PENGARUH PENGURANGAN KEBISINGAN BERGULIR DAN KEBISINGAN TENAGA PENGGERAK SECARA TERPISAH- Sebuah INVESTIGASI AWAL
Jens Forssén
Akustik Terapan
Chalmers University of Technology
Göteborg, Swedia, Februari 2007
Laporan ini merupakan bagian dari proyek Jalan emisi kebisingan kendaraan - peluang dan hambatan untuk pengurangan secara signifikan didanai oleh Badan Perlindungan Lingkungan Swedia, Naturvårdsverket.
PENGANTAR
Tujuan dari pekerjaan yang dilaporkan di sini tidak untuk menghasilkan akhir, hasil kuantitatif pada efek mengurangi kebisingan bergulir dan kebisingan tenaga penggerak secara terpisah, tetapi untuk menunjukkan bagaimana suatu penyelidikan rinci dapat dibuat.
Hasil berdasarkan pada model Nord2000 Road Untuk menyelidiki efek bergulir secara terpisah mengurangi kebisingan bergulir dan kebisingan tenaga penggerak, sebuah studi parameter dibuat untuk Swedia serta untuk kondisi umum Eropa, berturut-turut Model Nord2000 Road (lih. Jonasson, 2006) dan model yang dikembangkan dalam proyek Harmonoise dan Imagine.
Beberapa hasil yang ditunjukkan di bawah ini untuk perkiraan kondisi Swedia, menampilkan kontribusi terpisah dari kebisingan bergulir (yaitu kebisingan ban / jalan) dan kebisingan tenaga penggerak. Untuk tujuan ini, output dari Nord2000 Road telah digunakan (Jonasson, 2006), mengabaikan efek arah dan perambatan suara. Untuk studi yang lebih akurat, kasus perambatan suara yang berbeda harus diselidiki, karena kebisingan lalu lintas immission (di lokasi penerima) tergantung pada arah dari sumber kebisingan, perambatan suara di atas permukaan jalan dan di atas tanah, hambatan kebisingan, percepatan kecepatan, dll.
Untuk hasil yang ditampilkan di sini, berikut input data yang telah diasumsikan:
- Kondisi kering,jalan datar,lurus
- DAC Dua tahun (beton aspal padat) 0 / 16 permukaan jalan
- Temperatur 20ºC
- Kecepatan konstan mengemudi
- Koreksi untuk jalan Swedia (lihat di bawah).
Masing-masing kategori kendaraan 1,2 dan 3, mobil penumpang , atau kendaraan ringan (≤ 3500 kg),kendaraan sedang berat (3500-12000 kg) dan kendaraan berat (> 12000 kg). Tingkat kebisingan bergulir minus tingkat kebisingan tenaga penggerak, dalam dB, akan ditampilkan dalam Tabel 1 di bawah, untuk 5 kasus dengan kecepatan mengemudi dari 30-110 km / jam.
Tabel 1. Tingkat Penilaian Kebisingan Bergulir Tanpa Tingkat Penilaian Kebisingan Tenaga Penggerak (dB) dari sumber Model Nord2000 Road
Kendaraan berat diasumsikan mempunyai 6 sumbu tunggal (untuk 3 sumbu saja, kebisingan bergulir dikurangi 3 dB). Parameter input lainnya digunakan untuk menunjukkan hasil yang sudah dihitung pada Tabel 2 dibawah ini
Tabel 2. Parameter Input Untuk 5 Kasus Menggunakan Sumber Model Nord2000 Road
Hasil pada Tabel 1 dapat digunakan untuk mendiskusikan sekitar pertanyaan: Dengan asumsi kebisingan ban di jalan dapat dikurangi oleh beberapa jumlah yang diberikan, bagaimana dapat mempengaruhi standar tuntutan pada pengurangan kebisingan tenaga penggerak, untuk mencapai pengurangan untuk kebisingan lalu lintas jalan secara total sebesar 5 dB (atau 10 dB)?
