Безопасность жизнедеятельности и экология

Уровень шума показывает слабую зависимость его от нагрузки двигателя. Анализом шума установлено, что при различной нагрузке двигателя наиболее заметные изменения происходят в импульсе шума, который сопровождает процесс сгорания. Эти изменения могут быть описаны с помощью мгновенного максимального уровня шума βм возникающего при сгорании, который характеризуется максимальной амплитудой импульса, превышением уровня при сгорании Δβм или двадцатикратным логарифмом отношения максимальной амплитуды импульса к амплитуде перед сгоранием и длительностью импульса.

Важной характеристикой является также огибающая импульса, с помощью которой можно найти его площадь и таким образом уровень шума при сгорании.

Измерениями установлено, что при сгорании в двигателе с непосредственным впрыском мгновенные максимальные уровни шума достигают 120 - 125 дБ, в двигателе с камерой в поршне 115 - 120 дБ, в двигателе с предкамерой или вихревой камерой 112 - 115 дБ.

Излучателем звуковой энергии при сгорании является вся поверхность блока и головки двигателя. Осциллограммы, снятые в различных точках звукового поля двигателя, показали, что значительные импульсы шума при сгорании отмечаются во всех точках звукового поля.

Мгновенные максимальные уровни шума при сгорании около картера двигателя всего лишь на 2 - 3 дБ ниже, чем мгновенные Уровни, отмечаемые в зоне в. м. т. Запись вибраций по контуру блока и головки двигателя также показывает наличие интенсивных вибраций при сгорании.

Перечисленные выше параметры импульса шума при сгорании зависят от характеристик индикаторной диаграммы.

Параметры динамики цикла определяются физико-химическими процессами, происходящими при сжатии заряда, впрыске, испарении, воспламенении и сгорании топлива в цилиндре двигателя.

Первый закон термодинамики можно представить в виде

Из формулы следует, что если в двигателе сгорание происходит близко к в. м. т. (V = const), то

,

а если при p=const ,то

Другими словами, в первом случае может быть установлена экспериментальная зависимость шума при сгорании от , а во втором от рг. Это положение находит экспериментальное подтверждение. В качестве исходного материала для определения параметра Q можно использовать снятые с двигателей индикаторные диаграммы.

В соответствии с первым законом термодинамики запишем:

,

где

- доля тепла на выбранном участке индикаторной диаграммы, расходуемая на изменение внутренней энергии;

L — полезная работа, совершаемая газами на том же участке;

Qw — количество тепла, отдаваемое в охлаждающую воду;

Qa — количество тепла, затраченное на диссоциацию молекул;

k — показатель адиабаты.

Для упрощения расчетов при экспериментальных оценках шума можно принять, что Qw = Qα = 0. Величиной L также можно пренебречь, так как рассматриваемый процесс происходит около в. м. т. и полезная работа мала. По данным, полученным при обработке индикаторных диаграмм, величина L составляет ~1—2% от первого члена уравнения .

В качестве начальной точки на индикаторной диаграмме принята точка

с- начало видимого сгорания, z - конечная точка или точка максимального давления цикла. Видимо, правильнее было бы выбрать в качестве конечной точку, где заканчивается начальный участок сгорания с максимальными величинами

Однако это влечет за собой значительные ошибки при обработке

В соответствии со сказанным формула может быть записана в виде

Приведение величины Qcz к единице времени и веса вещества производится по формуле

и