УДОСКОНАЛЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ГЛУШНИКІВ ДЛЯ ЗМЕНШЕННЯ РІВНЯ ЗВУКОВОГО ТИСКУ НА ОПЕРАТОРІВ МАЛОГАБАРИТНИХ ТРАКТОРІВ

Анотація

Шумовий фон, як важливий чинник умов праці операторів сільгосптехніки, має безпосередній вплив на стан здоров’я людини та продуктивність виконуваної роботи. Особливої актуальності ця тема набирає для малогабаритних тракторів, які здебільшого не оснащуються кабінами. Одним з основних засобів зниження звукового тиску на оператора є глушники відпрацьованих газів, які переважно мають лабіринтно-поглинальний тип дії. У роботі пропонується принциповий підхід до проектування глушника за критерієм відбиття та розсіювання звукових хвиль із перевіркою ефективності комп’ютерним моделюванням.
Мета досліджень:
- покращити умови праці операторів малогабаритних тракторів, не обладнаних кабінами, завдяки зниженню рівня звукового тиску від двигунів внутрішнього згоряння;
- удосконалити шумопоглинальні властивості глушників відпрацьованих газів двигунів з дотриманням вимог до технологічності процесу їх виготовлення;
- розробити конструкційну схему глушника відпрацьованих газів за результатами попереднього моделювання та аналізу траєкторії руху потоку газів у порожнині його робочої частини.
Методи. Рівень звукового тиску двигуна малогабаритного трактора визначали методом математичного (комп’ютерного) моделювання поведінки потоку вихлопних газів у порожнині глушника в різних частотних діапазонах.
Результати. У статті проаналізовано основні джерела походження шуму під час роботи сільгосптехніки з двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ). На основі літературних джерел та методик встановлено їхній окремий ступінь впливу на комплексну картину шумового забруднення робочого простору оператора малогабаритного трактора. Виконано порівняльний аналіз ефективності роботи глушників, створених на загальноприйнятих засадах та підходах до конструювання подібних пристроїв. Попередніми випробуваннями, виявлено недоліки та обмеження у застосуванні концепцій проектування, проведено додатковий аналіз зовнішніх причин та чинників, внесено корективи до методики створення конструкцій глушників.
Запропоновано альтернативний конструкційний підхід до створення глушників ДВЗ малогабаритних тракторів та проведено комп’ютерне моделювання процесів розподілу звукового тиску та звукових хвиль в їній порожнині.
Висновки. 1. Запропоновано компонувальну схему конструкції глушника відпрацьованих газів, який містить резонаторну камеру та оболонковий модуль, виконаний як триступеневий ребристий розсіювач коливань імпульсів потоку вихлопу з додатковим приповерхневим шаром вібропоглинача.
2. Розраховано параметри вихідного потоку відпрацьованих газів типового дизельного двигуна малогабаритного трактора потужністю 24 к. с. (тиск - 11652 Па, прискорення - 90-105 м/с2,
частота - 1950-3300) Гц), за якими виконано комп’ютерне моделювання процесу руху газів у порожнині глушника запропонованої компонувальної схеми. Обрано оптимальні конструкційні параметри глушника з діаметром корпусу 150 мм завдовжки - 600 мм для забезпечення максимально можливого поглинання шуму. Розрахунковий звуковий тиск під час роботі на частоті обертання колінчастого вала 1700-2000 об/хв не перевищує 72 дБ. Конструкцію глушника виконано з дотриманням вимог до економічної доцільності, технологічності та згідно з можливостями промислового виробництва.
3. Подальшим напрямком досліджень є виготовлення експериментального зразка глушника та випробування щодо ефективності його шумопоглинання в умовах експлуатації малогабаритних тракторів.
Ключові слова: сільськогосподарська техніка, малогабаритний трактор, умови праці, шум, проектування глушника, математичне моделювання, програмне забезпечення.