Екологічна специфікація функціонування основних видів транспорту»

     Транспортний шум – це перевищення природного рівня шуму, спричиненого роботою двигунів, колесами, гальмами і аеродинамічними особливостями транспортного засобу.

     Шумове  забруднення навколишнього середовища  увесь час зростає. Особливо  це стосується великих міст. Опитування  жителів міст довело, що шум турбує більше 50% опитаних. Причому, в останні десятиліття рівень шуму зріс у 10—15 разів.

     Абсолютно безшумний автомобіль на дорогах такий же неприйнятний як і  дуже шумний. У разі безшумного автомобіля водій втрачає зворотній зв'язок з автомобілем – він не відчуває швидкості та резервів потужності автомобіля. Окрім того пішохід взагалі не відчуває наближення небезпеки і це може призвести до небажаних наслідків для усіх учасників дорожнього руху.

 

       3.1. Основні види і джерела шуму двигуна і автомобіля

 

     Загальний  шум автомобіля, що рухається, складається з шуму, який створюється двигуном, агрегатами автомобіля, кузовом, додатковим обладнанням, коченням шин, потоком повітря.

     Шум, який  виникає під час роботи двигуна  і автомобіля в цілому, можна  поділити на дві групи –  аеродинамічний і механічний.

     Аеродинамічний  шум виникає в результаті обміну  газообміну в двигуні під час  процесів впуску свіжого заряду  і випуску відпрацьованих газів,  а також в результаті взаємодії  лопастей вентилятора з повітря.

     Механічний  шум спричиняють процес згорання і динамічні процеси, що відбуваються в кривошипно-шатунному механізмі, газорозподільному механізмі, системі мащення, системі охолодження, живлення і ін.

     Аеродинамічний  шуп передається повітряним середовищем,  механічний шум по верхньою двигуна і агрегатами автомобіля.

     Автомобілі в цілому – складне джерело шуму, тому що його звукове поле формується великою кількістю окремих джерел. Шум автомобіля є типовим широкосмуговим шумом.

     В практиці  розрізняють зовнішній і внутрішній шум автомобіля. Зовнішній шум автомобіля одне з основних джерел міського шуму. Близько 60 - 80% шумового фону міст створює автомобільний транспорт. Транспортний шум в містах сягає 80…100 дБ. На рис 3.1 показано спектр шуму і його величин для легкового автомобіля під час руху в режимі розігнання до швидкості 60 км/год. з середнім прискоренням 0,8 м/с² в смугах частот 1/3 октави.   

      В цілому для автомобіля характерний механічний і аеродинамічний шум, що мають велику кількість джерел шуму.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Джерела шуму

автомобіля

Механічний                                                                                    Аеродинамічний   

Корпусні деталі                                                                             Системи впускуі

агрегати автомобіля                      Генератор                                 випуску ДВЗ

і двигуна

    Тансмісія                                  Електричні                                Вентилятори

                                                         двиуни:

      Шини                                     приведення                             Кузов автомобіля

                                                     додаткогвого 

Внутрішня обшивка                обладнання                    Агрегати пневматичної

салону, панелі                                                                                системи гальм

 

     Рисунок 3.1 – Основні джерела шуму автомобіля

 

     3.2. Зменшення шуму автомобілів

    

     Враховуючи, ідо рівень аеродинамічного шуму, який створюється системою впуску і випуску значно більший за механічний шум, тому основну увагу під час разроблення заходів щодо зменшення шуму двигуна приділяють зменшенню аеродинамічного шуму.

     Основним способом зменшення рівня аеродинамічного шуму під час впуску повітря і випуску відпрацьованих газів є застосування глушників.

     За принципом дії  глушники поділяють на: щілинні  активні; активні грибоподібного  типу; резонансні; активно-резонансні; соплові; з розширеними камерами (камерні); активно-резонансні в сполученні з камерними чи щілинними.

     На автомобільних  і тракторних двигунах в система  впуску найбільш поширені глушники  з розширювальними камерами, які  конструктивно поєднуються з  корпусом повітряного фільтру.

