Thông tin tài liệu
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Nguyễn Bá Thiện GIÁO TRÌNH Ơ TƠ VÀ Ơ NHIỄM MÔI TRƯỜNG (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Quảng Ninh- 2017 LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng kịp thời yêu cầu nhiệm vụ đào tạo, Trường ĐHCN Quảng Ninh tổ chức biên soạn giáo trình Ơ tơ nhiễm môi trường Sách dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ nhà trường làm tài liệu tham khảo cho người làm công tác kĩ thuật ngành ô tô, kỹ thuật viên thiết kế Trong q trình biên soạn chúng tơi cố gắng để sách đảm bảo tính khoa học, đại gắn liền với thực tế phát triển ngành công nghiệp sản xuất ô tô Nhưng khả có hạn hạn chế thời gian điều kiện khách quan khác, giáo trình chắn khơng tránh khỏi khiếm khuyết Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp để lần tái sau hồn chỉnh Nhóm tác giả CHƢƠNG Ô TÔ – NGUỒN Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ 1.1 Khái niệm chung khơng khí ô nhiễm không khí 1.1.1 Đặc điểm khí Khí hay mơi trường khơng khí lớp vỏ khí bao bọc xung quanh Trái Đất Nó cấu tạo đơn chất hợp chất hóa học khác Đặc điểm bật khí hầu hết nguyên tố tồn trạng thái khí; hai ngun tố Nitơ Oxy trạng thái phân tử tự (N2 O2) Thành phần chất khơng khí khơ, chưa bị nhiễm (khơng khí sạch) cách bề mặt Trái đất khoảng vài km trình bày bảng 1.1 Bảng 1.1 Hàm lượng trung bình khơng khí khơ chưa bị nhiễm Tên chất Cơng thức phân tử % thể tích Tổng trọng lượng khí (triệu tấn) Nitơ N2 78,08 386.480.000 Oxy O2 20,91 118.410.000 Argon Ar 0,93 65.500.000 Cacbon dioxit CO2 0,035 2.330.000 Neon Ne 0,0018 63.600 Heli He 0,0005 3.700 Mêtan CH4 0,00017 4.300 Kripton Kr 0,00014 14.600 Nito oxit N2O 0,00005 1.900 Hydro H2 0,00005 180 Ozon O3 0,00006 200 Nito dioxit NO2 0,001 Cacbon monoxit CO 0,10 500 Sulfua dioxit SO2 0,001 11 Khí có ranh giới phía bề mặt thủy quyển, thạch ranh giới phía khoảng khơng hành tinh Khí Trái đất hình thành từ nước, từ chất khí từ thủy thạch Thời kỳ đầu, khí chủ yếu gồm nước, amoniac, mêtan, loại khí trơ hidro Dưới tác dụng ánh sáng mặt trời, nước bị phân hủy thành oxy hydro Oxy tác động với amoniac mêtan tạo khí N2 CO2 Quá trình tiếp diễn, lượng H2 nhẹ vào khoảng khơng vũ trụ, khí cịn lại chủ yếu nước, Nitơ, CO2 lượng nhỏ Oxy Thành phần khí Trái đất ổn định phương nằm ngang phân lớp theo phương thẳng đứng Phần lớn khối lượng (5.10 tấn) khí tập trung tầng thấp: tầng đối lưu tầng bình lưu Mặc dù chiếm khoảng 0,05% khối lượng thạch quyển, khí có vai trị quan trọng đời sống sinh vật cân khí hậu tồn cầu Thông thường tầng đối lưu, thành phần chất khí chủ yếu tương đối ổn định, có nồng độ CO2 nước dao động mạnh Lượng nước thường thay đổi theo thời tiết từ 4% thể tích vào mùa nóng ẩm tới 0,4% vào mùa khơ Ngồi khơng khí tầng đối lưu cịn có lượng định khí SO2 bụi Trong tầng bình lưu ln tồn q trình hình thành phá hủy ozôn Hiện nay, hoạt động người, lớp khí ozơn có xu hướng mỏng dần Khơng khí bao quanh người khơng khí ẩm Nó gồm khơng khí khơ, nước, chất độc hại, loại bụi vũ trụ, bụi Mặt đất, vi khuẩn, nấm, virut, phấn hoa, khí phóng xạ, loại chất hữu vô dễ bay hơi… 1.1.2 Cấu trúc khí Khí có nhiều tầng, nhiều lớp khác nhau, mở rộng đến độ cao khoảng 1000km chuyển dần vào không gian khơng khí Nhiệt độ khí thay đổi từ -920C đến 17000C Cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm 0,60C Khí Trái đất có cấu trúc phân lớp, với tầng đặc trưng từ lên trên: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian, tầng nhiệt, tầng điện ly Tầng đối lưu (Troposphere) tầng thấp khí Nó chiếm khoảng 70% khối lượng khí quyển, có nhiệt độ thay đổi giảm dần từ +40 0C lớp sát mặt đất tới -500C cao Ranh giới phía tầng đối lưu khoảng 7-8 km hai cực 16-18 km vùng xích đạo Trong tầng ln có chuyển động đối lưu khối khơng khí bị nung nóng từ mặt đất Tầng đối lưu tầng có mật độ khơng khí cao tập trung nhiều nước, bụi, tầng xuất hiện tượng thời tiết mây, mưa, tuyết, mưa đá, bão v.v Giữa tầng đối lưu tầng bình lưu có lớp khơng khí dày khoảng 1km, có chuyển đổi xu hướng từ giảm nhiệt theo chiều cao sang xu hướng tăng nhiệt độ theo chiều cao Lớp gọi đối lưu hạn Tầng bình lưu (Stratosphere): nằm tầng đối lưu, với ranh giới dao động khoảng độ cao 50km Nhiệt độ khơng khí tầng bình lưu có xu hướng tăng dần theo chiều cao, từ -560C phía đến -20C phía Khơng khí tầng bình lưu lỗng hơn, chứa bụi xảy tượng thời tiết bất thường Ở độ cao khoảng 25km tầng bình lưu tồn lớp khơng khí giàu ozơn thường gọi tầng ozơn Tầng ozơn có chức chắn bảo vệ cho Trái đất tránh khỏi ảnh hưởng độc hại tia tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống Tầng trung gian (Mesosphere): nằm phía tầng bình lưu kéo dài đến độ cao khoảng 80km Nhiệt độ tầng giảm dần theo độ cao, từ -20C phía đến -920C lớp Tầng trung gian ngăn cách với tầng bình lưu lớp khơng khí mỏng (khoảng 1km), biến thiên