Какого заглушения можно добиться? Как конструировать малошумящие механизмы?

Как конструировать малошумящие механизмы? Что нужно изменить в конструкции, чтобы уменьшить их шум?

Мы уже познакомились с тремя этапами создания шума: исходное возмущение, его усиление и видоизменение, а также излучение звука. Если вы не считаете, что таблетка аспирина излечит вас от неприятного ощущения, вызванного гвоздем, торчащим из сиденья стула, то, когда речь пойдет о шуме, вы, конечно, сразу подумаете, нельзя ли устранить исходное возмущение? Разумеется, это наилучший подход, но часто ли можно им воспользоваться? Возьмем, например, дизельный двигатель. Исходное возмущение здесь — рост давления в камере сгорания, но ведь это и есть сам источник мощности двигателя. В турбореактивном двигателе сжигание горючего, сопровождаемое шумом, — единственный способ создать требуемое ускорение газов, направленное в сторону, обратную движению. В пневматическом перфораторе шум создают повторяющиеся удары наконечника зубила,— но именно для этого и спроектировал весь механизм. Таким образом, перспективы не представляются многообещающими, однако в действительности здесь возможностей для снижения шума больше, чем кажется на первый взгляд.

В гл. 6 мы рассматривали график давления в цилиндре дизеля и видели, что при помощи анализа Фурье это давление можно представить в виде суммы компонент — чистых тонов с соответственно подобранными амплитудами и фазами. Амплитуды компонент высших гармоник определяли уровень шума, обусловленного резонансами корпуса двигателя. Если бы нам удалось добиться того, чтобы спектр Фурье достаточно резко падал на высоких частотах, то уровень звука мог бы снизиться децибел на 15.

На рис. 47 показаны три графика давления в цилиндре некоторого дизельного двигателя, совершающего 1000 об/мин. Рис. 47, a соответствует вращению дизеля сторонним двигателем, когда горючее вообще не впрыскивается: воздух просто сжимается и расширяется при проворачивании вала двигателя. Это наиболее гладкая кривая изменения давления, какую только можно получить; на рис. 48 показано, что, начиная примерно со 100 Гц, величина компонент Фурье в этом случае спадает очень быстро. К сожалению, использовать двигатель в этом режиме никому не нужно! Кривая b представляет график давления того же двигателя в условиях наибольшей плавности изменения давления, которую можно получить при собственном ходе двигателя. Обратите внимание на несколько более острый пик давления и на крутой прямолинейный участок вблизи верхней мертвой точки (в. м. т.). Это — момент, непосредственно следующий за впрыскиванием горючего, когда происходит его сгорание. В этом случае сгорание протекает постепенно, за время, в течение которого вал поворачивается на 20°. На рис. 48 показан спектр и для этих условий. Ввиду менее плавной формы кривой давления высшие компоненты разложения в спектр примерно на 20 дБ превышают по величине соответствующие значения для кривой a. За исключением «горбика» в области 1600 Гц, кривая b не менее плавная, чем соответствующая кривая для бензинового двигателя с той же величиной максимального давления в цилиндре. «Горбик» обусловлен резонансом газа в камере сгорания, когда он «ударяется» о стенки.

Рис. 47. Осциллограммы давления в цилиндре дизеля при вращении посторонним двигателем (a),

Поиск по сайту: