СНИЖЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО ШУМА В ЛЕГКОВОМ АВТОМОБИЛЕ С ПОМОЩЬЮ ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩИХ, ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ И ВИБРОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

СНИЖЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО ШУМА В ЛЕГКОВОМ АВТОМОБИЛЕ С ПОМОЩЬЮ ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩИХ, ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ И ВИБРОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Прокопович Е.А. 1
1г. Новая Ляля, МАОУ НГО "СОШ №4"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ ШУМА И ШУМОПОДАВЛЕНИЯ

1.1.Основные понятия и характеристики шума

1.2. Виды шумов в легковом автомобиле.

1.3. Особенности возникновения и распространения шума в легковом автомобиле

1.4. Основные характеристики и действующие нормы шума в легковом автомобиле

1.5. Шумометрическая аппаратура

1.6. Методы снижения шума в легковом автомобиле

1.7. Защитные материалы и звукоизоляторы

ГЛАВА 2. ЭМПИРИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ШУМОИЗОЛЯЦИИ В ЛЕГКОВОМ АВТОМОБИЛЕ

2.1. Определение порядка проведения практического исследования

2.2. Обоснование выбора метода снижения шума в легковом автомобиле

2.3.Определение участков кузова легкового автомобиля, требующих шумоизоляции.

2.4. Выбор материалов для шумоизоляции

2.5. Определение необходимого набора инструментов и вспомогательных материалов для выполнения шумоизоляции легкового автомобиля

2.6. Расчет и экономическое обоснование выполненных работ

2.7. Определение алгоритма проведения шумоизоляции легкового автомобиля

2.8. Описание технологического процесса шумоизоляции легкового автомобиля

2.9. Оценка эффективности апробированных методов шумоизоляции легкового автомобиля

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

5. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 – «Проблема борьбы с транспортным шумом в историческом контексте»

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 – «Виды, характеристики и зоны применения звукоизолирующих, звукопоглощающих и вибропоглощающих материалов в легковом автомобиле».

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 - Технологическая карта «Выполнение шумоизоляции дверей легкового автомобиля»

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 - Технологическая карта «Выполнение шумоизоляции багажника легкового автомобиля»

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 - Технологическая карта «Выполнение шумоизоляции днища легкового автомобиля»

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 - Технологическая карта «Выполнение шумоизоляции крыши легкового автомобиля»

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 - Технологическая карта «Выполнение шумоизоляции капота легкового автомобиля»

ВВЕДЕНИЕ

В 20 веке немецкий микробиолог Роберт Кох писал: «Когда-то человечество будет вынуждено бороться с шумом настолько же решительно, как оно борется с холерой или чумой». В нашей семье есть автомобиль Nissan Qashqai, 2012 года выпуска. Мы стали замечать, что при длительных поездках на большие расстояния, появляющиеся в салоне шумы (монотонный гул, удары, скрипы и вибрации) приводят к быстрой утомляемости водителя и пассажиров, тем самым способствуя снижению безопасности движения. Мы предположили, что если существует проблема шума в легковом автомобиле, то существуют практические методы борьбы с таким видом шума.

Объект исследования: внутренний и внешний шум легкового автомобиля.

Предмет исследования: материалы иметоды борьбы с внутренним и внешним шумом в легковом автомобиле.

Цель исследования: выявление и апробация практических методов борьбы с внутренним и внешним шумом (на примере легкового автомобиля Nissan Qashqai).

Задачи исследования:

  1. Изучить и проанализировать специальную литературу и другие источники информации по теме проекта.

  2. Проанализировать природу возникновения внутреннего и внешнего шума и методы его снижения в легковом автомобиле.

  3. Обосновать выбор методов снижения внутреннего и внешнего шума в легковом автомобиле.

  4. Оценить экспериментальным путем эффективность выбора методов снижения внутреннего и внешнего шума в легковом автомобиле.

  5. Описать технологические процессы выполнения шумоизоляции в легковом автомобиле в форме технологических карт.