nhiệt độ khí chuyển từ dương sang âm gọi bình lưu hạn Tầng nhiệt (Thermosphere): có độ cao từ 80km đến 500km Ở tầng nhiệt độ không khí có xu hướng tăng dần theo độ cao, từ -920C đến 12000C Tuy nhiên, nhiệt độ khơng khí thay đổi theo thời gian ngày, ban ngày thường cao ban đêm thấp Lớp chuyển tiếp trung nhiệt gọi trung hạn Tầng điện ly nằm độ cao từ 800km trở lên Nhiệt độ tầng lên đến 17000C Do tác động tia tử ngoại, phân tử khơng khí lỗng tầng bị phân hủy thành ion dẫn điện điện trở tự Tầng điện ly nơi xuất cực quang phản xạ sóng ngắn vơ tuyến Cấu trúc tầng khí hình thành kết lực hấp dẫn nguồn phát sinh khí từ bề mặt Trái đất, có tác động to lớn việc bảo vệ trì sống Trái đất 1.1.3 Khái niệm nhiễm khơng khí Khơng khí yếu tố quan trọng thiếu để người động thực vật sinh sống Sức khỏe tuổi thọ người, sinh trưởng phát triển loài động thực vật phụ thuộc nhiều vào: thành phần hỗn hợp khơng khí, vào độ đặc tính lý hóa Khơng khí khí mà hít thở hỗn hợp chất dạng khí tích khơng đổi nước Ngồi thành phần khơng khí nêu trên, có mặt chất lạ khác gây biến đổi thành phần khơng khí, tạo ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người đến môi trường sinh thái gọi chất ô nhiễm Như chất phát tán vào khơng khí từ nhiều nguồn khác SOx, NOx, bụi, chất hữu bay hơi… chất nhiễm Khơng khí chứa chất ô nhiễm gọi chất bị ô nhiễm Ơ nhiễm khơng khí lan truyền biểu thị sơ đồ trình bày Trong sơ đồ thì: - Nguồn nhiễm hiểu nguồn thải chất ô nhiễm Ví dụ, khí thải từ ống khói, khí thải từ xe cộ, đốt than, đốt dầu… Nó chủ yếu phân thành nguồn ô nhiễm tự nhiên nguồn ô nhiễm nhân tạo - Khí coi mơi trường trung gian để vận chuyển chất ô nhiễm từ nguồn gây ô nhiễm tới nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm Tại chất nhiễm cịn có chuyển hóa Q trình chuyển hóa phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố - Nguồn tiếp nhận ô nhiễm người, động vật, thực vật đồ vật, cơng trình xây dựng bề mặt Trái đất Để nghiên cứu ảnh hưởng ô nhiễm khơng khí đến nguồn tiếp nhận cần có kiến thức sinh lý học, sinh vật y học 1.1.4 Các chất gây nhiễm khơng khí Như nêu chất gây biến đổi thành phần khơng khí làm cho trở lên khơng gây mùi khó chịu hay làm giảm tầm nhìn xa gọi chất gây nhiễm khơng khí Các nguồn thải Trái đất hàng ngày phát tán vào khí lượng lớn chất gây nhiễm Để dễ nghiên cứu người ta phân thành chất nhiễm thể khí, nhiễm khơng khí bụi, nhiễm khơng khí mùi nhiễm nhiệt 1.1.4.1 Các chất nhiễm thể khí a Thán khí (CO2, dioxid carbon) CO2 chất cấu tạo bình thường khí Nồng độ khí liên tục tăng, chủ yếu việc dùng nhiên liệu hóa thạch để tạo lượng Thơng thường 12g C bị đốt cháy tạo 44g CO2, từ thấy lượng CO2 phát tán vào khí lớn Nó chất khơng thường xuyên gây ô nhiễm sơ cấp, lại tác nhân quan trọng gây ô nhiễm thứ cấp b Monoxid carbon, CO Trong điều kiện tự nhiên, CO có hàm lượng nhỏ, khoảng 0,1 ppm Nguồn gốc phát sinh CO chủ yếu hoạt động núi lửa, q trình lên men mơi trường khí hiếm, sấm chớp, cháy rừng, đốt nhiên liệu, than đá Khí CO có nhiều tác động khác đến sinh vật Nếu nồng độ CO cao gây hại cho thực vật ngăn chặn q trình hơ hấp Động vật máu nóng mẫn cảm với CO CO kết hợp với hemoglobin, tạo thành carboxyhemoglobin, làm tế bào thiếu oxy gây ngạt thở Hít khơng khí nhiễm 6,4×1000ppm CO vịng phút gây nhức đầu chống váng, vịng 15 phút bất tỉnh tử vong Liều 100ppm CO xem giới hạn tối đa cho phép c Hydrocarbon, CnHm Thực vật nguồn tạo CnHm lớn tự nhiên Còn nguồn nhân tạo phương tiện vận tải, khai thác dầu mỏ lò sưởi dùng dầu (fuel) Sự cháy khơng hồn tồn hợp chất CnHm không no tạo peroxy-acyl-nitrates (PAN) Trường hợp khơng khí bị nhiễm CnHm gặp nắng nhiều gây nên sương mù quang hóa (Smogs photochimiques) Ngồi q trình cháy khơng hồn tồn tạo chất CnHm đa vòng dễ gây ung thư benzo-3,4-pyrene, benzanthracene… d.Andehyt Andehyt hợp chất độc gây kích thích có khơng khí quanh nhà máy lọc dầu, khí thải phương tiện giao thơng, quanh lị đốt rác… e Dioxid lưu huỳnh, SO2 Núi lửa nguồn tự nhiên chủ yếu tạo SO2 Một phần lớn SO2 thải vào không khí hoạt động người, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, than đá, dầu FO (fuel Oil) Ngành luyện kim điều chế axit sulfuric thải SO2 SO2 thải vào khơng khí biến đổi thành SO3 axit sulfuric Nó nguyên nhân tạo mưa axit nhiều vùng giới SO2 độc với thực vật động vật f Hợp chất Nitrogen Các oxit nitơ (NO NO2) chất ô nhiễm sơ cấp sinh từ trình khai thác dầu mỏ, sản xuất công nghiệp hoạt động phương tiện giao thơng Nó kết hợp với loại khí khác tác dụng phản ứng quang hóa tạo chất gây ô nhiễm thứ cấp g Ozôn (O3) Là chất cấu tạo khí Nồng độ O3 tăng dần theo độ cao đạt trị số tối đa tầng bình lưu, khoảng 18-35km Tại tầng đối lưu, nhiễm khơng khí làm gia tăng lượng O3 gần mặt đất Trong q trình nhiễm có ngun nhân từ việc sử dụng hợp chất chứa CFC, đốt nhiên liệu lại làm giảm O3 tầng bình lưu 1.1.4.2 Ơ nhiễm