Въздействие на вибрации и шум, Системи за безопасност и комфорт
Въздействие на вибрациите върху частите на автомобила
Вибрацията води до повреда на частите от умора. Може да възникне на едно място на автомобила, а повредата от вибрации на друго. Особено опасни са резонансите. Ето защо е особено важно да се изследват източниците на вибрации и особеностите на тяхното предаване от различни части на автомобила в различни режими на работа.
Освен това има и други ефекти от вибрациите върху частите на автомобила: разхлабване на неподвижни стави, износване и промяна в дисипативните свойства на чифтосващите се съединения, сблъсъци и увеличаване на пролуките в ставите с пролуки. Вибрационните въздействия, без да причиняват разрушаване на агрегатите, могат да доведат до нарушаване на нормалното им функциониране (нарушаване на контактните връзки в електрическото оборудване, нарушаване на системите за автоматично управление и др.).
Способността на възела да не се срутва при вибрации се нарича сила на вибрациите, а способността да функционира нормално се нарича устойчивост на вибрации. Целта на защитата от вибрации на възлите е да повиши тяхната вибрационна якост и устойчивост на вибрации.
Разрушаването на умора обикновено започва с появата на микропукнатини, които под въздействието на циклично натоварване започват да се увеличават. Кристалната структура на метала е отслабена. След като пукнатината от умора достигне критична дължина, нейната скорост на разпространение рязко се увеличава и настъпва разрушаване от умора. Повърхността на слома е характерна едрозърнеста, кристална.
Издръжливостта на частите по време на разрушаване от умора се определя от броя на циклите на натоварване N преди разрушаването. За черни метали и сплави, кривата на умора в логаритмични координати a - N, където a е напрежението, съответстващо на наклонена права линия с остър преход къмхоризонтален участък след милион цикъла (за цветни метали и сплави - крива с бавно намаляване с увеличаване на N). Един милион цикъла за полуоските на автомобила обикновено отговарят на 3 хиляди километра. Напрежението, съответстващо на 10 милиона цикъла, често се приема като граница на издръжливост, за алуминиеви сплави - 5 * 10 ^ 8 цикъла.
Често материалът е подложен не само на променливи, но и на статични натоварвания. В този случай рискът от повреда от умора се увеличава и в по-голяма степен, колкото по-високи са статичните напрежения.
Въздействие на вибрациите върху водача и пътниците
Вибрациите не винаги имат вредно въздействие върху човека. Умерената вибрация в определена доза подобрява храненето на телесните тъкани, ускорява зарастването на рани, стимулира трудовата дейност, но вибрациите в колата имат вредно въздействие върху човека.
Човек възприема вибрациите с вестибуларния апарат, очите, ставите, мускулите и кожата. Възприемането на вибрациите от човек зависи от честотата: при ниски честоти възприятието е пропорционално на ускоренията, при средни честоти - на скоростите, при високи честоти - на честотите. Колкото по-голяма е амплитудата на вибрациите, толкова по-неприятни са усещанията.
Чувствителността на човек към вибрации до известна степен зависи от позицията на тялото, начина, по който вибрациите въздействат на тялото, психологическите фактори, индивидуалните особености, но най-вече - от честотата. Смята се, че обикновено човек усеща вибрации в честотния диапазон от 10 ^ -1 ... 10 ^ -5 Hz. Вредните ефекти (замаяност, зрително увреждане, нарушение на говора и др.) Обикновено се наблюдават при продължително излагане на вибрации в честотния диапазон от 1 ... 10^2 Hz. Човешкото тяло е най-чувствително към вертикални вибрации в честотния диапазон 4...8 Hz и към хоризонтални вибрации в диапазона 1...2 Hz.
Въздействиевътрешен шум на водача и пътниците
Шумът не винаги е вреден за хората. За нормално съществуване, за да не се смята за изолиран от външния свят, човек се нуждае от шум от 20 ... 30 dB. Но в салона на автомобила нивото на шума при скорост 50 km / h може да бъде 60 ... 70 dB или повече, при 100 km / h - 70 ... 80 dB или повече.
Възприемането на шум от човек зависи от нивото и честотата на шума, както и от промяната му във времето, психологическите и други фактори и индивидуалните характеристики на човека. Повишеният шум е причина за загуба на слуха, преждевременна умора и намалена производителност. Въпреки че човешкото ухо чува звуци в честотния диапазон от 16 ... 20 000 Hz, нечуваемите инфразвуци също имат вредно въздействие върху човешкото тяло. Слабите инфразвуци, действащи върху вътрешното ухо, предизвикват усещане за морска болест. Силните инфразвуци, предизвикващи вибрации на вътрешните органи, могат да ги увредят и дори да доведат до спиране на сърцето.
Нивото на шума на автомобила обикновено се оценява в dBA, като се вземе предвид естеството на субективното възприемане на силата на звука от човек. Когато измервате тази стойност, използвайте шумомер с подходяща верига (корекция A, частично прекъсваща компонентите на спектъра с честоти под 500 Hz).
В някои случаи обаче шумът в автомобил с по-ниско ниво на шум, dB A, се възприема от човек като по-неприятен, отколкото в автомобили с по-високо ниво на шум. Поради това често се използват допълнително други параметри за оценка. Така например се използваиндекс на артикулация AI. Артикулационният индекс характеризира способността да се говори с нормален глас в колата. Експериментално е определено нивото на говора на разстояние 1 м. IA = 100% се приема, ако шумът в колата изобщо не пречиразбиране на речта и IA = 0, ако напълно обхваща говоримия език. За съвременните леки автомобили от средния клас при скорост от 120 km / h индексът на артикулация обикновено е в диапазона от 25 ... 50%. Разликата в нивата на шума в dB или dB A в леките автомобили при скорост от 100 km/h често достига 25…30 dB, което показва висок дял на инфразвука в общия шумов спектър.