     Камерні глушники  системи впуску складаються з  розширювальної камери, поєднаної  з повітропроводами.

     Глушник пропускає  звукові коливання нижче якоїсь  граничної частоти і поглинає  коливання, частота яких вище  граничної. Об’єм розширювальної камери вибирається таким чином, щоб поперечний її розмір був меншим половини довжини хвилі приглушеного звуку. Граничні частоти системи впуску встановлюються 25 Гц, для систем випуску – від 100 до 120 Гц.

     Для зменшення  випуску відпрацьованих газів більшого поширення набули камерно-резонансної і камерної з перфорованими елементами активного глушення.

     Зменшити  механічний шум, що створюється  двигуном і усіма агрегатами  автомобіля можна шляхом їх  конструктивного удосконалення  або впровадженням сучасних технологій.

     Відомо, що  в результаті високої частоти  обертання колінчастого валу  та інших деталей навіть незначна  незбалансованість мас може викликати  значні вібрації, що призведуть  до підвищення шумності автомобіля.

     Тому дуже  важливо, щоб усі деталі і вузли, які приймають участь в зворотно-поступальному і обертальному рухах були динамічно збалансовані (зрівноважені).

     Знизити  шум кривошипно-шатунного і газорозподільного  механізмів можна застосуванням  кришки газорозподільного механізму і піддона картеру з метало-пластикових матеріалів з високим внутрішнім тертям. Зменшення шуму відбувається в результаті перетворення звукової енергії в теплову.

     З метою  зменшення загального шуму, який  створюється двигуном, використовують  шумопоглинальні покриття поверхонь корпусних деталей двигуна, встановлюють двигун в шумопоглинальній камері.

     Для зменшення  шуму агрегатів трансмісії випроваджують  різні конструктивні і технологічні  заходи.

     Наприклад,  застосування складеної карданної  передачі з уведенням проміжної опори – раціональний метод боротьби з вібрацією і з підвищеним шумом.

     Для зменшення  шуму зубчастого зачеплення застосовується  спеціальна обробка зубів шестерень.  Для зменшення шуму підшипників  підвищують точність їх виготовлення.

     Шум агрегатів  трансмісії особливо зростає,  якщо частоти власних коливань  окремих елементів співпадають  з частотами вимушених коливань. Тому необхідно змінювати жорсткість  або вагу елементів трансмісії  і, таким чином, змінювати власну  частоту коливань, або зменшувати рівень вібрації шляхом їх демпфування.

     Рівень  шуму автомобільних шин найвагоміший  фактор, що заважає зменшити шум  автомобіля особливо під час  руху з великими швидкостями.

     Шум автомобільних  шин визначається такими факторами:  витіканням стисненого повітря між поверхнею шини і нерівностей дороги; вібрацією, що викликана нерівностями дороги і нерівномірною радіальною жорсткістю шин; турбулентними потоками повітря, що обтікають поверхні шин.

     Під час  руху автомобіля радіальні шини спричиняють шум дещо менший, ніж діагональні з таким же візерунком. Шум шини с закритими порожнинами у візерунку протектора вищий за поперечний розчленований візерунок. Найменш шумні шини – з подовжніми ребрами.

     Зменшення  аеродинамічного шуму автомобіля, що виникає в результаті обтікання його зустрічним потоком повітря досягається створенням раціональних форм кузова автомобіля, що забезпечить меншу турбулізацію повітряних потоків.

     Зменшення  внутрішнього шуму автомобілів  досягають нанесенням на внутрішню поверхню кузова спеціальних звукопоглинальних матеріалів.

     Отже, шум – одна з форм фізичного (хвильового) забруднення навколишнього середовища. Джерелами шумів є практично всі види транспорту – на першому місці автомобільний, залізничний, авіаційний, ліфти тощо. Шум шкідливий не лише для людей. Встановлено, що рослини під впливом шуму повільніше ростуть, у них спостерігається надмірне (навіть повне, що призводить до загибелі) виділення вологи через листя, можливі порушення клітин. Гинуть листя і квіти рослин, що розміщені біля гучномовця.