khơng khí bụi Bụi hiểu tập hợp nhiều hạt, có kích thước khác nhau, tồn lâu dài khơng khí dạng bụi bay bụi lắng Bụi bay có kích thước từ 0,001-10μm tro, muội, khói hạt rắn nghiền nhỏ Bụi lắng có kích thước lớn 10μm Loại bụi thường rơi nhanh xuống mặt đất lơ lửng cách mặt đất khoảng 1,5m Bụi tạo từ nguồn tự nhiên động đất, núi lửa, bão bụi… Hoặc nguồn nhân tạo như: giao thông vận tải (hạt mài, bồ hóng, bụi chì, cao su, nhựa đường…); cơng nghiệp (bụi hóa học, xi măng, thạch anh, than đá, bụi kim loại, bụi gỗ, bụi hỗn hợp…) Bụi có ảnh hưởng lớn đến phát triển thực vật sống người lồi động vật khác 1.1.4.2 Ơ nhiễm khơng khí mùi Thực chất chất gây ô nhiễm mùi hôi loại khí độc gây nhiễm mơi trường khơng khí Các chất gây mùi phát sinh từ trình tự nhiên (các trình phân hủy, lên men) hầu hết hoạt động kinh tế xã hội (công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, dịch vụ thương mại) hoạt động sinh hoạt người (đun nấu, chăn nuôi…) Các chất gây mùi xuất nguồn thải trình phát tán chúng khí Các chất gây mùi dễ nhận biết nhờ khứu giác, khó xác định chất 1.2 Ảnh hƣởng ô tô đến môi trƣờng không khí 1.2.1 Một số vấn đề chung Các phương tiện vận tải giữ vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế xã hội quốc gia, góp phần không nhỏ gây ô nhiễm môi trường sinh thái Ảnh hưởng chủ yếu hoạt động phương tiện giao thông vận tải đến môi trường gây ô nhiễm không khí, gây ồn, rung động bụi Khí thải phát tán từ phương tiện vận tải chiếm tỷ trọng lớn so với nguồn phát thải khác việc gây nhiễm khơng khí, Bắc Kinh khí thải phương tiện giao thơng chiếm 75%, Mannila -70%, Kualalampua-86% Với phương tiện vận tải khác nhau, lượng khí phát thải khác Thí dụ vận chuyển hành khách đoạn đường 1km, lượng phát thải Cacbonmonoxit –CO sau: Môtô bánh: 4,82g/hk.Km; ôtô con: g/hk.Km; ôtô khách 40 chỗ ngồi: 1,87g/hk.Km Những chất gây ô nhiễm khơng khí bắt nguồn từ phương tiện vận tải phát tán vào mơi trường khí thải bay nhiên liệu (xăng, dầu dieze) Các chất ô nhiễm đặc trưng : CO, HC, NOx…Các phương tiện vận tải ước tính tải mơi trường khoảng 85% Cacbonmonoxit–CO, 40% oxit nitơ-NOx, 50% Hydrocacbon-HC, 15%dioxitcacbon-CO2, 5% SO2 hợp chất hữu tổng hợp bay khác (VOC) 1.2.2 Ơ nhiễm khơng khí khí xả, khí lọt nhiên liệu bay Có ba nguồn sinh chất gây ô nhiễm không khí từ phương tiện vận tải: Khí xả, khí lọt nhiên liệu bay (hình 1.4) Các hợp chất Hydrocacbon (HC) tạo từ ba nguồn, CO NOx xuất khí xả động a Khí xả Khí xả sản phẩm cháy từ buồng đốt động thả ngồi mơi trường qua ống xả Thành phần chất độc hại trung bình khí thải đốt cháy 1kg nhiên liệu thể bảng 1.2 Bảng 1.2 Thành phần độc hại khí xả STT Các thành phần độc hại khí xả Dạng nhiên liệu Xăng (g) Diezel (g) CO 200,59 20,81 HC 23,28 4,16 NOx 15,83 18,01 SOx 1,86 7,8 Alđehyt 0,93 0,78 Khói, bụi 1,00 5,00 Pb 0,5 Từ bảng thấy lượng chất độc hại thải đốt cháy 1kg nhiên liệu động xăng lớn động diezel- riêng khói đen động diezel lại thải lượng lớn động xăng Mỗi năm, hoạt động phương tiện giao thông vận tải tiêu thụ tới 1,5 triệu xăng dầu diezel, tương ứng với lượng khí thải ước tính bảng 1.3 Bảng 1.3 Lượng khơng khí thải phương tiện giao thông đường Chất ô nhiễm Lượng thải (tấn) CO2 6.000.000 CO 61.000 NO2 35.000 SO2 12.000 CnHm 22.000 Nhiên liệu dùng động đốt thường nhiên liệu lỏng nhiên liệu thể khí (hay thể khí hóa lỏng) Nhiên liệu lỏng dùng chủ yếu sản phẩm tạo từ dầu mỏ (xăng, diezel) loại có nhiệt trị lớn, tro, dễ vận chuyển bảo quản Mỗi loại nhiên liệu lỏng kể hỗn hợp nhiều loại hydrocacbon có cơng thức cấu tạo khác có ngun tố sau: Cacbon (C), Hydro (H), đơi cịn có lượng nhỏ Lưu huỳnh (S) Nitơ (N) Nếu bỏ qua hàm lượng nhỏ S N biểu diễn cơng thức hóa học nhiên liệu lỏng dạng chung CnHm (trong đó, n số nguyên tử Cacbon, m số nguyên tử Hydro) Khi nhiên liệu lỏng cháy hoàn toàn, sản phẩm cháy chủ yếu gồm CO2 H2O N2 (có khơng khí) Phản ứng oxy hóa trường hợp viết sau: Cn H m ( n m m t0 )O2 N nCO2 H 2O N Trong thực tế, trường hợp cháy hồn tồn khó xảy cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thông số kết cấu động cơ, trình hình thành đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu, chế độ làm việc trạng thái kỹ thuật động Khi nhiên liệu cháy khơng hồn tồn, thành phần sản phẩm cháy chủ yếu gồm CO2, H2O, CO, HC, NOx (từ N2 có khơng khí): t Cn H m O2 N CO2 H 2O Cn H m CO NOX N (dư) Nhiên liệu thể khí dùng động đốt thường khí thiên nhiên khí thiên nhiên hóa lỏng Thành phần chủ yếu gồm nguyên tử C, H, O tạo nên viết dạng tổng quát CnHmOr lượng nhỏ N2 H2S Nếu lược bỏ thành phần H2S cháy hồn tồn phản ứng oxy hóa là: Cn H mOr (n m m r t0 nCO2 H 2O N )O2 N Khi cháy khơng hồn tồn: Cn H mOr (n m r t0 CO2 H 2O CO Cn H mOr NOX N (dư) )O2 N So với nhiên liệu lỏng nồng độ CO, HC, NOx phát sinh dùng nhiên liệu khí nhỏ nhiều - Oxit cacbon (CO) CO khí không màu, không mùi vị, thành phần độc