Tabel 3 di bawah ini menunjukkan, sebagai hasil dari model Nord2000 Road, pengurangan kebisingan tenaga penggerak yang diperlukan untuk mencapai pengurangan 5 dB dari gangguan total (bergulir dan kebisingan tenaga penggerak). Hal ini kemudian diasumsikan bahwa pengurangan dari kebisingan bergulir sudah dilakukan, dengan jumlah ΔL, = 0 2, 4, 6, 8 atau 10 dB. Sebagai contoh, cari pada hasil gabungan (kolom paling kanan) untuk pengurangan kebisingan bergulir dari 6 dB (ΔL = 6 dB), seseorang dapat melihat bahwa pengurangan kebisingan tenaga penggerak dibutuhkan adalah sekitar 4 dB untuk 30 km / jam kecepatan mengemudi dan sekitar 2 dB untuk 110 km / jam kecepatan mengemudi. (Hal ini dapat dicatat bahwa '-' berarti tidak ada solusi, dan nilai negatif berarti bahwa kebisingan bergulir diperbolehkan bertambah). Tabel 4 menunjukkan hasil untuk pengurangan 10 dB dari kebisingan total., dengan asumsi pengurangan kebisingan bergulir dengan jumlah ΔL, = 6, 8, 10, 12 atau 14 dB.
Dalam Gambar 1-3, tampilan grafis dari hasil dibuat, untuk tiga kasus 50 km / jam, 70 km / jam dan 90 km / jam Pengurangan kebisingan bergulir yang diasumsikan sudah bisa dalam rentang dari ΔL dB = 0 sampai ΔL = 15 dB (dalam langkah 0,5 dB), dan hasil untuk solusi yang mungkin diplot. Hasilnya ditampilkan hanya untuk mobil penumpang dan kendaraan berat.
Tabel 3. Dibutuhkan pengurangan kebisingan tenaga penggerak (dalam dB) untuk mencapai pengurangan 5 dB dari gangguan total (bergulir dan kebisingan tenaga penggerak), untuk mengurangi kebisingan bergulir sudah dilakukan dengan jumlah ΔL = 0, 2, 4, 6, 8 atau 10 dB.
Tabel 4. Diperlukan Pengurangan Kebisingan Bergulir (dalam dB) untuk Mencapai Pengurangan 10 dB dari total Kebisingan (Bergulir dan Tenaga Penggerak), untuk Kebisingan Bergulir dilakukan dengan jumlah ΔL = 0, 2, 4, 6, 8 atau 10 dB.
Gambar 1. Dibutuhkan pengurangan kebisingan tenaga penggerak untuk mencapai pengurangan 5 atau 10 dB dari gangguan total (bergulir dan kebisingan tenaga penggerak), untuk kasus Swedia 50 km / jam Pada sumbu horizontal adalah kebisingan bergulir pengurangan.
Gambar 3. Dibutuhkan pengurangan kebisingan tenaga penggerak untuk mencapai pengurangan 5 atau 10 dB dari gangguan total (Bergulir dan kebisingan tenaga penggerak), untuk kasus Swedia 90 km / jam. Pada sumbu horizontal adalah kebisingan bergulir pengurangan yang sudah di tempat.
Dari hasil diatas dapat disimpulkan bahwa untuk mengurangi kebisingan bergulir, mencapai pengurangan total minimal 5 dB, yaitu pengurangan tunggal kebisingan tenaga penggerak tidak cukup.
Pemodelan permukaan jalan sesuai dengan Nord2000 Road dan Harmonoise / Imagine model
Nord2000 Road dan Harmonoise / Imagine model dengan set besar permukaan jalan yang berbeda dipertimbangkan (lihat Jonasson, 2006 masing-masing Jonasson et al, 2004.). Sebuah model gabungan digunakan untuk permukaan dengan ukuran chipping maksimum dalam kisaran 8-16 mm, untuk dense asphalt concrete (DAC) dan stone mastic asphalt (SMA):
ΔL = (0,25 dB) (ukuran chipping dalam mm - 11)
Variabel ΔL memberikan peningkatan level, setelah koreksi tambahan -0,3 dB untuk DAC dan +0,3 dB untuk SMA. Pada intinya, koreksi 0,25 dB untuk perubahan ukuran chipping maksimum 1 mm. Koreksi ini hanya berlaku untuk kendaraan ringan dan tidak untuk kendaraan berat. Sebuah koreksi untuk usia perkerasan dibuat sampai 2 tahun dengan menggunakan rumus: - (0.2T2-1.2T 1,6), dimana T adalah waktu yang diukur dalam tahun. (Koreksi -1,6 dB pada T = 0 dan 0 dB pada T = 2) Selain. Ada koreksi suhu, yang menggunakan koefisien tergantung pada jenis permukaan dan suhu udara (+0,1 dB untuk penurunan suhu 1 º C, untuk DAC, untuk SMA +0,06 dB). Selanjutnya, koreksi untuk permukaan basah tersedia.
