a) Dao động hướng tâm của xy lanh (Dao động ngang)
b) Dao động dọc trục của xy lanh (Dao động dọc)
Trong đó: n - sốsóng hướng kính (Sóng ngang), (n= 2, 3, 4...)
m - Số sóng chiều trục (Sóng dọc)
Hiện tượng dao động của xy lanh do piston đảo trong khe hở nhiệt có thể rất lớn. Cặp vật liệu làm piston - xy lanh có hệ số giãn nở rất khác nhau.Tần suất và
cường độđảo càng lớn thì khảnăng phát sinh dao động của xy lanh và kích ồn càng
tăng. Tính chất dao động của xy lanh phụ thuộc vào nhiều yếu tố kết cấu và tính
năng động lực học của động cơ. Trong số đó, ví dụ như khối lượng của nhóm piston, sự phân chia khối lượng giữa phần thân và phần đầu, tốc độ của piston, diện tích tiếp xúc của phần dẫn hướng thân piston.
Các dạng dao động của xy lanh khi piston đảo trong khe hở nhiệt được giới thiệu trên hình 1.7.
2.8.6. Ồn do mất cân bằng
Một trong những nhược điểm cơ bản của động cơ điêzen nói riêng và động
cơ đốt trong nói chung là cơng sinh ra trong xy lanh động cơ được truyền ra ngoài
qua cơ cấu khuỷu trục thanh truyền có khối lượng và gia tốc lớn nên phát sinh các lực và mơ men lực qn tính khơng cân bằng. Các lực và các mô men này phần lớn thuộc ngoại lực, không tự triệt tiêu nhau trong giới hạn động cơ và truyền lên bệ
gây rung và ồn lớn.
Động cơ IFA W50 là động cơ 4 kỳ, 4 xy lanh với 4 khuỷu trục bố trí lệch nhau 180°; Ngồi mơ men lật như các động cơ đốt trong khác thì động cơ này cịn
tồn tại lực quán tính cấp hai của khối lượng chuyển động tịnh tiến không cân bằng. Lực này có chu kỳ tác dụng hai lần sau mỗi vịng quay của trục khuỷu và truyền lên bệ, gây rung và ồn cho động cơ. Để cân bằng lực này chỉ có cách đặt trục phụnhư động cơ ЯA3-204, 2 kỳ, 4 xy lanh lắp trên các cẩu trục. Song do động cơ IFA W50 lắp trên xe tải vừa, hơn nữa khối lượng nhóm piston khơng lớn nên lực qn tính cấp hai vẫn cịn tồn tại.
2.8.7. Ồn do hệ thống nhiên liệu
Trong hệ thống này, tiếng ồn chủ yếu do bơm nhiên liệu tạo ra. Tiếng ồn này chiếm một phần khá lớn trong tiếng ồn chung của động cơ điêzen. Tiếng ồn của thiết bị hệ thống nhiên liệu được xác định bằng sự rung bề mặt của bơm và đường
ống dẫn. Mức ồn phát ra do bơm nhiên liệu của động cơ điêzen vào khoảng hơn
l00dB. Với nhóm bơm nhiên liệu pitston dạng van trượt phun nhiên liệu dưới áp suất lớn được sử dụng ở loại động cơ điêzen cao tốc có tiếng ồn lớn hơn. Mức ồn của bơm nhiên liệu được xác định bởi những thành phần tần sốcó cường độ mạnh ở
trong dải tần cao và trung bình được liệtt vào loại ồn bất lợi nhất cho sự hấp thụ ồn của tai nghe. Bơm nhiên liêu của động cơ tạo ra nguồn ồn 104dB. Cường độ ồn của
bơm nhiên liệu phụ thuộc vào các thông sốkhác nhau, có liên quan đến sự biến đổi tốc độ góc và ảnh hưởng của tốc độ góc, điều đó liên quan đến sựtăng biên độ dao
động ở trên tần sốâm thanh cơ bản và sự hồ âm của nó. Do tăng tốc độ biến thiên mức ồn so với sựthay đổi áp suất và sựtăng áp suất phun cực đại.
Sự thay đổi mức ồn của bơm nhiên liệu khơng có cực đại, điều đó cho sự
vắng mặt hiện tượng cộng hưởng một cách rõ ràng. Nghĩa là nó chứng minh vềđặc
tính dao động cưỡng bức một cách thuần tuý. Do khối lượng quá nhỏ và độ cứng vững lớn thì tần số riêng của vỏ và các chi tiết riêng của bơm rất cao. Vì vậy biên
A. Biên độ của lực kích thích Ki. Độ cứng uốn của vỏbơm
Phổ rung của bơm nhiên liệu cần phải phù hợp với phổ của lực dao động (là áp lực nhiên liệu ở trên pitston của bơm, đặc biệt ở trong dải tần thấp). Áp suất của
bơm cao áp cũng ảnh hưởng đến ồn, khi tăng áp suất nén thì tiếng ồn của bơm nhiên
liệu tăng lên do va đập thuỷ lực trong bơm nhiên liệu xảy ra do áp suất thay đổi đột ngột. Khi mở và đóng cửa kim phun và chế độ phối hợp van bơm cùng với dao
động cưỡng bức thì các chi tiết của thiết bị cấp nhiên liệu cũng thực hiện dao động với tần số riêng, điều này có liên quan đến tính động lực của tải trọng ở trong quá trình nén của bơm vì tần số riêng rất cao. Do độ cứng khá lớn và khối lượng nhỏ
của các chi tiết bơm nhiều pitson thì thiết bị hệ thống nhiên liệu là nguồn ồn có dải tần trung bình và cao.
2.8.8. Ồn do các van phân phối khí
Ồn do các van phân phối khí là do va đập của các van, ở thời gian nảy sinh ra do khe hở nhiệt của cơ cấu phân phối khí làm cho chuyển động của van ở thời kỳ đầu và cuối chịu sựva đập. Những va đập của cơ cấu phân phối khí kèm theo sự lan truyền của sóng ứng suất ởtrên đỉnh và thân của động cơ điêzen là nguyên nhân của
ồn.
Mức ồn gây ra do cơ cấu phân phối khí có cường độ mạnh ở trong phổ ồn của động cơ điêzen, là tiếng ồn xuất hiện khi cơ cấu van làm việc. Tiếng ồn này nằm ở dải tần thấp và trung bình, trong kết cấu của động cơ 4 kỳ thì tiếng ồn do cơ
cấu van giảm đi bằng cách chế tạo các nắp đặc biệt, và cần chú ý khi điều chỉnh khe hở nhiệt xu páp ở các kỳ bảo dưỡng và đại tu phải được điều chỉnh đúng, tức là khe hở nhiệt xu páp phải đảm bảo theo yêu cầu của nhà chế tạo cho từng loại động cơ.
2.9. Kết luận chương 2
Tóm lại tiếng ồn của động cơ lắp trên xe IFA W50 khi làm việc là do các
nguyên nhân cơ bản mà ta đã phân tích ởtrên. Đó là ồn do hút, ồn do quá trình thải,
ồn do q trình cơng tác, ồn do bơm nhiên liệu, ồn do cơ cấu van phân phối khí. Chính vì các ngun nhân đó mà khi thiết kế tính tốn ta phải giảm ồn cho động cơ. Nhưng ởđây chủ yếu ta chỉ thực hiện được giảm ồn cho thải bằng cách lắp thêm bộ
CHƯƠNG 3. XÁC ĐỊNH MỨC ỒN CHO ĐỘNG CƠ
3.1 Đo tiếng ồn bên trong và bên ngoài xe
Một trong những yêu cầu cơ bản nhằm phát triển và hồn thiện kết cấu ơ tơ là giảm tiếng ồn khi ô tô chuyển động. Với mục đích đó, cần thiết tiến hành đo toàn bộ xe và các hệ thống, chi tiết của xe. Thử trên đường trước hết nhằm kiểm tra các giá trị giới hạn theo các văn bản quy định. Để có thể giảm tiếng ồn, việc thử mơ phỏng có ý nghĩa lớn vì nó có điều kiện chuyển động tương tự. Thử nghiệm trên đường sẽ không thỏa mãn được theo u cầu bởi vì nó có nhiều yếu tố bất lợi sau:
• Tính tái hiện kém.
• Ảnh hưởng của mơi trường xung quanh.
• Chịu ảnh hưởng của giao thông trên đường tại thời điểm thử.
• Khoảng vận tốc thử nghiệm bị giới hạn.
• Các thiết bị đo mang theo sẽ bị hạn chế.
Vì các yếu tố bất lợi trên, cho nên việc thử đo tiếng ồn sẽ được tiến hành tại các trung tâm hoặc cơ sở nghiên cứu và tiến hành đo cả xe hoặc từng cụm hệ thống riêng biệt. Để đo tiếng ồn bên ngoài xe, người ta tiến hành dựa theo các văn bản TCSN 30 0512 và EHK OSN R9. Tiếng ồn bên trong xe được xác định TCSN 30
0513.
3.2 Đo trong phịng thí nghiệm
Để đo tiếng ồn người ta thường sử dụng máy đo tiếng ồn. Sơ đồ khối của
máy đo tiếng ồn được đưa ra ở hình 2.1. Ở đầu của vạch đo là micro chuyển âm
thanh và màng micro tiếp thu thành tín hiệu điện tương đương. Tín hiệu điện ở đầu ra của micro thường có giá trị biên độ nhỏ, cho nên nó phải được khuếch đại nhờ bộ khuếch đại điện tử. Ở đầu ra sau bộ khuếch đại thứ nhất, tín hiệu chuyển đến bộ lọc.
Sau khi qua bộ khuếch đại thứ hai để tín hiệu đủ lớn, chúng được đưa tới xử lý bộ
tách sóng là loại tách sóng trị số hiệu quả với thiết bị đo chỉ thị bằng kim (sau này sử dụng loại chỉ thị số LED) với các vạch chia là đề xi ben. Tín hiệu được gia cơng