hại đặc trưng khí thải CO sinh trình cháy khơng hồn tồn hỗn hợp cháy thiếu oxy (hỗn hợp đậm) nên phần C nhiên liệu chuyển hóa thành CO: C O2 CO 124019kJ Ngoài ra, CO sinh nguyên nhân khác như: - Sự cháy khơng khí hỗn hợp; - Do nhiệt độ xung quanh vùng thành xilanh thấp; - Do phản ứng (2CO + O2=2CO2) diễn chậm nên biến đổi tất lượng CO thành CO2 Nồng độ CO khí xả phụ thuộc đáng kể vào hệ số dư khơng khí tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu hỗn hợp cháy Từ đồ thị hình 1.5 cho thấy để giảm nồng độ CO khí xả tỷ lệ khí – nhiên liệu nhạt tốt ( 1) Hình 1.5 1.6 Ở chế độ chạy chậm khơng tải (khí hỗn hợp đậm) nồng độ CO khí xả lớn Ở chế độ tải trung bình (bướm ga mở khoảng 40-70%) hàm lượng CO khí xả mức nhỏ Ở chế độ tải trọng cực đại (dấn ga đột ngột) hỗn hợp cháy đậm hơn, hàm lượng CO khí xả lại tăng Trạng thái kỹ thuật động có ảnh hưởng lớn đến lượng CO khí xả Khi trạng thái kỹ thuật tốt, trình cháy hồn hảo lượng CO giảm 20-30% CO gây cản trở việc vận chuyển oxy từ máu tới tế bào, đặc biệt nguy hiểm thai nhi người mắc bệnh tim Nếu lượng CO máu vượt mức người yếu tim bị tăng thêm căng thẳng, người đau thắt ngực bị tăng thêm thời gian đau Tiếp xúc với CO mức cao dẫn đến suy giảm thị lực, khả học tập hiệu suất cơng việc - Hydrocacbon (HC) HC gây kích thích thành bên quan hơ hấp, ngồi cịn gây tượng sương mù quang hóa làm cản trở tầm nhìn, kích thích mắt bị coi nguyên nhân gây bệnh ung thư tàn lụi rừng Tiếng ồn Tai Hệ thần kinh Các quan thể Hệ hô hấp Thị giác Hệ tiêu hóa Hệ tuần hồn Hệ vận động Tăng nhịp thở - Giảm khả phân biệt màu sắc - Viêm dày - Giảm dịch vị - Tăng nhịp tim - Rối loạn tuần hoàn - Mệt bắp - Phản xạ chậm Rối loạn tiền đình Tiếng ồn mạnh thường gây bệnh đau đầu, chóng mặt, cảm giác sợ hãi, bực tức vô cớ, trạng thái tâm thần không ổn định Đặc biệt ban đêm tiếng ồn làm phá vỡ giấc ngủ nghỉ ngơi người, giảm khả hồi phục sức khỏe người Tiếng ồn gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống tim mạch Mức ồn 80dBA làm giảm áp suất tâm thu, tăng áp suất tâm trương, áp suất động mạch dao động tới 2030mmHg, chu kỳ tim kéo dài, tần số nhịp tim hạ thấp 47 Tác dụng liên tục tiếng ồn nguyên nhân bệnh loét, viêm dày rối loạn chức chế tiết co bóp dày Tiếng ồn có ảnh hưởng mạnh trẻ em đặc biệt người bị bệnh thần kinh, bệnh tim mạch, bệnh nhân sau ca mổ nặng Nó làm giảm hiệu q trình điều trị tăng thời gian lưu lại bệnh viện Tiếng ồn làm giảm tập trung ý làm việc, gây mệt mỏi, giảm chất lượng công việc, tăng phế phẩm tai nạn lao động Tác hại cụ thể tiếng ồn dải tần số cao cho bảng 2.4 Bảng 2.4 Tác hại tiếng ồn cường độ cao sức khỏe người Mức tiếng ồn (dB) Tác dụng đến người nghe Ngưỡng nghe thấy 100 Bắt đầu làm biến đổi nhịp đập tim 110 Kích thích mạnh màng nhĩ 120 Ngưỡng chói tai 130-135 Gây bệnh thần kinh nôn mửa, làm yếu xúc giác bắp 140 Đau chói tai, ngun nhân gây bệnh trí, điên 145 Giới hạn cực đại mà người chịu tiếng ồn 150 Nếu chịu đựng lâu bị thủng màng tai 160 Nếu tiếp xúc lâu gây hậu nguy hiểm lâu dài 190 Chỉ cần tiếp xúc ngắn gây nguy hiểm lớn lâu dài Phân loại tiếng ồn Theo thời gian tác dụng: - Tiếng ồn liên tục: sinh suốt ngày đêm, mức thay đổi khơng 5dB Một cách gần gọi tiếng ồn ổn định - Tiếng ồn thay đổi: mức thay đổi theo thời gian lớn 5dB Loại tiếng ồn gọi tiếng ồn không ổn định (tiếng ồn phương tiện vận tải) - Tiếng ồn gián đoạn: xuất lúc với thời gian đứt quãng (tiếng ồn va đập) Theo nguồn gốc phát sinh phương thức lan truyền: - Tiếng ồn khơng khí: khơng khí lan truyền tiếng ồn - Tiếng ồn va chạm: vật va chạm phát sinh tiếng ồn - Tiếng ồn rung động: kết cấu rung động truyền tải tiếng ồn 48 Theo vị trí tiếng ồn: - Tiếng ồn bên phương tiện - Tiếng ồn bên phương tiện Theo mức độ tham gia giao thông tiếng ồn phân thành: - Tiếng ồn xe: Tiếng ồn xe tạo - Tiếng ồn số loại xe: Tiếng ồn tạo số loại xe Bảng 2.5 Tiếng ồn số loại xe TT Loại xe Mức âm (dBA) Xe ôtô 72 Xe khách nhỏ 79 Xe khách lớn 84 Xe thể thao 98 Xe môtô xilanh 94 Xe mơtơ xilanh 80 - Tiếng ồn từ dòng xe liên tục phụ thuộc vào: + Tiếng ồn xe + Tốc độ xe + Tình trạng mặt đường: độ nhẵn mặt đường, độ dốc, bề rộng, chất lượng đường… + Các cơng trình xây dựng xanh hai bên đường Tiếng ồn phức tạp tổ hợp nhiều âm đơn với tần số khác nhau, phân thành âm họa âm Những họa âm bao quanh âm có tần số cao âm Khi có nhiều nguồn đồng thời tác dụng tổng cường độ ồn tổng địa số cường độ nguồn ồn áp suất bậc hai tổng bình phương áp suất nguồn n (W/m2) Cường độ tổng hợp: I Ii i=1 P P12 P22 Pn2 Áp suất tổng hợp: (N/m2) Từ đó, xác định mức cường độ mức áp suất ồn tương đương 2.2 Các nguồn gây rung động tiếng ồn ô tô 2.2.1 Rung động tiếng ồn tạo từ động Khi động làm việc, rung động tiếng ồn tạo nguyên nhân sau: - Dao động mômen xoắn: Mômen xoắn tạo áp suất trình cháy tác dụng lên pittong qua truyền làm quay trục khuỷu Nhưng áp 49 suất q trình