Nghiên cứu khả năng giảm ồn cho động cơ K-157

- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢM ỒN CHO ĐỘNG CƠ K-157 NGÀNH: ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG MÃ SỐ: NGUYỄN XUÂN THANH Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS PHẠM VĂN THỂ HÀ NỘI 2005 Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội Mục lục LỜI NÓI ĐẦU.
- 3 1.3 Mức ồn cho phép của động cơ.
- 8 1.3.1 Tiếng ồn của các máy tăng áp trong động cơ điêzen.
- 9 1.3.2 Các mức ồn của động cơ điêzen và khối động cơ.
- 10 1.3.3 Các mức ồn của động cơ điêzen và bơm nhiên liệu.
- 11 1.3.4 Các mức ồn của động cơ điêzen và truyền lực bánh răng.
- 12 1.3.5 Mức ồn của động cơ điêzen và của các hệ thống nạp.
- 13 1.4 Một số đặc điểm và thông số chính của động cơ.
- 14 CHƯƠNG 2: CÁC NGUỒN GÂY ỒN CỦA ĐỘNG CƠ.
- 21 2.1.2 Ống góp tăng áp 4.
- 34 2.2 Các phương pháp tăng áp chủ yếu và ứng dụng tăng áp cho động cơ ô tô và một số lĩnh vực khác.
- 45 Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội 2.5.4 Giai đoạn 4.
- 53 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH MỨC ỒN CHO ĐỘNG CƠ.
- 60 3.2 Xác định mức ồn chung cho động cơ.
- 64 3.2.2 Các mức ồn khác của động cơ.
- 67 3.3 Tính mức ồn tổng của động cơ.
- 68 CHƯƠNG 4: BIỆN PHÁP GIẢM ỒN CHO ĐỘNG CƠ VÀ TÍNH CÁC THIẾT BỊ GIẢM ỒN.
- 71 4.1.3 Thiết bị tiêu âm bằng phin lọc (bộ lọc âm thanh.
- 85 4.2.3.3 Tính mức ồn chung của động cơ.
- 93 Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội Danh mục các bảng Bảng Trang Bảng 1.2.
- Các mức ồn cho phép.
- Tiếng ồn của các máy tăng áp trong động cơ điêzen.
- Các mức ồn của động cơ điêzen và khối động cơ.
- Các mức ồn của động cơ điêzen và bơm nhiên liệu.
- Các mức ồn của động cơ điêzen và truyền lực.
- Các mức ồn của động cơ điêzen và của các hệ thống nạp.
- Các mức ồn của động cơ điêzen có lắp quạt gió.
- 43 Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội Danh mục các hình vẽ và đồ thị Hình Trang Hình 1.1.
- 5 Hình 1.10.
- Sơ đồ mặt cắt dọc động cơ K-157.
- 17 Hình 1.11.
- Sơ đồ mặt cắt ngang động cơ K-157.
- Sơ đồ tăng áp động cơ điêzen.
- Các phương pháp tăng áp.
- So sánh tiêu hao nhiên liệu của động cơ xăng và động cơ điêzen tăng áp.
- 38 Hình 2.10.
- 42 Hình 2.12.
- Đồ thị công biểu diễn quá trình cháy của động cơ điêzen.
- Sơ đồ khối máy đo âm thanh.
- Trung tâm nghiên cứu âm thanh (FORD, hãng KOLIN.
- Biều đồ gây ồn của động cơ.
- Sơ đồ phân bố mức ồn trên động cơ.
- 89 Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội LỜI NÓI ĐẦU Như chúng ta đã biết, chiếc động cơ đốt trong đầu tiên do ông Giăng Êchiên Lơnoa phát minh ra đời năm 1960.
- Trải qua hơn 100 năm, ngành động cơ đốt trong đã không ngừng phát triển và ngày càng được cải tiến và hoàn thiện vể kết cấu, vật liệu sử dụng và công nghệ chế tạo.
- Đặc biệt trong lĩnh vực quân sự, với yêu cầu nhiệm vụ trong tình hình mới, đòi hỏi phải cơ động nhanh trong mọi điều kiện địa hình phức tạp...thì vai trò sử dụng nguồn động lực chính là động cơ đốt trong thể hiện tính ưu thế rõ rệt.
