Пахомов Ю.А. Судовые энергетические установки с двигателями внутреннего сгорания

Подождите немного. Документ загружается.

стационарнь!х

систем[!х

1пироко

примен;{ется

запись

1шума

на

магнитну[о

ленту

при

помощи

измерительнь|х

магнитофонов.

.[|ля

тонньтх

измерений

уровней

шри

и их

частотного

2|н2шиза

примен'!|отся

анш1из€шорь!

реш1ьном

масшшабе

времени

с визу!шъ-

ньтм

наб.тподением

спекгра

!шр{а

на э|Фане

остпшштощафа'

|[ри

этом

,"'''*у''ся

9Бй

телетйп

з:}!1исью

спекгра

цифровом

виде'

[1рломеры

и виброметры

явля1отся

измерительнь|м

звеном

рассматриваемь|х

устройствах.

Фснованы

они

на

использовании

усилителей'

име}ощих

характеристику!

для

трех

определеннь|х

значений

частот,

позволя|ощих

измерять

уровень

цромкости-

-чис-

ть!х

тонов

диапазонах:

25_55

фон

характеристика

А'

55_85

ф;

8 и от

фон

)йрактеристика

имеет

прямолиней-

нь:й

расток

дает

уровень

звукового

даьления

децибелах'

Фбщий

вид

1шумомера

его

характеристик

показан

нарис'

9'4'

Результать:

измерений

такими

|шумомерами

предопределя|отся

частотнь!ми

составля!ощими

1||ума.

Рсли

уровень

исслецуемого

1пр[а

предопределяется

составляющими

в полосе

частот

800"'4000

|ц,

то

пока3ания

прибора

на

всех

трех

частотнь1х

характеристик2х

дол)кнь1

бьтть

примерно

одинаковьт'

1(огда

доминиру|ощие

состав-

ля1ощие

н2!ходятся

взонах

частот

нихсе

800

вь|!пе

4000

|ц'

пока-

зания

1пр{омера

при

исполь3овании

характеристики

оказьтва-

ются

вь|!ше'

чем

характеристиками

тем

6олое

из-за

р{ень-

1шенияприэтомкоэффишиентаусилениявобластинизкихивь!-

соких

частот.

современнь1х

|пр{омерах

предусматрива|от

еще

линеиную

*'р'*'.рй."ику

д,

обеспечиваюш$ю

линейность

коэффишиента

прибора

при

частотах

от

2...10

до

20"'40

к[ц

(рис'

9'4,6)"11иней-

Рис.

9.4.

полупроводниковь:й

прецизионнь:й

шумомер

типа

2?63

6-йрй",

.вр:оль и

|(ъеря

(а)

его

частотнь|е

характеристики

(6)

10с

1|гц

462

[лава

3колоецческце

пораме!пры

су0овых

0шзелей

нь!е характеристику{ име|от

такхе шумомеры

типа

1409

фирмы

АФ}

(Англия),

типа Р$1

201

фирмьл

РФ1 и

др.

111рломерьт с линейной характеристикой использу|ог

и в

каче-

стве виброметров'

д/1я

которых

необходима именно лпнейнаяха-

рактеристика

в 1широком

частотном

диапазоне.

1(роме

указанных

|пумомеров и виброметров,

!дя

исследова-

ния 1]1ума и вибрах\ий применяют многокан€шьнь|е

уси.,тители-

ан€ши3аторь1' позво.}1я|ощие

одновременно по'гучать необходимые

характеристики иселедуемых

процессов в

раз]|ичнь|х

точк'}х ис-

пь|цемого объекга. 9то

особенно

в::;кно

при оценке звукоизо]1я-

ции'

определении направлений

распростра|!ен!^я

11гу}|[а

и вибра-

ций

при

исследовании

слутайных процессов и особенно

неуста-

новив!шихся

рехимов работь:

двигателей.

Анализаторь| !цр{а подразделя|от на

фильщовые

и гетеродин-

ньте. Фильтровые

состоят

из набора

электрических

фильтров,

ках<дый из которь!х

пропускает определен}у|о полосу

частот' на-

пример октавнь!х'

по]ц-'

ц)еть-'

четвертьоктавных и т.д.

('огда

спектр

виброакустического процесса получа|от

спосо-

бом

последовательного

перек]1ючения

фильщов'

ан€шиз

называ-

тот

после0овапельнь!м'

Бсли ;ке

фильтры

вк'|юча|от одновременно'

то

такой

способ

ана]1иза называют параллельнып|. |[римушество

последнего

зак]1ючается в том, что с мень|]|ей затратой

времени

удается

наблюдать

изменение частоткых состаы1яющих

]|'.]1я

всего

исследуемого процесса.

Б гетеродиннь1х

ан!штизаторах

получение

определенной поло-

сь1 пропускания

обеспечива!от с помощь!о

узкополосньш

кварце-

вьтх

фильтров.

Разретшающ,ш

способность гетеродинных

ан€шиза-

торов

достигает

1...2

|ц.

Фднако

эти особенности полность|о мо'(-

но исполь3овать только в исследовани'тх

так н,}зываемых

тональ-

нь|х

!шумов

и вибрат\ий, когда

ана_'|изатор позво.т1яет весьма

де-

т€шьно

и3учать частотный состав процесса.

|!ри

исследов{!нии

не-

установив]шихся

у\ли слутайньтх процессов

применение гетеро-

диннь1х

ан€шизаторов не всегда возмо}(но.

1аким образом, при вь:боре аппаратуры

следует

учитывать

особенности

спектра исследуемого сигн!ша.

Различают

следу|о-

щие

типовь|е видь1

слохных сигн,ш!ов: периодические

слохной

формы,

имеющие

спектр

из

ряда

дискретных

частотных

состаш1я-

ющих; слулайные стационарнь|е'

содерхащие |цирокий набор на-

стотнь1х составля1ощих со слу{айнь:ми

амплитудами и

фазами;

сумму

периодическ14х 14 слуяайньтх сигналов

(шгриы

и ьибрат\пп,

создаваемь|е

двигателями

вн}преннего

сгорания

условия)(

эксп-

луатации);

нестационарные

(прошессь1

однократного

действия,

измен'1ющиеся

во времени).

9.3. !,1змерение

1|1р{а

и вутбрации

двигател'!

463

8 зависимости от

цели

исследования определя1от необходи_

мую полосу

пропускани'{

фтальтра.