cháy xilanh khơng sau vịng quay trục khuỷu làm mơmen xoắn bị dao động Số lần dao động mômen xoắn vòng quay trục khuỷu phụ thuộc vào số xilanh động Các dao động truyền qua hệ thống truyền lực đến bánh xe - Khơng cân qn tính: khối lượng pittong truyền xilanh không xảy cân quán tính Đồng thời cân chi tiết chuyển động quay động làm động rung động tác dụng lực mômen quán tính khơng cân - Rung động lực ngang: động làm việc xuất lực ngang làm cho bị rung động theo phương ngang - Các tiếng ồn khí khác: nhiều âm khác từ piston cấu dẫn động supap tạo tiếng ồn Những tiếng ồn bao gồm: tiếng gõ piston đập lên thành xilanh, tiếng gõ hệ đội-supap, supap với đế supap, tiếng gõ sinh xích cam - Hệ thống nạp xả động cơ: tiếng ồn nạp phát sinh từ cửa nạp có độ lớn phụ thuộc vào cấu hình cửa gió chiều dài ống nạp Ống xả gắn vào động Nó dài hẹp nên dễ bị rung động Những giá đỡ ống xả truyền rung động lên thân vỏ xe Mặt khác, khí xả động có áp suất khoảng 295-490KPa, nhiệt độ từ 600-8000C mang theo khoảng 40% lượng nhiệt sinh kỳ cháy Nếu xả thẳng khơng khí, chúng giãn nở tức thời gây tiếng nổ lớn Do vậy, người ta dùng ống tiêu âm để giảm áp suất nhiệt độ khí xả Để giảm tiếng ồn rung động dùng ống xả hai lớp, ống giảm phụ có nhiều lớp, giá đỡ ống xả đặt phần cứng bị rung động thân vỏ xe - Chân máy dùng để nối động với khung vỏ Các rung động động truyền qua chân máy đến khung vỏ Do vậy, cần có khả giảm truyền rung động có độ cứng nhỏ, có tần số riêng nằm ngồi tần số động hoạt động bình thường, có đường tâm trùng với trục quán tính động - Tiếng ồn quạt gió tạo quạt làm mát két nước, quạt điều hịa có cánh cắt khơng khí Có thể giảm tiếng ồn quạt cách thay đổi đường kính, số lượng, hình dáng hay góc cánh 2.2.2 Rung động tiếng ồn tạo từ hệ thống truyền lực - Li hợp bị rung động thân ly hợp đĩa bị động khơng cân bằng, đóng khơng êm dịu cắt khơng dứt khốt - Hộp số gây ồn thường tiếng ồn bánh ăn khớp rung động cần số Hiện tượng phụ thuộc vào trùng khớp bánh (số ăn khớp đồng thời) loại cấu điều khiển gài số Điều khiển hộp số từ xa cáp kéo đẩy (dây mềm) truyền rung động từ động hộp số vào bên xe so với điều khiển trực tiếp 50 - Trục các-đăng bị dao động mômen xoắn truyền từ động tới, cịn bị dao động uốn khơng cân bị rung động góc nghiêng trục lớn Để giảm rung động trục các-đăng cần phải cân tốt, giảm góc nghiêng, tăng độ cứng vững cách thêm ổ đỡ trung gian - Truyền lực vi sai thường dùng ôtô, mô tô ba bánh gây ồn khe hở ăn khớp vết ăn khớp không tiêu chuẩn Nếu khe hở ăn khớp lớn, đập vào khởi hành hay chạy theo quán tính gây tiếng ồn dễ gây mẻ Nếu khe hở nhỏ phát sinh tiếng ồn nhiệt độ cao, số trường hợp phát tiếng “hú” Nếu vết ăn khớp không gây ồn mịn khơng Khe hở ăn khớp vết ăn khớp phải điều chỉnh để tránh tượng nêu - Xích truyền lực (thường dùng mô tô, xe máy):khi làm việc phát ồn va đập đĩa xích lăn Để giảm va đập cần điều chỉnh độ căng xích 2.2.3 Rung động tiếng ồn tạo từ bánh xe Các loại phương tiện giao thơng sử dụng bánh (ôtô, môtô, máy bay…)hoặc bánh sắt (đầu máy, toa xe, tàu điện) Bánh xe nguồn gây tiếng ồn, tiếng va đập rung động ngồi phương tiện vận tải, khơng có bánh xe trịn hay cân tuyệt đối, tất biến dạng chuyển động đường, đặc biệt bánh Có thể coi bánh xe phần tử hệ rung động Mặt khác, không phẳng mặt đường nguồn kích thích dao động đáng kể Với phương tiện vận tải sắt, va đập bánh xe với đường ray cịn có rung động hệ thống ray với đường Rung động tiếng ồn tạo từ bánh xe phụ thuộc đáng kể vào tính đồng độ cứng Tính đồng hiểu phân bố khối lượng, kích thước độ cứng Ở tốc độ cao, không cân bánh xe sinh rung động truyền đến thân vỏ xe qua hệ thống treo Sự thay đổi kích thước bánh xe quay (lốp đàn hồi) theo dạng hình sóng tạo rung động va đập với mặt đường Độ cứng bánh xe có ảnh hưởng lớn đến độ êm dịu chuyển động, độ cứng nhỏ tính êm dịu cao ngược lại Với bánh có thay đổi độ cứng theo biến dạng tạo tần số dao động riêng khác không nhiều Hoa lốp ngun nhân gây ồn khơng khí chạy rãnh mặt lốp biến dạng tạo nguồn lực gây rung động phức tạp, ngồi khơng khí nén sau khỏi vết tiếp xúc giãn nở tạo tiếng nổ lốp bốp 2.2.4 Rung động tiếng ồn tạo mặt đường Mặt đường khơng phẳng nguồn kích thích rung động tiếng ồn Nó tạo tiếng ồn liên tục khoảng thời gian định tiếng va đập bánh xe vượt qua chướng ngại vật đường Mức độ rung động phụ thuộc vào hàm kích thích bề mặt đường Do tác dụng đường làm thân xe lắc lư 51 đồng thời theo phương thẳng đứng, dọc ngang tạo chuyển động khơng êm dịu làm cho người thấy khó chịu Mặt khác, rung động phương tiện vận tải nguồn kích thích tạo rung động mặt đường vùng lân cận 2.2.5 Tiếng ồn gây lực cản khơng khí (gió) Khi phương tiện vận tải chuyển động xuất luồng khí qua phần lồi, lõm bề mặt tạo tượng chảy rối phía sau phần Tiếng ồn sinh chảy rối nghe tiếng “rit” luồng gió tăng theo tốc độ chuyển động phương tiện vận tải