Снижение шума от дорожно-транспортного движения

Результаты: покрышка с продольным ребром - 240 м

гладкая покрышка - 1200 м

тяговая покрышка с повышенным

сцеплением - 200 м

Проектирование более "тихой" покрышки представляет собой оптимизационное решение проблемы со многими ограничениями.

Пример 2: Покрышка грузовика

Процент вероятности трогания с места грузовика в условиях снегопада на перевале Бреннер (Австр

ия)

покрышка с продольным ребром - 30 - 50 %

гладкая покрышка - 0 %

тяговая покрышка с повышенным

сцеплением - 95 %

4.3 Определение и оценка шума качения при взаимодействии покрышки и покрытия дороги

Шум качения можно подразделить на два составляющих шума - внутренний и внешний шум.

Внутренний шум создает дискомфорт для водителя и пассажиров внутри транспортного средства. Существует взаимодействие между транспортным средством и покрышкой, поэтому требуется понять как воздушную, так и структурную передачу звуковых волн через кузов транспортного средства.

В контексте окружающей среды мы рассматриваем проблемы внешнего шума как части общего дискомфорта, вызываемого шумом транспортного движения.

Оценка внешнего шума в настоящее время основывается на измерениях на обочине дороги общего уровня шума в дБ (стандарт ISO 362 European regulation).

При проведении исследований по снижению шума качения используются измерения на обочине для определения улучшений в общем.

Используется микрофон, устанавливаемый в 7.5 м от оси дороги на высоте 1.2 м.

Шум качения должен определяться следующим образом: транспортное средство скатывается под уклон на заданной скорости с выключенным двигателем и сцеплением.

Скорость качения задается точной установкой условий качения (масса транспортного средства, угол скатывания).

Основные параметры, влияющие на уровень шума по результатам испытаний:

· дорога: дорога играет роль в:

1. процессе генерации шума (гранулометрия поверхности покрытия)

2. его распространении (свойств акустического поглощения)

· транспортное средство:

1. покрышки (масса транспортного средства, давление воздуха в камере, размеры). Размеры покрышки значительно влияют на генерацию шума (чем больше покрышка, тем она "шумнее")

2. количество "источников шума от покрышки"

3. эффекты дифракции (рассеивания звуковых волн) происходящие из-за формы кузова транспортного средства

· условия качения:

1. шум возрастает с увеличением скорости

2. шум снижается с ростом температуры

3. шум изменяется при заданной скорости под воздействием вращающего момента

Пример:

На испытательном треке при использовании метода скатывания транспортного средства под уклон для сравнения разных типов покрышек, устанавливаемых на то же транспортное средство, использовали два микрофона, установленных с каждой стороны дороги. По четыре замера проводилось на скоростях: 45 км/час, 60 км/час, 80 км/час.

Из 24 полученных результатов строилась линейная регрессия (зависимость среднего значения какой-либо величины от некоторой другой величины или нескольких величин) для выведения изменения силы звукового давления как функции скорости. Учитывалась температурная коррекция.

В таких условиях было доказано, что измерения уровня звука таким методом дает погрешность +/- 0.2 дБ при скорости 60 км/час и +/- 0.5 дБ при скорости 45 км/час и 80км/час.

Метод скатывания транспортного средства под уклон для количественного определения шума качения

Условия:

·

· отключен двигатель

· отключено сцепление

·

· температурная коррекция

Результат:

· линейная регрессия

4.4 Базовый исследовательский подход к снижению шума качения

Снижение шума качения для производителей покрышек - трудная задача.

Поэтому, для получения ясного понимания различных физических явлений, участвующих в генерации и распространении шума, требуется фундаментальный исследовательский подход.

Одновременно с долгосрочным научным подходом, необходимо иметь быстрые результаты от исследований, чтобы обеспечить проведение, шаг за шагом, совершенствование дизайна покрышек с коммерческой целью.

Для снижения шума качения необходимо установить контроль над источниками и осознать комплексно окружающую среду, включая: дорогу, транспортное средство, условия качения.

Для этого надо изучить акустический механизм как генерации, так и распространения шума от движущегося источника в сторону от дороги и затем использовать полученные результаты для определения шумовых критериев.

Процесс имеет три фазы:

фаза 1 - Выяснение:

Проблема анализируется экспериментально и теоретически для того, чтобы понять генерацию и распространение.

фаза 2 - Прогноз:

После того, как проблема понята, надо суметь смоделировать ситуацию для того, чтобы прогнозировать дискомфорт в заданной ситуации, т.е. от глобального уровня шума вдоль дороги подойти к определимой комбинации шумов "покрышка+дорога+транспортное средство" при определенных условиях качения.

фаза 3 - Поправка:

После того, как дискомфорт становится прогнозируемым, полученные знания могут быть использованы для достижения цели - улучшить концепцию покрышки для получения оптимального варианта желаемых эксплуатационных характеристик.

4.5 Механизм генерации шума качения

Принципиальный фактор генерации шума - рисунок протектора покрышки.

Шумовые механизмы:

Эффект рупора

Резонанс органной трубы

Генерация шума: Распространение шума:

Удары и вибрации Ближнее

Нагнетание воздуха Дальнее

4.5.1 Механизмы генерации:

Размещение источников выделения шума

Размещение потенциальных источников шума на покрышке можно определить, используя акустическую фонограмму. Для этих целей используется плоская антенна с двойным микрофоном для изучения качения покрышки с постоянной скоростью по барабану в резонаторной камере.

При этом главные шумовые источники обнаруживаются на входе и выходе контактного следа.

Явление механической вибрации

В результате внезапного взаимодействия между неровностями дорожного покрытия и рисунка протектора генерируются ударные волны, создающие вибрационное возбуждение в протекторе покрышки.

 Скачать реферат