1ак, при

вь!яв]1ении

источника

ть!у|1а ||ли ви6рации

целесообразно

применять ан€ш1и3 с постоян_

ной полосой

пропускан74я, |]!ируп1а которой определяется харак-

тером спектра'

|[ри

сташионарнь!х

периодических процессах вы_

бирают

у3ку'о

полосу

фттльтра,

!ля

слу1айньтх процессов

бо_

лее

|широкую. |[ри

работах

по т1щиоглу|]]ени|о и виброга;лени!о

сравнительной

оценке виброакустических процессов

целесообра_

зен ан€шиз

с постоянной относительной полосой пропускания'

несмотря на

то'

что с повь11шением

частоть1

разре1па|ощая

способ-

ность

фильщов

сни)кается.

[ля

вь1явлени'{

доли

звучания отцель-

нь1х источников в общем :пумообразовании

двигателя

обьтчно

применя|от метод последовательного иск.]11очения источников

1шр{а при одновременном измерении частотных спектров. 3след-

ствие

этого

удается

оцонивать как количественнь1е' так и каче-

ственнь|е акустические особенности источников

1шр{а.

9.4'

!|!умовь!е и вибрационнь|е характеристики

€пектрьт

ппума обусловлива|отся н€шичием в колебательном

процессе синусоид с

ра3]1ичнь1ми

амт1лицдами,

фазами

у1

!)\у1на-

ми

волн'

вследствие чего их

дел'1т

на три ву1да:

дискретные'

и.,ти

линейчатые'

ст1по!пнь1е и сме|шаннь!е.

!искретнь1е

спектрь1 харак-

теризу|отся н:ш1ичием одной или нескольких частотньгх состав]!я-

|ощих с выс1пими

для

них

гармониками

(например'

спектрь| 1пр(а

ма1цин с вращающимися частями). €гшготшнь|е

спекщь1

резуль-

тат

статистического

сочетания больтшого количества

слуяайньтх

частотнь|х состав.]т'{|ощих

(тшрльт

ударного

и взрь1вного

происхох-

ления).

€мешланньте

спектрь1 1шр{ов наиболее

распросщанень|

на

практике и представ.,1'{тот

собой сочетание

дискретнь|х

состав.]ш|-

|ощих и ст1ло1пного тпрпового

фона.

€пекгрь:

1шума

двигателей

внущеннего сгорания' как прави-

ло'

сме11!аннь:е.

Фсновнь|ми источниками

возникновени'!

|шр{а в

дизелях

яв.}|,я!отся системь' впуска в

ци][индрь!

воздуха и вь!пуска

ощаботавптих газов; интенсивность нарастани'1

давления

в про-

цессе

сгорания

ра6ояей

смеси;

удары

портпней при перек]|адке;

газораспределительнь:й механизм;

цепной

привод и наве1пеннь|е

аФегать|; приборьт то|тливоподати. €овокупньте

действия

назван-

нь!х источников

1шр{а

вь1зь1ва|от интенсивное

акустическое из.гц-

чение в окру'€|о11{у{о среду

созда|от сло'(ное

звуковое

поле око-

ло

двигател'т.

111рловьте характеристики могуг бьтть полрень1 методом:

свободного

звукового

поля;

отрахенного

звукового

поля;

образцового

источника

шума;

определения

|пуп{овь|х

характеристик

на

расстоянии 1

м от

нару)кного

контура

ма11|инь|.

111умовая

характеристика

при

у1спь!танияхдвигателя

опреде-

ляется

четверть]м

методом

на

номин€ш1ьном

ре)киме

работьт

лри

полной

комтш|ектности.

[11рл,

создаваемь1и

вьтгускй

'й'о'.'"-

]пих

газов'

иск/|1очается

отведением

их

по

трубо''р','д'й"тендо-

вой

или

судовой

системь!

вь|щ,ска.

Аля

оценлса

этого

|пш{а

отдель-

но

снимается

|||р[овая

характеристика

процесса

вь1пуска

отрабо-

тав1]1их

га3ов.

1очки

замеров'

в.зависимости

от

размера

двигател'|'

распола-

га!отся

на

различной

вьтсоте

вокрщ

двигателя

на

расстояниу1

приблизительно

1 м

от

его

поверхности'

Бдоль;й;;-;;;;;"",

двигателя

число

точек

замера

на

к2!)кдом

ровне

до]гкно

равняться

половине

числа

ц}1пиндров.

Ёа

рис.

9.5

показано,

где

могут

бьтть

располо)кень! эти

точки

замера

соответствии

<Рекомейация-

ми

€.}}1А€

по

замерам)>.

Б соответствии

|Ф€[

з0575-98

число

располохение мик-

рофонов

на

измерительной

поверхност''.''"",

от

ра3меров

оги-

1,'*".'

дизель пар,шлелепипеда

определяются

по

табл.

9.1.

|асу9ян-ие.от

поверхности

до

микрофона

дол*"' о*

р'."'

1м(ё:1м).

]

Рис.

9.5.

пример

расположения

точек

3амера

9.4.

1|1рловые

и вибрационные

характеристики

з0

сэу

сдвс

464

|лава

9' 9колоеццескце

парамепры

су0овьсх 0т;зелей

465

Размеры

пар:ш1лелепипеда'

9исло

микрофонов

!дина,

[|1ирина,

3ысота,

Ёс

более

2,0

2,0-4,0

Более

4,0

Ёе более

2,0

[{е

более

2,5

Ёе

более

2,5

Ёе

более

2,5

Более

2,5

1аблица

9'1

Размерь:

параллелепипеда

число

микрофонов

|1ри

и3меронии

ори9нтировочнь1м

методом

данный размер

м(

быть.л:обым;д1ятехничоокогометодара3мердо.'1)кенбытьмонь:шеилти

равным

[1римеры

располо)кения

микрофонов

д]|я девяти

двенад]ати

точек

измерения

приведены

на

рио.

9.6

9.7

Размерь|

а, ь,

с,

м!я

посФоенияизмерительнойповерхностииопределениярасполо){(е-

ния

девяти

точек

измерений

рассчитыва|отся

следующим

образом:

.=\+а;

ь=\+а;

с=|з+ё;

А=|',

при

двенадцати

точках:

.=\+а;

ь=\+а;

с=|з+4;

(порона

нахо6цка

Рис.

