الملخص
تستخدم الكاتمات للإقلال من الضوضاء الصادرة عن غازات العادم بالمحركات وتصمم بحيث تعمل بكفاءة عند ترددات غازات العادم وبسرعات مختلفة للمحرك الترددي. هذه الورقة تتناول دراسة ديناميكية الضجيج والتحليل الطيفي لكواتم الضجيج الخاص بمحركات السيارات من خلال اجراء تجربتين. تم في الاعداد الاول (التجربة الاولى) قياس ديناميكية الضجيج لكاتم سمعي بتردد معلوم وبموجة سمعية جيبيه حيث جمعت البيانات باستخدام مجمع بيانات متطور National Instrument)) يعمل ببرنامج لاب فيو LabVIEW)). أما في الاعداد الثاني (التجربة الثانية) فكان الكاتم مثبت على محرك سيارة سعة 1500 سم3، حيث تم قياس معدل الاشعال للمحرك من خلال منظومة العادم (EFR) والتي أستخدم فيها نفس التقنية المستخدمة في التجربة الاولى عند سرعات مختلفة للمحرك (1400 الى 3000 لفة في الدقيقة). بينت هذه التجارب مقدار الانخفاض الكبير في مستوى الضجيج على مدى واسع من الترددات كما أوضحت النتائج أنه لا تأثير في انخفاض مستوى الضجيج في نطاق ضيق جدا للتردد واظهرت النتائج حدوت تضخم للضجيج في بعض الترددات التي يجب عدم تشغيل الكاتم عندها. كما تبين ان معدل الاشعال للمحرك بأنبوب العادم متفق تماماً مع التحليل النظري لتردد الاشعال بالمحرك. النتائج العملية في هذه الدارسة تساهم في تطوير النمذجة النظرية لتحسين اداء الكاتمات كما تبين أيضا أهمية الكاتمات في تخفيض الضوضاء بطريقة التحكم السلبي (Passive control).
ABSTRACT
A muffler in the exhaust pipe is used for reducing noise. Due to varying noise frequencies of the exhaust gas flow at different engine speeds, the muffler must be designed to work at best performance in the frequency range of maximum sound level; which is a very difficult task due to the wide range of noise spectrum. Hence, good design of the muffler should give the best noise reduction and offer optimum backpressure for the engine. In this paper, two test rigs are examined to analyze the muffler in terms power spectrum. In the first test rig, the task is to scan the muffler which is acoustically excitedby known frequencies by using signal generator. In the second test rig, measurements of noise power spectrum were carried out using the microphone system for a car engine at different engine speed (1400-3000rpm). A National Instrument DAQ card and LabVIEW software have been utilized for data acquisition, monitoring and analyses. This study makes available very detailed spectra of the muffler, and the method of cross-correlation has also been applied. In the first rig, the results show that there is a great potential for the muffler system to attenuate the noise over a wide range of excited frequencies. Results showed that, the effective reduction of noise was in the wide frequencies range and only a very narrow range was destructive. In the second test rig, the results show that the measured of engine firing rate (EFR) Harmonics are in very agreement with the theoretical analysis and that the pulse repeats at the firing frequency of the engine. Results show that the muffler is very important for a passive control and reduction of noise in internal combustion piston engines applications.
