Støydempende motordeksel: Undersøkelse av støylekkasjer

Abstract

Denne oppgaven tar for seg effektiviteten til et lyddempende motordeksel til bilmotor. Det ble hovedsakelig sett på lekkasjer men også plassering av absorbenter. Forskjellen mellom effektnivå for et system med og uten deksel, var den viktigste parameteren som blir undersøkt. For å løse problemstillingen ble det utført både simuleringer i COMSOL Multiphysics og tatt målinger i lab. COMSOL Mustiphysics bruker elementmetoden til å løse bølgeligningen. Motor med deksel ble emulert med en boks med lokk og høyttaler inni, for å gjøre det enklere å utføre målinger og konstant kilde. Det aktuelle frekvensområdet var mellom 50-1500Hz. Oppgaven baserer seg på resultater fra tidligere simuleringer med lignede problemstillig. På bakgrunn av disse ble det gjort noen forandringer i modellens geometri, og stilt stregere krav til simuleringene. Resultatene fra simuleringene og målingene hadde en del likheter, blant annet resonansfrekvensene, men det viste seg også å være avvik i nivå på 10-20DdB for frekvensene over ca. 300Hz. Det ble forsøkt til å finne årsaken til denne unøyaktigheten ved å gjøre praktiske justeringer på måleoppsettet, som f.eks å bytte ut bunnplaten med en stålplate. Disse forandringene ga likevel lite utslag i resultatene. I forbindelse med feilsøkingen ble det veldig sent i prossesen oppdaget en feil i matlabkoden som beregnet effektnivået ut fra de målte intensitetsnivåene. Korrigeringen av denne førte til nye resultater der nivåforskjellen lenger ikke var et problem. Det ble likevel bestemt å inkludere resultatene fra feilundersøkelsen med stålplatebunn etc. da en slik eksperimentell feilundersøkelse vil være av interesse. I tillegg ble det gjort nye simuleringer med absorbenter plassert på innsiden av lokket. Disse simuleringene ga positive resultater. Resonansfrekvensene ble godt dempet, og forskjellen mellom simulering med og uten lokk ble større. Konklusjonen i oppgaven er at simuleringer i COMSOL stemmer veldig godt med målingene utført i lab. Dette er et gjennombrudd på dette området, fordi det gjør det mulig å stole på simuleringer uten å måtte etterprøve resultatene ved hjelp av målingene. Dette vil være tids- og kostnadsbesparende i forbindelse med designprosessen. Her er det viktig å ta hensyn til Helmholtzresonans, siden den er årsaken til den kraftigste resonansforsterkningen. Dersom Helmholtzresonans og de andre resonanstoppene ikke kan unngås, kan lekkasjene dempes med absorbenter, i den grad det er mulig å bruke slike. Her vil sannsynligvis varmen fra motoren være et problem.