Ngoài ra, tốc độ cao áp suất khơng khí xe thấp áp suất khí quanh xe Nếu có khe hở gioăng cửa hay thân vỏ xe xuất lọt khí gây tiếng ồn 2.2.6 Tiếng ồn tạo rung động thân vỏ Do tác dụng lực kích thích từ phía mặt đường, từ phía động hệ thống truyền lực làm thân vỏ xe bị rung động với tần số khác nhau, tạo dao động áp suất âm quanh thân vỏ xe mà người cảm nhận Tiếng ồn kiểu gọi “Booming” tăng tốc độ chuyển động tăng Khi tần số rung động nguồn kích thích khác nhau, chúng tạo âm riêng biệt, tác dụng đồng thời, độ lớn chúng thay đổi theo chu kỳ tạo tiếng ồn giao thoa Tiếng ồn xảy khoảng tốc độ định 2.2.7 Rung động tiếng ồn phanh Khi phanh, độ đảo đĩa phanh trống phanh làm guốc phanh má phanh rung động Những rung động truyền qua môi chất dẫn động phanh, làm bàn đạp phanh rung động Mặt khác, phanh tác dụng lực quán tính (giống tăng tốc) làm toàn xe rung động Tần số tương tự tần số rung động thân vỏ xe biên độ lớn Tiếng ồn phanh tồn hai dạng: tiếng rít tần số cao tiếng ồn tần số thấp Thường tiếng ồn xảy phanh gấp, riêng với phanh đĩa xảy phanh êm dịu (phanh nhẹ) 2.2.8 Tiếng ồn cịi xe đóng cửa xe Tiếng ồn đóng cửa xe gây cảm giác khó chịu, đặc biệt vào đêm khuya, tiếng ồn gián đoạn, làm giật ngủ Có số hãng xe giải cách có hiệu làm giảm tiếng ồn đóng cửa, nhiều nhà máy sản xuất ô tô sản xuất loại xe có tiếng ồn đóng cửa to Vấn đề giải từ giai đoạn thiết kế cách cho phép nhà máy đăng ký sản xuất loại xe khơng gây ồn đóng cửa xe 2.2.9 Mức độ đa dạng tiếng ồn phương tiện vận tải Từ phân tích nêu cho thấy, phương tiện vận tải chuyển động tiếng ồn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, nguồn tạo tiếng ồn khoảng tần số mức âm khác Hình 2.6 thể rõ mức độ đa dạng 52 2.3 Sự lan truyền rung động tiếng ồn từ ô tô Con người cảm thấy rung động nhờ xúc giác nghe âm nhờ thính giác Phương thức tác động rung động âm đến giác quan người từ phương tiện vận tải nhau: Thí dụ, động làm việc, rung động truyền đến thân vỏ xe qua chân máy Sự rung động thân vỏ xe tạo sóng sóng âm thanh, sóng truyền qua mơi trường khơng khí đến giác quan người Đồng thời rung động tạo tác dụng tương hỗ bánh xe với mặt đường truyền qua phần tử đàn hồi hệ thống treo đến thân vỏ xe làm thân vỏ xe bị rung động Nếu tần số riêng hệ rung động trùng với tần số lực kích thích xảy cộng hưởng lúc cường độ rung động thân vỏ xe lớn Các rung động tiếng ồn tạo phương tiện vận tải không ảnh hưởng đến người lái, hành khách (tiếng ồn rung động khoang xe) mà ảnh hưởng đến phạm vi định bên xe tiếng ồn rung động mặt hai bên đường giao thơng (tiếng ồn rung động bên ngồi) Cơ chế truyền rung động tiếng ồn phương tiện vận tải nói chung biểu thị sơ đồ hình 2.7 Chân máy, gối đỡ Rung động thân vỏ tơ tác Thính giác Động ống xả, hệ thống truyền lực Tác dụng tương hỗ bánh xe mặt đường Áp suất âm Rung động khơng khí Xúc Xúc táctác Thính Thính giác giác Hệ thống treo Rung động đường giao thơng Rung động thân vỏ tơ – Kích thích rung động từ phía động cơ, ống xả hệ thống truyền lực – Kích thích rung động từ phía mặt đường Cơ chế lan truyền tiếng ồn tơ trình bày hình 2.8 53 2.4 Xác định lan truyền tiếng ồn giao thông môi trường xung quanh Tiếng ồn lan truyền môi trường xung quanh thường theo hai phương thức: không khí lan truyền tiếng ồn va chạm lan truyền tiếng ồn Sự lan truyền tiếng ồn phụ thuộc vào nguồn gây ồn, tính tốn người ta thường phân biệt: - Nguồn điểm: ô tô chạy đường - Nguồn đường: dòng xe chạy liên tục xe cách đoạn S < 20m - Nguồn dãy: gồm dãy nguồn điểm, nguồn cách đoạn S > 20m V Trong đó: S = 1000N (m) với V- tốc độ chuyển động xe (km/h) N - mật độ xe (số xe/h) Tiếng ồn từ nguồn truyền môi trường xung quanh giảm theo khoảng cách, theo vật cản theo tường chắn 2.4.1 Độ giảm mức ồn theo khoảng cách Theo quy luật lan truyền sóng âm khí mức ồn điểm cách nguồn ồn S2 (m) giảm mức ồn điểm cách nguồn ồn S1 (m) ∆L (dB) Độ giảm mức áp suất âm ∆L tính cơng thức sau: - Đối với nguồn điểm độ giảm mức áp suất âm tính công thức: S2 ∆L = L1 – L2 = 20.lgS (dB) Như vậy, khoảng cách đến nguồn tăng lên gấp đôi, mức áp suất âm giảm khoảng 6dB Khi cần xác định mức âm theo thang A (dBA), thừa nhận: S2 (dBA) L2 = L1 – 25.lgS - Đối với nguồn đường: S2 ∆L = L1 – L2 = 10.lgS (dB) Như vậy, khoảng cách đến nguồn tăng lên gấp đôi, mức áp suất âm giảm khoảng 3dB Khi cần xác định mức âm theo thang A (dBA): S2 L2 = L1 – 15.lgS (dBA) - Đối với nguồn dãy : độ giảm mức áp suất âm tính theo phương pháp nội suy Chú ý: mức âm L1 nguồn ồn thường đo độ cao 1,5m cách nguồn ồn khoảng S1 = 1m nguồn ồn cố định S1 = 7,5m nguồn ồn di động dịng xe giao thơng 54 2.4.2 Độ giảm mức ồn lan truyền mặt đất có lớp phủ khác Trường hợp áp dụng công thức nêu nhân thêm với hệ số Kh kể đến tác dụng hút âm lớp phủ khác mặt đất Giá trị hệ số Kh tính sau: - Đối với mặt đất trống Kh=1 - Đối với mặt đất trống phủ nhựa đường Kh=0,9 - Đối