     Аналогічно діє шум на тварин. Від шуму реактивного літака гинуть личинки бджіл, самі вони втрачають здатність орієнтуватися, в пташиних гніздах дає тріщини шкарлупа яєць. Від шуму знижуються надої, приріст у вазі свиней, несучість курей. Хворобливо переносять шум риби, особливо у період нересту.

 

4 ВІБРАЦІЯ АВТОМОБІЛЯ  І ШЛЯШИ ЇЇ ЗМЕНШЕННЯ

 

     Основним  джерелом виникнення транспортної  вібрації є коливання, спричинені  неврівноваженими силами інерції  мас, які здійснюють обертальний і зворотно-поступальний рух, що виникають в вузлах, в агрегатах автомобіля, а також коливання, що виникають через нерівності дорожнього покриття. Коливання передаються агрегатами і підвіскою на кузов автомобіля і впливають на водія і пасажирів. Коливання, які під час руху автомобіля дорожнім покриттям передаються на ґрунт, впливають на будови і споруди, розташовані в безпосередній близькості до доріг.

     За способом  передавання вібрації на людину  розрізняють загальну, яка сприймається опорними поверхнями і місцеву (локальну) – яку сприймають руки.

     За часовими  характеристиками вібрацію розподіляють: постійну, для якої спектральний  параметр (частота) за час спостереження  змінюється не більше ніж в  два рази (до 6 дБ) і непостійну, для якої цей параметр змінюється за час спостереження більше ніж в два рази (понад 6 дБ). За напрямком впливу вібрація поширюється у відповідності до напрямів осей ортогональної системи координат (x, y, z).

     Як загальна, так і локальна вібрації викликають в організмі людини різні патологічні зміни. Під впливом вібрації зменшується працездатність, а значить і продуктивність праці. До того ж вібрація призводить до виникнення вібраційної хвороби, прояви якої полягають у змінах нервової та кістково-суглобної системи. Це спричиняє збільшення енергетичних втрат організму з виконання роботи, відбувається втрата ваги і зменшення м’язової сили, підвищується артеріальний тиск, порушується гострота зору і слуху, послаблюється пам'ять і увага, виникають спазми судин серця, збільшується втомлюваність.

     Для зменшення  вібрації двигуна і агрегатів  трансмісії найбільш доцільним  є конструктивне збільшення жорсткості  валів, ретельне їх балансування, поліпшення якості зачеплення  зубчастих коліс, уникнення резонансу  коливальних систем, покращення якості виготовлення підшипників, застосування амортизаторів і еластичних підвісок.

     Найефективнішим  методом боротьби з вібрацією,  що отримав широкого поширення  в світовому автомобілебудуванні  є застосування різного роду  динамічних поглиначів енергії коливань – резинових, чи полімерних вставок, а також нанесенням вставок на вібруючі деталі різних покриттів з високим коефіцієнтом внутрішніх втрат, здатних поглинати енергію механічних коливань і перетворювати її в теплову.

    Під час руху автомобіля його підставка має забезпечувати необхідну плавність коливань, за якої рівень вібрації, що впливає на водія не повинен перевищувати порогу зменшення комфортності.

     Рівень  вібрації, яка передається під  час руху автомобіля на будівлі і споруди, які знаходяться в просторі поблизу доріг не повинен перевищувати норми встановлені відповідним СНиП (Санітарні нормами

 і правилами). Обмежити  величину вібрації, що передається  на будови і споруди можна  шляхом спеціальних противібраційних  екранів, розташованих поблизу дороги. Зменшити вібрацію на вулицях і дорогах можна застосуванням організаційних заходів, які передбачають заборону пересування великих автомобілів дорогами, поблизу яких розташовані споруди та будівлі, і де застосування противібраційних екранів ускладнено.

 

5 ЕЛЕКТРОМАГНІТНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ  АВТОМОБІЛІВ

 

     Природа  електромагнітного випромінювання  пов’язана з вихровими електричними  і магнітними полями, які взаємно  породжують і підсилюють одне  одного. Через те, що ці поля  нероздільно пов’язані між собою їх загальна назва електромагнітні.