Untuk beberapa permukaan jalan berpori, koreksi untuk setiap band oktaf ketiga yang tersedia untuk kendaraan ringan dan berat dalam Harmonoise / Imagine model. Untuk permukaan lainnya, kinerja dapat diukur dan dimasukkan ke dalam model. Para kerusakan permukaan yang baru dikatakan berlanjut selama 7 tahun, dan faktor koreksi untuk ΔL: 1 - (0.25T-0.016T2). Model juga memasukkan koreksi untuk ban. Dalam model Nord2000 Road, hasil yang lebih terbaru menunjukkan koreksi yang agak lebih rendah daripada Harmonoise Model. Koreksi bervariasi dengan frekuensi dan kecepatan mengemudi.
Model Nord2000 Road dapat diterapkan untuk jalan di Swedia, Norwegia dan Finlandia, sesuai dengan Tabel 5 di bawah, di mana kebisingan yang dihasilkan meningkat dapat dilihat pada frekuensi yang lebih rendah, untuk tiga negara. (Untuk jalan Denmark tidak ada koreksi.)
Tabel 5. Koreksi diterapkan untuk model ban / jalan di Swedia, Norwegia dan Finlandia. (Frekuensi pada baris pertama, dalam Hz, dan koreksi pada baris kedua, dalam dB.)
Hasil berdasarkan penelitian oleh H. Steven, PA Morgan dan PM Nelson
Atas perintah Badan Lingkungan Jerman (UBA), Heinz Steven telah melakukan sebuah penelitian yang menyelidiki kemungkinan pengurangan lebih lanjut dari kebisingan yang dipancarkan oleh kendaraan yang berada di jalan (Steven, 2003). Dasar dari penelitian pekerjaan terletak pada dikontrol pass-by pengukuran pada permukaan ISO (di Allach, Jerman), di mana sumber-sumber parsial yang diperkirakan, dengan bantuan muffler diterapkan pada asupan udara dan knalpot.
Sebagai bagian dari pekerjaan investigasi dari empat kasus dilakukan, yang mensimulasikan berbagai situasi lalu lintas. (Relevansi dengan kondisi Swedia terbatas, misalnya karena perbedaan dalam komposisi armada dan batas kecepatan mengemudi) Pertama., kasus dengan beton aspal 0 / 11 permukaan jalan diselidiki. Untuk setiap kasus kontribusi parsial dari kebisingan bergulir diplot untuk setiap kelas kendaraan dan untuk kasus gabungan (kontribusi parsial ditunjukkan sebagai proporsi energi). Kelas kendaraan yang berbeda adalah: Penumpang mobil, kendaraan angkut yang ringan (LDV, ≤ 3500 kg) dan kendaraan tugas berat (HDV,> 3500 kg).Keempat kasus tersebut adalah:
- Jalan utama perkotaan, LDV 4%, 2% HDV,
- 50 km / jam jalan dengan lampu lalu lintas, LDV 4%, 6% HDV,
- 100 km / jam (Bundesstrasse), LDV 4%, 8% HDV,
- 120 km / jam (Autobahn), LDV 4,5%, HDV 15%.
Kontribusi parsial kebisingan bergulir ditunjukkan pada Tabel 6 di bawah ini.
Tabel 6. Kontribusi parsial dari kebisingan bergulir untuk empat kasus yang berbeda, dan untuk tiga yang berbeda kendaraan kelas, dari Steven (2003).
Bagian yang tersisa dari kontribusi terhadap kebisingan dikaitkan dengan tenaga penggerak. Dari proporsi energi kontribusi relatif dalam tingkat tekanan suara berbobot dapat dihitung. Tabel 7 menunjukkan tingkat kebisingan bergulir dikurangi tingkat tenaga penggerak kebisingan, dalam dB. Hal ini dapat dicatat bahwa kontribusi dari LDV ke kebisingan gabungan agak kecil, paling sekitar 6%.
Tabel 7. A-tertimbang tingkat kebisingan bergulir A minus-tertimbang tingkat kebisingan tenaga penggerak (dB).
Tabel 8 di bawah ini menunjukkan, sebagai hasil dari data Steven, pengurangan kebisingan tenaga penggerak diperlukan untuk mencapai pengurangan 5 dB dari gangguan total (kebisingan bergulir dan tenaga penggerak). Diasumsikan bahwa pengurangan dari kebisingan bergulir sudah dilakukan, dengan ΔL, = 2, 4, 6, 8 atau 10 dB. Sebagai contoh,lihat pada hasil gabungan (paling kanan kolom) untuk pengurangan kebisingan bergulir dari 6 dB (ΔL = 6 dB), seseorang dapat melihat bahwa yang dibutuhkan pengurangan kebisingan tenaga penggerak di bawah 4 dB untuk jalan lambat dan di bawah 2 dB untuk 100 km / jam Bundesstrasse. (Hal ini dapat dicatat bahwa '-' berarti tidak ada solusi, dan nilai negatif berarti bahwa kebisingan tenaga penggerak diperbolehkan meningkat). Tabel 9 menunjukkan. Hasil untuk pengurangan 10 dB dari kebisingan total, dengan asumsi pengurangan kebisingan bergulir dengan jumlah ΔL, = 6, 8, 10, 12 atau 14 dB.