Методы исследования: анализ, сравнение, обобщение, эксперимент.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ ШУМА И ШУМОПОДАВЛЕНИЯ

1.1. Основные понятия и характеристики шума

Шумом называется случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты. Шумы создаются звуковыми волнами, возникающими при расширении и сжатии в воздухе и других средах. Звук - волновое колебание упругой среды, воспринимаемое органом слуха в диапазоне частот 16-20 000 Гц.

1.2. Виды шумов в легковом автомобиле

В легковом автомобиле различают шум внешний, оказывающий воздействие на окружающих, и шум внутренний, оказывающий воздействие на водителя и пассажиров. Внешний шум передается в кабину легкового автомобиля через окна, пол и стенки. Внешние шумы не оказывают сильного влияния за звуковой фон в салоне. Шумовая атмосфера формируется в основном за счет внутренних источников [5,6]

1.3. Особенности возникновения и распространения шума

в легковом автомобиле

Воздушный шум от первичных источников проникает в салон через неплотности кузова, а также остекление. Структурный шум проникает через элементы подвески к кузову силового агрегата, трансмиссии, системы выхлопа, ходовой части. Вибрация заставляет колебаться панели кузова, которые излучают структурный шум. Кроме того, звук, излучаемый элементами системы выхлопа (трубами, резонатором, глушителем), приводит к дополнительному возбуждению пола легкового автомобиля, что вносит ощутимый вклад в общий уровень внутреннего шума [6]

1.4. Основные характеристики и действующие нормы шума в легковом автомобиле

В качестве оценочного показателя внутреннего шума легкового автомобиля принимается уровень звука в децибелах, определенный действующими нормами и стандартами.

1.5. Шумометрическая аппаратура

Шумомер – это электронный прибор, состоящий из микрофона, высококачественного усилителя, детектора и индикатора со шкалой, на которой указывается уровень звука в дБ.

1.6. Методы снижения шума в легковом автомобиле

Конструктивный и пассивный метод, который заключается в применении вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов.

1.7. Защитные материалы и звукоизоляторы

По своим физико-техническим свойствам защитные материалы классифицируются по таким параметрам: виброизоляция, звукоизоляция, звукопоглощение, тепло- и звукоизоляция, снижение скрипов и уплотнение: тонкий изоляционный материал на тканевой основе, с односторонним клеевым слоем.

В настоящее время существует много видов данных материалов, обобщенные свойства и характеристики представлены в виде таблицы (Приложение № 2).[1,6]

ГЛАВА 2. ЭМПИРИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ШУМОИЗОЛЯЦИИ В ЛЕГКОВОМ АВТОМОБИЛЕ

2.1. Определение порядка проведения практического исследования

С целью оценки эффективности метода снижения внутреннего шума в легковом автомобиле с помощью вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов, определен порядок проведения практического исследования:

1. выбор метода снижения внутреннего шума в легковом автомобиле;

2. определение участков кузова легкового автомобиля, требующих шумоизоляции;

3. выбор материалов для шумоизоляции;

4. определение необходимого набора инструментов и вспомогательных материалов для выполнения шумоизоляции легкового автомобиля;

5. расчет и экономическое обоснование выполненных работ;

6. определение алгоритма проведения шумоизоляции легкового автомобиля;

7. выполнение технологического процесса по шумоизоляции легкового автомобиля;

8. выполнение контрольных замеров внутреннего шума в салоне легкового автомобиля до начала и по окончанию работ по шумоизоляции.

2.2. Обоснование выбора метода снижения шума в легковом автомобиле

Легковой автомобиль Nissan Qashqai, объем двигателя 1,6 л. мощность двигателя 114 л.с., 2012 года выпуска – достаточно новая, современная, удобная в эксплуатации и по конструкции модель автомобиля, соответствующая нормам шума по ГОСТ. Поэтому нет необходимости поиска конструктивных методов борьбы с шумом. Наш выбор – подавление шума в салоне легкового автомобиля с помощью пассивного метода, к которому относится шумоизоляция автомобиля с помощью вибро-, звукопоглощающих, звукоизолирующих и уплотнительных материалов.