- Trong điều kiện kinh tế nước ta còn nhiều khó khăn, công nghiệp chế tạo máy nói chung, ô tô, tàu thuỷ nói riêng chưa phát triển nên hầu hết xe máy, tàu thủy trang bị cho quốc phòng và một số ngành công nghiệp khác đều phải nhập ngoại và chủ yếu được sản xuất ở Liên Xô cũ, nơi có khí hậu ôn đới nên khi sử dụng ở Việt Nam là vùng có khí hậu nhiệt đới, độ ẩm cao, địa hình phức tạp, nên một số thông số của động cơ bị thay đổi đáng kể dẫn đến làm giảm tuổi thọ các chi tiết ảnh hưởng đến sự làm việc của các cụm, hệ thống, công suất động cơ không đảm bảo, đồng thời giảm tuổi thọ của động cơ.
- Trong lĩnh vực sản suất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, đặc biệt là giao thông vận tải thủy thì động cơ điêzen là nguồn động lực chính không thể thay thế được.
- Do nhu cầu về trang bị động lực cho các phương tiện vận tải (ô tô, tàu hỏa, Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội tàu biển và một số ngành khác) ngày càng đòi hỏi công suất cao, tốc độ lớn, tải trọng tăng nên cần có những động cơ công suất lớn.
- Tăng công suất động cơ của phương tiện giao thông vận tải sẽ giảm được giá thành vận chuyển.
- Trong ngành vận tải đường bộ, trọng tải của xe có miền phân bố rất rộng (từ 0.5 tấn đến 700 tấn) và công suất động cơ tương ứng cũng từ 10 đến 1500 mã lực.
- Trong ngành vận tải đường thủy lại càng thể hiện rõ: tàu biển ta thường có tải trọng vài chục ngàn đến nửa triệu tấn nên động cơ tàu thủy cũng đạt đến công suất 40.000 đến 50.000 mã lực.
- Trong các hãng nổi tiếng về động cơ cỡ lớn như MAN (Đức), Fiat (Ý), Sulzen (Thụy Điển), Mitsubishi (Nhật.
- Do công suất của động cơ phụ thuộc rất nhiều các thông số, nên xu hướng nghiên cứu cũng rất rộng và liên quan đến nhiều lĩnh vực.
- Ta đã biết công suất của động cơ có thể biểu diễn dưới dạng công thức sau: Ne = 30.Pe.Vh.i.n(kw) Trong đó: Pe – Áp suất có ích bình quân của chu trình công tác (MN/m2) Vh – Dung tích công tác của xi lanh (dm3) i - Số xi lanh.
- Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội n - Số vòng quay trục khuỷu (vòng/phút) τ – Số kỳ của động cơ Như vậy xu hướng tăng công suất động cơ phải tiến hành các biện pháp làm tăng các thông số Pe, Vh, i và n hoặc giảm số kỳ τ.
- Trong lĩnh vực này xu hướng tăng áp suất bình quân của động cơ là một trong những biện pháp rất cơ bản, liên quan trực tiếp tới việc nghiên cứu cải thiện quá trình cháy trong động cơ, cải tiến quá trình hình thành khí hỗn hợp và dạng buồng cháy mới cho động cơ.
- Quá trình tăng áp phụ thuộc vào thiết bị tăng áp và gam công suất, kiểu loại động cơ.
- Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, động cơ đốt trong tuy không thay đổi nhiều về nguyên lý làm việc cơ bản, nhưng nó luôn được hoàn thiện và phát triển.
- Nhiều loại động cơ đời mới có tính năng kinh tế, kỹ thuật vượt trội đã ra đời, trong đó động cơ tăng áp đóng một vai trò rất đáng kể.
- Mục đích cơ bản của tăng áp cho động cơ đốt trong là làm cho công suất của Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội tăng lên.
- Giảm thể tích toàn bộ của động cơ đốt trong ứng với một đơn vị công suất.
- Giảm trọng lượng riêng của toàn bộ động cơ ứng với một đơn vị công suất.