9.6.

Размещение

девяти

точек

на

измерительной

поверхности

п=\;

т=|;

|=2!+а.

[

{

]

--'т-

--9--7

466

|лава 9.

9колоецческце

пар(!мепры

су0овыэс

0шзелей

46',1

Рис' 9.7.

Размещени@

двенадцати

точек на и3[|'еритольной

поверхности

1энерцпельная

Рис.

9.8.

Размещение точек измерений на и3меритольной пов€р-

хности при измерении .дума

во

впускном

трубопроводе

(а)

и в

вь:пускном

(6)

фя

измерения

!шр(а

во вгцскном

щубопроводе

измеритель-

н{|.я поверхность и

располо;(ение

ттяти микрофонов

до]пкны

соот-

ветствовать

рисунку

9.8,

а, а вь!пускном

рисунку

9.8,

б.

Бо

всех точках

регистрируется уровень

звукового

!авления

[,,

на ка:кдой

октавной полосе

со

среднегеометрическими

частотами

6з' \25,250, 500, 1000,

2000,

4000

8000

гц и

уровень

звука

['''.

|[о полуяеннь|м

даннь1м

вь!числяется [цумова'1

характеристика

двигателя

по

уровню

звукового

давления

(для

кахдой

октавной

полось|)

9.4. 1!1рловые

и вибрационные характеристики

зо-

|ат=7019

|то0!г"'

_1018

!=1

по

уровню

зв}ка

41д=10ц!то0'|ъ^''

_1018

!--\

3десь

число

точек

измерония;

их

порядковьтй

номер'

111ртовая

характеристика

процесса

вь]пуска

оработав:пих

га-

зов

определяется

измерением

уровней

звукового давления

в тех

хеоктавнь1хполосах,чтоивхарактеристикедвигателя'иизмере.

нием

шовня

звука

микрофоном'

располо)кеннь|м

на

расстоянии

1 м

от

края

среза

вьтгцскной

трубьт

под

шлом

30'

от

потока

газа'

Бибрашионна'1

характеристика

предстаы1яет

собой

щетьоктав-

нь|е

об''ди"

уровни

ореднего

квадратичного

значения

виброско-

рости

вертик,шьно'

г0ризонт€ш1ь

ном

'напраш1ениях'

т11ть-

'.а"нь'еуровнивиброскоростиопределя]отсявполос€хсосред-

негеомец)и!{ескими

"!""''*"

12;

16;20

31,5;

40;

50; 63;

80_;^100;

|эз;

уво;1о0;

250;

315;

400;

500;

630;

800;

1000;

1250;

1600

и 2000

|ц.

'Бибропреобразователи

устанавливаются

вертикальной

тонки)

горизонтальной

(2...3

тонки)

плоскостях'

проходя|цих

через

ось

коленчатого

вала.

|1ри

двух

точках

вибропреобразовате-

ли

крепятся

к передней

задней

перегородкам

блока'

|{ри

трех

точках

измерени'{

горизонт€шьном

напраы|ении

они

крепятся

перелней,

срелней

задней

перегородкам

блока'

кахдой

точке

измерония

определя|отся

средние

квадрати-

ческие

значения

виброскорости

третьоктавньп(

полос2|х

указан-

нь]ми

редне'*''*'рй'"кими

частотами

(например'

д|я

тонпса

1):

|,в:.

=1019

!то0'1';

дв,

,=1

гАе

среднеквадратический

уровень

виброскорости

}-й

третьокгавной

полосе;

ч'1сло

полос

фильтров.

Аа:тее

вь|числя}отся

общие

уровни

среднего

квадратического

значения

виброскорости

вертик€ш(ьном

'|,,

горизонтальном

направдениях:

|,в

=1019

(1[0'''в' +700'1\'\_\0\

=10

т9!:6о'тс,

_0|91{.'

1=1,

Б этих

формулах

!-''л

[,',

обцие

среднеквадратические

уровни

в вертика]1ьном7

|,'_

горизонт€шьном

направ]1ен\'гях'

кв, к,

число точек

измерения в вертик€1льном и горизон-

тальном направ'1ени'1х.

Ёа

основании замеров

тшу}в

а|1а!||^з^

частоть1

установ]!ено'

что главнь|ми источниками

|пр{а

двухтактнь]х

крейцкопфньж ма-

лооборотньлх

дизелей

явл'17отся турбокомпрессор' ггульсации

воз-

духа

и га3а' вь1пускнь!е к,|апань!,

тоттливоподак)щ€ш аппаратура'

цепной

привод и вибрат{ия основания

двигате.,!я

(рис'

9.9).

€овре-

меннь1е ма.ггооборотнь1е

дизели

имеют

систему турбонаддува при

поотоянном

дав'!ении

газов'

отличие от

прехних

дъигателей

импульснь[м

турбонаддувом' и

оснащень!

ресивером

выпускных

газов

боль:шого объема.

Ресивер

располо)кен

мехцу вь1г!уском газа

из

ц!,1]1индров

турбокомпрессором.

|[оскольку

ресивер

располо-

х<ен

близко к источнику

1||р{а,

он

действует

как

глу{питель, оо-

лабляя низкочастотные

пульс

ацг;и таза'

Ёа

рис.

9.10

показаньт

щафики

шк

1$о

уровни

|шр[а

двига-

теля 6180}1с

(6дкРн

80/259'2) на 1![й

20850 к8т при частоте

вращения коле}{чатого

вала

мин-1. 11|рповь:е и

вибрационньте

характеристики приведень|

октавнь1х полосах 1]]р{а выпускного

газа без

уги^]1ькотла

и глу1шите.]1'{. }ровень

1шума определяется

на

расстоянии

15 метров

от верха вьтхглопной

щубь:

до

мостика.

Аи-

Рис. 9.9. @сновньге

источники

[шума от

двигателя:

шум от пульсации

вь|хлопнь|х

газов; 2

воздушнь:й шум;

ви6раь!ия

фундаментной рамь:

9.4.

[11рсовьге

и вибрационнь1е

характеристики

п,,*',''

468

[лава

9. 9колоеццесктле

пар['мео2ры

ц0овых

0цзелей 469

ащамма

показь|вает'

что

и)овень

!пр!а в частотах

октавной поло-

сь|

мехду 125 и

1000

|ц явт:яется

ре1цающим

ш:я

общего

уровня

:шрпа //{81 и что он

соответствует 86

лБ(А).