2.3. Определение участков кузова легкового автомобиля, требующих шумоизоляции

Для выбора приемов и методов шумоизоляции были определены критические точки на кузове автомобиля, т.е. места кузова, подверженные наибольшей частоте и амплитуде колебаний, вызванных передаваемой от источников вибрацией – двери, капот, днище и пол, крыша и багажное отделение. Критические точки источника шума определялись методом наблюдения, изучения и анализа специальной литературы.[2,6]

Шумоизоляция только отдельных участков кузова не принесет желаемых результатов, поэтому было решено провести обработку звукоизоляционными материалами (дверей, багажника, крыши, днища и пола) и вибропоглащающими материалами (дверей, багажника, крыши, капота, днища и пола).

2.4. Выбор материалов для шумоизоляции легкового автомобиля

При выборе учитывались следующие критерии: безопасность, экологичность, долговечность, современность (учет современных технологических разработок). Наш выбор - Вибролист Premium толщиной 2 и 3 мм и изолон.

Вибролист Premium толщиной 2 и 3 мм гасит вибрации кузова и пластика легкового автомобиля.

Изолон теплоизоляционный и звукоизоляционный материал, на самоклеющейся основе из вспененного полиэтилена. Мягкий, эластичный, имеет малый вес. Влагостойкий, долговечный. Экологический безопасный.[7]

2.5. Определение необходимого набора инструментов и вспомогательных материалов для выполнения шумоизоляции легкового автомобиля

Для проведения работ по шумоизоляции легкового автомобиля необходимо иметь следующий набор инструментов и материалов:

- инструмент для демонтажа элементов обшивки салона: фигурные отвертки, плоскогубцы, ключи, съемник пластиковых клипс;

- монтажный инструмент: технический термофен, прикаточный валик, нож со сменными лезвиями, ножницы;

- оснастка и материалы для подготовки поверхности: наждачная бумага, щетка с металлической щетиной, шпатель, состав для обезжиривания поверхности;

- расходные и защитные материалы: ветошь, перчатки.

2.6. Расчет и экономическое обоснование выполненных работ

Участок кузова

Материал

Расход материала (м2)

Стоимость

(руб.)

1

Двери (5 шт.)

Вибролист Premium толщиной 2 и 3 мм.

3

1860

Изолон

1,2

360

2

Багажник

Вибролист Premium толщиной 2 и 3 мм.

1

620

Изолон

0,6

180

3

Капот

Вибролист Premium толщиной 2 и 3 мм.

0,5

310

4

Днище

Вибролист Premium толщиной 2 и 3 мм.

4

2480

Изолон

2

600

5

Крыша

Вибролист Premium толщиной 2 и 3 мм.

2

1240

Изолон

1,2

360

Вибролист Premium

10,5 м2

6510,0

Изолон

5,0 м2

1500,0

ИТОГО

8010,0

Общая стоимость выполненных работ включает только затраты на основные и вспомогательные материалы и инструменты. В общую стоимость не учитывалась оплата за выполнение работ (шумоизоляция выполнена самостоятельно), электрическая и тепловая энергия (работы проводились в летний период, при естественном освещении и при температуре воздуха до 20-25 градусов).

Общий бюджет составил:

Материал

Количество

Цена

Стоимость

1

Вибролист Premium

10,5 м2

620,0

6510,0

2

Изолон

5,0 м2

318,0

1500,0

3

Уайт спирт

1 л.

200,0

200,0

4

Прокаточный ролик

1 шт.

100,0

100,0

ИТОГО

8310,0

Для сравнения, стоимость выполнения работ по шумоизоляции легкового автомобиля в условиях специализированных автомастерских составляет от 30 до 50 тыс. руб. Экономия семейного бюджета может составить от 10 до 40 тыс. руб.

Учёт временных затрат:

Название изделия

Время, затраченное на выполнение технологической операции (ч.)

1

Двери (5 шт.)

12

2

Багажник

6

3

Капот

2

4

Днище

12

5

Крыша

10

ИТОГО

42

Таким образом, временные затраты на выполнение шумоизоляции автомобиля составляют от 40 до 50 часов, при условии, что 2 человека будут выполнять весь объем работ.

