Введение к работе
Актуальность. Возрастающая насыщенность городов автомобильным транспортом делает особо актуальной проблему уменьшения его вредного воздействия на окружающую среду. В создавшейся обстановке решающих успехов в борьбе с шумом транспортных потоков невозможно добиться без резкого снижения уровня акустической мощности, генерируемой отдельными транспортными единицами. Эта проблема занимает особое место в ряду важных проблем транспортного двигателестроения. Подтверждением этому служит тот факт, что в настоящее время в большинстве промышленно развитых стран введено законодательное, на основе правил ЕЭК ООН №51, ограничение предельных уровней шума автомобилей (в России — ГОСТ 19358 -85) в то время как уровень большинства мощностных, экономических и массогабаритных показателей двигателя в основном определяется конъюнктурными соображениями.
Как показала практика, наиболее полно потенциальные возможности акустического совершенствования конструкции могут быть использованы лишь при условии, что двигатель будет конструироваться с учетом необходимости получения наряду с заданными характеристиками работоспособности и экономичности прогнозируемых его виброакустических показателей. Важность этой проблемы подтверждается действующими в России отраслевыми стандартами ОСТ 37. 001.226-83 и ОСТ 23.1.446-82, ограничивающими предельные акустические показатели соответственно автомобильных и тракторных двигателей, с тем чтобы они гарантировали получение нормативных виброакустических показателей всего транспортного средства в основном без применения "пассивных" средств шумоглушения.
Успехи в решении проблемы конструирования ДВС с
прогнозируемыми виброакустическими характеристиками во многом зависят от наличия надежных способов моделирования акустического
2 излучения источников структурного шума, вызываемого соударениями между сопряженными элементами двигателя, основной из которых является пара поршень-цилиндр.
Цель работы - формирование принципов моделирования процессов шумообразования источниками шума "механического" происхождения, на основе которых реализовано моделирование спектров звуковой мощности двигателя от перекладок поршней. Научная новизна:
сформулирован принципиальный подход, позволяющий использовать частотный метод для моделирования акустических характеристик ПДВС от ударного взаимодействия между его подвижными элементами;
разработана модель, позволяющая на стадии проектирования прогнозировать ВАХ варианты конструкции ПДВС. Практическая ценность работы:
на базе предложенной модели разработан программный комплекс для PC - IBM, позволяющий на стадии проектирования двигателя пропгазировать его акустические показатели от перекладок поршней и значительно уменьшить объем дорогостоящих натурных экспериментов;
данный программный комплекс может являться основой соответствующего блока САПР ДВС.
Сформулированная цель работы потребовала решения следующих задач:
разработки и обоснования принципов моделирования шумообразования от соударений в ДВС с использованием частотного метода;
разработки физико-математической модели для определения спектров звуковой мощности, от перекладок поршней, базирующейся на введении в линейную модель корректирующего элемента;
разработки методики и реализации серии натурных экспериментов для определения частотных характеристик корректирующего элемента;
определения адекватности разработанной модели шумообразования ДВС от перекладки поршней;
разработки и экспериментальной оценки эффективности конструктивных мероприятий по управлению виброакустическими характеристиками ДВС от перекладок поршней.
Апробация работы. Основное содержание диссертации было изложено в докладе Али Исса Харти "Моделирование спектров звуковой мощности двигателя от прокладок поршней", представленном на 3-й Международной научно-технической конференции "Решение экологических проблем в Автотранспортном комплексе", проходившей 26-28 января 1999г. (с. 12). МАДИ (ТУ), г. Москва.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 53 иллюстрации и 33 таблицы. Список использованной литературы включает 135 наименований, в том числе 49 иностранных.