.}1иния 2 показывает средний

уровень

плрта приблизительно

шд101 и 105

дБ(ф ш|я

двигате'|

1 о

вьтсокоэффективньтми турбо-

компрессором

(линия

2А)

и ]/Ё98 и 103

дБ(А)

обьтчньтм

трбо-

компрессором

(линия

2Б).

т{ем

вьлтпе

1(|[А

трбокомпрессора' тем

вы1ше ш!у||1 от непо. 3амерьт пок:шь|вают'

что

1цр{

трбокомпрессо-

ра

имеет

доминирующее

в]|ияние

на

общий средний

уровень

воз-

ду[цного

1шр{а

и оно все возрастает

в свя3и

форсированием ра-

бочего процесса.

йаксимальный

ровень

1шуиа' замереннь:й

около трбокомп-

рессора'

обычно примерно на 3-5

дБ(А)

вь|!ше' чем

средний

шо_

вень 1цр!а

двигате.'|1'

Р1менно максим€шьный

уровень

1цр{а'

заме-

ренный

около

двигател'!' до;т;кен

удов]1етворять

спецификацион-

ным требован'1ям предельных значений

1шр{а'

9нергия вибрации в

двигателе

распространяется

через

эле-

менты

двигателя

на

футщамент}гу|о раму'

а затем на

коргцс судна

его

надстройтот,

которые начина!от

вибрировать

и изпу{ать

|пр{.

[,1сточниками, вырабатьтвающими

энерги1о

вибрацли,

яв.]1яются

имгульсы' вь!званнь1е

процессом сгорани'{ в

ципиндрах

двигате-

.'ш|' и возвратно-поступательное

дви)кение

портшней.

9нергия

вибрации,

передаваемая

фу*шаментной

раме

и кор-

тцсу

судна' в

больтцой

степени зав]лсу{т

от амт1.,1итуды ви6рации, и

поэтому обьтчно виброскорость исполь3уется

как

единица

изме-

рения.

1(ак и

уровень

звукового

дав.пения'

виброскорость вь|р€пка-

ется

дБ'

9ровень виброскорости

(дБ):

3!5

вз 125

25о

6Ф

2| 4[

в(}{'

Рис.

9.1@.

}ровни

шума:

вь!сокоэффекгивньй

црооко"!.'рБс;й;Ё

обь:чнь:й

цр6окомп-

рессор;

шум

вь!пускнь!х

газов;

',й

"сас","а"ии

воздиа

црбокомпреооор;

вертикальная

вибраци"

---,"-

|у

=20'*,,[;)

где

|/о=

*{Б'

5. 10-в

м/с.

[спользуемая эталонная скорость /' соответствует

ранее

при-

нятым

этш1оннь1м

значениям

интенсивности и 3вукового

давле-

ния.

Б соответствии с последним

стандартом

|5Ф в нем

приводит-

ся

9т,шонное значение

!/о: 10_9

м/с.

Ёа

рис.

9.10

(лпния

3) татот<е

показань1

уровни

возбухдения

структурного

|пу![а от вертика.]1ьной

вибрашии

в основании

дви[а-

теля.

}ги

уровни

виброскорости могуг использоваться

в эмпири-

ческих

формулах

для

расчета уровней

звукового

давления

в ка}о-

тах

судна.

Рио.

1 1.

1||ум

вь!пускнь.х

газов

двигателя

[(РЁ

2в/9в

9.4. [1|умовые

и вибрационнь!е

характеристики

ф{А)

ов,

децибФы

св'

(А)

470 |лава

3колоецческце

пара'|епры

су0овых 0цзелей

471

9ровень 1пума вь|пускнь!х газов

для дьи[ателя

526мс

(дкРн

26/98)

с числом

цилиндров

8 и 4 характеризует

рие.9.|1'

}ровни

||1ума

замерень|

на мдм

при частоте вращен}ш{ 250

мин-1 и спра_

вед]|ивь1

дшя

газовь|пускной системь1

без

щилькотла

и глу!шителя

на

расстоянии

1 м

от

среза

вьтхтлопной трубьл.

1,1з приведенньтх

щафиков

следует' что с

увеличением

числа

ци'1индров'

при одной

той )(е частоте вращения коленчатого

вала без

увеличения

среднего эффективного

давления,

1шуи вь|-

пускнь|х

газов

возрастает с

до

дБ(А).

Фн та:отсе вь1!пе

для

восьмицилиндрового

двигателя

на всех частотах октавных полос.

9.5. 11щи снижения

уровней

шума п вп6рац1л1л

их предельно

допустимь!е

нормь|

|[овьттпение мощности |А и общей энергонасьтщенности

йФ

способствует повь11]]ению

уровня

!|]р{а

и ви6рации.

Б связи с

этим

явл'{ется

актуальнь!м

поиск ггщей сни)1(ения

виброакусти-

ческих

характеристик €А! и вспомогательных

ащегатов.

Борьбу за

сни)!(ение

!пума

следует начинать с подавления

прехде

всего частотнь!х составля|ощих' имеющих

наиболь:пий

уровень

исследуемом

спектре. |[одавление

уров}и

меньлшей со-

став.ттятощей

практически не сн|ш(ает

уровня

ср{марного |1гу[,|а.

9тобьп ш|р{

не превь!|пал максим:шьно

допустимого

и)овня'

устанавливается

объемный

глуп:итель вь|щ/скнь1х газов

абсорбци-

онного

(активного,

см.

рис.

7.32) тила,

которьгй сни]кает

уровни

|шр{а

доминирующих

диапазон€}х

частот.

1ипичное

пони)кение

|||р{а'

достигаемое

этим типом глу|17ителя'

показано

нарис.9.12.

Абсорбционньтй гщппитель

это труба больтпого

объема

со

зву-

коизолированнь|ми

стенками

м14нира!1ъной или

со стекловатой.

9ровень

|шуп{а

снихается на

дБ(А).

|1оскольку

элементь1 конструкции газовь1пускной

системь|'

например

угилизационньтй

котел вь1пускнь|х газов' могут такхе

и3./цчать

|||р{'

рекомендуется

устанав.'1ивать

глу|||итель вь1пускно-

го газа как мохно блшпсе к верху вь|хпопной

щубь:.