với mặt phủ cỏ xanh Kh=1,1 2.4.3 Độ giảm mức ồn lan truyền qua dải xanh Các dải xanh có khả giảm lan truyền tiếng ồn chúng có tác dụng: - Phản xạ âm chắn - Hút khuyếch tán sóng âm Độ giảm mức ồn xanh phụ thuộc vào cách trồng cây, loại cây, bề rộng, số lượng dải khe hở tán Về mặt tổng quan, xét hai trường hợp: - Cây xanh lấp đầy khoảng trống (hình 2.10) Độ giảm mức áp suất âm trường hợp xác định công thức nêu cần nhân thêm với hệ số Kđ kể đến tác dụng xanh Hệ số Kđ chọn sau: + Cây xanh trồng nhiều dãy, độ cao nhiều lớp: Kđ=1,5 + Cây xanh trồng kiểu cơng viên,vịm trung bình: Kđ=1,2 - Cây xanh trồng gián đoạn (hình 2.11) Độ giảm mức áp suất âm trường hợp tính theo đề nghị Meister Ruhnberg + Đối với nguồn điểm: Độ giảm áp suất âm tính sau: L2 ( L1 L2 ) 20 lg Trong đó: z z 1 S1 Bm Am S1 Z 1,5Z Bm i Z – số lớp xanh; Bm – chiều rộng lớp xanh (m); Am – chiều rộng khoảng trống lớp xanh (m); β – hệ số hút âm xanh (dB/m) Số hạng thứ vế phải đặc trưng cho độ giảm mức áp suất âm chiều rộng khoảng trống (có thể tính theo độ giảm mức áp suất âm theo khoảng cách nêu trên) Số hạng thứ hai (1,5Z) đặc trưng cho độ giảm mức âm tác dụng Z phản xạ dải Số hạng thứ ba Bi đặc trưng cho độ giảm mức âm tác dụng hút khuyếch tán dải 55 Hệ số β tính tốn thường chọn khoảng 0,12 – 0,17 Trường hợp đặc biệt với rừng dày đặc, vịm rậm chọn β = 0,25 – 0,35 Nếu tính theo thang A (dBA) thì: Z S2 L2 = L1 – 25.lgS – 1,5Z Bm (dBA) i + Đối với nguồn đường: Z S2 (dBA) L2 = L1 – 10.lgS – 1,5Z Bm i Z S2 (dBA) Hoặc L2 = L1 – 15.lgS – 1,5Z Bm i Các kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy xanh ngăn tiếng ồn lớp có tán đủ dày – 7m cao 7m Thời gian để đảm bảo điều kiện dài, trước mắt sử dụng biện pháp giảm ồn qua vật cản 2.4.4 Độ giảm mức ồn qua vật cản Vật cản hiểu tường chắn đường truyền âm (các tường đất, gạch hay bê tơng) Khi lan truyền qua tường chắn, sóng âm hình thành qua vật cản vùng bóng âm (hình 2.12) Hình 2.12 Trong vùng bóng âm, tiếng ồn khơng bị loại trừ hoàn toàn tác dụng nhiễm xạ sóng âm biên vật cản Lượng sóng âm nhiễu xạ qua vật cản phụ thuộc vào kích thước vật cản bước sóng âm Với nguồn đường (hình 2.13), vật cản có chiều rộng B (m), bước sóng âm λ (m) chiều dài vùng bóng âm tính theo cơng thức: B2 B2f Lb=4λ = 4C Trong đó: λ – bước sóng âm (m); B – bề rộng chắn (m); C – tốc độ âm (m/s); f – tần số âm (Hz) Tại điểm C sau tường chắn, vùng bóng âm, độ giảm mức áp suất âm từ h2 nguồn âm A phụ thuộc vào tỷ số λ.a h coi chiều cao có ích h2 tường chắn ∆L = f λ.a (hình 2.13) 56 Khi thiết kế tường chắn, cần đảm bảo quan hệ b ≥ a ≥ h tính độ giảm mức âm theo cơng thức 2.4.5 Tổng mức ồn nhiều nguồn điểm Ở địa điểm có nhiều nguồn điểm gây ồn điểm có nhiều nguồng điểm tiếng ồn truyền đến tổng mức ồn điểm xác định sau: n LΣ=10lg 100,1.Li, (dBA) Trong đó: LΣ – mức ồn tổng cộng, (dBA) Li – mức ồn nguồn i, n – tổng số nguồn ồn Nếu n nguồn có mức ồn tính chất thì: LΣ=Li+10lgn Giả sử có hai nguồn ồn có tính chất mức ồn mức ồn tổng hai nguồn ồn LΣ=Li+10lg2 = Li+ dB, tức mức ồn tổng hai nguồn ồn lớn mức ồn nguồn ồn dBA Mức ồn tổng hai nguồn ồn có mức ồn khác : LΣ=L1+∆L (dBA) Trong đó: L1 – mức ồn nguồn ồn lớn hơn; ∆L – gia số mức ồn, phụ thuộc vào hiệu số mức ồn hai nguồn ồn, xác định theo bảng 2.6 Bảng 2.6 Gia số mức ồn tính tổng mức ồn hai nguồn ồn Hiệu số mức ồn 10 11 12 (dBA) ∆L (dBA) 2,5 1,6 1,5 1,2 0,8 0,6 0,5 0,4 0,2 2.4.6 Mức ồn chung dịng xe Việc xác định xác mức ồn chung dịng xe giao thơng khó khăn, mức ồn chung dịng xe phụ thuộc nhiều vào nhiều yếu tố như: mức ồn xe, lưu lượng xe, thành phần xe, chế độ chuyển động chúng đặc tính kỹ thuật đường điều kiện địa hình xung quanh v.v…Mức ồn dịng xe thường khơng ổn định (thay đổi nhanh theo thời gian), người ta thường dùng trị số mức ồn tương đương khoảng thời gian định để đặc trưng cho mức ồn dịng xe Một cơng thức xác định gần mức ồn tương đương trung bình dịng xe là: LA7 LA7 LAi Trong đó: LA - mức ồn tương đương trung bình dịng xe (ở độ cao 1,5m cách trục dòng xe 7,5m) 57 LA7 ׳- mức ồn tương đương trung bình dịng xe điểm cao 1,5m cách trục dòng xe 7,5m điều kiện chuẩn xe chạy đoạn đường thẳng phẳng, dịng xe có 60% xe tải xe khách vận tốc chạy trung bình 40km/h LA7 ׳là kết thống kê đo lường thực tế (bảng 2.7) LAi - tổng số hiệu chỉnh cho trường hợp khác với điều kiện trên: - Nếu thành phần xe tải, xe khách khác 60% thay đổi 10% tính thêm ±1 dBA - Nếu tốc độ chuyển động khác 40km/h thay đổi 10% tính thêm ±1 dBA - Nếu đường phẳng độ dốc ±2% tính thêm ±1 dBA - Nếu có tàu điện chạy cộng thêm dBA - Nếu đường phố có chiều rộng 60m tính thêm -2 dBA Bảng 2.7 Mức ồn tương đương trung bình dịng xe với điều kiện chuẩn (LA7)׳ Lưu lượng dòng xe 40 50 60 80 100 150 200 300 400 500 (xe/h) Mức ồn (LA7)׳ 68 68,5 69 69,5 70 71 72 73 73,5 74 (dBA) Lưu lượng dòng xe 700 (xe/h) Mức ồn (LA7)׳ 75 (dBA) 900 75,5 1000 1500 