- Hiệu suất của động cơ tăng, đặc biệt ở tăng áp bằng tuabin khí và do đó suất tiêu hao nhiên liệu giảm.
- Với sự ưu việt vượt trội nói trên, song vẫn tồn tại một số hạn chế của tăng áp là sự tăng ứng suất cơ và ứng suất nhiệt, đặc biệt ở động cơ K161 nói chung và động cơ K157 (6Ч-12/14 do Liên Xô cũ chế tạo) nói riêng còn có ảnh hưởng là gây ồn và rung lớn, mà chủ yếu nguồn gây ồn và rung ở đây là quá trình nạp, quá trình cháy và quá trình xả.
- Chính từ những tiếng ồn và rung này đã gây ảnh hưởng không ít đến điều kiện làm việc, tuổi thọ động cơ cũng như sức khỏe con người và môi trường xung quanh.
- Như chúng ta đã biết, động cơ đốt trong ngày nay đã được sử dụng rất nhiều trong các ngành của nền kinh tế quốc dân: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, an ninh quốc phòng....Sản lượng hàng năm đã đạt tới 40 triệu chiếc/năm, ở Viện nam tình hình sử dụng động cơ đốt trong và các trang bị động lực quá nhiều chủng loại, có lúc lên tới gần 400 loại động cơ và hầu hết là nhập khẩu.
- Chỉ tính riêng về ô tô (không kể số lượng xe quân đội) dự báo trong năm 2005 sẽ Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội đạt tới 652,000 chiếc.
- Với những số liệu trên, chỉ làm môt phép tính cộng đơn giản cho tất cả các ngành giao thông vận tải, công nghiệp, nông nghiệp, an ninh quốc phòng thì số lượng động cơ hoạt động và vấn đề gây ồn , rung, ô nhiễm môi trường ở nước ta cần phải giải quyết một cách cấp thiết.
- Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường, tôi được giao đề tài: “Nghiên cứu khả năng giảm ồn trên động cơ K-157” với các nội dung sau: 1.
- Các nguồn gây ồn cho động cơ 3.
- Xác định mức ồn cho động cơ 4.
- Biện pháp giảm ồn cho động cơ và tính bình tiêu âm Để thực hiện nội dung đề tài này, tôi đã tiến hành tìm hiểu động cơ thông qua các tài liệu tiếng Nga viết về động cơ K-161, K-157 và thông qua động cơ hiện có ở các đơn vị.
- Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi đã được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo PGS-Tiến sĩ Phạm Văn Thể, cùng toàn thể các thầy giáo, cô giáo trong tổ bộ môn Động cơ đốt trong – Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà Nội.
- Trung tâm sau Đại học Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội Do trình độ còn hạn chế nên trong luận văn không thể tránh khỏi các thiếu sót.
- Tôi xin trân thành cảm ơn thầy giáo PGS-Tiến sĩ Phạm Văn Thể cùng toàn thể các thầy giáo, cô giáo trong tổ bộ môn Động cơ đốt trong – Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà Nội đã giúp đỡ tôi hoàn thành nội dung luận văn này.
- Trung tâm sau Đại học 1 Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỨC ỒN 1.1 Khái niệm chung về tiếng ồn và rung Như chúng ta đã biết, các học thuyết về dao động và sóng tạo nên cơ sở lý thuyết của âm học hiện đại.
- Chuyển động có dao động (chấn động) lan truyền được trong môi trường đàn hồi tạo ra âm thanh.
- Căn cứ vào loại môi trường mà trong đó âm thanh lan truyền được người ta phân biệt thành âm thanh không khí (trong không khí) và âm thanh dưới nước (trong nước), và âm thanh cấu trúc hay rung động (trong vật thể rắn).
- Trong môi trường đàn hồi thì một hệ thống dao động cơ học bất kỳ đều là nguồn gốc của sóng âm.
- Tốc độ này được gọi là tốc độ lan truyền sóng hoặc tốc độ của âm thanh.