€амь:й

:гулхлий

способ

снихения шц[ма, связанного

двигате-

лем

это га|шение

энергии

вибрации

непосредственно

источ-

ника. Бсли это неосуществимо или нецелесообразно, то следует

сни)кать

1пуп{

как мохно бли;<е к его источнику.

Бсе

дизелестроительнь!е

фирмьт

предусматрива}от в

консщук-

ции двигателя

элементь1,

сни)ка|ош{ие !пр{

до

доггустимого

уров-

ня. 3амерьт, проведеннь!е на испь|тательнь|х стенд2ж'

это подтвер-

хдают. Ёо из-за

ревербирации

3вука в ма1пинном

отделении за-

меренные на

судне

уровни

1шума

могут

бьтть

вь|1]]е

на

1_5

дБ'

472

['лава

9колоецческце порамепры

су0овых

0тцзелей

9'5. |!ри

сн],окения

уровней

ш,р{а

вибрации

47з

Рис.

9.12.

@них<ение

!дума

вь|пуокнь|х

газов:

глушитель

абсорбционного (активного)

типа;

снихение

уровня

шума

некоторьлх

случ'ш!х

предельные

значени'{

|шш{а

для

ма!шинного

отделения

могщ

не

удовлетворяться'

если

не принимаются

допол-

нительнь1е

мерьт

по

сни)кени!о

!]1ума.

йногда,

в особенности

на

вь:сокофорсированнь1х

двигателях,

могщ

потребоваться

дополни-

тельнь1е мерь|

по

снихени1о

!пр{а'

чтобьт

удовлетворить

требова-

ни'1 по |пуму

ма|пинном

отделении.

1алолми

мерами

могщ

бь:ть:

}становка

абсорбционного

материа!!а

на

коргус

колпекто-

ра

надцрочного

воздуха.

|1золяция

нарутсной

поверхности

холоди.,1ьника

нап,цувоч-

ного

воздуха.

}становка

дополнительного

абсорбционного

материала

на

|шумоиз'цча|ощих

поверхностях

двигателя.

|[рименение

дополнительного

глу1пителя

1|1у!{а

во3дща

на

входе

в трбокомпреосор

и 1пр{оизол'{ци'т

его

смощовой

1Фь1|]|ки.

-|[иквидация

мостиков'

передающих

вибрацию

от

элемен-

тов конструкции

двигателя

на его

остов

фундаменттгро

раму

ус-

тановкой

виброизоляторов.

|!редельно

допустимь|е

значени'{

уровней

шр{а

опреде.]1яются

или

конкретно

мехду

судовладельшем/судоверфьло

и изготовите-

лем

двигателя'

у!]1у| косвенно'

посредством

ссь1'тки

на национ:шь-

ное или

мехдународное

3аконодательство

по

данному

вопросу.

1(одекс

имо

(1п[егпа(|опа1

йаЁ{|гпе

Фг9ап|за1|оп

йе>т<дуна-

родная

морская

организация)

по

уровням

|пр{а

на

суд:ж

устанав-

ливает

предельно

допустимь1е

значения

ровней

тшрла

(табл.

9.2)

целью

обеспечения

безопасности

условий

труда

на судах

(с

утетом

необходимости

речевого

общения

и слухового

восприя_

тия

сигн€1лизации).

1(одексом

предусматру\ва|от

ся предельные

уровни

|шр{а

на судах,

при соблтодении

которь!х

в течение

24 ч

!{лены

экипа)ка

не бущт

подвер)кень!

действито

1пуша с

эквив'шен_

тнь1м

уровнем

более

дБА'

\аблица

9'2

[!редельнь:е

нормь|

]шума

в судовь|х

помещениях

.(ол:п<ны

надеваться

нау|шники'

когда

уровень

1шр(а превышлает

дБ

(А),

и е'(едневное

пребьтвание

в зоне

1цр{а

не

до.,пкно

превы:патъ

часа

подряд

ттли

8 часов

целом.

Аля

сншп<ения

вредного

воздействия

!шр{а

кодекс

в обязатель-

ном

порядке

рекомендует

применять

соответствуюп{}.1о

у1нд|4ви-

душ1ьную

защиц

и вводить

ошаничения

времени

пребьтвания

1шр{овых

помещениях.

9леньт экип:::ка

не

дол)кнь1

подвергаться

воздействито

1пр{а,

пр0вь1111а}ощего

указаннь1е

на

рис.

9.13

уровни

допустимого

ехедневного

и слутайного

воздействия

1шума.

8 зоне

никго

из членов

экип€п:ка'

том числе

имеющие

у|пные

про-

текторы'

не

до.]'кен

н€жодиться

д:'ке

кратковременно

(максималь-

но

догустимый уровень

120

дБ

А,

при

котором

и вытл]е

которого

не

допускается

воздействие

!пш{а

на человека

из-за его

чрезмер-

ной

вредности).

Б зоне

допускается

только

с-тцнайное

воздей-

ствие

шщ}|а'

при

этом

д]|я

защить|

слуха

дол)кны

использоваться

|А,

а6А

120

110

100

во

70нцн

2 4

8 162+',ч

Рис.

9.13. 3онь:

допустимого

действия

:шума

совместно

у|шнь|е

вк]!ады1ши и

у!пнь|е

протекторь1

(под

слулайньтм

воздействием в кодексе понимается воздействие !пр{а

раз

в неде-

лю и'1и

рехе).

Б зоне ]1!

догцскается

ехедневная

работа

1{,пенов

экип€пка при

условии

применения

у|пнь|х

г[ротекгоров'

при этом

эквив€шентньтй

уровень

|пуп{а |,эк"24:

105

дБА.

Б зоне !/

догцска-

ется

ехедневное

воздействие |шш{а при нали!1ии нау!пников и]\у\

вк:тадьттпей. 8 зоне /индивидуальная

защита не требуется' но ![,|е-

нь1

экип:пка

не

дол)кнь|

н{!ходиться

под воздействием !пр{а с

уров-

нем

дБА

более 8 9, эт<вивалентнь:й

уровень

1пр{а составляет

|,экв

24:

дБА.

3 зоне

!/!

так>ке

доггускается

только слутайное

воздействие

!пш{а.

|!родшпютге.тьность е)кедневного воздействия на человека

шума

и)овнями'

щ)и

которьп(

щебуется

обязательное применение

у|пньп(

протекгоров'

не

до.]пкна

превь||пать

4 н непрерывного во3действия

или 8 ч за 1 сщ.