Pada Gambar 4 dan 5, tampilan grafis dari hasil dibuat, untuk dua kasus 50 km / jam jalan dengan lampu lalu lintas dan 100 km / jam (Bundesstrasse). Pengurangan kebisingan bergulir yang diasumsikan sudah berada dalam rentang dari ΔL dB = 0 sampai ΔL = 15 dB (dalam langkah 0,5 dB), dan hasil untuk solusi yang dapat diplot. Hasilnya hanya ditampilkan untuk mobil penumpang dan kendaraan berat (HDV).
Gambar 4. Dibutuhkan pengurangan kebisingan tenaga penggerak untuk mencapai pengurangan 5 atau 10 dB dari gangguan total (kebisingan bergulir dan tenaga penggerak), untuk kasus Jerman 50 km / jam jalan dengan lampu lalu lintas. Pada horisontal sumbu adalah pengurangan kebisingan bergulir yang sudah dilakukan.
Gambar 5. Dibutuhkan pengurangan kebisingan tenaga penggerak untuk mencapai pengurangan 5 atau 10 dB dari gangguan total (Bergulir dan kebisingan tenaga penggerak), untuk kasus Jerman 100 km / jam (Bundesstrasse). Pada sumbu horizontal pengurangan kebisingan bergulir yang sudah dilakukan.
Kemungkinan untuk mengurangi kebisingan tenaga penggerak
Kemungkinan untuk mengurangi kebisingan tenaga penggerak dibahas oleh Steven (2003) dan Morgan et al. (2003). Untuk mobil, pengurangan 4-5 dB dapat dicapai dengan enkapsulasi dari mesin. Penambahan berat dan biaya 20-30 kg dinilai untuk 1 % dari biaya kendaraan. Terkait dengan beban tambahan umumnya peningkatan ruang yang dibutuhkan. Untuk kendaraan berat, enkapsulasi yang lebih luas dapat diterapkan, dengan hasil reduksi sekitar 3 dB. Penambahan berat dan biaya dinilai untuk masing-masing 150 kg 2500-5000. Solusi lebih lanjut melibatkan enkapsulasi lengkap mesin dan gearbox, atau terpisah enkapsulasi setelah decoupling. (Hasil enkapsulasi lengkap memerlukan pendinginan dengan air untuk gearbox.) Decoupling akustik mesin dan gearbox akan menyebabkan kebutuhan ruang lebih luas. Langkah-langkah tambahan akan melibatkan dari parsial ke redaman lengkap universal joint, mengurangi gearbox dan kebisingan melalui praktek-praktek teknik rekayasa(Morgan et al, 2003.). Mengenai pengurangan asupan dan kebisingan knalpot, tidak menimbulkan masalah akustik; silencer berdinding ganda dan lebih besar dapat digunakan (Steven, 2003).
Untuk kendaraan ringan, 50% kebisingan dari mobil yang digunakan memiliki mesin yang sudah tidak lagi dianggap, dimana dapat disimpulkan bahwa pengurangan lebih lanjut dengan 3 dB mungkin hasil penggantian alam (Morgan et al., 2003). Mengenai manajemen lalu lintas,larangan kendaraan berat dipelajari sebagai salah satu dari banyak kasus yang berbeda (Morgan et al, 2003.). Untuk dua situasi perkotaan dengan batas kecepatan 50 dan 70 km / jam, LDEN berkurang sekitar 1 dB.
Pengurangan lebih besar dapat diharapkan dari pengurangan kecepatan mengemudi. Untuk menghasilkan estimasi kasar, model Nordik dapat digunakan, dimana tingkat emisi yang diberikan oleh rumus sederhana untuk tingkat A-tertimbang (Jonasson & Nielssen, 1996). Level setara untuk kendaraan ringan diberikan untuk kecepatan di atas 40 km / jam, pada jarak 10 m dari jalan dan untuk satu kendaraan per detik, sebagai
LAEq, L = 73,5 + 25log (v/50),
dimana v adalah kecepatan kendaraan (dalam km / jam). Untuk kecepatan di atas 50 km / jam, yang sesuai persamaan untuk kendaraan berat
LAEq, H = 80,5 + 30log (v/50).