2.7. Определение алгоритма проведения шумоизоляции легкового

автомобиля

На основе анализа специальной литературы определен алгоритм проведения шумоизоляции в легковом автомобиле:

- демонтаж обшивки салона, снятие элементов, мешающих проведению работ;

- подготовка поверхности: удаление старой изоляции, снятие антикоррозионной защиты, удаление ржавчины (при необходимости), обезжиривание;

- раскрой звукоизоляционного и виброизоляционного материалов на фрагменты нужной формы и размера, нанесение материалов на подготовленные участки;

- монтаж обшивки, установка демонтированных элементов.[6,7]

2.8. Описание технологического процесса шумоизоляции легкового

автомобиля

Практическое выполнение шумоизоляции отдельных участков кузова легкового автомобиля представлено в форме технологических карт.

2.9. Оценка эффективности апробированных методов шумоизоляции

Одним из критериев качественно проведенной шумоизоляции является увеличение веса автомобиля не более чем на 5-7% от его снаряженной массы. Вес установленной шумоизоляции на легковой автомобиль составил 60 кг., что составляет 4,1% от снаряженной массы автомобиля (1450 кг.) Увеличения расхода топлива и роста затрат на содержание автомобиля, после установки шумоизоляции не произошло.

Другим критерием является сравнения показателей уровня шума в автомобиле Nissan Qashqai с шумоизоляцией и автомобиле Nissan Qashqai без шумоизоляции. В качестве метрического прибора использовалось приложение для android-устройства «Шумомер-Lite». Находясь внутри легкового автомобиля поочередно, в течение 30 сек. измерялся уровень шума при работе двигателя 800 об/мин. (что соответствует холостому ходу) и 2000 об/мин. При этом были выключены вентилятор отопления и кондиционер, двери закрыты, стекла подняты. Сравнение полученных результатов позволило сделать вывод: уровень шума в автомобиле с шумоизоляцией при 2000 об./мин. составил 61 дБ, уровень шума в автомобиле без шумоизоляции при 2000 об./мин. составил 65 дБ. Разница между уровнями шума составила 4 дБ, что соответствует снижению интенсивности звука в 3 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над проектом были изучены и проанализированы практические методы борьбы с внутренним и внешним шумом, проведен сравнительный анализ шумоизолирующих материалов, апробирован технологический процесс выполнения шумоизоляции на легковом автомобиле Nissan Qashqai, разработано руководство по выполнению шумоизоляции с помощью звукоизолирующих, звукопоглощающих и вибропоглощающих уплотнительных материалов в форме технологических карт. В проекте экспериментальным путем проведена оценка эффективности выбора методов снижения шума в легковом автомобиле.

Работы и операции, целью которых является уменьшение внутреннего и внешнего шума в салоне автомобиля, можно выполнить собственными руками, не обращаясь к услугам профессионалов. Для этого нужно знать методику проведения шумоизоляции, иметь минимальный набор инструментов и располагать необходимыми материалами, но при этом надо понимать, что создание абсолютно бесшумного легкового автомобиля невозможно так же, как невозможно построение вечного двигателя.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом: [учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Безопасность жизнедеятельности», специальности «Безопасность технологических процессов и производств»] / Н. И. Иванов .- М. : Логос, 2008.- 424 с.

  2. Титков М.В., Владимиров А.А., Яцук А.А., Погребной С.Н. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту NISSAN QASHQAI.- М.:Третий Рим, 2011.- 383 с.

  3. ГОСТ Р Б2231-2004 «Внешний шум автомобилей в эксплуатации. Допустимые уровни и методы измерения»;

  4. ГОСТ Р 51616-2000 «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний».

Интернет-источники

5. http://globalproblems.narod.ru Сайт «Глобальные проблемы человечества»

6. http://www.autonahodka.ru/dokumentatsiya/stp/ Сайт «Автонаходка»

7. http://avtonam.ru/maintenance/shumoizolyaciya/ Сайт «Автонам»

11

Просмотров работы: 775