Аля

соФподения норм кодекса необходимо

знать' что

у1||нь1е

протекгоры обеспечиватот приблизгггельно

следуощее ослаб_

ление звука:

у1||нь|е

вк.,1ады|||и

дБ(А),

нау||]ники

дБ(А),

вк.]|а.фп|п,! и нау!|1ники

дБА.

}}(одексом

предусматривается

обя-

з:!тельное применение предупрехцаюпцо( н4щ|исей

входа в поме-

щение

уровн'{ми

|пр{а'

превь|1ша|опщми

дБ(А).

Бп6рация вь|зь!вает

дополнительное

утомление

экипа)ка и

ухуд!пает

условия

его

обитаемости

(табл.

9.3),

отрицательно влия-

ет на прочность механизмов и коргцс

судна'

рабоц радионавига-

ционной

аппаратурь|. €низить вибрацию мохно повь|||]ением

хе-

сткости корпуса' что приводит к

увеличению

его массь|' а та}оке

умень1пением

возмуща|ощих пульсирующих

с14л от главнь1х и

вспомогательнь!х

двигателей

работатощих

винтов.

||омещенис

9ровень

штриа

не более,

дБ(А)

Рдфчтле

помещенпя

йа:динные

помещс11ия

(постоянное

обс.ттркивание)

йац:инные

поме|цени'!

(непостоянное

обс.тгркивание)

{еттщальный

пост

управ.]1ени'{

Рабочие

мастерские

Ёеуказанные

рабоние

помещения

110

Ёдвпгашдоннне

помещения

Ёавигационный

мостик

и |пти)манские

рФ!с1

ётгр<овые

посты'

в к)м

({исло

н:вига!щонные

мости!с{

и о]с{а

РадиорФки

(с

радиооборудованием

работаюшим,

но не подающим

сигналы)

Радарные

помещения

)(п;ь:е

помещенпя

|(аюты

госпит{шь

1(ают-компании

|(омнаты

отдыха

Фткрытые

комнаты

отдыха

€.тгркебные

помещония

/0нцн/248

474

|лава 9.

9колоат;ческце

парамепры

су0овых

0цзелей

9.5.

||уги снихения

уровней

|цу!(а и

вибрации 475

Ёа

двигател'1х

этого

мохно

добиться

и)авнове|циванием

вра-

щающихся

и возвратно-поступательно

дви)кущихся

масс. |{уль-

сирук)щие

с|4пь1

винтов сниха|отся

увеличением

зазоров мехду

винтом

коргусом судна, изменением ч|1сла

его лопастей,уста-

новкой

направ]1я!ощих насадок

и вь|равниванием по-тпя

скоростей

подходящей к

винту воды.

1аблица

9'3

3авиоимость

условий

обитаемости

от

параметров

вибрацпп,

дБ

11]рд, создаваемьтй выгускнь1ми

газами

дви[ателя

и его вибра-

цией'

не высок

позвол'тет вьцерхивать

щебования

по

предель-

ному

уровн|о

!цр{а

в хиль1х

помещениях

суднаи мостике.

Фднако

воздуплньтй [гш\'

от

двигате;тя

ма|!1инном отделении

некоторь|х

сщчш|х

не отвечает

требованиям ста}щартов' если

не принима1от-

ся

дополнительнь!е

мерь| по

снихени}о

уровня

||лума.

|[оэтому

при

разработке

новых

консщук|]ий

вь:сокофорсированнь1х

двига-

телей проектанты

до.]т;кны

уделять

особое

внимание

внедрени}о

мероприятий,

направленнь1х на снихение возду1]]ного

1пр{а на

всем тракге

его подачи

двигатель.

9.6. 8лияние водного

транспорта на

экологию

окружающеи

оредь|

Бсе

виды

мирового

щанспорта

яв]1'1ются источниками

защяз-

11ену[я окрр!вющей

средт.

.{олевое

участие разли({ньп(

в1.!дов миро-

вого

щанспорта

в зац)язнении

атмосферьт показано

на

рис.

9'14.

Ёаибольтший про:{ент состав]1'{ет морской

мировой

транспорт

7|%, а ес.т!и

у1есть

долю

внущеннего

водного транспорта

2,5/о,

10.7%

Буквлрь:

[1ромьюловыесуда

4'2'/+

рь!боз8воды

3.00/о

Рис.

9.15.

3миссия

водного

транспорта

9.6.

Блиянио

водног0

транспорта

на

экологию

окру:п<ающей

средь:

Авгомобильный

11.7\ь

)(елезно_

дорожньпй

10.9%

Авиационнь:й

о'69ь

Речной

2.506

[рузовозы

2.ву$

}ниверсальные

сухогрузны€

18'$}о

8.0!{

€уда

для

перовозки

сырой

нофи

т&нкера

двигвтали

3.$!{

суда

для

пёр€во3ш

генеральнь!х

грузов

фугие

суда

3.8%

Бремя

действия

вибра:{ии, н

9астота

вибрации,

|ц

Результат

воздействия

2 4 8 [6

з2

102

106

!15

\02

106

113

9з

\02

106

113

|!оявление

уст{шости

1,02

109

105

103

.(искомфорт

101

108

\12

12\

100

108

112

119

108

\\2

119

3ред

для

здоровья

?рубопроводнь:й

&.3?ц

Рио.

9.14.

8лпяние

ра3личных

видов

мирового

транспорта

на

загрязн€ние

окру)как)щей

средь:

то

общая

доля

зафязнений

составит

почти

3/4

от

всех

видов

миро-

вого

транспорта'

[отя

мировой

щанспорт

д/!ительное время

рабо-

тает

акватори'1х,

где

не сконценц)иров1|нь|

места

про)кивания

работь:

л!одей'

он

не

создает

повь|!пенну1о

конценщаци|о

токси-

ческих

веществ

окру)€|ощей

среде.

Фднако

при

з!жоде

в порт

он

является

источником

эколоп.1}{еской

опасности

д]1,я

его

;лсттелей.

|1а

рис.

9.15 показано

влияние

различнь|х

видов

водного

транспорта

на вьцеление

(эмиссито)

защязняюших

атмосферу

ве-

ществ.

}{аибольплая

эмиссия

отмечается

д.гтя

контей"еройоз'"

476 [лава

3колоецческше пара'1епры

су0овьсх

0цзелей

24.8%

477

23,2%,

судов

д]|я

перевозки генер€шьных грузов

24,8% и

универ-

с€шьнь!х нав€!г!очных

|6,5%.

9ксплуатация

судов неизбе:л<но

овязана

с возникновением и

ре|пением

экологических проблем.

(ак

и все

другие

объекты

дея-

тельности

человека'

морские и

речные

суда

яв.}1яются

источником

экологи[[еской

опасности

дт!я

окруя(ающей

среды'

и' следователь-

но' еще на

этапе

их проекгировани'1

до.'пкны

ре1шаться

задачи

пре-

дотвращения

экологически опасной эксгш:уатации судов

Ёедо_

пущения

и!!14 м|4ним|4зац14у1 количеств

вреднь!х веществ' вьтбра_

сь|ваемь]х

окру'(а1оц{у{о среду.

Ретшению

этой задачи способствулот

разработанные российс-

кие,

мехдунаРо[ные

и местнь!е 3аконодательнь1е акть!' которые

ус-

танав'!ива}от

цик'!ь!

испьпаний

двигателей

на токси!{ность

дь1м-

ность' нормы

методь| определен!ш{ и оц)аничену{я

на

эм\4ссию''

гост

з0574-98.

Аизели

судовые, те]ш!овознь|е и

промы1ш_

леннь|е. 14змерение вьтбросов

вРеАных

веществ с

ощаботав|шими

га3ами.

!иклы

испь:таний.

2. гост Р

исо 8|78-7-99..[вигатели

внутреннего сгорания

пор|пневь|е. Бьлбросьт вреднь1х веществ с ощаботав1цими газами.

9асть 7. Фпределение семейства

двигателей.

гост Р исо

8178-8-99.

!витатели

вщщ)еннего сгорани'!.

8ьпбросьт вреднь1х веществ с отработав|пими газами.

9асть

Фп-

ределение

группь1

двигателей.

4. гост Р 5|249-99..[изели судовь|е' тет1ловознь|е и промы!п-

ленные.

Бьтбросьт вреднь|х веществ

с ощаботав|пими

газами. Ёор-

мь| и методы определения.

гост Р 5|520-99.

[изели

судовь1е' тет]:повознь1е и промь!|ш-

леннь|е'

!ьтмность

отработавплих г€шов. Ёормьт и методь|

опреде-

ления.

гост

Р 50761-95.

,{изели

судовые, тетш!овознь!е и промь1|ш-

леннь|е. Фбщие

щебования

безопасности.

7. 17равила 1йФ

<]ехничес:слй

кодекс по

контрол|о

эмиссии

окислов а3ота судовь!ми

ди3ельными двигателями)>.

!иркуляр

з4!мо мвкс.

!Флифорнийские правила

(сАРв);

финские,

немецкие'

ит€шьянские' японские и

др.

нормативь|.

9.7.9сновнь!е

компоненть|

отработавших

га3ов

и их

воздействпе

на

организм

человека

|!ри с:кигании

углеводородных

тотш!ив в

судовых

ди3елях'

на-

ряду

с безвреднь:ми

д'!я

окру)катощей средь!

компонентами оща-

6отавппих

газов

(кислородом,

азотом и водянь!м паром), в атмос-

-45

Ра6оупа

Рис.

9.16. 7ипичнь:й

состав

отработав:лих

газов

судового

|[@А,

работающего

на

режиме

19@%_ной

нагрузки

феру

вьлбрась!ваются

та|ске

экологически

вредные

вещества.

}{а

схеме

рис.

9.16 слева

показань1

химические

вещества'

вводимые

цили}цр с тот1пивом'

во3духом

сма3очным

маслом'

справа

вьтбрасываемые

атмосферу

ре3ультате

осуществ.,1ения

р1боиих

процессов

цилиндрах.

Безвредные

и]!|4

нейтральные

(€Ф')

ве-

щества

сумме

составля}от

99,75%

объема

отработав:пих

Ёазов.

Фстальнь:е

0,25/о (или

2500

частей

на

м\4]!лион

промплле

%о)

вк]!юча}от

в себя

окисль|

азота \Ф''

серьт

5Ф*,

окись

углерода

€Ф,

углеводородьт

€*Р*

частиць1 (сока,

зола).-€одерхсани!

частиц

при}|

{то

и3мерять

миллищамм'ж

на

кубический

метр

газа

нор-

м,ш1ьнь|х

услови'1х

(мг/нмз).

категории

наиболее

опаснь|х

зац)язнителей

относятся

га3о-

образньте

вещества'

образу:ощиеся

в процессе

преобразования

потенци'шьной

энергии

то11лива

энергетической

установке

вьтбрасываемые

вь|пускнь|ми

газами:

окислы

*'''

шо",

образу-

ющиеся

ци.,!индр:|х

дизеля

при

температуре

вы1пе

150Ф€,

когда

азот

становится

химически

активнь!м

газом;

окись

€Ф

двуопс,тсь

углеро{а

€Ф',

об!азулощиеся

результате

сгоран|{'|

то|ш!ива;

сер-

нистый

серньтй

ангидридь!

$Ф,

и 5Ф.,

образующиеся

результа_

те окислен14'я

пр14суству:ощей

в топливе

серы

(элементарной,

меркаптановой

др.);

п!ол}кты

неполного

сгорания

то]!]тива

€Ё*,

агломерация

мелких

частиц

не

полность}о

сгорев[]|его

топ-

лива'

частиць!

не

полность}о

сгорев1цего

масла'

саки

др.

Фкись

углерода,

с:[ка

щлеводородь|

явля|отся

результатом

неполного

сгорания

тот1лива.

связи

с боль:пим

избытком

возду-

ха

отработав|пих

газах

(Ф[)

судовь|х

дизелей

|о( немного

по

срав-

нени|о

их количеством

вьтсокооборотнь|х

автотракторньп(

ди-

зелях

особенно

бензиновьпх

карбюраторных

двигате.]шп. Фднако

некоторь|е

углеводородьт

облада:от

сильными

канцерогенными

"ь

0э- 21

{а-79

8в0цх

7оплц!о

насл0

.А

0с'11

на-75'0

[0з-!'8

н20

-43'

7''

/1/0:-/б00

80д

-000

с0

-60

^/00

цаспцць!