Sebagai contoh, kecepatan dikurangi dari 70 ke 50 km / jam ini kemudian diharapkan dapat menghasilkan suatu pengurangan kebisingan sekitar 3,5 dB untuk kendaraan ringan, dan pengurangan lebih besar untuk kendaraan berat. Untuk perkiraan yang lebih akurat, model Jalan Nord200 dapat digunakan.
Efek dari permukaan jalan yang berbeda
Efek dari permukaan jalan yang berbeda diselidiki di samping kasus di atas hasil (Steven, 2003). Pada Tabel 10, hasil empat permukaan jalan dirangkum, dengan beton aspal 0 / 11 sebagai referensi. Nomor tersebut untuk lalu lintas menengah, variasi dengan tingkat arus lalu lintas sangat kecil.
Tabel 10. Perbedaan dalam tingkat A-tertimbang (dB) untuk permukaan jalan yang berbeda, dengan beton aspal 0 / 11 referensi (Steven, 2003). (Nilai positif berarti tingkat kebisingan yang lebih tinggi.)
Kesimpulan
Kontribusi data terpisah untuk lalu lintas dari kebisingan bergulir dan tenaga penggerak dapat digunakan untuk menyelidiki efek dari pengurangan dari dua jenis kebisingan sumber. Di sini, model Nord2000 Road telah digunakan untuk memperkirakan kondisi Swedia, dan tambahan data dari proyek Jerman (Jerman Badan Lingkungan Hidup, UBA) telah diteliti. Kebisingan bergulir paling kuat diperkirakan untuk kondisi Swedia, seperti yang diharapkan karena perbedaan di permukaan jalan yang digunakan. Pada laporan ini, model sumber akhir dari proyek Imagine belum disampaikan. Kepentingan untuk membandingkan hasil yang ditemukan di sini dengan menggunakan model sumber Imagine, tetapi hal ini akan harus menunggu untuk kemudian hari.
Dari hasil memberikan perkiraan pengurangan yang diperlukan kebisingan penggerak, untuk mencapai 5 atau 10 dB dari pengurangan gangguan total (kebisingan rolling dan tenaga penggerak), dengan asumsi bahwa pengurangan kebisingan bergulir sudah dilakukan. Hal ini juga mungkin untuk menggunakan pengurangan kebisingan tenaga penggerak diberikan sebagai titik awal. Hasil untuk kasus yang berbeda ditabulasikan, dan ditampilkan secara grafis.
Dari hasil dapat disimpulkan bahwa ada suatu keharusan untuk mengurangi kebisingan bergulir, untuk mencapai pengurangan total minimal 5 dB, yaitu pengurangan tunggal tenaga penggerak kebisingan tidak cukup. Karena margin yang cukup besar, kesimpulan dapat ditarik
meskipun ini adalah studi pendahuluan.
Selain itu, pengurangan kebisingan bergulir tunggal juga tidak akan cukup untuk mencapai pengurangan total 5 dB atau lebih, jika kita melihat kecepatan mengemudi yang lebih rendah. Secara umum, untuk kendaraan berat, merupakan bagian yang relatif lebih besar dari total kebisingan akibat kebisingan tenaga penggerak, dibandingkan dengan mobil penumpang. Namun, untuk kondisi mengemudi perkotaan, yang meliputi kecepatan mengemudi rendah dan secara signifikan meningkatkan kebisingan tenaga penggerak akibat percepatan,
kebisingan suara tenaga penggerak baik mobil penumpang dan kendaraan berat perlu dipertimbangkan.
Tujuan dari laporan ini adalah tidak menghasilkan akhir, hasil kuantitatif pada efek secara terpisah mengurangi kebisingan bergulir dan kebisingan tenaga penggerak, tetapi untuk menunjukkan bagaimana suatu penyelidikan rinci dapat dibuat. Hasil rinci dapat digunakan untuk menilai kemungkinan dan biaya terkait dengan ukuran yang berbeda.
Untuk studi di masa depan dengan rinci dan akurat, bukan hanya model sumber harus digunakan, namun skenario yang berbeda dan situasi lalu lintas termasuk perambatan suara harus diselidiki. Investigasi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan Harmonoise/Imagine model untuk kondisi rata-rata Eropa, dan model Nord2000 Road untuk kondisi Swedia. Dalam studi lebih lanjut, juga mungkin langkah-langkah pengurangan kebisingan yang telah diteliti oleh Steven (2003) dan Morgan et al. (2003) harus diperbaharui.