- Tốc độ này thấp hơn Trung tâm sau Đại học 2 Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội nhiều tốc độ của sóng, bước sóng, tốc độ âm thanh, chu kỳ của dao động và tần số quan hệ với nhau theo hệ thức sau: λ = C.T = C/f (mét) Trong đó: λ: Bước sóng C: Tốc độ âm thanh T: Chu kỳ dao động f: Tần số dao động Từ đây ta thấy rõ là tần số càng lớn thì bước sóng càng nhỏ và ngược lại.
- Ví dụ: Trong không khí khi tốc độ của âm thanh là C = 340m/s ở tần số f = 100KHz = 100.000Hz, thì bước sóng λ m.
- Trong nước khi tốc độ của âm thanh là C = 1500m/s ở tần số f = 5KHz = 100.000Hz, thì bước sóng λ m.
- Tốc độ của âm thanh trong môi trường khác nhau là khác nhau, nó được xác định bởi tính chất của môi trường và đồng thời phụ thuộc vào loại sóng âm.
- Trung tâm sau Đại học 3 Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội Sóng âm khi chuyển động có thể vòng tránh các cản trở gặp phải trên đường đi.
- Nó đúng với nguyên lý của Giu-gens là từng điểm của môi trường mà sóng đi tới sẽ trở thành nguồn của sóng hình cầu và kết quả của điều này là âm thanh được nghe thấy sau vật cản.
- Ở đây chúng ta chỉ nghiên cứu về tiếng ồn được tạo ra bởi động cơ điêzen tàu thủy.
- Tần số càng cao thì âm của âm thanh nghe thấy được càng cao.
- Các âm thanh có tần số thấp hơn 16 ÷ 20Hz và cao hơn 20.000Hz đều không thể cảm thụ được bằng tai người.
- Các âm thanh nghe thấy được nằm ở dải tần trung bình từ 16 ÷ 20Hz đến 20.000Hz, âm lượng của âm thanh được cảm thụ phải phụ thuộc vào cường độ của nó.
- Cường độ của âm thanh càng lớn thì âm lượng của nó cũng càng lớn.
- Dải nghe được của âm thanh theo áp suất âm từ 2.10-5 (ngưỡng của độ nghe thấy) đến 20 N/m2 (ngưỡng của cảm giác đau).
- Bên trong dải này, độ nhạy cảm của tai được xác định cũng bằng tần số âm thanh.
- Bởi thế nếu các âm thanh bằng nhau Trung tâm sau Đại học 4 Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội về cường độ nhưng khác nhau về tần số đều có thể được phân biệt cơ bản theo âm lượng.
- Việc tăng hoặc giảm âm lượng (khi giá trị của nó lớn hơn 40 fôn) trên tường 8 ÷ 10 fôn được được cảm nhận như việc tăng hoặc giảm độ vang của âm thanh xấp xỉ tới hai lần.
- Trên tất cả các tần số đang nghiên cứu, xét theo quan điểm sinh vật học thì tiếng ồn có mang tính chất âm thanh phức tạp sẽ không êm ái, thích thú cho việc hấp thụ.
- Các âm thanh và tiếng ồn tần số cao tạo ra cảm giác rất khó chịu, nghĩa là những âm thanh cường độ thấp nhưng tần số cao có thể là khó chịu hơn âm thanh cường độ lớn.
- Trung tâm sau Đại học 5 Trường ĐHBK Hà nội Học viên: Nguyễn Xuân Thanh - Cao học 2005 Bộ môn Động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Trường ĐHBK Hà nội Hình 1.1: Các đường cong biểu thị sự khó chịu đồng mức Từ một đường cong xảy ra trong khoảng 70 fôn thì rõ ràng là âm thanh với mức 100db trên tần số 50Hz cũng khó chịu như âm thanh với mức 50db ở tần số 4,000Hz.
- Một âm thanh có thể bị triệt tiêu bằng một âm thanh khác, hiện tượng này gọi là sự che lấp âm.Tiếng ồn gây tác động che lấp lớn hơn so với âm thanh có âm sắc.
- Những âm thanh có tần số thấp, đặc biệt là những âm thanh có cường độ lớn với mức hơn 80db có tác động che lấp lớn nhất

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt