струи (эжекторов, рассекателей потока, лепестковых смесителей).

Эти меры, обеспечивая определенный эффект шумоглушения, приводят к повышению расхода топлива и увеличению выброса вредных веществ.

Поиск по сайту: