Стационарный двигатель, как всякий двигатель внутреннего сгорания,
является источником значительного шума и вибрации. Шум и вибрации
взаимосвязаны. Так, за счет сильного шума возникает вибрация обшивки,
переборок, стекол и наоборот - вибрация двигателя передается через корпус
катера, вызывая вибрацию этих же элементов, что приводит к появлению
шума.
Согласно этой зависимости увеличение звукового давления в два раза
вызывает увеличение уровня шума на 6 дБ. Установка двух одинаковых
двигателей приводит к увеличению общего шума всего на ^дБ, так как для
того чтобы увеличить давление R два раза, надо увеличить энергию
колебаний в четыре раза.
Наибольшее воздействие на организм человека оказывают высокочастотные
шумы и вибрации. Поэтому современные шумомеры снабжены корректирующими
контур, подключив которые, можно согласовать показания прибора с
ощущениями челочка. Уровни шума, измеренные с применением такой операции,
выражаются в единицах дБл. Изменение громкости в два раза по
субъективным ощущениям соответствует увеличению уровня шума на 10 дбл.
Предельно допустимый уровень шума при длительном воздействии составляет
85 дБл, при кратковременном- 100 дБл.
Уровни звукового давления автомобильных двигателей при работе на
номинальном режиме довольно высоки; в непосредственной близости к
двигателю они достигают 105-U0 дБ А..
Воздушный шум от двигателя можно условно разделить на шум, связанный с
пульсациями газовых потоков во впускном и выпускном трубопроводах, и
шум, вызываемый механическими колебаниями наружных поверхностей
двигателя.
Шум впуска автомобильных двигателей, как правило, отличается невысокой
интенсивностью, поэтому он достаточно хорошо глушится штатными
воздухофильтрами. С помощью глушителя удается снизить шум выпуска на
15-20 дБ, в результате чего шум в катере от системы выпуска становится
меньше, чем шум от колебания наружных поверхностей двигатели.
Однако если измерить шум на некотором расстоянии от движущегося катера,
особенно за его кормой, то шум от выпускной системы может оказаться
преобладающим. Это связано с тем, что шум от самого двигателя гасится
стенками моторного отсека и распространяете во все стороны равномерно, в
то время как звук от выпускной системы имеет определенную направленность
- в корму (или на один из бортов). Поэтому в настоящее время все большее
распространение получает выпуск газов под воду, что позволяет почти
полностью исключить шум выпуска.
Немалый вклад в общий шум вносит трансмиссия. Поэтому в конструкции
валопровода для соединения двигателя с реверсредуктором или винтом
следует использовать упругие муфты с резиновыми элементами или фланцевые
муфты, так как карданные шарниры, шлицевые, кулачковые и зубчатые муфты
при работе создают значительный уровень шума (до 106 дБ).
Наиболее эффективный способ снижения воздушного шума - установка над
двигателем звукоизолирующего капота или расположение двигателя в
закрытом отсеке. Однако за счет отражения звуковых волн от стенок
уровень шума около такого двигатели будет на 8-10 дБ больше, чем около
открытого двигателя. Чтобы уменьшить шум в подкапотном объеме или в
машинном отделении, необходимо погасить звуковые волны. Это достигается
покрытием внутренних стенок капота пористыми материалами - плитами из
стекловолокна толщиной 25-40 мм типа или (что хуже в
противопожарном отношении) листами поролона или пенопласта толщиной
20-40 мм. Заметное уменьшение уровня шума удается получить при облицовке
практически всех поверхностей моторного отсека, причем только в том
случае, если поверхность стенок отсека значительно тише поверхности
самого двигателя. Поэтому при установке над двигателем капота уменьшение
шума, получаемое за счет покрытий незначительно (2- 4дБ), и применение
их целесообразно только при условии, если они выполняют дополнительные
функции (огнезащитные, теплоизолирующие и др.). . Более значительное
снижение шума достигается при прохождении звуковых колебаний через
стенки. При этом чем тяжелее стенка, тем меньше проникает через нее шум.
То же можно сказать о частоте колебаний: чем она выше, тем труднее
звуковым шумам <раскачать> стенку, тем меньше звукопроницаемость стенки.
Так, звукоизолирующая способность 4-миллиметровой фанерной стенки на
частоте 1000 Гц составляет 20 дБ; при увеличении массы стенки или
частоты колебаний в два раза звукоизолирующая способность увеличивается
соответственно на 5 и й4дБ. Такой же изолирующей способностью обладает
стенка из алюминия толщиной 1 мм или из стали толщиной 0,4 мм, поскольку
они имеют такую же частоту. Однако всегда можно найти частоты, на
которых эти соотношения несправедливы. Дело в том, что любая стенка
опирается на ребра жесткости, шпангоуты, стрингеры и т. д. и
совершает относительно них колебания с определенной частотой, называемой
собственной частотой. Шум от двигателя представляет собой сумму
колебаний практически всех частотах слышимого спектра. Поэтому возникает
резонанс, амплитуда колебаний панели резко увеличивается, а
звукоизоляция резко ухудшается. Амплитуду колебаний можно значительно
уменьшить, если покрыть резонирующую перегородку слоем вещества,
имеющего большое внутреннее трение. К таким веществам относится
резинобитумные мастики, Применяемые в автостроении, мастика типа <Нева>,
применяемая в судостроении различные высокомолекулярные пластмассы, а
также все пластичные вещества, Будучи нанесены на металлические панели-,
они улучшают звукоизоляцию на резонансных частотах. Отметим также, что
фанерные и стеклопластиковые переборки имеют достаточно большое
внутреннее трение поэтому на них вибродемпфирующие покрытия, как
правило, не наносят.
Звукоизоляция может быть существенно улучшена путем создания двойных
стенок на расстоянии не менее 75 мм друг от друга. Стенки не должны
иметь жестких связей между собой. Поэтому одну из стенок желательно
крепить к набору на слое микропористой резины (или поролона). Это
исключит механическую передачу колебаний от одной стенки к другой. Чтобы
предотвратить резонансные эффекты в слое воздуха, между стенками следует
установить лист пенопласта, поролона или стекловолокнистую плиту.
Для прохода тяг дистанционного управления и для вентиляции моторного
отсека в стенках прорезают отверстия, роль которых в обеспечении
звукоизоляции значительна. Суммарная площадь отверстий и щелей не должна
превышать 0,008-0,005 площади кожуха (или 0,0001 площади кожуха,
имеющего двойные стенки]. Вписать в эти площади вентиляционные отверстия
не удается, поэтому их приходится располагать в транце. За счет
экранирующего действия транца звук будет достигать конца уже значительно
ослабленным.
Еще более эффективным будет специальный канал (с выходом в транец)
прямоугольного сечения длиной 300 мм, стенки которого необходимо обить
слоем пористого материала толщиной около 40 мм, чтобы сечение канала в
свету составляло не менее 35 X 120 мм. Узкие прямоугольные каналы с
точки зрения шумопоглощения значительно эффективнее круглых или
квадратных.
Сложности возникают при глушении шума двигателей воздушного охлаждения.
В этом случае сечения воздухопроводов достигают больших размеров
(100X400 мм), и для эффективного глушения шума приходится увеличить их
длину до 1 м.
Оценим ориентировочную эффективность мер глушению шума двигателя, имеющего
уровень шума на воздухе 110 дБл
Предположим, что мы имеем однослойный кожух картера, 6 =4 мм) с
отверстиями для вентиляции на верхней крышке. Уровень шума под кожухом
покоится до 118дБА, кожух снизит шум на 15дБА; (остается 103 дБл, что
значительно превышает корму, Цеди ПРИ Этом на катере установлена рубка,
открывая сзади, то уровень шума (по аналогии с моторам отсеком) может
повыситься еще на 2-ЗдБ.
медицинским нормам продолжительность воздействия такого шума на человека
не должна превысить нескольких минут. В случае установки двойного кожуха
и применения шум оглушения канала "вентиляции уровень шума снизится до
80дБл, что ответствует уровню шума в помещениях речных трамваев,
электричек и т. д.
Если катер оборудован полностью закрытой рубкой шум в рубке теоретически
должен составлять т. е. соответствовать интенсивности разговора в тихой
комнате. В действительности же уровень а будет значительно больше в
связи с тем, что учитывается шум, возникающий из-за передачи Грации от
двигателя к панелям, расположенным рубке. Такой шум называется
структурным, и основной метод борьбы с ним - уменьшение уровня вибрации.