2000 3000 4000 5000 10000 76 77 77,5 78,5 79 80 81 2.5 Kiểm soát rung động tiếng ồn ô tô 2.5.1 Các biện pháp giảm rung động tiếng ồn nguồn 2.5.1.1 Giảm lực kích thích rung động Nếu triệt tiêu rung động loại bỏ tiếng ồn Tuy nhiên thực tế, máy móc phương tiện vận tải bị rung động nhiều nguồn kích thích khác quay không cân động cơ, đường khơng phẳng… Vì vậy, nghiên cứu làm giảm rung động triệt tiêu nguồn kích thích rung động Để giảm lực kích thích rung động từ phía động cơ, hệ thống truyền lực bánh xe cần thực tốt biện pháp sau: - Cân tốt động chi tiết chuyển động quay hệ thống truyền lực bánh xe 58 - Giảm dao động mơ men xoắn q trình cháy tránh cộng hưởng dao động xoắn động với hệ thống truyền lực vùng tần số cao - Giảm truyền dao động học đến thân vỏ xe sử dụng đệm chân máy đàn hồi, hệ thống treo có độ cứng hợp lý, bánh xe có độ cứng phù hợp, đệm ống xả có kết cấu đặc biệt - Sử dụng ống giảm âm để giảm tiếng ồn khí thải - Thân vỏ xe có kết cấu độ cứng phù hợp để chống rung động - Thực tốt việc bảo dưỡng kỹ thuật: kiểm tra, điều chỉnh, xiết chặt… Để giảm kích thích rung động từ phía mặt đường, biện pháp nâng cao chất lượng đường 2.5.1.2 Thay đổi đặc tính rung động Những rung động hay âm khó chịu khơng ảnh hưởng đến người nghe nằm ngồi dải tần số mà người cảm nhận Nếu thay đổi tần số riêng hệ dao động điểm cộng hưởng đường đặc tính biên độ - tần số thay đổi Chúng ta xét hệ dao động đơn giản (hình 2.14) bao gồm khối lượng M đặt lị xo có độ cứng C Tần số riêng hệ khối lượng phụ m, tần số riêng lúc o C Nếu thêm vào M C M m Hình 2.14 Như vậy, thêm khối lượng tần số riêng hệ giảm biên độ giao động điểm cộng hưởng giảm (hình 2.15) Nếu o nằm vùng tần số người cảm nhận phương pháp khơng làm người khơng thấy ồn mà cịn làm giảm mức độ rung động Khối lượng phụ m trường hợp gọi giảm chấn khối lượng Nếu khơng thêm khối lượng mà giảm độ cứng lị xo nhận kết tương tự Tuy nhiên, giải pháp giảm độ cứng lị xo áp dụng cịn phụ thuộc vào độ bền vật chế tạo lị xo Ngồi giảm chấn khối lượng, cịn sử dụng giảm chấn động lực học Trường hợp khối lượng phụ m cịn đưa thêm lị xo có độ cứng C1 Hệ xét chuyển thành hệ có hai bậc tự với hai tần số riêng Đường đặc tính biên tần trường hợp có dạng hình 2.16 Với phương án cần thiết kế cho vùng tần số người cảm nhận có biên độ dao động thấp khối lượng phụ m dao động lệch pha với khối lượng M 59 Hiệu giảm rung động tiếng ồn phương pháp thay đổi đặc tính hệ dao động cịn phụ thuộc vào phương, chiều tác dụng lực kích thích dải tần số 2.5.1.3 Cách âm Khi phương tiện vận tải hoạt động, chúng sinh rung động tiếng ồn Có thể nói phương tiện vận tải tổ hợp nhiều phần tử dao động có rung động vượt ngồi tầm kiểm soát loại giảm chấn khối lượng Một giải pháp sử dụng phổ biến dùng cách âm để phủ nguồn gây rung động tiếng ồn lớn Tấm cách âm chế tạo loại vật liệu hấp thụ âm Các vật liệu hấp thụ âm thường dùng phương tiện vận tải sau: - Vật liệu xốp, rỗng gồm loại sản phẩm dệt, loại vật liệu sợi, nỉ, loại bọt Polyusethane Chúng sử dụng thảm cách âm sàn xe hay nắp capô Nguyên lý hút âm loại vật liệu cách âm sau: sóng âm truyền tới, khơng khí khe rỗng dao động, lượng âm sử dụng để chống lại tác dụng ma sát tính nhớt khơng khí dao động vách rỗng, phần lượng âm xuyên qua vật liệu khả hút âm vật liệu xốp phụ thuộc vào sức cản dịng khơng khí dao động, vận tốc dao động phần tử không khí khe rỗng Nếu vật liệu có đủ tính rỗng, chiều dày phù hợp, có khả hút tới 95% lượng âm Tổn thất lượng âm để chống lại tính nhớt khơng khí đánh giá lực cản Pc dòng khơng khí thổi qua khe rỗng: ∆P (N.S/cm4) Pc = V. Trong đó: ∆P: hiệu số áp suất hai bề mặt vật liệu (N/cm2) V: vận tốc khơng khí thổi qua khe rỗng (cm/s) : chiều dày vật liệu (cm) Chiều dày hợp lý vật liệu xốp rỗng tính theo cơng thức: 800 Po f (cm) Trong đó: Po - lực cản (N/cm4) - độ rỗng vật liệu, thường từ 0,6 – ; f - tần số sóng âm tới Các giá trị Po, tính tốn tham khảo bảng tính sẵn tài liệu âm học tiếng ồn Các loại vật liệu xốp rỗng dễ dàng hấp thụ âm tần số cao trung Để tăng khả hút âm, người ta dùng đục lỗ làm ốp vật liệu xốp Trên hình 2.17 trình bày dạng cách âm dùng ô tô 60 Bản mỏng dao động cộng hưởng hút âm: mỏng đặt cách thân vỏ khoảng định, để trống đặt vật liệu xốp rỗng 61 ... không khắc phục nhược điểm gây ô nhiễm môi trường động đốt mà nhược điểm ô tô chạy điện ắc quy quãng đường chạy ngắn, khả tăng tốc kém, cần có trạm nạp Do loại ô tô nhiều hãng sản xuất ô tô lớn... Cacbonmonoxit –CO sau: M? ?tô bánh: 4,82g/hk.Km; ? ?tô con: g/hk.Km; ? ?tô khách 40 chỗ ngồi: 1,87g/hk.Km Những chất gây ô nhiễm không khí bắt nguồn từ phương tiện vận tải phát tán vào mơi trường khí thải... vụ đào tạo, Trường ĐHCN Quảng Ninh tổ chức biên soạn giáo trình Ơ tơ nhiễm môi trường Sách dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ nhà trường làm
Ngày đăng: 29/12/2022, 17:58
Xem thêm:
