Нормативно-правовое регулирование уровня шума и вибрации в автомобилях

Введение

Важнейшим условием разработки и эксплуатации современных автомобилей является необходимость совершенствования их виброакустических характеристик. Автомобиль, будучи сложной технической системой, излучающей шумовые и вибрационные помехи, способен наносить вред экологическому пространству и отрицательно влиять на здоровье населения. Особый вред наносится пассажирам салона и водителю, оказывающимся в эпицентре низкочастотных вибраций. Низкочастотные вибрации способны генерировать звуковые колебания, вызывая не просто дискомфорт, но и головные боли, раздражительность, приводя лиц, находящихся в автомобиле, к стрессам и обострению различных хронических заболеваний.
Не меньший вред представляют автомобили, оснащенные поршневыми двигателями внутреннего сгорания, способными издавать шумы в низкочастотном диапазоне. Указанные обстоятельства вызывают необходимость решения проблемы снижения транспортного шума и вибрации на организм человека. Решение данной проблемы имеет особую актуальность на законодательном уровне путем разработки и принятия особых стандартов, связанных с уровнем шума и вибраций, производимых автотранспортным средством.
Актуальность проблемы нормативно-правового регулирования уровня шума и вибрации в современных автомобилях позволяет на основании полученной информации осуществлять поиск новых возможностей технического конструирования и создания моделей, отвечающих всем требованиям международных стандартов, а также российским ГОСТам.
Решение проблемы нормативно-правового регулирования шума и вибрации в автотранспорте позволяет уменьшить их воздействие на окружающую среду и население, прямым или косвенным образом страдающим от негативного влияния автотранспорта на общее самочувствие и состояние здоровья в целом.
Цель работы – проанализировать основы борьбы с шумом и вибрацией в автомобилях, а также в транспортно-технологических машинах.
Для достижения цели поставлены задачи:
1. Рассмотреть основы нормативно-правового регулирования уровня шума и вибрации в автомобилях,
2. Описать особенности воздействия транспортного шума и вибрации на организм человека и последствия этого влияния.
Работа состоит из введения, двух частей, заключения, в которых анализируется рассматриваемая тема.


1. Нормативно-правовое регулирование уровня шума и вибрации в автомобилях
Вибрационная и акустическая безопасность являются основой требований, связанных с конструированием автомобилей и нормированием уровня шума. Эти условия достижимы благодаря существованию международных стандартов, регулирующих уровень общей и локальной вибрации.
В рассматриваемую группу нормативно-правовых актов включены 34 международных стандартов ИСО (ISO), 6 стандартов европейского уровня, содержащие нормы (EN). Важнейшим документом международного значения, нормы которого действуют и на территории РФ, является Соглашение о принятии согласованных технических правил ООН для колесных транспортных средств, предметов оборудования и частей, которые могут быть установлены и/или использованы на колесных транспортных средствах (с поправками от 14 сентября 2017 года). Данное Соглашение имеет важное значение для сохранения безопасности на дорогах, охраны окружающей среды, рациональному подходу в сбережении энергии, защиты среды обитания человека.
В России действуют ГОСТ Р 55855-2013 «Автомобильные транспортные средства. Методы измерения и оценки общей вибрации», ГОСТ 24346-80 «Вибрация. Термины и определения», а также ГОСТ ИСО 10326-1-2002 «Вибрация. Оценка вибрации сидений транспортных средств по результатам лабораторных испытаний. Часть 1. Общие требования», ГОСТ 33555-2015 «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний». Все перечисленные нормативно-правовые акты выполняют роль национальных стандартов, регулирующих в законодательном порядке требуемый уровень шума и вибрации в автомобилях.
Законодатель определяет, что допустимый уровень шума автомобиля не должен быть выше 5 дБА. Это значение прописано в эксплуатационной документации.
Расчет вибрации и шума автомобиля на основании ГОСТов предусматривает:
- проведения кинематического и динамического анализа частей конструкции,
- расчет упругодемпфирующих характеристик компонентов, способных производить вибрацию,
- в процессе работы над конструкцией автомобиля создания сложных пространственных конструкций, способных подавлять шумы и минимизировать значение вибрации,
- создание ситуации взаимодействия элементов конструкции автомобиля с акустическими объёмами и распространения в них звука.
Для уменьшения шума и значений вибрации в автомобилях следует вести борьбу с ними как в самом источнике возникновения, так и на путях их распространения

.
При этом исследуемые колебательные процессы имеют различный характер. Например, двигатель и трансмиссия провоцируют различные возмущения, которые зависят от конструкции и режимов работы. При соприкосновении с полотном дороги шины производят колебания, носящие случайный характер. Именно эти колебания после передаются различным узлам и частям автомобиля.
На сегодняшний день нет единого стандарта по проведению комплексного виброакустического и прочностного анализа, а также анализа полученных данных.
У каждого производителя автомобилей в арсенале присутствуют собственные методы понижения шума и вибрации, которые являются коммерческой тайной, не подлежащей разглашению. При этом нормы стандартов служат своего рода руководством к действию, на основании показателей которых осуществляются конструкторские расчеты.
В процессе проведения работ, соответствующих нормативным параметрам, в частности, виброакустических и прочностных характеристик автомобилей, производится внутренний и внешний анализ автомобилей.
Внутренний анализ параметров автомобилей подвергает описанию и исследованию шума и уровней вибрации, с которыми сталкиваются пассажиры транспортных средств. Внешний анализ подразумевает исследование шумового фона, производимого автомобильным средством, и его внешнего влияния на окружающую среду и людей.
Согласно нормам ГОСТа, шумы и вибрации автомобиля разделяют на три частотных диапазона в зависимости от способа их передачи и восприятия, а также уровня воздействия на окружающую среду.
Низкочастотные шумы и вибрации производятся деталями и агрегатами (0-150 Гц), среднечастотные производятся деталями, агрегатами и воздухом (150-1000 Гц), высокочастотные, производимые воздухом, имеют значение от 1000 Гц.
Таким образом, регулирование шума и вибрации осуществляется в связи с нормами ГОСТов, но при этом решение задачи по оптимизации параметров конструкции автотранспортных средств производится в зависимости от индивидуальных технических решений, связанных с коммерческими разработками отдельных компаний.
Тем не менее, производитель обязан делать замеры вибраций как минимум в двух местах: на сиденье, расположенном над задним мостом и на сиденье, расположенном ближе всех к двигателю. Отмеченные в ходе тестирования автомобильного средства недостатки, связанные с высоким уровнем вибрации в различных зонах, подлежат устранению.
Из сказанного можно сделать вывод о том, что минимизация уровня шума и вибрации в современных автомобилях способствует не только соответствию параметрам различным ГОСТам, но и, прежде всего, поддержанию авторитета и имиджа самой компании, производящей автомобили, не наносящие масштабного вреда внешней среде и здоровью жителей городов.


2. Воздействие транспортного шума и вибрации на организм человека, последствия
Транспортный шум и вибрация оказывают весьма неблагоприятное воздействие на организм человека. Источники возникновения шума и вибрации подразделяются на несколько групп: первичные (шины, двигатель, трансмиссия, потоки воздуха, обтекающие автомобиль при движении), вторичные (металлические панели кузова, пластмассовые детали интерьера).
Шум от первичных источников попадает в автомобильный салон через неплотности (проемы, технологические отверстия), через систему остекления автомобиля.
Воздушный шум от первичных источников распространяется не только на пассажиров транспортного средства, но и в целом на лиц, оказывающихся в зоне движения автомобиля. К шуму приводят конструкции двигателя, трансмиссии, системы выхлопа и др. Чем старее модель автомобиля, тем большее количества шума она способна производить. То же самое касается и вибрации, источником которой является двигатель автомобиля.
Несмотря на присутствие в автомобиле системы виброизоляции, она не сможет обеспечить полного исчезновения ощущения вибрации. В пространстве салона автомобиля нельзя обеспечить стопроцентный акустический комфорт, желаемый как с точки соблюдения национальных стандартов (ГОСТ 33555-2015), так и с точки зрения сохранения безопасности и здоровья водителя и пассажиров