[саха.эола)

-4?5н7/нн'

нс-

,-9

нс-97

€а-2,5

0пра6о-

пЁ0щцв

а{|1'ь|

7сплоупа

478

йава

9колоецческце паромепры су0овых 0цзелей

9.7.Фсновньте

компоненть|

отработав:лих

газов

479

свойствами'

поэтому,

несмотря

на

ма''ую

концентраци|о'

пробле-

;;;;"*"";я

вьтброса

этих

компонентов

актуальна'

1акие

ч'"-

ческие

вещества'

"'[шо",

со,

5ох

др"

пФ[|'Аая

атмосферу

нару||1а1от

ее

естественнй

экологический

6ыгаяс

вследствие

об_

разования

слабьтх

кислот'

табл.

9.4

приведен

диапазон

значений

вьтброса

вреднь1х

ком_

понентовс',рабо"а"1|1имиг€вамидизелей,указаныихпредельно

догцстимые

концентрацу|и

у\

характер

воздействия

на

человека

(данньте

имо).

]аблица

9'4

3начения

вь:бросов

вреднь|х

веществ

отработав1цими

газами

|руп-

па

|[римесь

пдк

[(онце

нт-

рация

примеси

(онцевтраци&%,

воздействио

}{а

человека

Азот

]'{2'

кислород

Ф",

водород

Ё:,

войной

пар

Ё'Ф,

щлекислый

газ

€Ф:

Фкись

рлерода

со

0,0008

0,005-0,5

0,01

хрониноское

отравпение

при

длитель_

ном воздействии;0,05

слабое

ощавление

через

я;

1'0

потеря

сознания

после

нескольких

вздохов

Фкисльт

азота

]'{Ф'

\Ф,

0,00009

пересчете

на

\'Ф,

0,004-0,2

0'0013

ра:}др!)ке}!ие

сли3истьтх

оболочек

носа

глаз;

0,004_0,008

отек

легких

9глеводородные

сооАинения

€*Б,

0,013-

0,047

Раздрахение

слизистых

оболонок,

образование

опухолей

Альдегиды

акролеин'

сн2снсно

(хидкость)'

формальдегид

нсФн

(газ)

0'00001

0,00001

0,001-

0,004

0'0005

труднопереноси-

мо;

0,007

ра3драхенио

дыхательнь1х

путей

глаз

€ая<а

€

0,000038

0,01-0,5*

3ащязнетпте

возшха

воФ|'

уцд]1ение

вцш{!'{ости

1 \

€ернистый

ангилРил

0,000012

0,003-0,05

0'0017

раздра)коние

глаз;

0'004

оц)авление

нерез

3 мин

концентрацу|яукьзаьпа

миллиФаммах

на

литр'

480

|лава

9колоецческце

парамепры

су0овьм

0цзелей

481

.{оля

\Ф' и

5Ф, в отработавших

газах

дизелей

состав]1'1ет бо-

лее 80/о объема

всех вредных выбросов'

поэтому задача

сни)кения

эмиссу[и

этих

компонентов

состаш1яет

основу

проблемьт

создания

экологически чисть|х

судовь|х

дизелей.

€одер>т<ание окислов серь!

в отработав!пих

пв.|х обусловлено наличием

серь|

то11ливе. при

окислении серь! в

камере сгорания

дизеля

образутотся

5Ф, и 5Ф'.

причем преимущественно

5Ф,

(соотно|шение

15:1).

Фбразование

окислов а3ота в

камере сгорания

дизеля

обусловлено н€ш1ичием

больтпих количеств

азота'

кислорода и

вь!сокими температурами в

отдельнь|х

3онах

расслоенного

3аряда.

Фкисление азота начинает-

ся при температуре

вь|!1]е !227'€, а при 2027"с и более

реакция

протекает

достаточно

бьтсщо

(время

реа]о{ии

около

10_2-10_6 с).

Ф:отсь азота

образуется в зон€}х тот1ливного

факела,

где смесь

приблют<ается по

соотаву к стехиометрической'

а лок€ш|ьн€|я тем-

пература мо)кет

достигать

2227'с. А, хотя

максим€ш!ьная темпера-

тура в

дизелях

не

превь1!шает \727"с,

указанное

обстоятельство

обусловливает вь1сокие

значени'1 эмиссии \Ф*. Фкисль|

азота об-

разуются

та]оке из-за н€шичия

а3ота в то11пиве. |(ак

показа_тли ис-

следования' этот

азот значительно более активен

в химических

реак|диях

окислени'1

по сравненило с атмосфернь1м

азотом.

9.8.

Аь:мность

отработавших газов

Фщаботавтпие

га3ы, образулощие

цветной

т:шпейф по вь1ходе из

двигател'|,

вь!носят

атмосферу

некоторое

количество

сакисть|х

других дисперснь!х

частиц, вследствие

чего они

уграчива|от

при-

су!1(у|о

им прозрачность'

св!.1детельствуя о

неудовлетворительнос-

ти протекания

рабоних

процессов.

|олфовато-синевать|е

оттенки

газьт

приобрета|от' когда

содерхат проимущественно

аэрозоли

масла

и то|[пива'

а черную окраску им прида|от частиць|

с:)ки.

9ерньлй

дьтм

свойствен в основном

дизелям'

смесеобразование

которь1х

значительно ху)ке качества

смесеобразовану!я

в карбюра-

торнь|х

двигате.]ш{х.

|олубовато-

су:.н:г1й более присущ

двухтактнь|м

карб:ораторным

двигателям,

работа|ощим

на смеси

бензина с мас-

лом' а та1оке четырехтактнь|м'

когда изли!пне много

проникает

масла в их камерьт

сгорания или т1ри

работе

на

обогащеннь|х

смесях.

Боль:шая

дь|мность

отработав:ших газов недопустима'

как и

повь|1шенное

содер)кание

других

токсичнь!х компонентов.

|1оэто-

му

нормировани|о

дь|мности

и методам ее оценки

в настоящее

врем'1

уделя!от

искп|очительное

внимание. 1(ак правипо'

норми-

руют

дь1мность

дизелей, мтя

которь!х определенная

степень за-

дьтм]1енности

газов яът\яется характернь!м

показателем'

особенно

9.8.

.(ымность

оц;аботавтпих

газов